分子进化中性论

分子进化中性论（Neutral Theory of Molecular Evolution）

定义

分子进化中性论是由日本遗传学家木村资生（Motoo Kimura）于1968年提出的演化理论，主张绝大多数的分子层面遗传变异（如氨基酸替换、碱基替换）是中性的，即这些变异对个体的适应性既无利也无害，其在群体中频率的变化主要受随机漂变（genetic drift）驱动，而非自然选择（natural selection）(¹)。

基本观点

(1) 中性突变主导：大多数新发生的突变不是有害或有益的，而是中性的。

(2) 随机漂变为主导机制：中性突变是否在种群中固定主要取决于随机因素，而不是适应性优势。

(3) 分子钟的理论基础：由于中性突变率较为稳定，中性论为分子钟（molecular clock）提供理论支持。

(4) 选择存在但非主要力量：并不否定自然选择在表型层面的作用，但强调分子水平变化中选择的作用被夸大。

支持证据

(1) 同义突变率高于非同义突变：说明多数非表型相关突变被保留。

(2) 序列保守性不一：功能区域保守性高，非功能区域变化快，符合中性突变积累特征。

(3) 中性区位的分歧与种群历史更吻合：适应性突变通常不会大量积累。

后续发展与挑战

(1) 近中性理论（Nearly Neutral Theory）：由Tomoko Ohta扩展，认为突变效应往往略有害或略有益，在小种群中容易漂变固定。

(2) 适应性进化的证据：一些研究通过Ka/Ks比率、选择扫描等方法检测到基因组中显著的正选择信号，挑战中性论为主的假设。

(3) 实际情况为混合模型：现代理论多接受中性突变和自然选择共同作用的观点，即分子演化是中性突变与选择之间的张力所致(²)(³)。

意义

中性论促使演化生物学从表型演化扩展至分子层面，并激发了种群遗传学、分子系统发育、生物信息学等领域的研究发展。它强调随机过程在生物演化中的重要性，为分子进化的统计建模和序列比较方法打下基础。

参考文献：

¹ Kimura, M. (1968). Evolutionary rate at the molecular level. Nature, 217(5129), 624–626.

² Ohta, T. (1973). Slightly deleterious mutant substitutions in evolution. Nature, 246(5428), 96–98.

³ Lynch, M. (2007). The Origins of Genome Architecture. Sinauer Associates.