Fitness (häufig angezeigt in Bevölkerungsgenetik-Modellen) ist eine Hauptidee in der Entwicklungstheorie. Es kann entweder in Bezug auf einen Genotypen oder zu einem Phänotyp in einer gegebenen Umgebung definiert werden. In jedem Fall beschreibt es die Fähigkeit, sowohl zu überleben als auch sich zu vermehren, und ist dem durchschnittlichen Beitrag zur Genlache der folgenden Generation gleich, die von einer durchschnittlichen Person des angegebenen Genotypen oder Phänotyps gemacht wird. Wenn Unterschiede zwischen Allelen an einem gegebenen Gen Fitness betreffen, dann werden die Frequenzen der Allele Generationen umstellen; die Allele mit der höheren Fitness werden mehr üblich. Dieser Prozess wird Zuchtwahl genannt.

Eine Fitness einer Person wird durch seinen Phänotyp manifestiert. Der Phänotyp wird durch die Entwicklungsumgebung sowie durch Gene betroffen, und die Fitness eines gegebenen Phänotyps kann in verschiedenen Umgebungen verschieden sein. Die fitnesses von verschiedenen Personen mit demselben Genotypen sind deshalb nicht notwendigerweise gleich. Jedoch, da die Fitness des Genotypen eine durchschnittliche Menge ist, wird es die Fortpflanzungsergebnisse aller Personen mit diesem Genotypen in einer gegebenen Umgebung oder Satz von Umgebungen widerspiegeln.

Einschließliche Fitness unterscheidet sich von der individuellen Fitness durch das Umfassen der Fähigkeit eines Allels in einer Person, um das Überleben und/oder die Fortpflanzung anderer Personen zu fördern, die dieses Allel in der Bevorzugung vor Personen mit einem verschiedenen Allel teilen. Ein Mechanismus der einschließlichen Fitness ist Verwandtschaft-Auswahl.

Fitness ist eine Neigung

Fitness wird häufig als eine Neigung oder Wahrscheinlichkeit, aber nicht die wirkliche Zahl der Nachkommenschaft definiert. Zum Beispiel, gemäß Maynard Smith, "Ist Fitness ein Eigentum, nicht einer Person, aber einer Klasse von Personen - zum Beispiel homozygous für das Allel an einem besonderen geometrischen Ort. So hat der Ausdruck 'erwartet, dass die Zahl der Nachkommenschaft' die durchschnittliche Zahl, nicht die Zahl bedeutet, die von jemandem Person erzeugt ist. Wenn der erste menschliche Säugling mit einem Gen für die Levitation durch den Blitz in seinem Prahm geschlagen würde, würde das den neuen Genotypen nicht beweisen, um niedrige Fitness, aber nur zu haben, dass das besondere Kind unglücklich war." Gleichwertig, "die Fitness der Person - eine Reihe x Phänotypen zu haben - ist die Wahrscheinlichkeit, s (x), dass die Person unter der als Eltern der folgenden Generation ausgewählten Gruppe eingeschlossen wird."

Maßnahmen der Fitness

Es gibt zwei allgemein verwendete Maßnahmen der Fitness; absolute Fitness und Verhältnisfitness.

Absolute Fitness

Absolute Fitness eines Genotypen wird als das Verhältnis zwischen der Zahl von Personen mit diesem Genotypen nach der Auswahl zu denjenigen vor der Auswahl definiert. Es wird für eine einzelne Generation berechnet und kann von absoluten Zahlen oder von Frequenzen berechnet werden. Wenn die Fitness größer ist als 1.0, die Genotyp-Zunahmen in der Frequenz; ein Verhältnis, das kleiner ist als 1.0, zeigt eine Abnahme in der Frequenz an.

Die absolute Fitness für einen Genotypen kann auch als das Produkt der Verhältnis-Zeiten die durchschnittliche Fertilität berechnet werden.

Verhältnisfitness

Verhältnisfitness wird als die durchschnittliche Zahl der überlebenden Nachkommenschaft eines besonderen Genotypen im Vergleich zur durchschnittlichen Zahl der überlebenden Nachkommenschaft von konkurrierenden Genotypen nach einer einzelnen Generation gemessen, d. h. ein Genotyp wird daran normalisiert, und die fitnesses anderer Genotypen werden in Bezug auf diesen Genotypen gemessen. Verhältnisfitness kann deshalb jeden nichtnegativen Wert, einschließlich 0 nehmen.

