Nilai Selektif dan Produktivitas Berlebih Rata-rata

Dalam kondisi organisasi konstan, seleksi molekuler merupakan kompetisi kinetik antar spesies yang mereplikasi diri, bukan kontes kebugaran tingkat organisme. Setiap spesies i diberikan nilai selektif W_ii, yaitu laju replikasi bersih yang diperoleh dengan mengurangkan laju degradasinya dari laju replikasinya. Pada tingkat populasi, produktivitas berlebih rata-rata E(t) adalah rata-rata nilai selektif tersebut yang diboboti oleh komposisi:

E(t) = ∑_j W_jj

Karena E(t) bergantung pada frekuensi atau konsentrasi saat ini , keunggulan selektif bersifat relatif dan dinamis. Spesies i hanya meningkat ketika nilai selektifnya sendiri melampaui rata-rata populasi saat itu, W_ii > E(t). Persamaan seleksinya adalah:

[W_ii − E(t)]

Organisasi konstan dipertahankan karena jumlah berlebih yang terboboti sama dengan nol: ∑_i [W_ii − E(t)] = 0. Jika W_ii > E(t), frekuensi spesies i meningkat; jika W_ii < E(t), spesies tersebut menurun; jika W_ii = E(t), spesies tersebut untuk sementara netral. Ketika komposisi berubah, E(t) bergerak, sehingga W_ii yang sama dapat memberikan keunggulan di awal dan menghilang kemudian. Dalam kasus seleksi-saja yang paling sederhana, spesies dengan W_ii akhirnya diperkaya dan E(t) mendekati nilai selektif maksimal tersebut.

Konsep Inti

Nilai selektif W_ii: laju replikasi bersih untuk spesies i, yang menggabungkan suku replikasi dan degradasi. Nilai ini mendefinisikan nilai selektif diagonal yang digunakan dalam persamaan seleksi.
Produktivitas berlebih rata-rata E(t) = ∑_j W_jj: rata-rata nilai selektif populasi yang diboboti oleh frekuensi atau konsentrasi spesies. Nilainya berubah seiring perubahan komposisi.
Persamaan seleksi (W_ii − E(t)): spesies i meningkat ketika W_ii > E(t), menurun ketika W_ii < E(t), dan untuk sementara netral ketika W_ii = E(t).

Contoh Dua Spesies

Misalkan . Awalnya E(t) berada di antara W₂₂ dan W₁₁. Spesies 1 memiliki dan meningkat; spesies 2 memiliki dan menurun. Saat → 1, E(t) → W₁₁, dan kelebihan bersih spesies 1 mendekati nol. Keunggulan selektif di sini bukan sifat tetap suatu molekul; melainkan selisih antara laju replikasi bersihnya dan rata-rata populasi saat itu.

Miskonsepsi Umum

Molekul dengan W_ii yang positif tidak otomatis meningkat. Nilainya harus melampaui E(t). Demikian pula, molekul dengan W_ii yang negatif dapat bertahan jika E(t) bahkan lebih rendah.

Nilai Selektif dan Produktivitas Berlebih Rata-rata

Dalam kondisi organisasi konstan, frekuensi spesies x 1 dan x 2 bergeser sementara produktivitas berlebih rata-rata E(t) naik dari nilai antara W 22 dan W 11 menuju W 11, karena spesies 1 menjadi dominan. Saat E(t) meningkat, kelebihan W 11 − E(t) menyusut menuju nol, sehingga pertumbuhan spesies 1 melambat dan menjadi untuk sementara netral saat mendekati fiksasi.

PERTANYAAN 1

XVI.2. Apa arti keunggulan selektif bagi suatu molekul dalam kondisi organisasi konstan?

Konsentrasi absolutnya dalam volume reaksi.

Selisih antara laju replikasi bersihnya Wᵢᵢ dan produktivitas berlebih rata-rata populasi E(t).

Kebugaran selulernya relatif terhadap organisme lain di lingkungan.

Laju replikasi totalnya, dengan mengabaikan suku degradasi.

PERTANYAAN 2

Ekspresi mana yang mendefinisikan produktivitas berlebih rata-rata E(t) dalam kondisi organisasi konstan?

E(t) = ∑ⱼ Wⱼⱼ xⱼ

, rata-rata tak terboboti dari nilai selektif

E(t) = ∑ⱼ xⱼ / Wⱼⱼ

E(t) = ∑ⱼ Wⱼⱼ, jumlah dari nilai selektif

PERTANYAAN 3

Dalam persamaan seleksi dxᵢ/dt = xᵢ(Wᵢᵢ − E(t)), mengapa organisasi konstan dapat dipertahankan?

Karena jumlah kelebihan yang terboboti sama dengan nol: ∑ᵢ xᵢ(Wᵢᵢ − E(t)) = 0.

Karena semua spesies memiliki nilai selektif Wᵢᵢ yang sama.

Karena frekuensi xᵢ dipertahankan tetap oleh lingkungan.

Karena E(t) ditetapkan oleh komposisi awal dan tidak pernah berubah.

PERTANYAAN 4

Spesies molekuler dengan Wᵢᵢ < E(t) akan:

meningkat frekuensinya karena laju replikasinya positif.

tetap pada frekuensi konstan selama Wᵢᵢ-nya tidak berubah.

menurun frekuensinya karena laju replikasi bersihnya berada di bawah rata-rata populasi.

tidak terpengaruh, karena laju replikasinya sendiri tidak berubah.

PERTANYAAN 5

Dalam sistem seleksi-saja dua spesies dengan

, apa yang terjadi pada E(t) saat

→ 1?

E(t) mendekati W₂₂, dan spesies 1 menurun.

E(t) tetap tepat di tengah antara W₁₁ dan W₂₂.

E(t) mendekati W₁₁, dan kelebihan bersih spesies 1 mendekati nol.

E(t) meningkat tanpa batas.