La tasa de evolución es la tasa a la que surgen nuevas mutaciones e invaden una población hasta que cada individuo tiene esa mutación, lo que llamamos fijación de la mutación.
Suponiendo que no haya selección natural, la velocidad de evolución es exactamente proporcional a la tasa de nuevas mutaciones por genoma. Como esta tasa es constante independientemente del número de individuos en la población, la velocidad de evolución es constante bajo estricta neutralidad.
La derivación de esto es que N individuos * u mutaciones ingresan a la población cada generación, pero cada mutación tiene una probabilidad de 1 / N de fijación en la población. Por lo tanto, N * u / N = u es la tasa de fijación en una población, que es independiente del tamaño de la población.
Sin embargo, bajo selección, el término relevante es ~ N * s, donde N es el tamaño de la población y s es el coeficiente selectivo de la nueva mutación. Si este término es> 1, la trayectoria de frecuencia de la mutación se determina por selección y no por azar (deriva genética). Esto no significa que en grandes poblaciones el tiempo que tarda la mutación en arreglarse es menor (de hecho, lo contrario es cierto), sino que más mutaciones con efectos selectivos más pequeños se regirán bajo selección en comparación con la deriva.
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Considere una nueva mutación que tiene una ventaja del 1% en relación con el resto de la población (es decir, las personas con esa mutación tienen un 1% más de descendencia que el promedio, lo cual es un efecto bastante fuerte). Decimos que s = 0.01 para esta mutación. Esta mutación es inicialmente en 1 individuo. A una frecuencia tan baja, el cambio en la frecuencia de esta mutación se rige solo por casualidad, hasta que es en 1 / s = 100 individuos, lo que llamamos frecuencia de establecimiento. Se necesita el orden de docenas de generaciones para llegar al establecimiento. Una vez que esto ocurre, la trayectoria de la nueva mutación se rige por la selección. Para pasar de 100 individuos a mil millones de individuos (el tamaño de la población humana), se necesitan X generaciones donde mil millones = 100 ^ (1 + s * X). Resolver para X nos da 350, por lo que se necesitan unas 400 generaciones en total para pasar de una nueva mutación a una población fija. En tiempo de generación humana, esto es aproximadamente 8,000 años. Sin embargo, las principales suposiciones aquí son que esta es una población uniforme donde cada individuo tiene la misma oportunidad de aparearse que cualquier otro individuo. Dada la estratificación espacial de los humanos (las personas que viven en Perú tienen muchas más probabilidades de casarse con otras personas de Perú en comparación con las personas de Australia) y los patrones históricos de migración, este proceso se ralentiza considerablemente, por lo que puede tomar decenas de miles de años para mutaciones para arreglar. Agregue el hecho de que el aumento masivo de la población solo ocurrió hace unos cientos de años, y pasará mucho tiempo antes de que el aumento de la población produzca un efecto menor en la fijación de mutaciones en la población.