Neutrální Teorie Molekulární Evoluce tvrdí, že většina de novo mutace jsou buď dostatečně škodlivé v jejich vlivu na kondiční, že mají jen malou šanci stát se pevnou v populaci, nebo jsou pod takový slabý výběr, že mohou být stanovena jako výsledek genetického driftu (Kimura 1968, 1983; Král a Jukes 1969). Kromě toho je míra substituce neutrálních mutací mezi druhy rovna míře mutace (Kimura 1968). Kritické první rozšíření tohoto rámce se podílí na začlenění téměř neutrální mutace, spolu s uznáním, že podíl genomu zastoupeny selektivně omezen stránky (kde mutace mají nízké pravděpodobnosti fixace pomocí drift) je závislá na efektivní velikosti populace druhů nebo genomické oblasti (Ohta, 1973). Zatímco driftování k fixaci nebo ztrátě, neutrální a téměř neutrální mutace přispívají k variaci sekvence DNA v populacích. Neutrální Teorie dále hypotézu, že výhodné mutace jsou dostatečně vzácné, ve srovnání s konstantní vstupní neutrální a škodlivé varianty, že by měly být jen zřídka přítomny ve vzorcích segregace variace, a to zejména proto, že jejich rychlé šíření na fixaci.

tyto myšlenky výrazně změnily myšlení evolučních biologů. Genetický drift byla přijata mnohem vážněji, než dříve, stimuluje velké tělo plodné empirický výzkum v molekulární evoluce a variace, stejně jako zásadní pokroky v stochastické teorie evoluce, jsou shrnuty v Kimura je vlivné knize (Kimura 1983). Nyní je obtížné ocenit, jak radikální odchod tento pohled na evoluci představoval: v letech 1950 a 1960, téměř všechny evoluční změny byly připisovány směrové přirozený výběr, a většina polymorfismů s alely v mezilehlých frekvencích byly myšlenka být udržována vyvažování výběr (např. Ford 1975). Navzdory své průkopnické příspěvky k stochastické populační genetické teorie, Fisher slavně odmítl jakékoli významné evoluční roli genetický drift (Fisher, 1930), i když je pozoruhodné, že Wright měl současně rozvíjet hluboké pochopení pro význam těchto stochastických účinků, který byl později oprávněné, když molekulární varianty začaly být studovány (Wright 1931).

To je na tomto historickém pozadí, které Kern a Hahn (2018) diskutovat o údajné kontroverze v populační genetice o prediktivní sílu a použitelnost Neutrální Teorie, začíná s tvrzením, že „všudypřítomnost adaptivní variability uvnitř i mezi druhy znamená, že více komplexní teorie molekulární evoluce je třeba hledat.“I když ti, kteří původně vyvinut Neutrální Teorie ani tvrzení, že všechny sekvence změny jsou neutrální—opravdu, Kimura sám vytvořil některé z nejvíce základních teoretických formulací výběr a jeho interakce s genetickým driftem—Kern a Hahn (2018) tvrdí, že moderní údaje byly zbourány původní důkazy podporující Neutrální Teorie. Toto není nové tvrzení. Například, Gillespie kritizoval některé původní argumenty ve prospěch neutrality (např. Gillespie 1991), a téměř identické názory byly vyjádřeny v Hahn (2008). Novinka argumentů kerna a Hahna (2018) spočívá hlavně v jejich důrazu na účinky výběru na odkazovaných místech na vzory variací v genomech. Proto se zaměřujeme především na tento aspekt jejich práce. Jak bude jasné, že hlavní problém s Kernem a Hahn názory vyplývají z jejich úzké definice Neutrální Teorie, které se shrnout takto: „rozdíly mezi druhy jsou vzhledem k neutrální substituce (ne adaptivní evoluce), a (….) polymorfismy v rámci druhů jsou nejen neutrální, ale mají také dynamiku, v níž dominuje mutace-drift rovnováha.“

