Statisticile au fost elaborate impreuna cu viziunea neo-darwiniana asupra evolutiei de Fisher [1]. In anii 1920, statisticile reprezentau o noua abordare puternica pentru a descrie modul in care genomurile parintesti se combina pentru a deveni cele ale descendentilor (mostenirea mendeliana). In abordarea pe care a folosit-o, fiecare descendenta este tratata ca un exemplu al tuturor combinatiilor posibile de parinti. Cu toate acestea, aceasta este o aproximare a carei semnificatie nu este inca pe larg inteleasa.

Pentru a face discutia mai usor de urmarit, vom folosi „analogia vaslasilor” Dawkins introdusa in cartea sa The Selfish Gene [2], pentru a explica atat aproximarea statistica, cat si defalcarea acesteia.

In analogia vaslasilor, ne gandim la curse intre echipe de vaslati in barci.

Array

Un vaslitor este analog cu o gena, iar o barca este similara cu un organism. Exista o „piscina de vaslas”, cu vaslasi care sunt asezati in barci, toate barcile avand acelasi numar de vaslasi. Barcile alearga reciproc, iar castigatorii sunt plasati inapoi in bazinul de vasle pentru a concura din nou. Pentru a compensa vaslasii care au pierdut, astfel incat sa avem intotdeauna acelasi numar de ei, vaslasii „reproduc”, adica numarul de vaslasi de succes sunt crescuti in numar, pastrand aceleasi calitati.

Un exemplu pe care Dawkins il descrie este o competitie intre vaslasii vorbitori de limba engleza si germana.

Array

Limbile afecteaza cursa, deoarece barcile intr-o limba au un avantaj – vaslasii se pot intelege reciproc – si castiga. Ce se va intampla in timp cu piscina cu vasle? Daca exista mai multi vasloare vorbitoare de limba engleza, exista o probabilitate mai mare ca o barca sa aiba toti vaslitorii englezi. In plus, vaslasii vorbitori de limba germana vor avea tendinta de a avea parteneri de limba engleza. Aceasta inseamna ca vaslasii vorbitori de limba engleza vor castiga cursa mai des decat vaslasii care vorbesc limba germana. In timp, numarul remistilor vorbitori de limba engleza va creste, iar numarul remistilor vorbitori de limba germana se va micsora.

Array

In cele din urma, va exista o piscina de vaslitori in limba engleza. Alternativ, daca incepem cu o piscina de vaslasi care are mai multi vaslitori de limba germana, de-a lungul timpului, numarul de vaslasi vorbitori de limba germana va creste si vom ajunge la un bazin de vaslasi de limba germana. In ambele cazuri, ne putem gandi la aceasta ca la o competitie intre vaslasi, un tip de vaslitor castigand in timp celalalt tip.

Argumentul lui Dawkins pare rezonabil, dar o presupunere ascunsa are consecinte surprinzator de indelungate [3-8]. Presupunerea este ascunsa in modul in care vaslasii sunt plasati si scosi din piscina de vasle.

El a presupus ca acest lucru se va face la intamplare. Ce se intampla daca nu facem asta? Luati in considerare, de exemplu, ce s-ar intampla daca avem o piscina de vaslati ca linie de vaslasi. Scoatem vaslitorii din partea din fata a liniei si ii punem in barci, apoi asezam vaslitorii care castiga inapoi in bazinul de vasle din spatele liniei. Dinamica ar fi foarte diferita.

Intr-un anumit loc de-a lungul liniei de vaslasi, vaslasii vor tinde sa devina de acelasi tip, vorbitori de engleza sau germana. Cu toate acestea, tipul care se gaseste poate fi diferit intr-o parte a liniei bazinului de vasle decat in ​​alta. Limitele dintre patch-uri se pot misca din cand in cand. Cu toate acestea, existenta patch-urilor face procesul destul de diferit de piscina de vaslit mixta.

