Pokud jste měli čelil džungle z Čínské provincie Fujian na počátku 20. století, různé účty, že jste mohli být svědky úžasně nečekané zvíře: modrý tygr. Tito tygři byli popisováni jako “ úžasně krásní „s těly“ hlubokým odstínem maltštiny, mění se na téměř tmavě modré na spodních částech.“Jako pozdní 1950, lovci hlášeny špinění své modré vlasy vedle tradiční oranžové srsti jiných Jihu Číny tygři na cestách.

pak modré tygry zmizely. Poslední hlášená pozorování bylo v roce 1953, a modrá tygři byli brzy legendy, s ne tak moc jako konzervované skrýt, aby dokázali, že vůbec existoval.

je lákavé si myslet, že modrost koček byla spojena s nějakou vadou, která jim znemožnila konkurovat jejich jasně oranžovým příbuzným. Ale je pravděpodobnější, že jejich bizarní kabáty neměly nic společného s jejich vyhynutím; byla to prostě smůla, že barva vznikla v malé populaci, která se stále zmenšovala.

Tento druh šanci evoluce je v kompetenci neutrální teorie, historicky kontroverzní myšlenku, že „přežití nejsilnějších“ není jediný, nebo dokonce nejvíce obyčejný způsob, jak to změnit druhů, rozdělení nebo zmizí. Jednoduché, jak zní návrh, jeho důsledky pro genetiku, evoluce, ekologie a dokonce i disciplíny mimo biologii byly zametací.

ne tak neutrální teorie

náhodný vzestup nebo pokles genových variant v populaci je znám jako genetický drift. Dnes je přijímán jako klíčový hnací motor evoluce a rozmanitosti, ale nebylo tomu tak vždy. Až do 1960, biologové obecně připisuje všechny variace selektivní síly: Škodlivé vlastnosti brání jedince reprodukce, zajistit, že v průběhu času, rysy zmizí (negativní nebo čištění výběr). Naopak, užitečné vlastnosti posílily počet potomků, které jedinec měl, a zvýšily jejich vlastní prevalenci (pozitivní výběr) – to vše podle principu přirozeného výběru Charlese Darwina a Alfreda Russela Wallace.

pak sekvenační studie na proteinech odhalily mnohem více genetických variací v populacích, než se očekávalo. Myšlenka, že selekce působí na všechny tyto geny najednou, zvažuje jejich účinky a vybírá, které z nich by měly zůstat nebo jít, neseděla s některými vědci.

v roce 1968 navrhl renomovaný genetik Motoo Kimura alternativní vysvětlení, nyní nazývané neutrální teorie. Kimura předpokládal, že většina variací mezi organismy není ani výhodná, ani nevýhodná. V důsledku toho většina odrůdy, kterou vidíme, není produktem skryté ruky výběru, ale spíše štěstí. „Vše, co potřebujete, je nějaký vstup variace, a náhodné síly se postará o zbytek,“ řekl Armand Leroi, evoluční biolog z Imperial College v Londýně.

Kimurova neutrální teorie molekulární evoluce vyvolala debatu, protože se zdálo, že oslabuje vliv výběru. Genomická revoluce konce 20. století a rozšířené sekvenování DNA však potvrdily, že Kimura měl pravdu; výměna jednoho písmene za druhé v genovém kódu má obvykle malý účinek.

od té doby je neutrální teorie výchozím předpokladem (nebo nulovou hypotézou) v genetice. „Pokud chcete ukázat, že daná varianta v sekvenci DNA je ve výběru, musíte nejprve skutečně ukázat, že ji nelze vysvětlit jen neutralitou,“ řekl Leroi.

(Populace), na Velikosti Záleží,

Někteří i nadále bojovat proti myšlence, že neutrální síly řídit diverzity na molekulární úrovni, ale Parul Johri, populační genetik na Arizona State University, do značné míry křídy, že až na nepochopení její role v evoluci. „Kimura nikdy neřekla, že všechno je neutrální,“ řekla. Důležité je, jak moc neutrální síly formovaly biodiverzitu. A to do značné míry závisí na velikosti skupiny, na kterou se díváte.

Představte si populaci 10 ptáků: jeden červený, jeden zelený a zbytek hnědý. Tyto barvy nejsou škodlivé nebo užitečné, takže všichni ptáci mají stejnou šanci na reprodukci. Pak tornádo zabije šest hnědých ptáků, čistě náhodou. Nyní je polovina populace hnědá, čtvrtina červená a čtvrtina zelená. Náhodná událost způsobila zásadní posun v rozmanitosti. To je genetický posun.

kdyby bylo 98 hnědých ptáků a stejných osamělých červených a zelených, katastrofa by na tom tolik nezáleželo. I když tornádo stále zabila 60% populace, všechny z nich hnědá, 38 hnědé ptáky by to spolu s ty barevné, což v populaci, která je stále 95% hnědé. „Čím menší je velikost populace, tím větší je drift,“ řekl Johri.

součástí přitažlivosti neutrální teorie je, že je matematicky přímočará. „Hodně teorie bylo snadné,“ vysvětlil Johri, protože v podstatě “ je to všechno jen pravděpodobnost.“To umožnilo genetikům poprvé ohlédnout se do historie: Za předpokladu, že genetické změny byly neutrální, vědci mohli vypočítat velikost populace v minulosti nebo určit věk posledního společného předka skupiny.

