均衡選択とは、
均衡選択とは、異なる対立遺伝子(遺伝子の異なるバージョン)が、遺伝子の突然変異以上の頻度で集団の遺伝子プールに保持される選択過程のこと。
これは通常、ある遺伝子のヘテロ接合体がホモ接合体よりも相対的に高い体力を持っている場合に起こります。このようにして、遺伝子多型は保存されます。
バランス型選択の証拠は、突然変異率頻度以上に維持されている集団内の対立遺伝子の数に見ることができる。現代のすべての研究は、このような重要な遺伝的変異が汎世界的な集団に共通していることを示しています。ダーウィンやウォレスなどが経験したように、自然界の集団は非常に多様性に富んでいます。単一種の博物館のコレクションからも同じことが言えます。
多形性を維持するためにバランス選択が働く方法はいくつかある。最も研究されている2つの主要な方法は、ヘテロ接合体の優位性と頻度依存性選択である。
バランシングセレクションのメカニズム
ヘテロ接合体の優位性
ヘテロ接合体の優位性(ヘテロ的均衡選択)では、特定の遺伝子座でヘテロ接合体である個体は、ホモ接合体である個体よりも高い体力を持つ。このようなメカニズムで維持される多型がバランス型多型である。
鎌状赤血球貧血は、赤血球に異常をきたす遺伝性疾患である。鎌状赤血球貧血は、ヘモグロビン遺伝子(HgbS)の変異体を両親から受け継ぐことで発症する。このような人は、赤血球中のヘモグロビンが酸素不足に極めて敏感に反応するため、寿命が短くなってしまう。
片方の親から鎌状赤血球の遺伝子を、もう片方の親から正常なヘモグロビン遺伝子(HgbA)を受け継いだ人は、通常の寿命を持っています。ヘテロ接合体は、毎年多くの人を死に至らしめている寄生虫マラリアに対して耐性を持っています。ヘテロ接合体の頻度が高く保たれているのは、ホモ接合体の両方に対して激しい選択が行われているからである。
ヘテロ接合体は、マラリアが存在する場所では永久的に有利(高い適合性)である。
周波数依存の選択
頻度依存選択とは、ある表現型の適合性がその頻度に依存する場合に起こる。
正の頻度依存型選択では、表現型の適合性は、それがより一般的になるにつれて増加する。負の周波数依存性選択では、表現型の適性は、それが一般的でなくなるにつれて増加する。例えば、獲物の入れ替えでは、捕食者が頻度の高い形態に集中するため、希少な形態の獲物の方がフィットする。
フィットネスは時間と空間で変化する
遺伝子型の適合性は、幼虫と成虫の間で、あるいは生息域の一部で大きく異なる場合があります。
異なるレベルでの選択行為
ある遺伝子型の適合性は、集団内の他の遺伝子型の適合性に依存することがあります。これは、(生存と繁殖の観点から)最善の行動が、その時に集団の他のメンバーが何をしているかに依存する、多くの自然な状況をカバーしています。
鎌状の赤血球。このヘテロ接合体の非致死的な状態は、アフリカやインドのヒトでは、マラリア原虫に対する抵抗性のため、バランスのとれた選択によって維持されている。
質問と回答
Q: バランシング・セレクションとは何ですか?
A:バランス選択とは、ある集団の遺伝子プールにおいて、異なる対立遺伝子が遺伝子変異の頻度よりも高い頻度で維持されるプロセスのことです。
Q: バランシング・セレクションはなぜ起こるのでしょうか?
A:ある遺伝子のヘテロ接合体がホモ接合体よりも相対的なフィットネスが高い場合に、バランス選択が起こります。
Q:遺伝子多型とは何ですか?
A: 遺伝的多型とは、ある集団の中で、異なる対立遺伝子など、異なる形の特性が存在することを指します。
Q: バランシング・セレクションの証拠はどのようにして見つけることができますか?
A: バランシング・セレクションの証拠は、突然変異率頻度以上に維持されている集団の対立遺伝子の数で見つけることができます。
Q:汎発的な集団では遺伝的変異が多いのでしょうか?
A: はい、現代のすべての研究は、汎発的な集団では、有意な遺伝的変異が一般的であることを示しています。
Q:自然集団について、ダーウィンやウォーレスはどのような経験をしているのか?
A:ダーウィン、ウォレス、その他の研究者は、野生の自然集団が非常に多様であることを観察しています。
Q: 多型を維持するためにバランス選択が働く2つの主要な方法は何ですか?
A: 多型を維持するためにバランス選択が働く2つの主要な方法は、ヘテロ接合体優位と頻度依存選択です。