定向選擇

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定向選擇(Directional selection)是天擇的一種形式。

對於一種特徵(性狀)的不同狀態而言,因為不同狀態帶給生物體的適應度(適存度, fitness)有差異,其中一種狀態的適應度較高,具有此狀態的有利個體就能產生較多的子代,造成此狀態的等位基因(allele)便傾向於在族群中增加,並漸漸取代其他等位基因,此過程即稱為定向選擇。

假設,影響一特徵/性狀的等位基因有A1與A2兩種,如果同型合子A1A1的適應度最高,而異型合子A1A2適應度中等,A2A2適應度最低(ω11>ω12>ω22, ω代表適應度),在天擇的影響下,保留A1、並淘汰A2的過程就是定向選擇。若環境維持穩定,A1基因所代表的性狀持續帶給此物種較高的適應度,「有利的」A1基因隨著時間而漸漸散佈到整個族群,基因頻率提高,最後達到穩固(fixation)。


接續上例,適應度較低的A2基因可能會完全消失於族群中,此過程可稱為淨化選擇(purifying selection)。對於一個突變的新基因型,而受到定向選擇而被保留,可稱為正向選擇;反之,有害的基因受到淘汰稱為負向選擇。依照討論的例子,有時負向選擇與淨化選擇意義相同。


定向選擇與平衡選擇(balancing selection)相反,前者只保留有利的基因型,後者會傾向於保留多種基因型。值得考慮的是,不同的環境可能偏好不同的基因型,因此一個等位基因有利或有害,需要參考生物族群的生活環境才能決定。


定向選擇造成的基因頻率變化,由相對的適應度決定,並不會因為此基因是顯性隱性而受影響。雖然說,被保留的基因達到穩固的時間,會因為此基因是顯性或隱性而有差異:若有利的基因是隱性,則在起始基因頻率很低的狀況下,只有很少的個體是隱性同型合子、很少個體表現出較高的適應度,因此需要累積很多世代才能增加基因頻率。

以族群遺傳學的方法,比較兩世代之間的基因頻率是否有變化,可以推知此基因所影響的性狀是否正在受到天擇的作用。


參見[编辑]

  • Futuyma, D. J. (2009). Evolution (Sunderland, MA USA: Sinauer Associates, Inc.).