Гены мутаторы в генотипе популяции

Более чем полувековые исследования мутабильности свободно-живущих дрозофил Европы, Азии и Северной Америки вскрыли устройство, регулирующее через отбор наследственную изменчивость.

Изучение флюктуаций мутабильности в популяциях человека показало, что аналогичные механизмы частоты возникновения мутаций оперируют и у человека [Berg, 1982, 1985, 1986, 1987]. Соревнуясь друг с другом по приспособляемости, популяции всех видов животных, растений и самого человека оказались обладателями устройства, предназначенного предвосхищать возможные катастрофические изменения среды и противопоставлять им вспышки наследственной изменчивости, поставляя мутантов, способных выжить среди повальной гибели немутантных собратий по популяции.

Это устройство — набор генов мутаторов, генов, вызывающих мутации других генов. Ген мутатор действует не на все гены. Он заставляет мутировать один из них, не затрагивая строение других. Он действует слепо, вне зависимости от пертурбаций в среде обитания своего носителя. Множество вызываемых им мутаций вредны при всех условиях. Некоторые мутации могут оказаться полезными только при наступлении катастрофы.

Частота генов мутаторов в генотипе популяции регулируется индивидуальным естественным отбором в зависимости от пользы или вреда продуцируемых каждым из них мутаций. Вероятность иметь в своем генотипе помимо мутации, вызванной мутатором, еще и сам ген мутатор, выше для мутанта, чем для тех, чьи гены не претерпели изменения. Прямой отрицательный отбор мутантов, возникших под действием одного из мутаторов, это косвенный отрицательный отбор этого мутатора. Число аллелей генов мутаторов в генотипе популяции сдерживается отбором на низком уровне. Но вот наступает катастрофа. Введен новый инсектицид.

Если есть в генотипе популяции мутатор, вызывающий мутации резистентности по отношению к нему, отбор направит мутационный процесс в приспособительное русло. Прямой положительный отбор мутантов это косвенный положительный отбор мутатора. Обладая набором мутаторов, популяция имеет все шансы выжить и восстановить свою численность. Генные частоты генов мутаторов и частота вызываемых ими мутаций возрастают не беспредельно. Когда популяция состоит из одних резистентных особей, отбор снижает мутабильность до прежнего уровня. Он вступает в действие, потому что мутаторы продолжают свою, теперь уже преимущественно губительную, деятельность. Гибнущие мутанты увлекают за собой вызвавшие их мутаторы. Аллельные частоты мутаторов снижаются, вспышка мутабильности гаснет.