基因型-环境相互作用与性别选择
Genotype-by-Environment Interactions and Sexual
Selection
作者：John Hunt; David J. Hosken
出版：WILEY Blackwell
索书号：Q958.12/G335/2014/Y
ISBN: 978-0-470-67179-5
藏书地点：武大外教中心
性选择被认为是自然界中一些最奢侈的形态和行为的原因，也是一些最快速进化的驱动因素。虽然查尔斯·达尔文的理论现在是现代进化生物学的一个基本组成部分，但迄今为止，基因型-环境相互作用对性选择的影响很少受到关注。
本书首次全面分析了基因型与环境的相互作用在性选择中的作用以及它们对进化过程的潜在影响。编辑们已经确定了目前定义该领域的13个主题，并阐明了这些相互作用对性选择的影响。这包括一些关键的话题，比如解决lek悖论，以及基因型与环境的相互作用如何影响性信号的诚实性。该卷还概述了仍未回答的关键问题，并提供了分析基因型与环境相互作用的全面指南。
进化遗传学的早期历史主要集中在理解基因和环境对观察到的表型变异水平的相对贡献上。罗纳德·A·费雪是这方面的主要研究人员，在众多成就中，他开发了一个统计框架，用于划分种群中表型方差的这些来源。这个框架的基础是这样一种思想，即只要一个群体中表型变异的遗传和环境来源是独立的，它们就可以被总结出来，这就提供了一种简单的方法来统计划分这些表型变异来源的相对影响。如果环境对表型的影响可以忽略不计，并且在种群中随机分布于个体(和基因型)，那么这个逻辑就很容易遵循。然而，当时的其他研究人员认为，这个框架低估了环境的重要性，也忽略了表型变异的第三个重要来源:由特定的遗传结构与特定的环境结合而产生的。如今，我们将基因型对环境变异的这种差异反应称为基因型-环境相互作用(GEIs)，并且知道这种表型变异的来源在大多数动物和植物种群中几乎无处不在。尽管目前关于GEIs在性选择中的作用的理论和实证研究出现了爆炸式增长，但没有一本书试图汇编这一工作或突出这一领域的关键发现。因此，我们的目标是制作一卷书，提供GEIs对性选择重要性的清晰概述。由于许多从事这一主题的主要研究人员都为本书做出了贡献，我们希望它既能作为GEIs在性选择中的作用的入门读物，也能作为指导未来研究的指南。我们相信这本书将会对从事性选择研究的知名研究者，以及开始他们研究生涯的本科生和研究生产生广泛的兴趣。
这本书分为三个主要部分，认为涵盖了GEIs在性别选择中的作用的关键发展。第一部分是理论基础，概述了GEIs对性别选择的重要性。第1章首先对“好基因”性别选择模型的许多问题进行了概述，当男性遗传质量被正确地视为一种受GEIs、基因之间的相互作用以及社会环境提供的基因影响的复杂特征时。接下来，第2章使用一个简单的优化模型检验了不确定性和不完全信息传递的作用，该模型关注女性在寻找配偶时的选择costÍy，不同基因型的男性只能部分区分(由于GEIs的交叉和环境之间的扩散)。遵循类似的主题，第3章使用显式的基于个体的模拟，研究了传播、信号可靠性和空间变异如何影响雌性配偶后代适应基因的进化。重要的是，这种模拟并没有改变GEIs的形式(无论是否存在cossve)。相反，在表型最优的连续分布环境中，分散性是变化的，因此分散的个体在其出生地点和繁殖地点的环境条件之间的对应关系越弱，他们就越分散。然后，他们扩展了这一逻辑，探究空间变异如何在局部适应中产生差异，以及当女性遇到来自不同出生环境的男性时，女性的选择是否能够坚持下去。最后，第1章介绍的一些关键思想的基础上，第4章使用了一系列定量遗传学模型来检验当社会环境包含基因时，基因型与社会环境相互作用(GSEIs)是如何影响性选择的操作的。