首先棘輪這個(gè)單詞很有意思,譯為防止倒轉(zhuǎn)的棘輪,這和該名詞的本意有著異曲同工之妙。
Muller's ratchet 定義:一種假說(shuō),用于解釋為什么一些具有重要功能的基因,可能會(huì)在無(wú)性繁殖中逐漸被丟失;換句話說(shuō),有害突變會(huì)在無(wú)性繁殖的生物體中不斷累積,直至積重難返,甚至可能導(dǎo)致物種的滅絕。
這種情況多發(fā)生于內(nèi)共生體(endosymbiont),例如線粒體或葉綠體,當(dāng)然線粒體或葉綠體也有相應(yīng)的機(jī)制去應(yīng)對(duì)有害突變累積所帶來(lái)的危害。
舉個(gè)例子,在生物體中不可避免地會(huì)發(fā)生基因的突變,有些突變是有益的,而有些突變則是有害但不致命的。通常來(lái)說(shuō),由于有益突變的存在,有害突變一般不會(huì)造成嚴(yán)重的危害,從而使得生物體保留著這些有害突變繼續(xù)存活和繁殖。但是對(duì)于無(wú)性繁殖的生物體而言,它們不可能發(fā)生水平層面的基因交換(例如:有性繁殖的基因重組等),這也就意味著那些已經(jīng)發(fā)生有害突變的基因(突變型),不可能再?gòu)膭e的生物體中獲得相對(duì)應(yīng)的野生型基因。這些已經(jīng)發(fā)生有害突變的基因,對(duì)于無(wú)性繁殖的生物體而言,就好像一個(gè)棘輪(ratchet),是不可倒轉(zhuǎn)的。
(可能有人會(huì)疑惑,回復(fù)突變不可以使得有害突變回復(fù)到野生型的狀態(tài)嗎?可以的,但是回復(fù)突變的概率相較于有害突變的概率低很多)
相較而言,對(duì)于有性繁殖的生物體,當(dāng)某個(gè)個(gè)體產(chǎn)生有害突變后,該個(gè)體與種群中其他具有野生型基因的個(gè)體進(jìn)行有性生殖,則可能可以產(chǎn)生不攜帶有害突變的后代(例如:Aa和AA,甚至是Aa和Aa)。這就是有性生殖的優(yōu)勢(shì)。
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