01 / 導讀
導讀
引用
Charlesworth, B., & Charlesworth, D. (2010). Elements of Evolutionary Genetics. Roberts and Company Publishers.
章節概要
全書共十章，另有一個數學與統計附錄；據《自然·遺傳學》上的書評（Mackay，2010），篇幅約 768 頁。出版社介紹說，本書講授如何建立進化中遺傳過程的模型，以及如何用這些模型解釋經典遺傳資料和分子遺傳資料。Mackay 書評的開頭一段用同樣的思路界定這一領域：突變和重組在選擇、遺傳漂變和遷移的作用下，如何在分離位點和數量性狀上、在群體內部和群體之間、在短期和長期的時間尺度上產生遺傳變異的格局；然後把這套理論應用於觀察到的等位基因頻率分佈和數量性狀的遺傳方差，從而推斷基因組的哪些區域按照中性突變與漂變的平衡所預期的方式進化，哪些區域顯示出偏離的特徵，例如平衡選擇、選擇性清除，或有害突變的清除。下面的章節順序與這一圖景相吻合。
第1章：Variability and Its Measurement（變異及其度量）
開篇一章討論遺傳變異及其度量方法。
第2章：Basic Selection Theory and the Maintenance of Variation（基本選擇理論與變異的維持）
作用於單個位點的選擇，以及變異得以維持而不是喪失的條件。
第3章：Directional Selection and Adaptation（定向選擇與適應）
定向選擇是與適應聯絡最緊密的過程，這裡從遺傳層面加以討論。
第4章：Migration, Mutation and Selection（遷移、突變與選擇）
遷移、突變和選擇，作為改變遺傳變異的過程放在一起討論。
第5章：The Evolutionary Effects of Finite Population Size: Basic Theory（有限群體大小的進化效應：基本理論）
當群體規模有限時，遺傳上會發生什麼的基本理論；遺傳漂變在書中從這裡開始登場。
第6章：Molecular Evolution and Variation（分子進化與變異）
與 DNA 序列資料的聯絡：如何用前面建立的模型來解釋分子水平上觀察到的變異和分歧。
第7章：Genetic Effects of Spatial Structure（空間結構的遺傳效應）
群體空間結構帶來的遺傳後果。
第8章：Multiple Sites and Loci（多位點）
處理範圍由單個位點擴充套件到多個位點。
第9章：The Evolution of Breeding Systems, Sex Ratios and Life Histories（繁育系統、性比與生活史的進化）
一個應用章節，用遺傳模型來探討交配系統、性比和生活史的進化。
第10章：Some Topics in Genome Evolution（基因組進化的若干專題）
最後一章轉向全基因組層面的若干專題。
數學與統計附錄
關於各章所用數學和統計方法的參考部分。
核心概念
第1–4章
- 遺傳變異性及其度量：第1章。
- 選擇與變異的維持：第2章。
- 定向選擇與適應：第3章。
- 遷移、突變與選擇：各種力量的共同作用，第4章。
第5–8章
- 有限群體大小與漂變：第5章。
- 分子進化與變異：第6章。
- 空間結構：第7章。
- 多位點：第8章。
第9–10章與附錄
- 繁育系統、性比與生活史：第9章。
- 基因組進化：第10章。
評析
優點
- 從基本原理一直講到資料。 章節順序從變異及其度量開始，發展選擇、漂變和遷移，然後才把理論應用到分子資料、空間、多位點、繁育系統和基因組。出版社把本書介紹為既講模型怎樣建立、也講怎樣使用的指南。
- 與現代資料的聯絡很明確。 Mackay 的書評描述了把理論應用於等位基因頻率分佈和數量性狀方差的做法，目錄又讓分子進化和基因組進化各佔一章。
- 作者本身就在這一領域工作。 出版社的作者介紹說，兩位作者都是皇家學會會員，研究群體遺傳學、分子與基因組進化以及交配系統進化；他們也是 Evolution: A Very Short Introduction 的作者。
- 有專門的數學附錄。 獨立的數學與統計方法附錄，使推導可供查閱，而不必把每種技術都放進正文各章。
侷限
- 要求較高。 全書約 768 頁，以理論為主。前置資訊寫的是遺傳學和進化課程，加上對代數、微積分和基礎機率的把握；不具備這些的讀者會覺得吃力。
- 主題較窄。 目錄圍繞遺傳過程及其模型。系統發育學、化石記錄、物種形成和行為的進化不在章名之中，所以本書是對普通進化論教材的補充，而不是替代。
- 公開證據較少。 目錄和出版社的介紹沒有顯示是否有習題，也看不出各章的節奏，因此這些問題無法根據這些資料來確定。
在課程中的定位
本課程中的其他進化論書籍範圍更廣。Zimmer 的 The Tangled Bank 和 Charlesworth 夫婦自己的 Evolution: A Very Short Introduction 是初次接觸的讀物，後者由同一對作者寫成，簡明介紹共同祖先、自然選擇和其他過程如何解釋適應、新物種和生命史。Bergstrom 與 Dugatkin 的 Evolution 以及 Futuyma 與 Kirkpatrick 的 Evolution 是涵蓋整個學科的本科教材，達爾文的 On the Origin of Species 則是奠基之作。
Elements of Evolutionary Genetics 是這些書的專門化、數學化的配套讀物。適合在普通進化論課程之後讀，特別是在讀過 Futuyma 與 Kirkpatrick 一書的群體遺傳學各章之後，想看到這些模型是如何推導、又如何接受資料檢驗的時候。
如何使用本書
本書面向學過遺傳學和進化論、並能熟練運用代數、微積分和基礎機率的進化、遺傳學或相關領域的研究生與高年級本科生。
實用的閱讀安排：
- 核心： 按順序讀第1–5章。它們確立了變異、選擇、突變、遷移和漂變，其餘內容都以此為基礎。
- 接著： 第6章講分子資料，第8章講多位點模型，閱讀時開啟附錄。
- 按興趣選讀： 第7章講空間結構，第9章講繁育系統、性比和生活史，第10章講基因組進化。
- 練習： 自己動手完成推導，並翻開一本普通進化論教材來了解生物學背景。