podporovat tento úzký pohled, Kern a Hahn tvrdí, všudypřítomné účinky výběr, spoléhat se těžce na malý počet obyvatel‐genomické studie naznačují, že tolik jako 50% amino‐kyseliny náhradní substituce v Drosophila jsou adaptivní (viz, například, přezkum Sella et al. 2009), který tvrdí, že je v rozporu Kimura (1968, 1983) a Král a Jukes‘ (1969) tvrzení, že většina takové substituce jsou způsobeny genetickým driftem. Na rozdíl od vlastní nejistoty těchto odhadů (projednáno Fay, 2011), je zavádějící používat je, aby obecné tvrzení, že Neutrální Teorie je nedostatečné vysvětlit genomu‐široký vzory změny a vývoj; tyto odvodit frekvence adaptivní substituce většinou týkají pouze malou část genomu, který kóduje proteiny (např. <2% lidského genomu; viz Lander et al. 2001). Kern a Hahn dále nadhodnocují všudypřítomnost adaptivních substitucí zdůrazněním studií u lidí a rostlin, které se zaměřují na omezenou podmnožinu genů, které se rychle vyvíjejí. Kruhovitost podílí ignoruje drtivá většina neutrální či téměř neutrální substituce celého genomu, a pak odmítat významnou roli pro neutralitu, těžko odůvodňuje potřebu „výběr teorie molekulární evoluce“, které prosazuje Hahn (2008).

za Druhé, s ohledem na účinky výběr na spojené neutrální či téměř neutrální místa, Kern a Hahn (2018) zdůrazňují, dobře zavedené pozitivní korelace mezi rekombinací sazby a úrovně změny, které byly pozorovány u několika druhů (Cutter a Payseur 2013). Začínají velmi silným tvrzením, že “ tyto výsledky naznačují, že téměř žádné lokusy nejsou v žádném organismu prosté účinků výběru.“Toto široké tvrzení je neopodstatněné, vzhledem k tomu, že existuje relativně málo druhů, pro které jsou tyto údaje k dispozici. I když tato korelace (poprvé doložen v Drosophila melanogaster tím Začala a Aquadro 1992) ostatně naznačuje, že výběr snižuje neutrální variace na odkazované stránky prostřednictvím procesu autostop, mutagenní účinky rekombinace sám může také přispět k tomuto vzoru (Pratto et al. 2014; Arbeithuber et al. 2015). Autostop může zahrnovat selektivní zametá způsobené šíření příznivých mutací (Maynard Smith a Haigh 1974), a odstranění z neutrální varianty úzce souvisí s mutací—výběr pozadí (Olivy et al. 1993; Charlesworth 2012). V explicitní srovnání mezi modely rozšířené čištění výběr na slabě škodlivé alely versus opakující se pozitivní selekce na prospěšné alely, Lohmueller et al. (2011) našel mnohem lepší přizpůsobení prvního k pozorovanému vzoru u lidí (viz také Pouyet et al . 2018), stejně jako Comeron (2014) pro Drosophilu.

je Nejdůležitější, postřehy z eukaryotických genomů, včetně člověka a myši, ukazují, že úrovně polymorfismu jsou nízké v okolí kódování nebo zachovaná noncoding sequences a zvýšit přibližně monotónně od nich (Cutter a Payseur 2013; Johri et al. 2017; Lynch et al. 2017). Zatímco selektivní zametání může přispět k tomuto vzoru a je skutečně nutné vysvětlit další pozorování (Campos et al. 2017), tato zjištění naznačují, že Jakékoli selektivní zametání musí mít spíše lokální účinky. Navzdory těmto výsledkům Kern a Hahn (2018) zdůrazňují studie, které vyvolávají všudypřítomný pozitivní výběr, aby vysvětlily variační vzorce v celém genomu (např. 2015; Schrider a Kern 2017). Tyto uváděné účinky však musí být hodnoceny s opatrností z důvodu jejich nevylučování nebo náležitého zohlednění účinků (neznámé) nerovnovážné demografické historie dotyčných populací.

