Русский генофонд на Русской равнине

Традиционно предлагаются два критерия полиморфизма: 1 % (то есть 0.01≤q≤0.99) и 5 % (0.05≤q≤0.95). Иногда — например, при исследовании гетерозиготности Н — вводятся и более жесткие рамки: Н>0.02, что соответствует 0.14≤q≤0.86. Необходимость введения критерия полиморфизма при анализе F_ST-статистик убедительно показана при компьютерном моделировании F_ST(i) при разных значениях генных частот (i) (рис. 4.3., приводится по [Bowcock et al., 1991]). Из графика видно, что при средней частоте гена в тотальной популяции q<0.05 оценки межпопуляционной изменчивости F_ST(i) варьируют случайным образом в чрезвычайно широком диапазоне. Они выходят на плато при q≈0.05 и практически неизменны при q>0.10. Вспомним, что для достоверного определения F_ST(i) и q при малых концентрациях гена необходимы ещё и огромные популяционные выборки: чем меньше частота аллеля, тем больше должна быть выборка для того, чтобы эта частота достоверно отличалась от нуля. Из этого становится ясно, как важно следовать критерию полиморфизма, и сколь высока возможность ошибки при включении генов с низким уровнем полиморфизма (редких аллелей).

Рис. 4.3. Компьютерное моделирование ожидаемых оценок межпопуляционного разнообразия F_ST в отсутствие отбора.

^{По оси абсцисс — частота гена q; по оси ординат — F_ST; % — вероятность значений F_ST (квантили) по [Bowcock et al., 1991].}

Насколько велика может быть эта ошибка, видно, например, из двух опубликованных оценок дифференциации коренного населения Австралии по гену FY*B: 1) F_ST(i)=0 при q=0.00 [Балановская, Рычков, 1990]; 2) F_ST(i)=8.5 при q=0.01 [Cavalli-Sforza, Piazza, 1993]. Величина F_ST(i)=8.5 очень велика — она составляет половину изменчивости человечества (F_ST=14.5, табл. 4.3). Насколько можно судить по приведенным данным, во второй работе в выборку попали метисы коренных австралийцев с европейцами (у которых частота этого гена существенна) — такой случайности достаточно, чтобы на порядок изменить не реальную дифференциацию коренных австралийских популяций, а получаемую оценку дифференциации низко полиморфного гена.

Итак, включение в выборку низко полиморфных генов приводит к неустойчивости (непредсказуемости оценок дифференциации генофонда F_ST, а также к отклонению от изменчивости по селективно-нейтральному типу (то есть F_ST≈F_e).

Именно поэтому для получения устойчивых оценок дифференциации генофонда F_ST желательно использовать выборки генов, соответствующию строгому критерию полиморфизма: 0.05≤q≤0.95. Это важно ещё и потому, что для слабо полиморфных генов велика не только случайная ошибка. На её фоне проявляется и систематическая ошибка: включение слабо полиморфных генов вызывает занижение средней оценки дифференциации F_ST.

Поясним этот момент. На рис. 4.4. представлены оценки для шести основных регионов мира из сводки [Cavalli-Sforza et al.,