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大尺度改变与进化的引擎

进阶到跨越数千碱基乃至整个基因拷贝的突变——拷贝数变异与结构变异——再放眼全局:突变提供原始变异,而选择与漂变将其塑造成进化。

超越单个字母:拷贝数与结构

至此我们改变的是单个字母和短小区段。但突变可以大得多。[[copy-number-variation|拷贝数变异]]指一整段DNA——有时包含整个基因——被复制或缺失,因而不同的人携带不同数目的拷贝。其他结构性改变会把某一段翻转,或将其移到新的位置。这些大型重排会改变剂量:拥有某基因的两份拷贝而非一份,或零份而非两份,会改变其产物的生成量。

突变作为变异的引擎

现在是收获的时刻。我们认识的每一种突变——同义、错义、移码、拷贝数——归根结底都是[[genetic-variation|遗传变异]]的来源。没有突变,每个个体都将是完美的复制品,种群也永远无法改变。突变是新等位基因唯一的原始来源;而重组只是把突变已经创造出的东西重新洗牌而已。

至关重要的是,突变相对于需求是随机的。细胞并不会因为某个有益的改变被需要就产生它;突变是盲目发生的,而大多数是中性或有害的。把这种盲目的供给转化为适应的,是[[gen-natural-selection|自然选择]]——携带不同变异型的生物在生存与繁殖上的差异。突变提出方案,而选择(连同机遇)做出取舍。

The flow, in one line:

  MUTATION  ->  new alleles  ->  GENETIC VARIATION in a population
                                          |
                          +---------------+---------------+
                          v                               v
                  NATURAL SELECTION                   GENETIC DRIFT
             (favors helpful variants)            (random changes by chance)
                          |                               |
                          +---------------+---------------+
                                          v
                          change in ALLELE FREQUENCY over time
                                          =
                                     EVOLUTION
突变是源泉;选择与漂变在世代间进行塑造。

为何有害等位基因得以存续

如果选择会清除有害变异型,它们为何从不彻底消失?因为突变不断重新制造它们。当新的有害等位基因到来的速率与选择清除旧者的速率相等时,便达到一种平衡——称为[[mutation-selection-balance|突变—选择平衡]]。这正是为何即便强烈不利的等位基因,也会在每个种群中以低频率徘徊:一股稳定的细流,不断回填选择所抽走的部分。