การช่วยชีวิตเชิงวิวัฒนาการเป็นกระบวนการที่ประชากร—ซึ่งอาจสูญพันธุ์ไปแล้วหากไม่มีวิวัฒนาการ—สามารถดำรงอยู่ได้เนื่องจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่กระทำต่อความแปรผันทางพันธุกรรม^{[ 1 ] [ 2 ]} คำว่า การช่วยชีวิตเชิงวิวัฒนาการ ซึ่งบัญญัติโดย Gomulkiewicz และ Holt ในปี 1995 ^{[ 3 ]}ได้รับการอธิบายว่าเป็นสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องซึ่งคาดว่าจะปรากฏเป็นค่าลักษณะเฉลี่ยที่คงที่ตามหลังค่าเหมาะสมที่สุดของสภาพแวดล้อมที่เคลื่อนที่ โดยที่อัตราการวิวัฒนาการและการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมเท่ากัน การช่วยชีวิตเชิงวิวัฒนาการมักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นรูปแบบการช่วยชีวิตทั่วไปอีกสองรูปแบบ ในธรรมชาติ ได้แก่ การช่วยชีวิตทางพันธุกรรมและการช่วยชีวิตทางประชากร เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกัน รูปที่ 1 เน้นเส้นทางที่แตกต่างกันซึ่งส่งผลให้เกิดการช่วยชีวิตในแต่ละรูปแบบ

การสังเกตการณ์แนวคิดเรื่องการกู้คืนทางวิวัฒนาการที่บันทึกไว้ครั้งแรกเกิดขึ้นโดยนักปรัชญาชาวอังกฤษ Haldane ^{[ 4 ]}ในปี 1937 และ Simpson ^{[ 5 ]}ซึ่งได้ถกเถียงกันถึงแนวคิดที่ว่าประชากรอาจวิวัฒนาการเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม ในปี 1995 Gomulkiewicz & Holt ได้สังเกตพลวัตของประชากรในสองกระบวนการ ได้แก่ การลดลงแบบทวีคูณของชนิดที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง และการเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณของชนิดที่ต้านทานการเปลี่ยนแปลง Orr & Unckless (2014) ได้ต่อยอดงานของ Gomulkiewicz & Holt โดยอธิบายกระบวนการเหล่านี้ร่วมกันเพื่อสร้างวิถีความอุดมสมบูรณ์รูปตัว U ^{[ 6 ] [ 7 ]}ในโลกที่เปลี่ยนแปลงไป การกู้คืนทางวิวัฒนาการถูกอธิบายว่าเป็นฟีโนไทป์/จีโนไทป์ของประชากรที่ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมภายใต้ภัยคุกคามของการสูญพันธุ์โดยการเพิ่มความถี่ของอัลลีลที่ปรับตัวได้^{[ 8 ]}

หลังจากการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในสภาพแวดล้อม การกู้คืนทางวิวัฒนาการคาดว่าจะสร้างเส้นโค้งรูปตัวยูของพลวัตประชากร เนื่องจากจีโนไทป์ดั้งเดิมที่ไม่สามารถทดแทนตัวเองได้จะถูกแทนที่ด้วยจีโนไทป์ที่สามารถเพิ่มจำนวนได้^{[ 3 ]}ครึ่งซ้ายของเส้นโค้งทำนายว่าจีโนไทป์ดั้งเดิมที่ลดลงซึ่งไม่สามารถทดแทนตัวเองได้ และครึ่งขวาของเส้นโค้งทำนายว่าจีโนไทป์ที่ต้านทานซึ่งสามารถเพิ่มจำนวนประชากรได้ ความน่าจะเป็นของการกู้คืนทางวิวัฒนาการขึ้นอยู่กับอัลลีลที่ต้านทานซึ่งเกิดขึ้นก่อนหรือหลังการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม^{[ 9 ]}ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง การกู้คืนทางวิวัฒนาการคาดว่าจะปรากฏเป็นค่าลักษณะเฉลี่ยที่คงที่ตามหลังค่าเหมาะสมของสภาพแวดล้อมที่เคลื่อนที่ ซึ่งอัตราการวิวัฒนาการและอัตราการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมเท่ากัน^{[ 10 ]}ทฤษฎีนี้ได้รับการทบทวนโดย Alexander et al ในปี 2014 ^{[ 11 ]}และยังคงเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยเพิ่มความซับซ้อนทั้งทางพันธุกรรมและนิเวศวิทยา

การกู้คืนเชิงวิวัฒนาการแตกต่างจากการกู้คืนเชิงประชากร ซึ่งประชากรได้รับการรักษาไว้โดยการอพยพอย่างต่อเนื่องจากที่อื่น โดยไม่จำเป็นต้องมีวิวัฒนาการ^{[ 13 ]}ในทางกลับกันการกู้คืนทางพันธุกรรมซึ่งประชากรคงอยู่ได้เนื่องจากการอพยพที่ช่วยลดภาวะการผสมพันธุ์ในสายเลือดเดียวกันสามารถถือได้ว่าเป็นกรณีพิเศษของการกู้คืนเชิงวิวัฒนาการ (แต่ดู^{[ 12 ]} )