Die zwei Konzepte sind verbunden, wie durch das Teilen von jedem durch die Mittelfitness gesehen werden kann, die durch Genotyp-Frequenzen beschwert wird.

Weil Fitness ein Koeffizient ist, und eine Variable damit mehrere Male multipliziert werden kann, können Biologen mit der "Klotz-Fitness" (besonders so vor dem Advent von Computern) arbeiten. Durch die Einnahme des Logarithmus der Fitness kann jeder Begriff hinzugefügt aber nicht multipliziert werden.

Geschichte

Der britische Soziologe Herbert Spencer hat den Ausdruck "Überleben des passendsten" ins Leben gerufen (obwohl ursprünglich, und vielleicht genauer, "hat das Überleben des besten gepasst") in seinen 1864 Arbeitsgrundsätzen der Biologie, um zu charakterisieren, was Charles Darwin Zuchtwahl genannt hatte.

Der britische Biologe J.B.S. Haldane war erst, um Fitness, in Bezug auf die moderne Entwicklungssynthese des Darwinismus und der Mendelschen Genetik zu messen, die mit seinem 1924-Papier Eine Mathematische Theorie der Natürlichen und Künstlichen Auswahl anfängt. Der folgende weitere Fortschritt war die Einführung des Konzepts der einschließlichen Fitness durch den britischen Biologen W.D. Hamilton 1964 in seiner Zeitung auf Der Evolution des Sozialen Verhaltens.

Fitnesslandschaft

Eine Fitnesslandschaft, die zuerst von Sewall Wright begrifflich gefasst ist, ist eine Weise, sich Fitness in Bezug auf eine hoch-dimensionale Oberfläche zu vergegenwärtigen, in der Höhe Fitness anzeigt, und jede der anderen Dimensionen Allel-Identität für ein verschiedenes Gen vertritt. Spitzen entsprechen lokalen Fitnessmaxima; es wird häufig gesagt, dass Zuchtwahl immer bergauf fortschreitet, aber nur so lokal tun kann. Das kann auf suboptimale lokale Maxima hinauslaufen, die stabil werden, weil Zuchtwahl zu weniger nicht zurückkehren kann - passen "Täler" der Landschaft unterwegs zur Reichweite höhere Spitzen.

Genetische Last

Genetische Last misst die durchschnittliche Fitness einer Bevölkerung von Personen hinsichtlich einer hypothetischen Bevölkerung, in der der passendste Genotyp fest geworden ist.

Genetische Last ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine durchschnittliche Person sterben oder scheitern wird, sich wegen seiner schädlichen Gene zu vermehren. Es ist eine Zahl zwischen 0 und 1, der das Ausmaß misst, in dem die durchschnittliche Person der besten Person untergeordnet ist.

Wenn es mehrere Genotypen in einer Bevölkerung, jedem mit seiner charakteristischen Fitness gibt; der Genotyp mit der höchsten Fitness wird W genannt. Die durchschnittliche Fitness der ganzen Bevölkerung ist die Fitness jedes mit seiner Frequenz multiplizierten Genotypen: Das wird Mittelfitness genannt. V symbolisiert Mittelfitness. Die Formel für die genetische Last (L) ist wie folgt:

L = (W-V) / (W)

Wenn alle Personen in der Bevölkerung den optimalen Genotypen haben, dann ist v = W und die Last Null. Wenn alle außer man einen Genotypen der Nullfitness dann v = 0 und L = 1 hat.

Siehe auch

• Gen - Ansicht von der Evolution
• Einschließliche Fitness
• Zuchtwahl
• Fortpflanzungserfolg
• Auswahl-Koeffizient

Referenzen

Weiterführende Literatur

• Nüchtern, E. (2001). Die Zwei Gesichter der Fitness. In R. Singh, D. Paul, C. Krimbas und J. Beatty (Hrsg.). das Denken an Evolution: Historische, Philosophische und Politische Perspektiven. Universität von Cambridge Presse, pp.309-321. Voller Text

Außenverbindungen

• Evolution A-Z: Fitness
• Enzyklopädie von Stanford des Philosophie-Zugangs
• Warum Fitness für Ihre Gesundheit wichtig ist.