Fisher 几何模型中的倍性与进化可预测性

预测适应性进化轨迹是进化生物学的主要目标之一。人们可以区分向前可预测性和向后可预测性，其中向前可预测性衡量相同适应性轨迹在独立进化中发生的 likelihood，而向后可预测性衡量在已知起始和最终状态的情况下特定适应性路径发生的 likelihood。最近的研究试图利用无性单倍体微生物的实验进化来测量这两种可预测性。然而，尚未在二倍体生物中进行类似的实验。在此，我们利用 Fisher 几何模型模拟了单倍体和二倍体的适应性行走，发现二倍体中的适应性行走比单倍体具有更低的向前可预测性和更高的向后可预测性。我们认为，这种差异是由于在我们的模拟中，二倍体能够产生瞬态稳定的多态性，并允许具有较大表型效应的适应性突变。由于稳定多态性可以通过多种机制在单倍体和二倍体自然种群中产生，我们认为基于适应性行走通过一系列单态状态进行的实验所做出的推断，可能会遗漏适应的许多关键特征。