Los científicos del Instituto Max Planck en Plön han demostrado que las estructuras de población que mejoran el efecto de la selección no conducen necesariamente a una mayor aptitud. En cambio, es crucial para maximizar la aptitud que se evite que se establezcan mutaciones perjudiciales.

La teoría de grafos evolutivos, una rama de la biología teórica, investiga cómo la estructura de la población puede influir en la probabilidad de que un mutante se haga cargo ("arreglar") una población y cuánto tiempo suele tardar. En el pasado, siempre se consideraba el caso de un solo individuo mutado. Sin embargo, en los sistemas en constante evolución, ocurren nuevas mutaciones todo el tiempo.

Por lo general, sin embargo, estos no ocurren en ningún lugar, sino cada vez más donde los individuos se reproducen. A largo plazo, dichos modelos asumen un estado de equilibrio en el que la aptitud ya no cambia en promedio.

Intuitivamente, se ha asumido hasta ahora que los potenciadores de selección aumentan la aptitud promedio de la población en este equilibrio y los supresores de selección disminuyen la aptitud promedio de la población en este equilibrio. Sin embargo, Nikhil Sharma y Arne Traulsen del Departamento de Teoría Evolutiva del Instituto Max Planck de Biología Evolutiva en Plön, Alemania, pudieron demostrar que otro grupo de gráficos, los llamados supresores de fijación, pueden lograr la aptitud media más alta. de la población.

La razón principal de esto es su capacidad para prevenir de manera eficiente la fijación de mutantes perjudiciales. "Esto destaca la importancia de los mutantes perjudiciales para la dinámica evolutiva a largo plazo, que se ha pasado por alto en la literatura", dice Nikhil Sharma.

La influencia de la estructura espacial

La estructura espacial puede influir significativamente en la dinámica evolutiva. Pero tradicionalmente, esto se ha centrado en estructuras de población regulares, que no tienen influencia en las probabilidades de fijación. En los últimos años, sin embargo, se ha descubierto que las estructuras no regulares tienen influencias muy complejas sobre las probabilidades y los tiempos de fijación.

Normalmente, estas dinámicas se estudian observando el proceso de fijación de una sola mutación en un locus elegido al azar, lo que nos permite clasificar estructuras que amplifican el efecto de la selección. El nuevo modelo muestra que el proceso de fijación de mutaciones individuales en dinámicas evolutivas a largo plazo se caracteriza por un equilibrio entre mutación, selección y procesos aleatorios.

El objetivo de tales modelos abstractos es comprender el papel de la estructura de la población en los procesos evolutivos. Teóricamente, la biotecnología podría explotar tales estructuras para hacer que los sistemas sean resistentes a las mutaciones o para seleccionar mutaciones ventajosas.

La investigación fue publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences . + Explora más

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