Fitness e adattamento nel limite micro-evolutivo

In population genetics the Kimura-Ohta equation provides a stochastic description of the evolutionary process of a population under mutations, genetic drift and natural selection. The global fitness of a population in a fixed environment varies because of the adaptive process, affected by the three evolutionary forces and described by the fitness flux. However, if the environment changes with time, the population is typically subject to a loss of fitness. Therefore, fitness dynamics can be viewed as the sum of two quantities: adaptation and variations due to a changing environment. This idea generalizes the fundamental Fisher's theorem of natural selection. In this thesis we have determined how fitness varies in the microevolutionary limit, regime in which the environmental changes are very fast. We have also shown that, in this limit, out-of-equilibrium properties of the evolutionary process affect deeply fitness dynamics and adaptation.

In genetica delle popolazioni l'equazione di Kimura-Ohta fornisce una descrizione stocastica del processo evolutivo per una popolazione sottoposta a mutazioni, selezione naturale e random genetic drift. Il fitness globale della popolazione, in un ambiente costante, varia a causa dell'adattamento, descritto dal concetto di fitness flux. Tuttavia, se un ambiente evolve nel tempo, una popolazione è tipicamente soggetta ad una perdita di fitness. Quindi possiamo pensare che la dinamica del fitness sia dovuta ai seguenti due contributi: adattamento e variazioni dovute ad un ambiente variabile. Questa idea generalizza il teorema di Fisher. In questa lavoro abbiamo studiato come il fitness cambia in un limite microevolutivo, regime in cui le variazioni ambientali sono molto più rapide rispetto ai cambiamenti della struttura genetica della popolazione dovuti alle tre forze evolutive. Abbiamo anche mostrato che le proprietà di non-equilibrio del processo evolutivo giocano un ruolo fondamentale nelle dinamiche di adattamento e nelle variazioni di fitness.