Genetika >pop-gen

Szelekciós koefficiens

A relatív fitnesz egy genotípus sikerességét jelöli a legsikeresebb genotípushoz képest. Szokás a genotípus rátermettsége helyett azt is kifejezni, hogy milyen szelekciós hátrányban van egy adott genotípus. Az ezt kifejező szelekciós koefficiens (s) a fitnesz értékekből egyszerűen következik:

s_AA = 1 - w_AA

s_Aa = 1 - w_Aa

s_aa = 1 - w_aa

A heterozigóta genotípusra ható szelekció egyszerű allélikus interakciót (tehát csak dominancia hatást) feltételezve csak azon múlik, hogy az A allél mennyire domináns a felett. Teljes dominancia esetén például az AA és Aa genotípus fenotípusos tulajdonságai megegyeznek, és így s_AA = s_Aa . A dominancia viszonyt egy h paraméterrel jelölve kifejezhetjük a heterozigóta fitneszét a domináns allélt hordozó homozigóta genotípus fitneszéből.

Tegyük fel, hogy a szelekció A allélnak kedvez a-hoz képest, ekkor a relatív fitnesz értékek w_AA = 1 és w_aa= 1-s . A heterozigóta relatív fitnesze így w_Aa = (1-hs) -sel egyenlő. Látható, hogy ha A teljes dominanciát mutat a felett (h = 0), akkor a heterozigóta genotípus relatív fitnesze w_Aa = (1-hs) = 1, megegyezik az AA genotípus fitneszével. Ha egyik allél sem domináns és a heterozigóta genotípus fenotípusos értéke a két homozigóta közé esik, akkor h = 1/2.

A valóságban a fenotípusos érték és a fitnesz között korántsem ilyen egyszerű az összefüggés. Tételezzük fel, hogy egy virág színét egy lokusz két allélja határozza meg és a két allél szemidomináns (pl. AA: piros, Aa: rózsaszín, aa: fehér virág). A megfigyelő szemében, vagy akár objektív mérések alapján a heterozigóta fenotípusos értéke éppen a két homozigóta értéke közé esik, tehát w_Aa = (1 - hs) = (1 - 1/2s).

A növény tényleges rátermettsége azonban nem azon múlik, hogy mi hogyan ítéljük meg a fenotípusos értékét, hanem azon, hogy a fenotípusa valójában hogyan érvényesül a szelekciós erők szempontjából. Például ha a növény szaporodási sikeressége a rovarbeporzáson múlik, a heterozigóta rózsaszín növény sikeressége attól függ, hogy a rovarok milyen valószínűséggel keresik fel a rózsaszín virágot a piroshoz illetve a fehérhez képest. Ezt csak tényleges kísérletekkel lehet, ha egyáltalán el lehet dönteni: egy méh szempontjából a rózsaszín lehet éppoly vonzó mint a piros virág, ekkor w_Aa = 1 , de az is lehet, hogy a rózsaszín iránti preferenciája nem különbözik a fehér virágokétól, ekkor w_Aa pontosan megegyezik w_aa -val, azaz (1-s) értékkel.

A modellben tehát a dominancia viszonyok nem a heterozigóta fenotípus értékére, hanem a heterozigóta genotípus relatív szaporodási sikerességére vonatkozik.

A szelekciós és dominancia koefficienseket a (4) egyenletbe behelyettesítve a következő összefüggést kapjuk:

Ez az egyenlet írja le a szelekció hatását abban az egyszerű esetben, amikor egyetlen lokusz két alléljának sorsát vizsgáljuk a populációban. A kifejezés nem elegáns, túl sok tényezőt tartalmaz ahhoz, hogy kényelmesen dolgozhassunk vele. Az egyenlet azonban alkalmas arra, hogy ez alapján tetszőleges szelekciós és dominancia koefficiensek megválasztásával pontosan jósolhassuk egy allél sorsát a populációban.