1。機能的発散： 遺伝子の複製により、機能的な発散が可能になります。ここでは、元のコピーが元の役割を保持している間、重複した遺伝子が新しい機能を獲得できます。時間が経つにつれて、これらの重複した遺伝子は順番と機能が分岐し、新しい適応の進化につながる可能性があります。たとえば、転写因子をコードする先祖の遺伝子の重複は、明確な調節的役割を備えた新しい転写因子を生じ、新しい発達経路または組織特異的遺伝子発現の進化に寄与する可能性があります。
2。遺伝子ファミリーの拡大： 遺伝子の複製は、ゲノム内に関連する遺伝子の複数のコピーが存在する遺伝子ファミリーの拡大につながる可能性があります。遺伝子ファミリーは、多くの場合、同様の機能や経路に関与するタンパク質をコードします。遺伝子ファミリーの拡大は、自然選択が作用できる遺伝的変異の貯水池を提供します。たとえば、免疫グロブリン遺伝子ファミリーの拡大により、適応免疫応答に重要な、多様な抗原結合特異性を持つ抗体の膨大なレパートリーの生成が可能になりました。
3。複雑な特性の進化： 遺伝子の複製は、人間を他の種と区別する複雑な特性の進化に重要な役割を果たしてきました。たとえば、特定の遺伝子の重複とその後の専門化は、言語や推論などの人間の認知能力の根底にある複雑な神経回路の発達に貢献しています。さらに、発達プロセスに関与する遺伝子の重複は、二足歩行や新皮質の発達などのユニークな人間の特性の進化を促進しました。
4。進化的革新： 遺伝子の複製は、新しい適応と構造の出現に遺伝物質を提供することにより、進化的革新を促進できます。重複した遺伝子は、変異を受けて、元の遺伝子に存在しなかった新しい機能を獲得することができます。これらの新しい機能は、新しい適応の基礎となる可能性があります。たとえば、膜タンパク質をコードする遺伝子の重複は、新しい感覚受容体の進化につながり、生物が新しい環境キューを検出できるようにする可能性があります。
5。遺伝的堅牢性： 遺伝子の複製は、必須遺伝子のバックアップコピーを提供することにより、遺伝的堅牢性にも寄与する可能性があります。重複した遺伝子の1つのコピーの突然変異がその機能を破壊すると、他のコピーは依然として必要なタスクを実行し、有害な突然変異の影響を減らし、生物の全体的なフィットネスを増加させることができます。この遺伝的冗長性は、人間のものを含む複雑な生物系の安定性と生存率を維持する上で重要でした。
全体として、遺伝子重複の増加は、機能的発散、遺伝子ファミリーの拡大、複雑な特性の進化、進化的革新、および遺伝的堅牢性のための遺伝的原料を提供することにより、人間の進化を形作る上で極めて重要な役割を果たしてきました。先祖は、変化する環境に適応し、新しい生理学的特徴を開発し、最終的に現代の人間を定義するユニークな特性を生み出すことができました。