他们还提供了测量GSEIs的指南，以及在性别选择的背景下测量这一过程的实证研究的概述。对于经验主义者来说，研究GEIsin性选择角色的必要(也是关键)的第一步是正式证明他们的存在并量化他们的力量。因此，第2节概述了可用于量化GEIs的实验和统计方法。第5章首先概述了在实验室研究中用于估计GEIs的育种和统计方法，在实验室研究中，被研究生物的谱系结构是在实验者的控制下的。第6章然后扩展了这个框架，提供了大量的统计方法的概述，可以用来量化自然种群中的GEIs，当谱系结构不受实验者控制时。最后，第7章回顾了基因表达方法在性别选择特征中理解GEIs的应用。他们特别强调了最近的转录组方法，并概述了这种方法的一些方方法问题，以及优化实验设计以通过环境相互作用(TEIs)检测转录组的方法。
在第三部分中，我们提供了关于geis在性别选择中的作用的实证研究的概述。首先，第8章概述了他对小蜡蛾(Acbroia grisella)的GEIs和性别选择的研究。本章代表了十多年来关于这一主题的实证研究的高潮，因此代表了GEIs如何影响性别选择操作的最佳研究系统之一。接下来，第9章讨论了近亲繁殖在性别特征方面评估GEIs的潜在用途。近亲繁殖提供了一种简单但有效的方法来改变个体的遗传质量，并证明通过环境相互作用(iei)进行近亲繁殖在功能上等同于GEIs。回顾文献后，他们发现性别特征明显表现出近亲繁殖抑制，但这并不比非性特征更明显，而且几乎没有证据表明近亲繁殖揭示了GEIs。这无疑反映了目前缺乏经验检验。第10章概述了他们对银行田鼠(Myodes glareolus) GEIs和信号可靠性的研究。在这个物种中，各种各样的雄性信号表现出GEIs，挑战信号的可靠性，并潜在地破坏了雄性信号和雌性偏好之间的协方差。Mills和同事们讨论了一些可能有助于缓解这些问题的机制，包括男性信号和女性偏好的平行反应规范，选型扩散和性对抗。第11章概述了已知强Drosophil化学信号中角质层碳氢化合物(CHCs)表达的可塑性和GEIs
许多果蝇物种的性选择。他们涵盖了影响果蝇CHC表达的生物和非生物环境的多样性，并提供了在性选择的背景下证明GEIs的研究总结，以及在这个重要属中CHC进化的可能后果。第12章回顾了孔雀鱼(Peocilia reticulata)性特征中GEIs的证据。虽然有相当多的证据表明孔雀鱼的雄性性别特征表现出大量的遗传变异和对环境的可塑性反应，而且个体经常遇到不同的环境条件，但令人惊讶的是，很少有研究能够令人信服地证明孔雀鱼性特征的GEIs。为了结束本节，第13章研究了GEIsand信号可靠性在装饰蟋蟀(Gryllodes sigillatus)的化学感觉自我参照和维持一妻多夫制中的作用。这一物种的雌性蟋蟀在交配时用CHCs标记它们的雄性伴侣，并使用这一信号来避免与他们再次交配，以支持新的雄性。因此，chc有很强的选择，以可靠地表明女性的个体身份，而缺乏大量的GEIs促进了这一过程。对于男性来说，不存在这样的信号限制，因为CHCs存在强GEIs。
混合的理论，实证研究，和实践指导，从世界领先的专家使这本书的主题特别有力和明确的指南。它将引起进化生物学家的兴趣，从基因组学家到行为学家。这是一本非常及时的书，它所涵盖的主题应该会改变我们对性别选择的看法。贡献者都是领导者，这些主题应该为未来几年的许多博士项目提供指导。GEI越来越被证明是重要的，而且似乎它在有性别选择的物种中是至关重要的。这本书可能有助于振兴性选择的研究。凝胶吸引着进化生物学家，但直到现在，性别选择特征的独特后果一直被忽视。这本多作者的书全面解释了关键的理论概念，处理实际的如何'问题，并使用经典案例研究来说明研究凝胶的价值。这是每一个对性别选择感兴趣的人的必读之书。
