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進化学:絶えず変動する選択が明らかにする適応の微細さ

Nature 634, 8033 doi: 10.1038/s41586-024-07834-x

時間的に変動する環境条件は、自然生息地に普遍的な特徴である。しかし、自然個体群が、集団内に存在する遺伝的多様性の変化を通して、変動する選択圧に対してどの程度の細かさで適応的に追従しているのかは不明である。今回我々は、大規模に複製された野外メソコスムにおいて、6月下旬から12月中旬にわたり(約12世代に相当する期間)、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)の遺伝的に多様な個体群から1~2世代ごとにゲノム規模の対立遺伝子頻度データを収集した。その結果、個体群の拡大、ピーク密度、崩壊という基本的な生態学的段階の全期間にわたる適応は、いずれの複製群でも、ゲノム多様性の極めて急激な並行的変化によって支えられていることが分かった。しかし、選択の主要な方向性は、これらの生態学的段階内でも繰り返し変動していた。対立遺伝子頻度の変化のパターンを同じ実験系から得られた別のデータセットと比較したところ、選択の標的は異なる年でも予測可能であることが示された。まとめると我々の結果は、集団内に存在する遺伝的多様性の適応的関連性を明らかにしており、これはおそらく、静的な個体群サンプリングや分解能の不十分な時系列データに基づく推論法では隠れている可能性が高い。このような微細スケールの時間的に変動する選択は、自然個体群の機能的な遺伝的多様性の維持に寄与する重要な力であり、遺伝子のヒッチハイク効果に類似の、連鎖した中立的部位における多様性のゲノム規模のパターンに影響を与える重要な確率論的力である可能性があると、我々は提唱する。

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