Aby však byly takové závěry přesné, musí vědci kombinovat neutrální teorii s účinky výběru. To byl problém, protože pozdní 1970, Johri poznamenal, protože počítat se opravdu nezměnila, protože příval práce po Kimura je návrh, i přes nadbytek nových údajů. „Matematický rámec — musí se neustále vyvíjet,“ řekla.

to je přesně to, co se ona a její kolegové v květnu zaměřili na práci v genetice. Navrhli nový statistický rámec, který zahrnoval jak neutrální teorii, tak očistný výběr, čímž matematiku přiblížil odpovídající realitě.

vidět neutrální Les pro stromy

zatímco neutrální teorie byla většinou přijata v populační genetice, nadále vyvolává kontroverze v jiných oblastech-zejména ekologii. V tradiční ekologii, druhy jsou považovány za zabírající jedinečné výklenky, kde mohou prosperovat lépe než jakýkoli jiný druh; čím více výklenků je, tím více druhů může být. „Matematicky je to přesně stejný argument, jaký používali populační genetici“ o genových variantách, řekl Leroi.

takže Stephen Hubbell z Kalifornské univerzity v Los Angeles přizpůsobil Kimurův rámec ekologii. V Hubbell 2001 kniha, Jednotná Neutrální Teorie Biodiverzity a Biogeografie, on argumentoval, že mnoho druhů lze obsadit dané místo a zda mají je nakonec řízen šanci. Celé ekosystémy se vyvíjejí náhodným „ekologickým driftem“, stejně jako genetický drift ovlivňoval frekvenci znaků.

to může znít nedarwinovsky — a mnozí biologové to považují za provokativní. Ale neutrální teoretici zastávají názor, že, aby individuální organismus, druhy, jeho konkurentů nezáleží: robin soutěží s jinými robins pro červy, stejně jako to dělá s kosi, a každý strom v lese vies s odpočinout na sluneční světlo. Výsledkem je, že náhodné události mohou rozhodovat o tom, které druhy přetrvávají.

Ve studiích, neutrální teorie má obecně velmi úspěšná v předpovídání složení ekosystémů, ale mnoho ekologů i nadále najít užitečné, jako nulovou hypotézu pro ostření jejich analýzy výklenku založené na rozmanitosti modelů. A mnozí považují tuto myšlenku za jeden konec spektra, protože selektivní i neutrální síly jsou vždy v práci.

z genů na dětská jména

šíření neutrální teorie se nezastavilo u ekologie. To se používá k vysvětlit rozmanitost ve všem, od cryptocurrencies, aby se dítě jména, podle Leroi, protože je to „velmi elegantní“ rámec pro pochopení toho, jak mohou změny vzestupu a pádu i při absenci funkční rozdíly mezi nimi.

ale neutrální síly také někdy získají více kreditu, než si zaslouží. V Květnu papíru v Přírodě, Lidském Chování, Leroi a jeho kolegy popsal, co se nazývá „neutrální syndrom“: tendence k odmítnutí selektivní síly jako vysvětlení prostě proto, že vzor na změnu by mohl být vysvětlen neutrality. Skutečně říct, jak důležité neutrální síly, lepší testy pro odlišení jejich účinky z výběru jsou potřebné, výzkumníci tvrdil. „Můj vnitřní pocit je, že když budeme mít takové testy, zjistíme pro kulturu a určitě pro stromy v Amazonii, že ve skutečnosti neutrální síly nejsou tak důležité,“ řekl Leroi.

na přehlídce neutrálních teorií ale rozhodně neprší. „I když jsem si stěžoval, že se to chtě nechtě rozšiřuje o další věci, je to také dobrá věc,“ uznal, protože by to mohlo generovat nové poznatky v oblastech, jako je ekonomie.

ať si to rádi připouštíme nebo ne, náhodné síly vždy jemně ovlivňují svět. Neutrální teorie poskytuje rámec pro známost a měřitelnost těchto sil. Leroi věří, že by měl i nadále rozšiřovat svůj vliv“, dokud se nestane nedílnou součástí vysvětlování rozmanitosti kdekoli ji vidíme na světě, ať už v supermarketu nebo v tropickém deštném pralese.“

tento článek byl přetištěn na TheAtlantic.com.