5
선택값과 평균 초과 생산성
HYC-1979Lesson 2: Catalytic, Which, System
00:00

항상성 유지 상태에서 분자적 선택은 개체 수준의 적합성 경쟁이 아니라 자기복제 종들 사이의 동역학적 경쟁입니다. 각 종 i 에는 선택값 Wii이 부여되는데, 이는 복제율에서 분해율을 뺀 순 복제율입니다. 개체군 수준의 평균 초과 생산성 E(t)는 이러한 선택값들의 조성 가중 평균입니다:

E(t) = ∑j Wjj

E(t)는 현재의 빈도 또는 농도에 의존하므로 , 선택적 이점은 상대적이고 동적입니다. 종 i 은 자신의 선택값이 현재 개체군 평균 Wii > E(t)를 초과할 때만 증가합니다. 선택 방정식은 다음과 같습니다:

[Wii − E(t)]

가중 초과값들의 합이 0이 되기 때문에 항상성 유지가 이루어집니다: ∑i [Wii − E(t)] = 0. 만약 Wii > E(t)이면 종 i의 빈도는 증가하고, Wii < E(t)이면 감소하며, Wii = E(t)이면 일시적으로 중립입니다. 조성이 변하면 E(t)도 변하므로 동일한 Wii 가 초기에는 이점을 제공하다가 나중에는 사라질 수 있습니다. 가장 단순한 선택만 있는 경우, 가장 높은 Wii 를 가진 종이 결국 농축되고 E(t)는 그 최대 선택값에 접근합니다.

선택값과 평균 초과 생산성선택적 이점은 상대적이고 동적입니다: 종은 자신의 선택값 Wii 가 개체군 평균 E(t)를 초과하는 동안에만 성장합니다.A. 종 빈도1.00.0비율시간x1 → 1x2 → 0종 1 증가종 2 감소B. 선택값과 E(t)속도시간E(t) = x1W11 + x2W22W11W22E(0)E(t)E(t) → W11 x1 → 1선택 방정식:dxi/dt = xi (Wii − E(t))Wii > E(t) → 종 i 성장Wii < E(t) → 종 i 감소Wii = E(t) → 일시적 중립항상성 유지:∑i xi (Wii − E(t)) = 0가중 초과값들이 상쇄되어 총 농도가 일정하게 유지됩니다.

핵심 개념

  • 선택값 Wii: 복제 및 분해 항을 결합한 종 i의 순 복제율입니다. 선택 방정식에서 사용되는 대각 선택값을 정의합니다.
  • 평균 초과 생산성 E(t) = ∑j Wjj: 종 빈도 또는 농도로 가중된 선택값의 개체군 평균입니다. 조성이 변함에 따라 변화합니다.
  • 선택 방정식 (Wii − E(t)): 종 i는 Wii > E(t)일 때 증가하고, Wii < E(t)일 때 감소하며, Wii = E(t)일 때 일시적으로 중립입니다.

두 종 예시

다음과 같이 가정합니다: . 초기에 E(t)는 W22 와 W11 사이에 위치합니다. 종 1은 이므로 증가하고, 종 2는 이므로 감소합니다. → 1이 되면 E(t) → W11로 접근하고 종 1의 순 초과값은 0에 가까워집니다. 여기서 선택적 이점은 분자의 고정된 속성이 아니라, 순 복제율과 현재 개체군 평균 사이의 차이입니다.

흔한 오해
양의 Wii 를 가진 분자라고 해서 자동으로 증가하지는 않습니다. E(t)를 초과해야 합니다. 마찬가지로 음의 Wii 를 가진 분자도 E(t)가 더 낮으면 지속될 수 있습니다.