A Teoria Neutra da Evolução Molecular, afirma que mais de novo mutações são suficientemente deletérios em seus efeitos sobre a aptidão que têm pouca chance de se tornar fixa na população, ou estão sob tais fraca seleção que eles podem tornar-se fixos, como resultado da deriva genética (Kimura, 1968, 1983; King e Jukes 1969). Além disso, a taxa de substituição de mutações neutras entre espécies é igual à taxa de mutação (Kimura 1968). Um crítico de primeira extensão deste quadro envolvidos a inclusão de quase neutro mutações, juntamente com o reconhecimento de que a proporção do genoma representado por seletivamente restrita de sites (onde mutações têm baixas probabilidades de fixação por deriva) depende do tamanho efetivo populacional das espécies ou região genômica (Ohta 1973). Enquanto deriva para fixação ou perda, mutações neutras e quase neutras contribuem para a variação da sequência de DNA dentro das populações. A teoria neutra sugere ainda que as mutações vantajosas são suficientemente raras, em comparação com a entrada constante de variantes neutras e deletérias, que elas devem estar raramente presentes em amostras de variação segregante, especialmente por causa de sua rápida propagação à fixação. estas ideias mudaram muito o pensamento dos biólogos evolucionistas. A deriva genética foi levada muito mais a sério do que anteriormente, estimulando um grande corpo de pesquisas empíricas frutíferas sobre a evolução molecular e a variação, bem como avanços fundamentais na teoria estocástica da evolução, resumida no influente livro de Kimura (Kimura 1983). É agora difícil compreender o quão radical esta visão da evolução representou: nas décadas de 1950 e 1960, quase todas as mudanças evolutivas foram atribuídas à seleção natural direcional, e a maioria dos polimorfismos com alelos em freqüências intermediárias foram pensados para ser mantida pelo equilíbrio da seleção (por exemplo, Ford 1975). Apesar de suas contribuições pioneiras para estocástico população genética teoria, Fisher famosa rejeitou qualquer significativo papel evolutivo por deriva genética (Fisher, 1930), embora seja notável que Wright tinha, simultaneamente, desenvolveu uma profunda valorização da importância destes efeitos estocásticos, que mais tarde foi justificado quando molecular variantes começaram a ser estudados (Wright, 1931).

é contra este pano de fundo histórico que Kern e Hahn (2018) discutir a alegada controvérsia em genética de populações sobre o poder preditivo e aplicabilidade da Teoria Neutra, começando com a sugestão de que “a onipresença da adaptável variação dentro de espécies, entre espécies significa que uma análise mais abrangente da teoria da evolução molecular deve ser procurado.”Embora aqueles que inicialmente desenvolveram a teoria neutra não afirmassem que todas as mudanças de sequência são neutras-na verdade, o próprio Kimura desenvolveu algumas das formulações teóricas mais fundamentais da seleção e suas interações com a deriva genética—Kern e Hahn (2018) argumentam que os dados modernos demoliram as evidências originais que sustentam a teoria neutra. Esta não é uma nova reivindicação. Por exemplo, Gillespie criticou alguns dos argumentos originais em favor da neutralidade (por exemplo, Gillespie 1991), e opiniões quase idênticas foram expressas em Hahn (2008). A novidade dos argumentos de Kern e Hahn (2018) reside principalmente na sua ênfase nos efeitos da seleção em locais ligados em padrões de variação dentro dos genomas. Assim, concentramo-nos principalmente neste aspecto do seu documento. Como se tornará claro, um grande problema com as opiniões de Kern e Hahn surge de sua definição estreita da teoria neutra, que eles resumem da seguinte forma: “as diferenças entre as espécies são devidas a substituições neutras (não evolução adaptativa), e (… polimorfismos dentro das espécies não são apenas neutros, mas também têm dinâmica dominada pelo equilíbrio mutação‐deriva.”

