Эволюция: могут ли частоты генотипов меняться, но частоты аллелей остаются постоянными?

Рискуя еще больше запутать проблему (уже есть 2 ответа, посвященных разным аспектам !!), я собираюсь сосредоточиться на несколько другом аспекте этого вопроса, который, я думаю, нам нужно зафиксировать, прежде чем его можно будет решить.

В основном, исходя из названия вашего вопроса, было бы полезно узнать, что вы подразумеваете под частотами генотипа и аллеля . Они совершенно разные , и неясно, как вы пытаетесь их использовать. Строго говоря, мы используем аллели, чтобы говорить о генетической изменчивости внутри локуса, а вариации генотипа также означают вариации между локусами (как аллели в локусах распределяются по особям; это иногда также называют «частотой гамет»). Конечно, люди обычно говорят о HWE в контексте только одного локуса, а это значит, что здесь легко запутаться.

Мы можем иметь неравновесные генотипы, а также иметь равновесные частоты аллелей , что является прямым ответом на заголовок вашего вопроса. Тривиальным примером этого является сцепление: когда два локуса расположены очень близко друг к другу на хромосоме, их аллели будут более тесно коррелированы, чем гены на разных хромосомах. Это приводит к явлению с неудачным названием неравновесия по сцеплению (LD), которое ничего не говорит об эволюции или HWE, а скорее о неравновесном смешении аллелей в генотипы.

Для контекста довольно часто применяются тесты HWE по локусу в геномике в качестве своего рода контроля качества или этапа предварительной обработки. Также принято измерять LD для соответствующих пар локусов, но между этими показателями нет большой биологической связи (даже несмотря на то, что LD можно рассматривать как расширение Харди-Вайнберга для многолокусного случая , историческую перспективу см. здесь ). . В любом реалистичном случае глобальное равновесие сцепления в геноме очень маловероятно, тогда как HWE для большинства локусов весьма вероятно .

В качестве мысленного эксперимента представьте, что возникает (нейтральная) инверсия, а затем она начинает разделяться. Все аллели остаются в HWE, но внезапно возникает новое LD (генотипическое неравновесие), которого раньше не было.

Учитывая все это, я не вижу причин, по которым эволюция не могла бы происходить на уровне полных генотипов даже в том случае, если HWE поддерживается статистически. Это может быть достигнуто путем эволюции, например, эпистаза признаков , я уверен, что есть и другие примеры, которые дали бы очевидный HWE, в то время как эволюция признаков технически все еще продолжается.

Я думаю, было бы справедливо сказать, что моногенная эволюция не происходит с очевидным HWE, я не думаю, что вы можете сказать то же самое о полигенной эволюции.

В заключение я просто скажу, что имею в виду конкретно статистический феномен HWE, а не сами предположения (что было бы тавтологией; «может ли произойти эволюция, если вы предполагаете, что эволюции нет?», как отмечают комментаторы). В конце концов, вы можете нарушить большинство допущений HWE и все равно получить частоты аллелей, похожие на HWE :

Хотя статистическое отклонение от ожиданий Харди-Вайнберга обычно указывает на нарушение предположений теоремы, обратное не обязательно верно. Некоторые формы естественного отбора (например, уравновешивающий отбор, который поддерживает множественные аллели в популяции) могут генерировать генотипические частотные распределения, соответствующие ожиданиям Харди-Вайнберга. Также может быть верно, что миграция или мутация происходят, но с такой низкой скоростью, что их невозможно обнаружить с помощью доступных статистических методов. И, конечно же, все реальные популяции конечны и, следовательно, подвержены по крайней мере некоторой эволюции посредством генетического дрейфа.

Откуда вы взяли, что популяции не эволюционируют?

Популяция может находиться в HWE по определенному признаку, если по этому признаку нет отбора, но это не означает, что по любому признаку не происходит отбора или дрейфа!

Позвольте мне сосредоточиться на необходимой и достаточной части: такой язык подходит для математики, но не имеет большого значения в эволюционно-статистическом контексте. Вместо этого мы говорим об отклонении нулевой гипотезы , что не означает принятия альтернативной гипотезы. Точно так же неспособность отвергнуть нулевую гипотезу не означает, что эта гипотеза верна.

Харди-Вайнберг — нулевая модель эволюции с дюжиной допущений. Это не модель «отсутствия эволюции», а скорее модель того, как эволюция происходит все время (но это похоже на «отсутствие эволюции» в том смысле, что происходит не так много интересного). Отказ от этой нулевой модели/гипотезы означает, что некоторые из ее предположений нарушаются. Однако, если частоты генотипов действительно удовлетворяют HWE, это не означает автоматически, что предположения этой модели выполняются.