Compromisos Evolutivos, Optimizidad de Pareto y la Geometría del Espacio Fenotípico

Los sistemas biológicos que realizan múltiples tareas enfrentan un compromiso fundamental: Un dado fenotipo no puede ser óptimo en todas las tareas. Aquí preguntamos cómo los compromisos afectan el rango de fenotipos encontrados en la naturaleza. Usando el concepto de frontera de Pareto de la economía y la ingeniería, encontramos que los fenotipos de mejor compromiso son promedios ponderados de arquetipos: fenotipos especializados en tareas únicas. Para dos tareas, los fenotipos caen en la línea que conecta los dos arquetipos, lo que podría explicar correlaciones lineales de rasgos, relaciones alométricas, así como patrones de expresión génica en bacterias. Para tres tareas, los fenotipos caen dentro de un triángulo en el espacio fenotípico, cuyos vértices son los arquetipos, como se evidencia en estudios morfológicos, incluyendo en los pinzones de Darwin. Las tareas se pueden inferir a partir de los fenotipos medidos basados en el comportamiento de los organismos más cercanos a los arquetipos.