Simulace dějů predikovaných teorií zamrzlé plasticity

Abstract

The question of the tempo of evolution is amongst the oldest conundrums in evolutionary biology and has not been satisfactorily answered yet. One of the attempts to do so is the frozen plasticity theory, which postulates that a sexually reproducing species is only capable of evolution within short periods of time after its genetic polymorphism decreases e.g. as a consequence of peripatric speciation. In the longer periods of evolutionary stasis, its evolution is limited by frequency- dependent selection and pleiotropy. In this work, I have produced an open source software simulating the respon- ses of populations of sexually reproducing individuals to varying environmental conditions. Using this software, I simulated evolution of populations with different probabilities of arising of alelles affecting more phenotypic traits and frequency- dependent selected alleles that have opposing phenotypic effects when present at the locus in one copy, respectively two copies. I observed trends predicted by the theory of frozen plasticity: slower adap- tation to instant environmental changes, lower achieved fitness and more frequent extinctions of populations with higher portions of investigated types of alleles, but only with low effect sizes and without statistical significance. For future research, it would be desirable...

Otázka tempa evoluce patří k nejstarším v evoluční biologii a dosud nebyla uspokojivě vyřešena. Jedním z pokusů je teorie zamrzlé plasticity, podle které je pohlavně se rozmnožující druh schopný vývoje jen v krátkých obdobích, kdy dojde k poklesu genetického polymorĄsmu například při peripatrické speciaci. V delších obdobích evoluční stáze je vývoj druhu omezen frekvenčně závislou selekcí a pleiotropií. V rámci této práce byl vyvinut volně dostupný program simulující chování po- pulací pohlavně se rozmnožujících jedinců v proměnných podmínkách prostředí. V tomto programu byly simulovány vývoje populací s různou pravděpodobností vzniku alel působících na více složek fenotypu a s různou pravděpodobností vzniku frekvenčně selektovaných alel, které působí na fenotyp v opačném směru, pokud jsou v lokusu jednou nebo dvakrát. Byly pozorovány trendy předpovězené teorií zamrzlé plasticity Ű pomalejší přizpůsobení skokovým změnám prostředí, menší dosažené Ątness a častější vy- mírání populací s většími podíly zkoumaných druhů alel, ale pouze s velmi malou silou efektu a bez statistické významnosti. Pro budoucí výzkum je vhodné rozšířit prostor zkoumaných parametrů a zejména se zaměřit na větší populace, u kterých je účinnější působení selekce.