Полигенная адаптация описывает процесс, в котором популяция адаптируется посредством небольших изменений частот аллелей в сотнях или тысячах локусов . [1]
Многие признаки у людей и других видов высоко полигенны , т. е. на них влияют постоянные генетические вариации сотен или тысяч локусов. В нормальных условиях генетическая изменчивость, лежащая в основе таких признаков, регулируется стабилизирующим отбором , при котором естественный отбор удерживает популяцию близкой к оптимальному фенотипу . Однако если фенотипический оптимум изменится, популяция сможет адаптироваться за счет небольших направленных сдвигов частот аллелей, распространенных по всем вариантам, влияющим на признак . Полигенная адаптация может произойти относительно быстро (как описано в уравнении селекционера ), однако ее трудно обнаружить по геномным данным, поскольку изменения частот аллелей в отдельных локусах очень малы.
Полигенная адаптация представляет собой альтернативу адаптации путем избирательной зачистки . В классических моделях выборочного охвата одна новая мутация проходит через популяцию до фиксации , удаляя вариации из области сцепления вокруг выбранного сайта. [2] Более поздние модели были сосредоточены на частичных и мягких размахах [3] - т.е. на размахах, которые начинаются с варианта стоя или включают в себя несколько вариантов подметания в одном и том же локусе. Все эти модели сосредоточены на адаптации посредством генетических изменений в одном локусе и обычно предполагают большие изменения в частотах аллелей.
Концепция полигенной адаптации связана с классическими моделями количественной генетики . Однако традиционные модели количественной генетики обычно абстрагируют вклад отдельных локусов, вместо этого сосредотачиваясь на средних и дисперсиях генетических показателей. Напротив, модели популяционной генетики и анализ данных обычно делают упор на модели адаптации посредством проверки отдельных локусов. Современная формулировка полигенной адаптации в популяционной генетике была разработана в двух обзорных статьях 2010 года. [1] [4]
Предполагается, что полигенная адаптация является доминирующим способом адаптации при искусственном отборе , когда растения или животные быстро реагируют на давление отбора. Однако в большинстве случаев фактические генетические локусы еще не известны (см., например, [5] ).
В настоящее время наиболее изученными примерами полигенной адаптации являются люди, особенно рост, признак, который можно интерпретировать с использованием данных полногеномных ассоциативных исследований . В статье 2012 года Джоэл Хиршхорн и его коллеги показали, что существует устойчивая тенденция к тому, что «высокие» аллели в значимых для всего генома локусах встречаются с более высокой частотой у северных европейцев, чем у южных европейцев. [6] Они интерпретировали это наблюдение как указание на то, что разница в среднем росте между северными и южными европейцами, по крайней мере, частично является генетической (в отличие от окружающей среды) и что она обусловлена отбором. Этот результат был повторен в последующих исследованиях, [7] [8] [9] [10], однако фактор окружающей среды, определяющий отбор, остается неясным. Исследование недавней полигенной адаптации у англичан показало, что отбор по росту оказал небольшое влияние на частоты аллелей (<1%) на большей части генома, а также обнаружило доказательства полигенной адаптации по широкому спектру других признаков, включая отбор. для увеличения размера младенца при рождении и увеличения размера бедер и талии у женщин. [10]