bez Ohledu na přesnou souhru obou forem autostop, výběr pozadí a selektivní zametá, v utváření vzorů variace, je důležité si uvědomit, že ani mít vliv na pravděpodobnost fixace neutrální mutace (Birky a Walsh 1988), který určuje rychlost neutrální sled evoluce. Oba modely jsou založeny na silné důkazy o tom, že drtivá většina oddělování varianta je neutrální či téměř neutrální, a ani model v rozporu s důkazy, že drtivá většina z pevné rozdíly mezi populacemi a druhy jsou také neutrální či téměř neutrální. Kromě toho, jak výběr pozadí a selektivní zametá může být viděn jako snížení efektivní velikosti populace (Ne) postižených genomové regiony, alespoň v prvním přiblížení (viz Olivy 2009). Jak ukazují Kimura a Ohta (Kimura a Ohta 1971; Ohta 1973; Kimura 1983), snížení Ne příčiny fixace pravděpodobnosti mutace s selektivní účinky, které mají být blíže k těm neutrální mutace, tak, že rychlost fixace výhodné mutace se sníží, a míra fixace mutací se zvyšuje, čímž se zvyšuje frakce mutací, které se chovají jako efektivně neutrální. Tyto stopovací účinky tedy pouze dále zdůrazňují základní evoluční roli genetického driftu. I když nejstarší formulace Neutrální Teorie zaměřené na dynamiku jednotlivých lokusech, a účinky výběr ve snižování Ne hodnoty na propojených loci nebyly studovány, nemohli jsme pochopili, tyto vzory bez příspěvků Kimura and Ohta. To je prostě nepochopení úlohy teoretických modelů v poučné interpretaci údajů tvrdit, stejně jako Kern a Hahn (2018), že autostop účinky naznačují, že úroveň polymorfismu nejsou na mutace‐drift equilibrium, a „proto, aktuální data se zdají být v zásadě neslučitelné s neutrální teorie.“

Všech pět bodů je plně v souladu s průlomovou práci Kimura and Ohta. Kromě toho, vývoj ve světle empirických pozorování po Kimura původní publikace jsou jednoduché rozšíření, Neutrální Teorie. Ukazují jeho pokračující význam, spíše než jej bourat. V posledních pěti desetiletích, tyto poznatky mají zlepšilo naše pochopení souhry velikost populace s drift‐výběr dynamics (Ohta 1973), a popsal autostop účinky výběr vyvolané poměrně vzácné třídy prospěšných mutací (Maynard Smith a Haigh 1974), stejně jako ti, způsobené mnohem častější třídy mutací (Olivy et al. 1993). Tento rámec má také sloužil jako organizační princip pro pochopení vzorců změn v genomu architektury (Lynch 2007), a pro pochopení evoluce buněčných funkcí, včetně mutací sám (Lynch et al. 2016).

naše použití termínu „průlomový“ k popisu neutrální teorie tedy nemá znamenat vědecký pokrok, který byl plně vytvořen na začátku. Stejně jako jiné významné vědecké pokroky, neutrální teorie byla v průběhu času upravena a upravena ve světle pozdějších pozorování a myšlení, přesto si zachovává svou hodnotu. Například Darwinovy závěry a úvahy podporu fungování přírodního výběru byly opuštěné kvůli jeho nedostatku uspokojivé teorie dědičnosti—opravdu, začlenění že následné poznání jen posílil základní pojmy (Fisher, 1930). Podobně, Neutrální Teorie by neměla být zamítnuta z důvodu nedostatku důraz na účinky výběr na odkazované stránky ve svém původním složení, stejně jako následné studie podává pouze zdůraznit zásadní úlohu blízkosti neutrality a genetický drift v utváření variace pozorované v rámci a mezi druhy. Opravdu, Ohta a Kimura byli mezi první studie těchto efektů, jejich analýza zdánlivé overdominance na neutrální místa vyvolané vazbou na stránky, s výhradou heterozygot výhodu nebo selekce proti škodlivé mutaci (Ohta a Kimura 1970; Ohta 1971).

Stručně řečeno, přechod na molekulární biologii zvýšil význam populační genetiky pro naše chápání evoluce. Navíc, místo toho, rozpad předchozího teoretického rámce, příliv molekulární data poskytla podporu pro mnoho pre‐genomické teoretický vývoj. Ačkoli budova ještě nemusí být úplná, neutrální teorie změnila způsob, jakým lidé přemýšleli o evoluci na molekulární úrovni, a tento rámec vhodně nadále slouží jako základ moderní evoluční genomiky. Tak velký úvěr je vůči vědci, kteří pracovali této teorie podrobně a očekávaný mnoho z toho, co mohlo by nám to říct jednou genů (a genomů) by mohl být sekvenován.