Un mod in care acest proces este diferit este acela ca atat vorbitorii de limba engleza, cat si cei germani persista pentru o perioada foarte lunga de timp. S-ar putea intampla ca una sau alta dintre ele sa dispara in cele din urma, dar va dura mult mai multe generatii pentru ca acest lucru sa se intample daca avem o linie ca piscina de vasle decat daca le amestecam de fiecare data. Interesant este ca acesta ar putea fi si motivul pentru care exista persoane care vorbesc limba engleza si germana. Daca toata lumea ar fi amestecata frecvent in lume, atunci ar avea sens sa ai o singura limba, dar daca oamenii care vorbesc limba germana locuiesc intr-o parte a lumii si oamenii care vorbesc engleza locuiesc intr-o alta parte a lumii, este posibil sa aiba mai multe limbi, unde unele zone vorbesc engleza si altele vorbesc limba germana. Este logic ca astazi, cand oamenii se misca mai mult decat in ​​trecut,

Diferenta dintre a lua vaslasii la intamplare si nu la intamplare poate fi inteleasa in termeni de distributie a probabilitatii vaslasilor in barci. Luarea lor la intamplare inseamna ca probabilitatea unui anumit vaslitor este data de probabilitatea tipului de vaslitor in bazinul de vasle, independent de alte tipuri de vaslitoare din acea barca sau alte barci. Aceasta este exact aproximarea campului mediu (mediu), ceea ce este gresit pentru grupul de vasle liniar. Cand le luam dintr-o anumita parte a liniei de canotaj, probabilitatea unui tip de canotaj nu este independenta de tipul canotajului anterior si ulterior care sunt alesi de-a lungul liniei, deoarece toti provin din aceeasi parte a bazinului canotierului care este mult mai probabil sa aiba acelasi tip de canotaj decat piscina de canotaj in ansamblu.

Analogia biologica a bazinului de vasle liniar este imperecherea organismelor apropiate una de alta din punct de vedere geografic (sau alternativ imperecherea in functie de trasaturile care determina unele organisme sa fie mai susceptibile de a se imperechea cu altele de tipuri similare, imperecherea asortativa). Este suficient ca animalele sau plantele sa se reproduca aproape de locul in care s-au nascut pentru a schimba dramatic concluziile teoriei neodarwiniene. Aceasta schimbare este surprinzatoare pentru multi care nu sunt familiarizati cu diferenta dintre comportamentele de camp mediu si de comportament non-mediu.

Multumiri: Cu multumiri Annei Ruozhu Sun pentru asistenta cu cifrele.

Referinte:

  1. RA Fisher, The Genetical Theory of Natural Selection (Clarendon Press, Oxford, 1930).
  2. R. Dawkins, Genul egoist, editia a II-a. (Oxford University Press, 1989) p. 86
  3. Y. Bar-Yam, Formalizarea viziunii centrate pe gene asupra evolutiei. Adv Complex Syst 2, 277-281 (1999).
  4. Sayama, H .; Kaufman, L .; Bar-Yam, Y. Simetria de rupere si grosiere in procesele evolutive distribuite spatial, inclusiv reproducerea sexuala si selectia perturbatoare. Phys Rev E 62, 7065-7069 (2000).
  5. E. Rauch, H. Sayama, Y. Bar-Yam, Relatia dintre masurile de fitness si scara de timp in evolutie. Phys Rev Lett 88, 228101 (2002).
  6. Werfel, JK; Bar-Yam, Y. Evolutia restrictiei reproductive prin comunicarea sociala. PNAS 101, 11019-11024 (2004).
  7. Stacey, BC; Gros, A .; Bar-Yam, Y. Dincolo de campul mediu in ecologie spatiala patogen gazda arXiv 1110.3845 [nlin.CG] (2012)
  8. Y. Bar-Yam, Making Things Work (NECSI Knowledge Press, Cambridge, 2004).

ARTICOLE SIMILAREDE LA ACELAȘI AUTOR