Dacă ați fi înfruntat junglele provinciei Fujian din China la începutul secolului 20, diverse relatări spun că ați fi putut asista la un animal uimitor de neașteptat: un tigru albastru. Acești tigri au fost descriși ca fiind” minunat de frumoși”, cu corpuri ” o nuanță profundă de Malteză, schimbându-se în albastru aproape profund pe părțile inferioare.”Încă din anii 1950, vânătorii au raportat că și-au văzut părul albastru alături de blana tradițională portocalie a altor tigri din China de Sud pe trasee.

apoi tigrii albastri au dispărut. Ultima reperare raportată a fost în 1953, iar tigrii albastri au fost în curând chestii de legende, cu nu atât de mult ca o piele conservată pentru a dovedi că au existat vreodată.

este tentant să credem că albastrul pisicilor a fost legat de un defect care le-a lăsat incapabile să concureze cu rudele lor portocalii strălucitoare. Dar este mai probabil ca hainele lor bizare să nu aibă nimic de-a face cu dispariția lor; a fost pur și simplu ghinion că culoarea a apărut într-o populație mică care a continuat să se micșoreze.

acest tip de evoluție întâmplătoare este de competența teoriei neutre, ideea controversată din punct de vedere istoric că „supraviețuirea celui mai adaptat” nu este singurul sau chiar cel mai comun mod în care speciile se schimbă, se despart sau dispar. Oricât de simplă ar suna propoziția, consecințele sale pentru Genetică, evoluție, Ecologie și chiar discipline din afara biologiei au fost zdrobitoare.

teoria nu atât de neutră

creșterea sau căderea aleatorie a variantelor genetice într-o populație este cunoscută sub numele de derivă genetică. Astăzi este acceptat ca un motor cheie al evoluției și diversității, dar nu a fost întotdeauna cazul. Până în anii 1960, biologii au atribuit în general toate variațiile forțelor selective: trăsăturile dăunătoare au împiedicat reproducerea unui individ, asigurându-se că, în timp, trăsăturile vor dispărea (selecție negativă sau purificatoare). În schimb, trăsăturile utile au întărit numărul de descendenți pe care i — a avut un individ și și-au ridicat propria prevalență (selecție pozitivă) – toate așa cum au prezis Charles Darwin și Alfred Russel Wallaceprincipiul selecției naturale.apoi, studiile de secvențiere a proteinelor au relevat mult mai multe variații genetice în cadrul populațiilor decât se aștepta. Ideea că selecția acționează asupra tuturor acestor gene simultan, cântărind efectele lor și alegând care dintre ele ar trebui să rămână sau să plece, nu a fost în regulă cu unii oameni de știință.în 1968, renumitul genetician Motoo Kimura a propus o explicație alternativă, numită acum teorie neutră. Kimura a susținut că cea mai mare parte a variației dintre organisme nu este nici avantajoasă, nici dezavantajoasă. În consecință, cea mai mare parte a varietății pe care o vedem nu este un produs al mâinii ascunse a selecției, ci mai degrabă al norocului. „Tot ce ai nevoie este un aport de variație, iar forțele aleatorii vor face restul”, a spus Armand Leroi, biolog evoluționist la Imperial College din Londra.

teoria neutră a evoluției moleculare a lui Kimura a stârnit dezbateri, deoarece părea să reducă influența selecției. Dar revoluția genomică de la sfârșitul secolului 20 și secvențierea ADN-ului pe scară largă au confirmat că Kimura avea dreptate; schimbarea unei litere cu alta în codul unei gene are de obicei un efect redus.

de atunci, teoria neutră a fost presupunerea implicită (sau ipoteza nulă) în genetică. „Dacă doriți să arătați că o anumită variantă dintr-o secvență ADN este în curs de selecție, trebuie mai întâi să arătați cu adevărat că nu poate fi explicată doar prin neutralitate”, a spus Leroi.

(populația) dimensiunea contează

unii continuă să lupte cu ideea că forțele neutre conduc diversitatea la nivel molecular, dar Parul Johri, genetician al populației la Universitatea de Stat din Arizona, în mare parte creează o înțelegere greșită a rolului său în evoluție. „Kimura nu a spus niciodată că totul este neutru”, a spus ea. Ceea ce contează este cât de multe forțe neutre au modelat biodiversitatea. Și asta depinde în mare măsură de mărimea grupului la care te uiți.

