생명과학 · 생태·진화·조사 / 원리와 탐구
자연선택과 유전적 부동 실험 해설
대립유전자 빈도는 생존·번식의 차이에 따른 자연선택과 표본의 우연에 따른 유전적 부동으로 달라질 수 있습니다. 환경·집단 크기·초기 빈도·적합도·난수 시드를 바꾸어 세대별 변화를 비교합니다. 한 번의 결과를 반복 관찰의 경향과 구분해 해석해 보세요.
어떤 원리인가요?
중립이면 기대 빈도는 그대로여도 개별 궤적은 흔들려요. 큰 집단에서 부동의 상대적 크기가 줄고 선택의 경향을 읽기 쉬워져요.
핵심 관계
p선택=pwA/[pwA+(1−p)wa] → 돌연변이 → Binomial(2N,p)/(2N)
이렇게 관찰해 보세요
- 장면은 첫 반복의 토끼들이에요. 밝은 A와 어두운 a의 빈도를 50세대·5회 추적해요. 눈·숲은 적합도의 적용 방향을 뒤집어요.
- 눈 환경과 중립 환경을 N=100에서 각각 5회 기록해요. 같은 시드와 조건은 같은 5개 궤적을 만들어요.
- 중립 환경에서 N만 10·1000으로 바꾸어 부동의 크기를 비교하고, 기준 조건에서 환경만 숲으로 바꿔 선택의 방향을 살펴봐요.
결과를 읽는 기준
자연선택과 유전적 부동을 올바르게 구별하면?
선택은 생존·번식 기여의 차이에 따른 방향성이고, 부동은 같은 확률에서도 생기는 유한 표본의 우연성이에요. 둘은 동시에 작용할 수 있어요.
모형의 범위와 한계
이입·이출 없는 고정 크기·무작위 교배의 라이트–피셔 모형이에요. 세대마다 2N개 대립유전자를 복원 추출해요. 적합도는 생존·번식 기여를 합친 가상 상대값이며 유전자형 적합도 AA=wA², Aa=wAwa, aa=wa²인 곱셈 모형이에요. 토끼 색은 AA 밝음·Aa 중간·aa 어두움인 중간 유전 연출이며 실제 털색 유전은 예측하지 않아요. 양방향 돌연변이는 같은 확률이고 연관·나이 구조·실제 진화 속도는 생략해요. 그림은 첫 반복을 최대 100마리로 요약해요.