เพื่อให้ประชากรได้รับการช่วยเหลือทางวิวัฒนาการ ความถี่ของการมี อยู่ของ อัลลีลต้านทานจะเป็นตัวกำหนดความน่าจะเป็นของการเกิดการช่วยเหลือทางวิวัฒนาการ ประชากรตามธรรมชาติที่ถูกคุกคามจากการสูญพันธุ์จะอยู่ภายใต้ความเครียดจากศัตรูพืชหรือเชื้อโรคที่รุกรานซึ่งมีความต้านทานต่อยาฆ่าแมลงและยาปฏิชีวนะเพิ่มขึ้น^{[ 14 ]}ประชากรเหล่านี้อาจถูกจำกัดด้วยความแปรผันทางพันธุกรรมที่มีอยู่เนื่องจากขาดอัลลีลต้านทานที่เพียงพอที่จะแพร่กระจายได้ ส่งผลให้ไม่มีระยะที่สามของเส้นโค้งรูปตัวยูที่นำไปสู่การสูญพันธุ์^{[ 15 ]}

การรวมตัวกันใหม่จะเพิ่มหรือลดโอกาสที่การช่วยชีวิตทางวิวัฒนาการจะเกิดขึ้นได้ จากนั้นเอพิสตาซิสจะปรับเปลี่ยนการรวมตัวกันใหม่โดยการสร้างภาวะไม่สมดุลของการเชื่อมโยง (LD) การเชื่อมโยงนี้ทำให้การรวมตัวกันใหม่ของอัลลีลที่เป็นประโยชน์สองตัวสามารถเพิ่มความเหมาะสมของประชากรนั้นได้ จึงก่อให้เกิดการปรับตัวที่ประสบความสำเร็จในการช่วยชีวิตทางวิวัฒนาการ^{[ 16 ]}ในการช่วยชีวิตทางวิวัฒนาการ การเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมอย่างฉับพลันส่งผลต่อเอพิสตาซิสของอัลลีลในประชากร ดังนั้น เอพิสตาซิสเชิงลบ (การกำจัดอัลลีลที่ต้านทานผ่านการกลายพันธุ์) หมายความว่า LD เป็นลบ จึงลดโอกาสที่การช่วยชีวิตทางวิวัฒนาการจะเกิดขึ้น^{[ 17 ]}ในทำนองเดียวกัน หากเอพิสตาซิสเป็นบวก (การนำอัลลีลที่ต้านทานเข้ามา) LD ก็จะเป็นบวกเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าโอกาสของการช่วยชีวิตทางวิวัฒนาการจะเพิ่มขึ้น^{[ 18 ]}

ข้อจำกัดของการแพร่กระจายที่เกิดขึ้นในประชากรขึ้นอยู่กับความเข้ากันได้ของถิ่นที่อยู่ที่จะแพร่กระจายในแง่ของสภาพภูมิอากาศ การเข้าถึงทางภูมิศาสตร์ และอื่นๆ^{[ 19 ]}ประชากรในถิ่นที่อยู่ใหม่ที่มีจีโนไทป์จำนวนมากที่สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้มีโอกาสรอดชีวิตมากขึ้นโดยผ่านกระบวนการช่วยเหลือทางวิวัฒนาการ

เมื่อประชากรกระจายตัวออกไป ขอบเขตการกระจายตัวของข้อมูลทางพันธุกรรมของประชากรจะเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้การไหลของยีนของอัลลีลที่เป็นประโยชน์แพร่กระจายระหว่างประชากรย่อยใหม่ของสายพันธุ์ ภายในประชากรย่อยแต่ละกลุ่ม ความน่าจะเป็นของการปรับตัวเฉพาะถิ่น (อัลลีลที่เป็นประโยชน์ปรากฏอยู่ในจีโนไทป์) จะเพิ่มขึ้น ดังนั้นการไหลของยีนจากประชากรย่อยหนึ่งไปยังอีกประชากรย่อยหนึ่งจะเพิ่มโอกาสที่อัลลีลที่เป็นประโยชน์นั้นจะแพร่กระจายและกระตุ้นให้เกิดการช่วยชีวิตทางวิวัฒนาการได้สำเร็จ^{[ 20 ]}

อย่างไรก็ตาม การแพร่กระจายยังส่งผลเสียต่อการปรับตัวของประชากรในท้องถิ่นภายใต้สภาพแวดล้อมที่หลากหลายผ่านการปรับตัวที่ไม่เหมาะสม^{[ 17 ]}จีโนไทป์ที่ไม่ตรงกันจะเพิ่มภาระการอพยพของประชากร ส่งผลให้สมรรถภาพโดยรวมลดลงอย่างมาก^{[ 20 ]}

การทำลายถิ่นที่อยู่ตามธรรมชาติโดยอิทธิพลของมนุษย์จำกัดความสามารถของประชากรในการเพิ่มจำนวนและกระจายตัว จึงขัดขวางการช่วยเหลือทางวิวัฒนาการไม่ให้ประสบความสำเร็จ การขยายตัวของเมือง การเกษตร และถนนขนส่งในถิ่นที่อยู่เพิ่มความเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ของประชากรในท้องถิ่น ส่งผลให้ข้อจำกัดของสิ่งแวดล้อมกดดันให้สายพันธุ์ท้องถิ่นปรับตัวหรือสูญพันธุ์ไป^{[ 21 ]}

การกู้คืนทางวิวัฒนาการได้รับการพิสูจน์แล้วในการศึกษาวิวัฒนาการเชิงทดลอง ที่แตกต่างกันมากมาย ^{[ 1 ]}เช่น ยีสต์ที่วิวัฒนาการเพื่อทนต่อความเข้มข้นของเกลือที่เคยเป็นอันตรายถึงชีวิต^{[ 22 ]} นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างมากมายของการกู้คืนทางวิวัฒนาการในธรรมชาติ^{[ 1 ]}ในรูปแบบของความต้านทานต่อยาความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืช^{[ 23 ]}ความต้านทานต่อยาฆ่าแมลงประเภทอื่น ๆและ การ กู้ คืนทางพันธุกรรม