The existence possibility of stable differences in a selection-homogeneous range looks somewhat paradoxical from the population genetics point of view, but it is disruptive selection that can give such a divergence. Examples of population systems with stable divergence of the genetic structures of subpopulations living in a homogeneous area occur in nature and experimental systems. Comparison of these observations and modeling results allow us to explain the persistence of the stability of natural genetic divergence by the mechanism of interaction between disruptive selection (in the form of reduced fitness of hybrid forms) and a weak migration process. The results of experiments performed by Yu.P. Altukhov et al. with box populations of Drosophila melanogaster, in which the primary divergence of the genetic structures of the subpopulation at the α-GDH locus appeared, are in good agreement with this statement. One can assume the disruptive selection, in this case, the reduced fitness of heterozygotes in α-HDG, played the significant role in maintaining this divergence. An alternative hypothesis is genetic drift that fixed the differences. To identify and substantiate the possibility of the presence of this factor in a given system, and to assess the significant role that disruptive selection plays in maintaining the stability of primary genetic divergence, we analyzed mathematical models of the allele frequencies’ dynamics in a large panmictic population and in a system of 30 local migration coupled populations. Comparison of the simulation results with those of the experiment allows us to conclude with a high probability, in the considered experimental population system, there was a disruptive selection at the α‑GDH locus that facilitated the primary genetic divergence.
С точки зрения популяционной генетики возможность существования устойчивых различий на однородном по отбору ареале выглядит несколько парадоксально, однако именно дизруптивный отбор способен привести к такой дивергенции. Примеры популяционных систем с устойчивой дивергенцией генетических структур субпопуляций, обитающих на однородном ареале, встречаются в природе и создаются экспериментально. Сопоставление этих наблюдений и результатов моделирования дает возможность объяснить сохранение устойчивости природной генетической дивергенции механизмом взаимодействия дизруптивного отбора (в виде пониженной приспособленности гибридных форм) и слабого миграционного процесса. Хорошо согласуются с этим утверждением результаты экспериментов, выполненных Ю.П. Алтуховым и соавторами с ящичными популяциями Drosophila melanogaster, в которых была получена первичная дивергенция генетических структур субпопуляции по локусу α-ГДГ. Можно предположить, что существенную роль в поддержании этой дивергенции сыграло наличие дизруптивного отбора, в данном случае – пониженной приспособленности гетерозигот по α-ГДГ. Альтернативной гипотезой является закрепление различий в результате генетического дрейфа. Для того чтобы, с одной стороны, выявить и обосновать возможность наличия этого фактора в данной системе, а с другой, – оценить насколько существенную роль играет дизруптивный отбор в поддержании устойчивости первичной генетической дивергенции, в настоящей работе мы проанализировали математические модели динамики частот аллелей в большой панмиктичной популяции и в системе из 30 локальных миграционно-связанных популяций. Сопоставление результатов моделирования с результатами эксперимента позволяет заключить, что с большой вероятностью в рассматриваемой искусственной популяционной системе имел место дизруптивный отбор по локусу α-ГДГ, который способствовал первичной генетической дивергенции.