Para apoiar essa visão estreita, Kern e Hahn argumentar para efeitos marcantes da seleção, baseando-se fortemente em um pequeno número de população‐genômica estudos sugerem que cerca de 50% dos aminoácidos substituição substituições em Drosophila são adaptativas (ver, por exemplo, a revisão por Sella et al. 2009), que eles afirmam contradizer Kimura (1968, 1983) e King and Jukes’ (1969) asserção de que a maioria dessas substituições são causadas pela deriva genética. Além da incerteza inerente a essas estimativas (discutido por Fay 2011), é enganosa a ideia de usá-los para fazer a reclamação geral de que o Neutro Teoria é insuficiente para explicar todo o genoma padrões de variação e evolução; estes inferida frequências de adaptações substituições, principalmente, a preocupação apenas a pequena fração do genoma que codifica proteínas (por exemplo, <2% do genoma humano; ver Lander et al. 2001). Kern e Hahn exageram ainda mais a permissividade das substituições adaptativas destacando estudos em humanos e plantas que se focam no subconjunto limitado de genes que evoluem rapidamente. A circularidade envolvida em ignorar a grande maioria das substituições neutras ou quase neutras pelo genoma, e depois rejeitar um papel significativo para a neutralidade, dificilmente justifica a necessidade da “teoria da seleção da evolução molecular” defendida por Hahn (2008). em segundo lugar, no que diz respeito aos efeitos da seleção em locais neutros ou quase neutros ligados, Kern e Hahn (2018) enfatizam a correlação positiva bem estabelecida entre as taxas de recombinação e os níveis de variação observados em várias espécies (Cutter e Payseur 2013). Eles começam com a afirmação muito forte de que “estes resultados implicam que quase nenhum loci está livre dos efeitos da seleção, em qualquer organismo.”Esta ampla alegação é injustificada, dado que há relativamente poucas espécies para as quais esses dados estão disponíveis. Embora esta correlação (documentada pela primeira vez em Drosophila melanogaster por Begun e Aquadro 1992) sugira que a selecção reduz a variação neutra em locais ligados através do processo de boleia, os efeitos mutagénicos da recombinação em si também podem contribuir para este padrão (Pratto et al. 2014; Arbeithuber et al. 2015). Hitchhiking pode envolver tanto varreduras seletivas causadas pela propagação de mutações favoráveis (Maynard Smith e Haigh 1974), e a remoção de variantes neutras intimamente ligadas a mutações deleteriosas—seleção de fundo (Charlesworth et al. 1993; Charlesworth 2012). Numa comparação explícita entre modelos de selecção purificadora generalizada em alelos fracamente deletérios versus selecção positiva recorrente em alelos benéficos, Lohmueller et al. (2011) encontrou um ajuste muito melhor do primeiro para o padrão observado em seres humanos (ver também Pouyet et al. 2018), assim como Comeron (2014) para Drosophila.

mportante, as observações de genomas eucarióticos, incluindo humanos e ratos, mostram que os níveis de polimorfismo são baixos na vizinhança de codificar ou conservar sequências de não-codificação e aumentam aproximadamente monotonicamente longe deles (Cutter e Payseur 2013; Johri et al. 2017; Lynch et al. 2017). Embora as varreduras seletivas possam contribuir para este padrão, são, de facto, obrigadas a explicar outras observações (Campos et al. Estas constatações implicam que qualquer varredura seletiva envolvida deve ter efeitos bastante locais. Apesar destes resultados, Kern e Hahn (2018) enfatizam estudos que invocam uma seleção positiva invasiva para explicar padrões de variação em todo o genoma (por exemplo, Garud et al. 2015; Schrider e Kern 2017). No entanto, estes efeitos alegados devem ser avaliados com precaução devido à sua incapacidade de excluir ou ter devidamente em conta os efeitos das histórias demográficas (desconhecidas) não equilibradas das populações em questão.

Independentemente do preciso interação entre as duas formas de pedir carona, seleção de plano de fundo e seletiva varre, na formação de padrões de variação, é importante observar que nem afetar a probabilidade de fixação de mutações neutras (Birky e Walsh, 1988), que determina a taxa de neutro sequência de evolução. Ambos os modelos são baseados em fortes evidências de que a grande maioria das variações segregantes é neutra ou quase neutra, e nenhum dos modelos contradiz a evidência de que a grande maioria das diferenças fixas entre populações e espécies também são neutras ou quase neutras. Além disso, tanto a seleção de fundo como as varreduras seletivas podem ser vistas como reduzindo o Tamanho Efetivo da população (Ne) das regiões genômicas afetadas, pelo menos como uma primeira aproximação (ver Charlesworth 2009). Como mostrado por Kimura e Ohta (Kimura e Ohta 1971; Ohta 1973; Kimura, 1983), uma redução da Coima faz com que a fixação probabilidades de mutações seletiva efeitos para estar mais próximo aos de mutações neutras, tais que a taxa de fixação de mutações benéficas é reduzido e a taxa de fixação de mutações deletérias é maior—assim, o aumento da fração de mutações que se comportam como efetivamente neutro. Assim, estes efeitos de boleia apenas enfatizam ainda mais o papel evolutivo fundamental da deriva genética. Embora as primeiras formulações da teoria neutra focassem na dinâmica de loci individual, e os efeitos da seleção na redução dos valores Ne em loci ligado não foram estudados, não poderíamos ter entendido esses padrões sem as contribuições de Kimura e Ohta. Ele é simplesmente um mal-entendido sobre o papel dos modelos teóricos para iluminar a interpretação dos dados para afirmar, como fazer Kern e Hahn (2018), que carona efeitos implicam que os níveis de polimorfismo não estão em mutação‐deriva do equilíbrio, e “portanto, os dados atuais parecem ser fundamentalmente incompatível com a teoria neutra.”