종의 사회적 진화가 자연선택 효율성을 감소시킨다

Konsep Inti

사회적 진화는 유효 집단 크기를 감소시켜 자연선택의 효율성을 저하시킨다.

Abstrak

이 연구는 종의 사회적 진화가 자연선택의 효율성에 미치는 영향을 조사했다.
먼저 Blattodea 목에서 종간 비교를 통해 종속성이 높은 흰개미가 다른 종에 비해 비동의 대 동의 치환율(dN/dS)이 높다는 것을 확인했다. 이는 유효 집단 크기 감소로 인한 자연선택 효율성 저하를 의미한다.
다음으로 흰개미 내부에서 사회적 복잡성 수준에 따른 dN/dS 차이를 분석했다. 둥지 구조와 노동자 발달 경로를 사회적 복잡성의 지표로 사용했을 때, 더 복잡한 사회 구조를 가진 종일수록 dN/dS가 높게 나타났다. 이는 사회적 복잡성 증가가 유효 집단 크기를 더욱 감소시켜 자연선택 효율성을 저하시킨다는 것을 보여준다.
결과적으로 이 연구는 사회적 진화가 유효 집단 크기 감소를 통해 자연선택 효율성을 저하시킨다는 것을 입증했다. 이는 사회성 곤충이 큰 동물과 유사한 분자 진화 패턴을 보인다는 것을 시사한다.

Statistik

비사회성 Blattodea 종의 평균 dN/dS는 0.0675이지만, 사회성 Blattodea(흰개미) 종의 평균 dN/dS는 0.107로 유의하게 높다.
흰개미 내에서 둥지 구조가 복잡할수록(One-Piece < Multiple-Piece < Separated-Piece) dN/dS가 높다.
흰개미 내에서 노동자 발달 경로가 더 전문화될수록(Pseudergates < True Workers) dN/dS가 높다.

Kutipan

"사회적 진화는 유효 집단 크기를 감소시켜 자연선택의 효율성을 저하시킨다."
"사회적 복잡성 증가는 유효 집단 크기를 더욱 감소시켜 자연선택 효율성을 저하시킨다."

Wawasan Utama Disaring Dari

The impact of social complexity on the efficacy of natural selection in termites

by Roux,C., Wey... pada www.biorxiv.org 04-29-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.26.591327v2

Pertanyaan yang Lebih Dalam

사회성 곤충의 분자 진화 패턴이 큰 동물과 유사한 이유는 무엇일까?

사회성 곤충, 특히 개미와 흰개미와 같은 eusocial 종들은 자연선택의 효율성이 감소함에 따라 분자 진화 패턴이 큰 동물과 유사해진다. 이는 주로 유효 집단 크기(Ne)의 감소와 관련이 있다. 사회성 곤충에서는 번식이 제한된 소수의 개체에 의해 이루어지기 때문에, 전체 집단의 유전적 다양성이 줄어들고, 이로 인해 자연선택의 압력이 약해진다. 결과적으로, 유전적 부하가 증가하고, 약한 해로운 돌연변이가 제거되지 않으며, 이는 dN/dS 비율의 증가로 이어진다. 이러한 현상은 대형 포유류와 유사한 분자 진화 패턴을 나타내며, 이는 사회성 곤충이 대형 생물체와 유사한 진화적 경향을 보인다는 것을 의미한다. 따라서, 사회성 곤충의 분자 진화는 유효 집단 크기 감소와 자연선택의 효율성 저하로 인해 대형 동물과 유사한 경향을 보인다.

사회성 곤충에서 자연선택 효율성 저하가 어떤 방식으로 적응도에 영향을 미치는가?

사회성 곤충에서 자연선택의 효율성이 저하되면, 적응도에 여러 가지 방식으로 영향을 미친다. 첫째, 자연선택의 압력이 약해지면 유리한 돌연변이가 고정되는 속도가 느려지고, 해로운 돌연변이가 제거되지 않게 된다. 이는 전체 유전적 다양성을 감소시키고, 결과적으로 집단의 적응 능력을 저하시킨다. 둘째, dN/dS 비율의 증가로 인해 비유전적 특성이 축적되며, 이는 장기적으로 생존과 번식에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 셋째, 사회성 곤충의 경우, 근친 선택이 강화되면서 유전적 관련성이 높아지지만, 이는 또한 유전적 다양성을 감소시키고, 집단의 적응도를 더욱 저하시킬 수 있다. 따라서, 자연선택의 효율성 저하는 사회성 곤충의 적응도에 부정적인 영향을 미치며, 이는 생태적 변화에 대한 반응성을 감소시킨다.

사회성 진화의 초기 단계에서 유효 집단 크기 변화와 자연선택 효율성의 관계는 어떠한가?

사회성 진화의 초기 단계에서 유효 집단 크기(Ne)의 변화는 자연선택 효율성과 밀접한 관계가 있다. 초기 사회성의 발전은 종종 부모의 돌봄 행동과 같은 높은 부모 돌봄을 동반하며, 이는 유효 집단 크기를 감소시키는 경향이 있다. 이 과정에서, 번식이 제한된 소수의 개체에 의해 이루어지므로, Ne가 감소하게 되고, 이는 자연선택의 효율성을 저하시킨다. Ne가 작아지면 유전적 부동이 증가하고, 이는 해로운 돌연변수가 제거되지 않도록 하여, 전체 유전적 다양성을 감소시킨다. 결과적으로, 초기 사회성 진화 단계에서 유효 집단 크기의 변화는 자연선택의 효율성을 저하시켜, 적응도에 부정적인 영향을 미치는 경향이 있다. 이러한 관계는 사회성 곤충의 진화적 경로를 이해하는 데 중요한 요소로 작용한다.