Neutralidad Emergente en Evolución Asexual Adaptativa

En genomas no recombinantes, el enlace genético puede ser una fuerza evolutiva importante. El enlace genera interacciones de interferencia, mediante las cuales las mutaciones que ocurren simultáneamente afectan la probabilidad de fijación de unas a otras. Aquí, desarrollamos un modelo integral de evolución adaptativa en genomas enlazados, que integra interacciones de interferencia entre múltiples mutaciones beneficiosas y perjudiciales en un marco unificado. Mediante una solución analítica aproximada, predecimos las tasas de fijación de estas mutaciones, así como las probabilidades de alelos beneficiosos y perjudiciales en sitios genómicos fijos. Encontramos que las interacciones de interferencia generan un régimen de neutralidad emergente: todos los sitios genómicos con coeficientes de selección menores en magnitud que un umbral característico tienen alelos fijos casi aleatorios, y tanto las mutaciones beneficiosas como perjudiciales en estos sitios tienen tasas de fijación casi neutrales. Mostramos que esta dinámica limita no solo la velocidad de adaptación, sino también el grado de adaptación de una población en su entorno actual. Aplicamos el modelo a diferentes escenarios: adaptación estacionaria en un entorno dependiente del tiempo y acercamiento a un equilibrio en un entorno fijo. En ambos casos, las predicciones analíticas concuerdan bien con las simulaciones numéricas. Nuestros resultados sugieren que la interferencia puede comprometer gravemente las funciones biológicas en una población en adaptación, lo que establece límites de viabilidad en la evolución adaptativa bajo enlace.