Направленный эпистаз широко распространён при морфологической дивергенции

Эпистаз часто рассматривают как несущественный фактор эволюции. Хотя случайные паттерны эпистаза могут оказывать ограниченное влияние на ответ на отбор, систематический направленный эпистаз способен существенно влиять на эволюционную динамику. Направленный эпистаз возникает, когда замены аллелей, изменяющие признак, также систематически изменяют эффекты замен аллелей в других локусах в определённом направлении. В этом случае эволюция признака может вызывать коррелированные изменения аллельных эффектов и аддитивной генетической дисперсии (эволюционируемости), которые модифицируют дальнейшую эволюцию. Таким образом, хотя теория указывает на потенциально важную роль направленного эпистаза в эволюции, эмпирических данных о его распространённости и величине по-прежнему недостаточно. Используя новый подход к оценке систематических паттернов эпистаза по результатам скрещиваний линий, мы количественно оцениваем его влияние на 197 признаков, связанных с размером, у дивергирующих природных популяций 24 видов животных и 17 видов растений. Мы показываем, что направленный эпистаз широко распространён и имеет тенденцию усиливаться по мере увеличения морфологической дивергенции. У животных большинство признаков демонстрировало отрицательную направленность в сторону большего размера, что указывает на то, что эпистатические ограничения снижают эволюционируемость в направлении увеличения размера. Доминирование также было широко распространено, но систематически не изменяло эффекты эпистаза.