Методы определения естественного отбора в ДНК – ошибочны

Учёные из Penn State University (США) и National Institute of Genetics (Япония) показали, что некоторые статистические методы, используемые биологами для определения естественного отбора на молекулярном уровне, дают неверные результаты. Они говорят: "Наше исследование показывает, что сотни работ об естественном отборе, которые опираются на эти методы, могут быть ошибочны." Результаты этого исследования будут опубликованы в интернет версии журнала Proceedings of the National Academy of Sciences на этой неделе и затем в его печатном варианте.

Как пример ошибочной работы исследователи приводят ту, в которой учёные, используя статистические методы, пытались показать всеобщность естественного отбора в человеческой эволюции. Они говорят: "Эта группа обнаружила воздействие естественного отбора в головном мозге, щитовидной железе и плаценте, которые считаются весьма значимыми в человеческой эволюции. Но раз они использовали ненадёжные статистические методы, то их результаты могут быть ошибочными. Конечно мы не пытаемся доказать, что естественный отбор не происходит, но мы говорим, что эти статистические методы могут приводить к неверным выводам."

Команда из Penn State University и National Institute of Genetics изучала метод определения естественного отбора в конкретном месте (branch-site method, BSM) и некоторые разновидности метода предсказания расположения (site-prediction method, BPM), обычно используемые для статистического анализа естественного отбора на молекулярном уровне. Метод BSM позволяет учёным определить произошёл или нет естественный отбор с конкретным геном и метод BPM позволяет предсказать точное расположение гена, в котором произошёл естественный отбор.

Исследователи говорят: "Эти методы так популярны среди учёных, потому что они дают очень ценную информацию о генах, в которых произошёл естественный отбор, но ни один из них не даёт точных результатов." Оба статистических метода опираются на предположение о том, что, когда происходит естественный отбор, количество нуклеотидных замен, ведущих к изменению аминокислот, заметно выше, чем количество нуклеотидных замен, которые не приводят к изменению аминокислот. Учёные говорят: "Но это предположение может быть ошибочно, поскольку большинство аминокислотных замен не ведёт к функциональным изменениям и адаптивное изменение белка часто происходит в результате редких замен аминокислот. По этому эти методы могут давать ошибочные результаты." Также они говорят, что при изучении небольшого числа нуклеотидных замен вероятность ошибок данных методов значительно больше.

Чтобы подтвердить свои предположения практическими результатами учёные воспользовались результатми исследования биологов из Emory University, которые исследовали гены, определяющие способность рыб видеть свет на различной глубине, и гены, которые контроллируют цветовое зрение различных животных. Они использовали эти данные, чтобы сравнить расположение генов, в которых произошёл естественный отбор, полученное на практике, с тем, которое предсказали статистические методы. В результате они выяснили, что статистический метод очень редко предсказывает расположение генов, полученное на практике: "В некоторых случаях статистические методы вообще не могли предсказать расположение генов, в которых произошёл естественный отбор. Это небольшое практическое упражнение показывает с какими трудностями сталкиваются статистические методы, при определении естественного отбора на молекулярном уровне."