ในชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการความแข็งแกร่งของระบบชีวภาพ (เรียกอีกอย่างว่าความแข็งแกร่งทางชีวภาพหรือทางพันธุกรรม^{[ 1 ]} ) คือความคงอยู่ของลักษณะหรือคุณสมบัติบางอย่างในระบบภายใต้การรบกวนหรือสภาวะที่ไม่แน่นอน^{[ 2 ] [ 3 ]} ความแข็งแกร่งใน การ พัฒนาเรียกว่าcanalization ^{[ 4 ] [ 5 ]} ตามชนิดของการรบกวนที่เกี่ยวข้อง ความแข็งแกร่งสามารถจำแนกได้เป็นความแข็งแกร่งจากการกลายพันธุ์สิ่งแวดล้อมการรวมตัวใหม่หรือพฤติกรรมเป็นต้น^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8} ] ความแข็งแกร่งเกิดขึ้นจากการรวมกันของ กลไก ทางพันธุกรรมและโมเลกุล หลาย ^{อย่าง}และสามารถวิวัฒนาการได้ โดย การคัดเลือกโดยตรงหรือโดยอ้อม ระบบแบบจำลอง หลายระบบได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อศึกษาความแข็งแกร่งและผลที่ตามมาทางวิวัฒนาการในเชิงทดลอง

ความทนทานต่อการกลายพันธุ์ (เรียกอีกอย่างว่า ความทนทานต่อการกลายพันธุ์) อธิบายถึงขอบเขตที่ฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตยังคงคงที่แม้จะมีการกลายพันธุ์^{[ 9 ]}ความทนทานสามารถวัดได้เชิงประจักษ์สำหรับจีโนมหลายๆจีโนม^{[ 10 ] [ 11 ]}และยีน แต่ละตัว ^{[ 12 ]}โดยการชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์และวัดสัดส่วนของตัวกลายพันธุ์ที่ยังคงรักษาฟีโนไทป์ฟังก์ชัน หรือความเหมาะสมไว้ได้โดยทั่วไปแล้ว ความทนทานจะสอดคล้องกับแถบที่เป็นกลางในการกระจายของผลกระทบต่อความเหมาะสมของการกลายพันธุ์ (เช่น ความถี่ของความเหมาะสมที่แตกต่างกันของตัวกลายพันธุ์) โปรตีนที่ได้รับการตรวจสอบจนถึงปัจจุบันแสดงให้เห็นถึงความทนทานต่อการกลายพันธุ์ประมาณ 66% (เช่น สองในสามของการกลายพันธุ์เป็นกลาง) ^{[ 13 ]}

ในทางกลับกัน ความทนทานต่อการกลายพันธุ์ที่วัดได้ของสิ่งมีชีวิตนั้นแตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น การกลายพันธุ์แบบจุดมากกว่า 95% ในC. elegansไม่มีผลที่ตรวจพบได้^{[ 14 ]}และแม้แต่การกำจัดยีนเดี่ยว 90% ในE. coliก็ไม่เป็นอันตรายถึงชีวิต^{[ 15 ]}อย่างไรก็ตาม ไวรัสสามารถทนต่อการกลายพันธุ์ได้เพียง 20-40% เท่านั้น ดังนั้นจึงมีความไวต่อการกลายพันธุ์มากกว่ามาก^{[ 10 ]}

กระบวนการทางชีวภาพในระดับโมเลกุลมีลักษณะสุ่มโดย เนื้อแท้ ^{[ 16 ]}เกิดขึ้นจากการรวมกันของเหตุการณ์สุ่มที่เกิดขึ้นโดยพิจารณาจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของโมเลกุล ตัวอย่างเช่น การแสดงออกของยีนมีลักษณะเป็นสัญญาณรบกวนโดยเนื้อแท้ ซึ่งหมายความว่าเซลล์สองเซลล์ที่มีสถานะการควบคุม ที่เหมือนกันทุกประการ จะแสดงปริมาณmRNA ที่แตกต่างกัน ^{[ 17 ] [ 18 ]}การกระจายแบบลอการิทึมปกติของปริมาณ mRNA ในระดับประชากรเซลล์^{[ 19 ]}เป็นผลโดยตรงจากการประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทขีดจำกัดกลางกับลักษณะหลายขั้นตอนของ การ ควบคุมการแสดงออกของยีน^{[ 20 ]}

ในสภาพแวดล้อม ที่เปลี่ยนแปลง การปรับตัวให้ เข้ากับสภาวะหนึ่ง ได้อย่างสมบูรณ์แบบอาจต้องแลกมาด้วยการปรับตัวให้เข้ากับอีกสภาวะหนึ่ง ดังนั้น แรงกดดันในการคัดเลือกโดยรวมต่อสิ่งมีชีวิตจึงเป็นค่าเฉลี่ยของการคัดเลือกในทุกสภาพแวดล้อม ถ่วงน้ำหนักด้วยเปอร์เซ็นต์ของเวลาที่ใช้ในสภาพแวดล้อมนั้นๆ สภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงได้จึงสามารถคัดเลือกความทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้ ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถทำงานได้ในสภาวะที่หลากหลายโดยมีการเปลี่ยนแปลงลักษณะหรือความเหมาะสม (ชีววิทยา) น้อยมาก สิ่งมีชีวิตบางชนิดแสดงการปรับตัวเพื่อทนต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างมากของอุณหภูมิ ความพร้อมของน้ำ ความเค็ม หรือ ความพร้อมของอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พืชไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้เมื่อสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงแสดงกลไกต่างๆ เพื่อให้บรรลุความทนทานต่อสภาพแวดล้อม ในทำนองเดียวกัน สิ่งนี้สามารถพบได้ในโปรตีน เช่น ความทนทานต่อ ตัวทำละลายความ เข้มข้นของไอออนหรืออุณหภูมิที่หลากหลาย

