数字生物体小种群与大种群通往复杂性的不同演化路径

进化生物学的一个主要目标是解释适应性与非适应性变化在复杂性演化中的各自作用。虽然选择无疑负责复杂表型的传播与维持，但这并不自动意味着强选择增强了新性状出现（即复杂性起源）的机会。种群大小是改变适应与非适应过程相对重要性的一个参数：随着种群大小减小，选择减弱而遗传漂变重要性增加。由于这种关系，许多理论推测种群大小在复杂性演化中起作用。由于生物种群复杂性演化所需时间，此类理论难以实证检验。在此，我们使用数字实验演化来检验大或小无性种群是否倾向于演化出更高的复杂性。我们发现小种群和大种群——而非中等大小种群——有利于演化出更大的基因组，这为后续表型复杂性的增加提供了机会。然而，小种群与大种群通往这些新性状的演化路径不同。小种群通过固定轻微有害的插入片段演化出更大基因组，而大种群则固定了增加基因组大小的罕见有益插入片段。这些结果表明遗传漂变可导致小种群中复杂性的演化，而纯化选择不足以阻止大种群中复杂性的演化。