Геометрическая модель Фишера - Википедия - Fishers geometric model

Геометрическая модель Фишера (FGM) является эволюционный модель размеры эффекта и влияние на фитнес спонтанных мутации^[1] предложено Рональд Фишер для объяснения распределения эффектов мутаций, которые могут способствовать адаптивный эволюция.^[2]

Концептуализация

Модель Фишера, которую иногда называют моделью Фишера – Орра, решает проблему адаптации (и, в некоторой степени, сложность ), и продолжает оставаться точкой отсчета в современных исследованиях генетических и эволюционных последствий плейотропия.^[3]

Модель имеет две формы: геометрический формализм и микроскоп аналогия. Микроскоп, у которого есть много ручек для регулировки линз для получения резкого изображения, имеет мало шансов получить оптимально функционирующее изображение при случайном вращении ручек. Шансы получить четкое изображение не так уж и плохи, если количество ручек невелико, но шансы резко уменьшатся, если количество регулируемых параметры (ручки) больше двух или трех. Фишер ввел геометрическую метафору, которая в конечном итоге стала известна как геометрическая модель Фишера.^[3][1]

В своей модели Фишер утверждает, что функционирование микроскопа аналогично приспособленности организма. Характеристики микроскопа зависят от состояния различных ручек, которыми можно манипулировать, в соответствии с расстояниями и ориентацией различных линз, тогда как приспособленность организма зависит от состояния различных линз. фенотипический символ, такой как размер тела и клюв длина и глубина. Повышение приспособленности организма путем случайных изменений в этом случае аналогично попытке улучшить характеристики микроскопа путем случайного изменения положения ручек на микроскопе.

Аналогию между микроскопом и развивающимся организмом можно формализовать, представив фенотип организма в виде точки на многомерное пространство данных, где размеры этого пространства соответствуют черты организма. Чем больше независимых измерений вариабельности фенотипа, тем труднее улучшить его в результате случайных изменений. Если существует много разных способов изменить фенотип, очень маловероятно, что случайное изменение повлияет на правильную комбинацию признаков, чтобы улучшить физическую форму. Фишер отметил, что чем меньше эффект, тем выше вероятность того, что изменение будет полезным. С одной стороны, изменения с бесконечно малым эффектом имеют 50% шанс улучшить физическую форму. Этот аргумент привел к широко распространенной позиции, согласно которой эволюция происходит путем небольших мутаций.

Более того, Орр обнаружил, что как вероятность фиксации полезной мутации, так и улучшение приспособленности, которое обеспечивается фиксацией полезной мутации, снижаются с увеличением сложности организма.^[4] Таким образом, прогнозируемая скорость адаптации быстро снижается с ростом сложности организма - теоретический вывод, известный как «цена сложности».

Рекомендации