小种群在复杂适应度景观上的演化优势

背景：近期的实验和理论研究表明，在复杂适应度景观上演化的小型无性种群，由于适应性轨迹的异质性增加，可能比大型种群达到更高的适应度。在此，我们引入一类单倍体三基因座适应度景观，以便以精确且定量的方式研究这一场景。结果：我们通过解析推导的主要结果表明，选择具有最大初始适应度增加路径的概率如何随种群规模而增长。这使得大型种群更有可能被困在局部适应度峰值，并暗示了小种群在中等时间尺度上的优势。此效应起作用的种群规模范围与克隆干扰的出现相一致。使用随机适应度景观系综的额外研究表明，针对特定三基因座景观参数选择所获得的结果具有鲁棒性，并且随着基因座数量的增加依然存在。结论：我们的研究表明，只要适应度景观包含局部极大值，小种群就可能具有优势。该优势出现在中等时间尺度上，该时间尺度足够长以至于局部适应度极大值处的陷阱已经发生，但又太短而无法通过产生多个突变体来实现峰值逃逸。