本书目录：
贡献者名单
前言
关于配套网站
第一部分介绍和理论概念
1 基因型与环境的相互作用与性选择:复杂世界中的女性选择
1.1介绍
1.2经典女性选择
1.3当男性品质为复杂性状时，优良基因的不稳定性
1.3.1基因对基因型价值的加性效应
1.3.2基因型-环境互作
1.3.3基因间相互作用
1.3.4间接遗传效应感知数量遗传学
1.4讨论
致谢
参考文献
2当信息传递不确定或不完整时的GEIs
2.1介绍
2.2列万廷非常恼人的结论
2.3无知、不确定性和信息
2.4信息与适应度
2.5贝叶斯统计决策理论
2.6甄别与选择:信号检测视角
2.7雌性斑姬鹟的搜寻、辨别和择偶行为
2.8最优搜索和附加信息的边际值
2.9生物信号传导理论
2.10 GEIs的条件、信号和首选项
2.11结论
参考文献
3 地方适应与女性选择的演化
3.1介绍
3.2 GEIs的Jekyll and Hyde性质
3.3模型
3.3.1概述
3.3.2初始化阶段
3.3.3分散
3.3.4条件确定和生存力选择
3.3.5繁殖
3.3.6突变
3.4少些本地适应，多些女性选择!
3.5我们能概括吗?
3.6 GEIs通常在一个适当变化的世界中保持昂贵的选择
3.7模型的启示
3.8实证工作展望
3.9理论工作展望
3.10结论
参考文献
4社会环境中含有基因时基因型与环境的相互作用
4.1介绍
4.2基于社会环境的基因型相互作用建模
4.2.1非生物环境下的简单GEI模型
4.2.2基因相互作用的简单模型
4.2.3简单的GSEI模型
4.2.4总结
4.3社会环境相互作用测定基因型
4.4社会环境相互作用对基因型的经验证据
4.5未来的发展方向
致谢
参考文献
第二部分 测量GEIs的实际问题
5实验室系统中环境相互作用定量基因型
5.1介绍
5.2表型可塑性的两种视角
5.2.1字符状态法
5.2.2反应法规范
5.3检测和估计G x E的育种设计
5.3.1普通花园
5.3.2克隆
5.3.3自交系
5.3.4同母系
5.3.5常规育种设计
5.3.6非常规的“血统设计”
5.3.7选择实验
5.4统计方法
5.4.1混合模型方差分析
5.4.2线性混合效应模型
5.4.3动物模型
5.4.4单独拟合函数
5.4.5随机回归模型
5.4.6随机回归模型作为协方差函数
5.4.7Multivariate模型
5.5工作实例
5.5.1例1
5.5.2例二
5.5.3例三
5.6 R建议
致谢
参考文献
6环境对野生种群性选择相关性状遗传结构的影响
6.1介绍
6.2性选择理论在野生种群中的应用
6.2.1确定关键参数
6.2.2获得和分配决定了GEI的形式
6.2.3女性择偶的遗传基础可能表现为GEI
6.2.4健身关联可能与环境有关
6.2.5两性间的协方差野生种群GEI检验方法
6.3野生群体GEI的检测方法
6.3.1识别相关环境变量
6.3.2动物模型
6.3.3字符状态法
6.3.4因子分析模型
6.3.5自回归函数
6.3.6反应范数模型:随机回归
6.3.7评估环境敏感性作为替代方案
6.3.8估计跨环境遗传协方差
6.3.9估计跨环境适应度协方差
6.4分析方法的工作实例
总结
参考文献
7 从基因型x环境到转录组x环境:识别和理解环境对性选择性状基因表达的影响
7.1介绍
7.2基因表达变异可以使一个静态的基因组对不同的环境做出反应
7.3性选择性状从GEIs到TEIs
7.4我们可以安全地忽略表型的基因组基础吗?
