Atractor evolutivo

Un atractor evolutivo es un punto en el espacio de rasgos genéticos y/o fenotípicos hacia el cual la evolución siempre dirigirá los valores de los rasgos mediante un proceso de selección . El concepto de atractor evolutivo surgió en la genética de poblaciones tras el origen del paisaje adaptativo propuesto originalmente por Sewall Wright en 1932. ^{[ 1 ] : 172-173} La altura de un punto en un paisaje adaptativo es una medida de la aptitud evolutiva . Si un punto en un paisaje adaptativo es un pico, entonces la selección siempre dirigirá los rasgos hacia él y será un atractor evolutivo.

Mientras que la genética de poblaciones se ocupa de rasgos genéticos discretos, la genética cuantitativa extendió dichos conceptos para abordar rasgos genéticos continuos, ^{[ 2 ]} donde el concepto de atractor evolutivo también es válido.

La teoría de juegos evolutiva ^{[ 3 ]} introdujo en la biología evolutiva conceptos originalmente utilizados en economía, con la ventaja de que la evolución podía estudiarse en relación con las decisiones estratégicas tomadas en conflictos animales. Esto es de particular interés debido al concepto de estrategia evolutivamente estable o ESS ^{[ 4 ] : ​​11} una estrategia que, una vez establecida, es resistente a la invasión de otras estrategias. Las ESS no siempre serán atractores evolutivos, pero si lo son, persistirán a lo largo del tiempo evolutivo.

Los atractores evolutivos en biología no existen de forma aislada. Por definición, deben existir en un espacio de rasgos evolutivos donde la selección impulsa todos los rasgos hacia ellos desde una región inmediatamente circundante. Es decir, deben ser estables a la convergencia . Eshel (1983) modificó la definición de un ESS al considerar la reducción individualmente ventajosa a partir de una desviación mayoritaria: creó el término estabilidad continua . ^{[ 5 ]} Se puede demostrar que un ESS continuamente estable es estable a la convergencia, por lo tanto, actuará como un atractor evolutivo. ^{[ 6 ]}

Pero la naturaleza de los espacios de rasgos evolutivos en biología implica que no es posible garantizar que la región de convergencia al atractor evolutivo cubra la totalidad del espacio de rasgos, ni que exista un único atractor evolutivo en un espacio de rasgos particular. Estas cuestiones han dado lugar al surgimiento de los campos relacionados de la dinámica evolutiva ^{[ 7 ]} , la dinámica adaptativa ^{[ 8 ]} y el análisis de invasión evolutiva ^{[ 9 ]} , los cuales utilizan ecuaciones diferenciales para comprender la dinámica en los espacios de rasgos evolutivos. Por lo tanto, si existe uno o más atractores evolutivos en un espacio de rasgos evolutivos, estos proporcionan técnicas para comprender la dinámica en dicho espacio de rasgos alrededor del atractor evolutivo.

La evolución en biología no se produce de forma aislada en especies individuales. La interacción ecológica entre especies da lugar a la coevolución . Ejemplos importantes de esto son las interacciones huésped-parásito o huésped-patógeno , que pueden complejizar la dinámica en torno a los atractores evolutivos y diversificar su frecuencia y número.

Se han identificado atractores evolutivos en el análisis de la epidemiología evolutiva de patógenos de plantas . ^{[ 10 ]} En el estudio anterior que trabaja con poblaciones de plantas ^{[ 10 ]} los autores pudieron identificar atractores evolutivos utilizando métodos de dinámica adaptativa. ^{[ 8 ]} Un modelo aplicado al análisis de un virus del maíz ( Zea mays L. ) identificó equilibrios estables de convergencia a través de modelado de simulación. ^{[ 11 ]} Un modelo relacionado identificó atractores evolutivos en la interacción de plantas con patógenos fúngicos . ^{[ 12 ]}

Como se mencionó anteriormente, gran parte del estudio de los atractores evolutivos en biología se ha centrado en la investigación de la selección a nivel genético o fenotípico , o ambos, en una sola especie o en especies que coevolucionan. Los avances en el estudio de la genética molecular permiten ahora llevar el estudio de los atractores evolutivos a un nivel genético molecular. Wilson et al. (2019) estudiaron la evolución de las redes de regulación génica e identificaron la aparición de atractores evolutivos. ^{[ 13 ]}