Imaginați-vă o populație de 10 păsări: una roșie, una verde și toate celelalte maro. Aceste culori nu sunt dăunătoare sau utile, astfel încât toate păsările au aceeași șansă de reproducere. Apoi, o tornadă ucide șase dintre păsările brune, pur întâmplător. Acum jumătate din populație este maro, un sfert este roșu și un sfert este verde. Un eveniment aleatoriu a provocat o schimbare majoră în diversitate. Asta e o deriva genetica.

dacă ar fi existat 98 de păsări maro și aceleași singure roșii și verzi, totuși, catastrofa nu ar fi contat la fel de mult. Chiar dacă tornada a ucis încă 60% din populație, Toate maro, 38 de păsări maro ar fi făcut-o împreună cu cele colorate, rezultând o populație care este încă 95% maro. „Cu cât dimensiunea populației este mai mică, cu atât este mai mare deriva”, a spus Johri.

o parte din apelul teoriei neutre este că este matematic simplă. „O mare parte din teorie a fost ușoară”, a explicat Johri, deoarece, în esență, „totul este doar probabilitate.”Asta a permis geneticienilor pentru prima dată să privească înapoi în istorie: Presupunând că modificările genetice au fost neutre, oamenii de știință ar putea calcula dimensiunea unei populații din trecut sau ar putea determina vârsta ultimului strămoș comun al unui grup.dar pentru ca astfel de concluzii să fie corecte, oamenii de știință trebuie să combine teoria neutră cu efectele selecției. Aceasta a fost o problemă de la sfârșitul anilor 1970, a remarcat Johri, deoarece matematica nu s-a schimbat cu adevărat de la rafala de muncă după propunerea lui Kimura, în ciuda unui exces de date noi. „Cadrul matematic — trebuie să continue să evolueze”, a spus ea.

exact asta și-a propus ea și colegii ei să facă într-o lucrare în genetică în luna mai. Ei au propus un nou cadru statistic care a încorporat atât teoria neutră, cât și selecția purificatoare, punând matematica mai aproape de potrivirea realității.

văzând Pădurea neutră pentru copaci

în timp ce teoria neutră a ajuns în mare parte să fie acceptată în genetica populației, ea continuă să incite controverse în alte domenii — în special ecologia. În ecologia tradițională, speciile sunt văzute ca ocupând nișe unice unde pot prospera mai bine decât orice altă specie; cu cât există mai multe nișe, cu atât pot exista mai multe specii. „Matematic, este exact același argument pe care geneticienii populației l-au folosit” despre variantele genetice, a spus Leroi.Stephen Hubbell de la Universitatea din California, Los Angeles, a adaptat cadrul lui Kimura la ecologie. În Cartea lui Hubbell din 2001, the Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography, el a susținut că multe specii pot ocupa orice nișă dată și dacă o dețin este în cele din urmă condusă de întâmplare. Ecosistemele întregi evoluează prin „deriva ecologică” aleatorie, La fel cum deriva genetică a influențat frecvența trăsăturilor.

poate suna ne-Darwinian — și mulți biologi o consideră provocatoare. Dar teoreticienii neutri iau poziția că, pentru un organism individual, speciile concurenților săi nu contează: un robin concurează cu alți robini pentru viermi la fel de mult ca și cu păsările negre și fiecare copac dintr-o pădure concurează cu restul pentru lumina soarelui. Drept urmare, evenimentele aleatorii pot decide asupra speciilor care persistă.

în studii, această teorie neutră nu a avut, în general, un mare succes în prezicerea compoziției ecosistemelor, dar mulți ecologiști continuă să o găsească utilă ca o ipoteză nulă pentru ascuțirea analizelor modelelor de diversitate bazate pe nișă. Și mulți consideră ideea ca un capăt al unui spectru, deoarece atât forțele selective, cât și cele neutre sunt întotdeauna la lucru.

de la Gene la nume de bebeluși

răspândirea teoriei neutre nu s-a oprit la ecologie. A fost folosit pentru a explica diversitatea în orice, de la criptocuritate la nume de bebeluși, potrivit lui Leroi, deoarece este un cadru „foarte elegant” pentru înțelegerea modului în care variațiile pot crește și scădea chiar și în absența diferențelor funcționale între ele.

dar forțele neutre primesc uneori mai mult credit decât merită. Într-o lucrare din luna mai în Nature Human Behavior, Leroi și colegii săi au descris ceea ce au numit „sindromul neutru”: tendința de a respinge forțele selective ca explicații pur și simplu pentru că un model de variație ar putea fi explicat prin neutralitate. Pentru a spune cu adevărat cât de importante sunt forțele neutre, sunt necesare teste mai bune pentru a distinge efectele lor de selecție, au argumentat cercetătorii. „Sentimentul meu este că atunci când vom avea astfel de teste, vom descoperi pentru Cultură și cu siguranță pentru copacii din Amazon că, de fapt, forțele neutre nu sunt atât de importante”, a spus Leroi.

el nu plouă în totalitate pe parada teoriei neutre, totuși. „Deși m-am plâns că s-a extins vrând-nevrând la alte lucruri, este și un lucru bun”, a recunoscut el, deoarece ar putea genera perspective noi în domenii precum economia.

fie că ne place să recunoaștem sau nu, forțele aleatorii influențează întotdeauna subtil lumea. Teoria neutră oferă un cadru pentru a face aceste forțe cunoscute și măsurabile. Leroi crede că ar trebui să continue să-și extindă influența „până când devine o parte integrantă a explicării diversității oriunde o vedem în lume, fie în supermarket, fie într-o pădure tropicală.”

Acest articol a fost retipărit pe TheAtlantic.com.