有性繁殖和进化

性的实用工具，根据一个有趣的进化生物学的新理论，可能是其能力，以促进基因，以及许多其他合作伙伴一起玩，而不是那些只用一个特定的基因大放异彩。

描述在的国家科学院 11月24日的一周学报，这种遗传mixability的想法，命中的难度进化生物学家曾在理解性，特别是它的作用在群体遗传学和达尔文的生存，优胜劣汰的口头禅。

“这是在专家获奖的通才”，克里斯托Papadimitriou说，加州大学伯克利分校计算机科学教授，和纸张的合著者。

“在过去一个世纪，它常常被假定有性繁殖，应设法促进在健身的自然选择下的增加，导致”最佳“的基因组合，说：”主要作者阿迪利夫纳特，米勒研究所博士后在加州大学伯克利分校的电气工程和计算机科学系。 “但没有达成协议已经达成，是否和如何这可能真的工作，有人可能会认为，例如，汇集了来自不同个体的基因，有性生殖可以创建一个非常成功的基因组合，但正如有性繁殖，将创建基因的，非常成功的组合，也可以打破在下一代下来。“

其实，性爱可以阻碍在健身人口的增加引发的问题，如何能保持再生产的主要形式，所有物种的方式。性别 - 在其核心的合并来自不同个体的基因遗传独特的后代 - 从人类到植物的许多真菌生殖方法的选择。这种形式的再生产必须做正确的事情，在进化方面。

从有性繁殖增加的人口的平均健身假设除此之外，研究人员想出了一个新的措施，他们称之为“mixability”代表一个基因的执行能力以及在许多不同的组合。他们测试了在一些情景，在一个既定的人口遗传框架mixability措施。

他们发现，如果我们的目标是最大限度地找到一个基因，无性繁殖，尤其是很好地结合起来健身 - 这比有性繁殖更快的速度在增加的人口的数字 - 工作得很好。

相比之下，有性繁殖，通过重组和染色体分离过程中，坚决支持工作在许多不同的变化，而不是任何一个很好的结合，以及的基因。在该视图中，作者写道，同一基因的等位基因后，以及他们如何执行，而不是他们如何执行在任何一个特定的组合平均为每个竞争。

“它的重要，在进化的过程中，在mixability值增加，但它确实没有增加所有的时间，”说论文的合著者马库斯费尔德曼，教授生物学在斯坦福大学和一个世界著名的理论家在进化生物学。 “我们所采取的方法是从平常不同，因为我们有兴趣在进化过程中的短暂，从长远来看，我们mixability的价值实际上可能减少，因为太多的变化是从人口失去了。”

即便如此，有性繁殖与无性繁殖相比的巨大优势为mixability，根据模型的文件。

利夫纳特在什么可能第一次出现是一个非常规的比较，有性繁殖与股票组合的定期重新平衡的共同的东西，解释。

“如果每年一些钱是从都表现不错，并重新分配给股票，赔了钱的股票，投资组合的平均增长率超过时间，”他说。 “类似地，有性繁殖需要从一个组合移动到另一个基因的方式，通过多代的过程中，可以配合其各基因型的平均表现，而不是其最高性能的一种基因的成功。”

利夫纳特开始思考Papadimitriou，一家领先的计算机理论家，其研究包括优化算法的讨论这个问题。这种方案被广泛使用的应用，如计算机网络，交通运输规划与财务模型中找到最好的结果。

研究人员解释说，优化编程，一个被称为模拟退火，两个主要技术，解决了使用过程类似于无性繁殖的问题，而另一方面，被称为遗传算法，通过有性繁殖的启发。遗传算法理论上应该是在寻找一个问题的最佳解决方案，这两种技术更好，因为他们模仿的做法是这样的主导性。然而，事实证明，遗传算法的表现往往比模拟退火更好。

“我们试图弄清楚为什么算法，它模仿自然界中的好主意不来更好的结果，说：”Papadimitriou。 “我们恍然大悟，有性繁殖是做什么，是不是最大限度地健身，但做一些更微妙的，它是使有关的遗传变异，在许多的可能性，以及种类繁多的遗传伙伴执行，如果某个特定的基因变异可以做好与其他许多等位基因，不仅是一个高度专业化的变种，进化是先进的。“

研究人员指出，在2003年时，人类基因组测序，有一些奇怪，人类并不具备远远高于其他物种的基因。原来，这些基因是如何结合的可能是区分人类从其他物种中的一个关键因素，支持的灵活性健身的重要性。

费尔德曼，谁研究了超过三十年的演变，性别和重组，的表示，他希望这个新的理论来触发他的同行之间的许多辩论。 “这种理解性的问题将继续是在进化过程中的核心问题之一，”他说。

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