क्या तटस्थ सिद्धांत का मतलब है कि विकास यादृच्छिक है?

केवल तटस्थ परिवर्तनों के लिए आणविक स्तर पर। सिद्धांत यह मानता है कि अधिकांश आणविक प्रतिस्थापन तटस्थ होते हैं और बहाव द्वारा स्थिर होते हैं, जबकि यह अभी भी स्वीकार करता है कि जीवों का अनुकूली विकास प्राकृतिक चयन द्वारा संचालित होता है।

तटस्थ प्रतिस्थापन दर जनसंख्या आकार से स्वतंत्र क्यों है?

क्योंकि एक बड़ी आबादी में प्रत्येक पीढ़ी में अधिक तटस्थ उत्परिवर्तन उत्पन्न होते हैं लेकिन प्रत्येक के स्थिरीकरण की आनुपातिक रूप से छोटी संभावना होती है; दोनों प्रभाव रद्द हो जाते हैं, जिससे प्रतिस्थापन दर उत्परिवर्तन दर के बराबर हो जाती है।

आणविक विकास का तटस्थ सिद्धांत

तटस्थ सिद्धांत यह मानता है कि प्रजातियों के भीतर अधिकांश आणविक भिन्नता और प्रजातियों के बीच प्रतिस्थापन चयनात्मक रूप से तटस्थ होते हैं और सकारात्मक चयन के बजाय यादृच्छिक आनुवंशिक बहाव (random genetic drift) द्वारा नियंत्रित होते हैं।

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Definition

आणविक विकास का तटस्थ सिद्धांत यह प्रस्तावित करता है कि आणविक स्तर पर अधिकांश विकासात्मक परिवर्तन चयन के कारण नहीं, बल्कि उत्परिवर्ती एलील्स (mutant alleles) के यादृच्छिक बहाव के कारण होते हैं जो चयनात्मक रूप से तटस्थ होते हैं। लगभग तटस्थ सिद्धांत इसे थोड़े हानिकारक उत्परिवर्तनों तक विस्तारित करता है जिनकी नियति प्रभावी जनसंख्या आकार पर निर्भर करती है।

Scope

यह विषय किमुरा के तटस्थ सिद्धांत और ओह्ता के लगभग तटस्थ विस्तार, प्रतिस्थापन दरों और स्थायी भिन्नता के बारे में उनकी भविष्यवाणियों, ऐतिहासिक तटस्थतावादी-चयनवादी बहस, और आणविक जनसंख्या आनुवंशिकी में शून्य परिकल्पना (null hypothesis) के रूप में तटस्थ मॉडल की केंद्रीय भूमिका को शामिल करता है।

Core questions

तटस्थ सिद्धांत प्रतिस्थापन दरों और आनुवंशिक भिन्नता के बारे में क्या भविष्यवाणी करता है?
तटस्थ प्रतिस्थापन दर जनसंख्या आकार से स्वतंत्र क्यों है?
लगभग तटस्थ सिद्धांत थोड़े हानिकारक उत्परिवर्तनों को कैसे शामिल करता है?
तटस्थ मॉडल चयन का पता लगाने के लिए शून्य परिकल्पना के रूप में क्यों कार्य करता है?

Key theories

किमुरा का तटस्थ सिद्धांत: अधिकांश आणविक बहुरूपता और प्रतिस्थापन चयनात्मक रूप से तटस्थ होते हैं, इसलिए तटस्थ प्रतिस्थापन की दर तटस्थ उत्परिवर्तन दर के बराबर होती है और जनसंख्या आकार से स्वतंत्र होती है, जो परिवर्तनों के मोटे तौर पर घड़ी-जैसे संचय की भविष्यवाणी करती है।
ओह्ता का लगभग तटस्थ सिद्धांत: उत्परिवर्तनों का एक बड़ा वर्ग केवल थोड़ा हानिकारक होता है; ऐसे उत्परिवर्तन तटस्थ और बहाव के रूप में व्यवहार करते हैं या चयन द्वारा समाप्त हो जाते हैं, यह चयन गुणांक और प्रभावी जनसंख्या आकार के उत्पाद पर निर्भर करता है, जो आणविक दरों को जनसांख्यिकी से जोड़ता है।

