El modelo geométrico de Fisher ( MGF ) es un modelo evolutivo de los tamaños de los efectos y el efecto sobre la aptitud de las mutaciones espontáneas [1] propuesto por Ronald Fisher para explicar la distribución de los efectos de las mutaciones que podrían contribuir a la evolución adaptativa . [2]
A veces denominado modelo de Fisher-Orr, el modelo de Fisher aborda el problema de la adaptación (y, hasta cierto punto, la complejidad ) y sigue siendo un punto de referencia en la investigación contemporánea sobre las consecuencias genéticas y evolutivas de la pleiotropía . [3]
El modelo tiene dos formas, un formalismo geométrico y una analogía con el microscopio . Un microscopio que tiene muchas perillas para ajustar las lentes y obtener una imagen nítida tiene pocas posibilidades de obtener una imagen que funcione de manera óptima girando las perillas al azar. Las posibilidades de obtener una imagen clara no son tan malas si el número de perillas es bajo, pero las posibilidades disminuirán dramáticamente si la cantidad de parámetros ajustables (perillas) es mayor que dos o tres. Fisher introdujo una metáfora geométrica, que finalmente se conoció como modelo geométrico de Fisher. [3] [1]
En su modelo, Fisher sostiene que el funcionamiento del microscopio es análogo a la aptitud de un organismo. El rendimiento del microscopio depende del estado de varios botones que se pueden manipular, correspondientes a distancias y orientaciones de varias lentes, mientras que la aptitud de un organismo depende del estado de diversos caracteres fenotípicos , como el tamaño del cuerpo y la longitud y profundidad del pico . El aumento de la aptitud de un organismo mediante cambios aleatorios es entonces análogo al intento de mejorar el rendimiento de un microscopio cambiando aleatoriamente las posiciones de las perillas del microscopio.
La analogía entre el microscopio y un organismo en evolución se puede formalizar representando el fenotipo de un organismo como un punto en un espacio de datos de alta dimensión , donde las dimensiones de ese espacio corresponden a los rasgos del organismo. Cuantas más dimensiones independientes de variación tenga el fenotipo, más difícil será la mejora resultante de cambios aleatorios. Si hay muchas formas diferentes de cambiar un fenotipo, resulta muy poco probable que un cambio aleatorio afecte la combinación correcta de rasgos de la manera correcta para mejorar la aptitud. Fisher señaló que cuanto menor es el efecto, mayor es la probabilidad de que un cambio sea beneficioso. En un extremo, los cambios con efectos infinitamente pequeños tienen un 50% de posibilidades de mejorar la condición física. Este argumento llevó a la posición ampliamente sostenida de que la evolución se produce mediante pequeñas mutaciones.
Además, Orr descubrió que tanto la probabilidad de fijación de una mutación beneficiosa como la ganancia de aptitud que confiere la fijación de la mutación beneficiosa disminuyen con la complejidad del organismo. [4] Por lo tanto, la tasa de adaptación prevista disminuye rápidamente con el aumento de la complejidad del organismo, un hallazgo teórico conocido como el "costo de la complejidad".