7.5第一步是鉴定性选择性状的转录组基础
7.6关于基因表达和性选择行为的说明
7.7下一步是了解基因表达对环境影响的反应
7.8关于vodtt6M工艺和实验设计的几点注意事项
7.9结论
致谢
参考文献
8 动物交往中GEIs与性选择表型可塑性和基因X型环境相互作用的实证研究
8.1介绍
8.1.1 GEI和lek悖论
8.1.2 GEI和信号(un)可靠性
8.1.3 grisella Achroia:性选择研究的模式种
8.2自然史与声学传播
8.3鸣叫与偏好的数量遗传学
8.3.1遗传权衡是否维持了歌曲性状的VA ?
8.3.2 GEI、生态交叉、VA维护
8.4 GEI在自然种群中的作用
8.4.1间接遗传效应(IGEs)
8.4.2反应规范多样性与生态交叉
8.4.3环境异质性是否有助于va的持续?
8.4.4Synopsis
8.5雄性歌曲是可靠的信号吗?
8.6预后
致谢
参考文献
9利用近亲繁殖来评估性性状中凝胶条件的遗传成分
9.1介绍
9.2性特征和遗传状况
9.3环境变化研究
9.4遗传变异研究
9.5利用近交来推断条件依赖性状的遗传
9.6近亲繁殖实验设计
9.6.1 T控制性状的选择
9.6.2控制体型共变
9.6.3近亲对照
9.6.4实验规模
9.6.5基
9.7方法
9.8结果
9.8.1鱼
9.8.2鸟
9.8.3节肢动物
9.9讨论
9.9.1第二性征是否存在近亲繁殖抑郁症?
9.9.2控制体型后，性性状的近交抑制是否仍然存在?
9.9.3性特征是否比非性特征遭受更大的近交系抑郁?
9.9.4近亲繁殖是否揭示条件依赖性GEIs?
9.10结束语
致谢
参考文献
10银行田鼠雄性品质基因型与环境的相互作用及可靠信号
10.1介绍
10.2田鼠
10.2.1Environmental异质性
10.2.2雌性繁殖成功
10.2.3雄性信号、遗传力、信度
10.2.4同性冲突
10.3银行田鼠雄性优势的GEIs
10.4信号偏好协方差干扰的协调建议
10.4.1男性信号与女性择偶偏好的平行反应规范
10.4.2男性信号与女性偏好的替代策略
10.4.3 GEI对女性生殖成功和性冲突的影响
10.5总结
参考文献
11 果蝇角质层碳氢化合物的性选择和基因型-环境相互作用
11.1介绍
11.2非生物环境
11.2.1温度和干燥应力
11.2.2饮食效应和条件依赖性
11.3生物环境
11.3.1 D. serrata CHC表达的iges
11.3.2昼夜节律与社会环境在D. melanogaster CHC表达中的作用
11.4果蝇CHCs中GEI和环境变化的后果及未来研究方向
致谢
参考文献
12 孔雀鱼基因型与环境的相互作用与性选择
12.1介绍
12.1.1概述
12.1.2对环境变异的表型响应
12.1.3 GEI与性选择
12.2塑性、GEI和孔雀鱼系统
12.2.1孔雀鱼交配制度
12.2.2孔雀鱼的性选择性状
12.2.3环境对孔雀鱼性选择性状的影响
12.2.4孔雀鱼种群的环境异质性
12.3总结及未来发展方向
12.3.1孔雀鱼及其GEI对性选择性状的正、负影响
12.3.2行为综合征成为一个新兴的焦点
12.3.3人为环境变化的挑战
致谢
参考文献
13 装饰蟋蟀表皮碳氢化合物表达的信号可靠性，性别特异性基因型与环境的相互作用，以及通过化学感觉自我参照维持一妻多夫制
13.1介绍
13.2 silatus的性选择和一妻多夫
13.3 G. sgilltus的角质层碳氢化合物
13.4化学感觉的自我参照和对新雄性的偏好
13.5性别特异性GEIs和化学感觉自参照的可靠性
13.6结论
致谢
参考文献
结论和最后的想法
索引
邹娟 武大生科院 博士研究生