Mechanisms

एक पूर्णतः तटस्थ उत्परिवर्तन के लिए, अंततः स्थिरीकरण की संभावना उसकी प्रारंभिक आवृत्ति के बराबर होती है, और दीर्घकालिक प्रतिस्थापन दर प्रति पीढ़ी तटस्थ उत्परिवर्तन दर के बराबर होती है, जो जनसंख्या आकार से स्वतंत्र होती है। एक जनसंख्या के भीतर आनुवंशिक भिन्नता उत्परिवर्तन द्वारा तटस्थ एलील्स के परिचय और बहाव द्वारा उन्हें हटाने के बीच एक संतुलन को दर्शाती है, जिसे प्रभावी जनसंख्या आकार द्वारा मापा जाता है। लगभग तटस्थ सिद्धांत में, छोटे चयन गुणांक वाले उत्परिवर्तन छोटी आबादी में प्रभावी रूप से तटस्थ होते हैं लेकिन बड़ी आबादी में चयन के लिए दृश्यमान होते हैं, इसलिए प्रतिस्थापन दरें और चयन की दक्षता जनसांख्यिकी के साथ भिन्न होती हैं। ये भविष्यवाणियां मात्रात्मक शून्य प्रदान करती हैं जिसके विरुद्ध सकारात्मक और संतुलन चयन का पता लगाया जाता है।

Clinical relevance

तटस्थ ढांचा उन तरीकों को रेखांकित करता है जो जीनोम के कार्यात्मक रूप से बाधित, और इसलिए संभावित रूप से चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण, क्षेत्रों की पहचान करते हैं, तटस्थ अपेक्षा से विचलन का पता लगाकर, और यह रोगजनक निगरानी में उपयोग की जाने वाली आणविक डेटिंग को कैलिब्रेट करता है।

History

किमुरा ने 1968 में तटस्थ सिद्धांत प्रस्तावित किया, किंग और ज्यूक्स ने 1969 में स्वतंत्र रूप से गैर-डार्विनियन आणविक विकास के लिए तर्क दिया। ओह्ता ने 1970 के दशक की शुरुआत में लगभग तटस्थ सिद्धांत जोड़ा, और किमुरा की 1983 की पुस्तक ने इस ढांचे को संश्लेषित किया, जो चयन की व्यापकता पर दशकों की बहस के बावजूद मानक शून्य मॉडल बना हुआ है।

Debates

आणविक विकास कितना तटस्थ है?: तटस्थतावादी-चयनवादी बहस इस बात से संबंधित है कि आणविक भिन्नता और विचलन का कितना अंश तटस्थ बनाम चयनित है; जीनोमिक डेटा कुछ जीवों में पर्याप्त अनुकूली विकास दिखाते हैं, जो तटस्थ शून्य को पलटने के बजाय परिष्कृत करता है।

Key figures

Motoo Kimura
Tomoko Ohta
Jack King
Thomas Jukes

Seminal works

kimura1983
ohta1973
saetreRavinet2019

Frequently asked questions

क्या तटस्थ सिद्धांत का मतलब है कि विकास यादृच्छिक है?: केवल तटस्थ परिवर्तनों के लिए आणविक स्तर पर। सिद्धांत यह मानता है कि अधिकांश आणविक प्रतिस्थापन तटस्थ होते हैं और बहाव द्वारा स्थिर होते हैं, जबकि यह अभी भी स्वीकार करता है कि जीवों का अनुकूली विकास प्राकृतिक चयन द्वारा संचालित होता है।
तटस्थ प्रतिस्थापन दर जनसंख्या आकार से स्वतंत्र क्यों है?: क्योंकि एक बड़ी आबादी में प्रत्येक पीढ़ी में अधिक तटस्थ उत्परिवर्तन उत्पन्न होते हैं लेकिन प्रत्येक के स्थिरीकरण की आनुपातिक रूप से छोटी संभावना होती है; दोनों प्रभाव रद्द हो जाते हैं, जिससे प्रतिस्थापन दर उत्परिवर्तन दर के बराबर हो जाती है।