จีโนมเกิดการกลายพันธุ์เนื่องจากความเสียหายจากสิ่งแวดล้อมและการจำลองแบบที่ไม่สมบูรณ์ แต่ก็แสดงให้เห็นถึงความทนทานที่น่าทึ่ง ซึ่งเกิดจากความแข็งแกร่งในหลายระดับ

มีกลไกมากมายที่ทำให้จีโนมมีความแข็งแกร่ง ตัวอย่างเช่นความซ้ำซ้อนทางพันธุกรรมช่วยลดผลกระทบของการกลายพันธุ์ในสำเนาใดสำเนาหนึ่งของยีนที่มีหลายสำเนา^{[ 21 ]}ยีนคู่ขนานเป็นที่รู้จักกันดีว่าก่อให้เกิดความซ้ำซ้อนในระดับยีนหลักฐานที่เกิดขึ้นใหม่ชี้ให้เห็นว่าเนื่องจากความคล้ายคลึงกันทางหน้าที่ ไอโซฟอร์มที่ถูกตัดต่อแบบทางเลือกก็สามารถแสดงความซ้ำซ้อนได้เช่นกัน ซึ่งรวมกับพาราโลกในลักษณะวนซ้ำ^{[ 22 ]}นอกจากนี้ การไหลผ่านเส้นทางเมตาบอ ลิซึม มักถูกจำกัดด้วยขั้นตอนเพียงไม่กี่ขั้นตอน ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงในหน้าที่ของเอนไซม์จำนวนมากมีผลกระทบต่อความเหมาะสมเพียงเล็กน้อย^{[ 23 ] [ 24 ]} ในทำนอง เดียวกันเครือข่ายเมตาบอลิซึมมีเส้นทางทางเลือกหลายเส้นทางเพื่อผลิตเมตาบอไลต์ที่สำคัญหลายชนิด^{[ 25 ]}

ความทนทานต่อการกลายพันธุ์ของโปรตีนเป็นผลมาจากคุณสมบัติหลักสองประการ ได้แก่ โครงสร้างของรหัสพันธุกรรมและความแข็งแรงของโครงสร้างโปรตีน^{[ 26 ] [ 27 ]}โปรตีนมีความต้านทานต่อการกลายพันธุ์เนื่องจากลำดับจำนวนมากสามารถพับเป็นโครงสร้างที่คล้ายคลึง กันมาก ^{[ 28 ]}โปรตีนจะใช้ชุดของโครงสร้างดั้งเดิมที่จำกัด เนื่องจากโครงสร้างเหล่านั้นมีพลังงานต่ำกว่าสถานะที่คลี่ออกและพับผิดรูป (ΔΔG ของการพับ) ^{[ 29 ] [ 30 ]}สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากเครือข่ายภายในแบบกระจายของปฏิสัมพันธ์แบบร่วมมือกัน ( ไฮโดรโฟบิกโพลาร์และโควาเลนต์ ) ^{[ 31 ]}ความแข็งแรงของโครงสร้างโปรตีนเกิดจากการกลายพันธุ์เพียงครั้งเดียวเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อการทำงาน โปรตีนยังได้วิวัฒนาการเพื่อหลีกเลี่ยงการรวมตัวกัน^{[ 32 ]} เนื่องจากโปรตีนที่พับบางส่วนสามารถรวมกันเพื่อสร้าง เส้นใยโปรตีนและมวลที่ไม่ละลายน้ำขนาดใหญ่ที่ซ้ำกัน^{[ 33 ]}มีหลักฐานว่าโปรตีนแสดงคุณลักษณะการออกแบบเชิงลบเพื่อลดการเปิดเผยของ โมที ฟเบต้าชีท ที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการรวมตัวกัน ในโครงสร้างของพวกมัน^{[ 34 ]} นอกจากนี้ ยังมีหลักฐานบางอย่างที่แสดงว่ารหัสพันธุกรรมเองอาจได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้การกลายพันธุ์แบบจุดส่วนใหญ่นำไปสู่กรดอะมิโนที่คล้ายคลึงกัน ( แบบอนุรักษ์ ) ^{[ 35 ] [ 36 ]}ปัจจัยเหล่านี้รวมกันสร้างการกระจายของผลกระทบต่อความเหมาะสมของการกลายพันธุ์ที่มีสัดส่วนของการกลายพันธุ์ที่เป็นกลางและเกือบเป็นกลางสูง^{[ 12 ]}

ในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อนการแสดงออกของยีนจะต้องถูกควบคุมอย่างเข้มงวดทั้งในเวลาและพื้นที่เพื่อให้เกิดอวัยวะที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ สิ่งมีชีวิตที่กำลังพัฒนาจึงต้องรับมือกับการรบกวนแบบสุ่มที่เกิดจากความสุ่มของการแสดงออกของยีน^{[ 37 ]}ในสัตว์สมมาตรสองด้านความแข็งแกร่งของการแสดงออกของยีนสามารถทำได้ผ่าน ความซ้ำซ้อนของตัวเร่ง ปฏิกิริยาซึ่งเกิดขึ้นเมื่อการแสดงออกของยีนอยู่ภายใต้การควบคุมของตัวเร่งปฏิกิริยาหลายตัวที่เข้ารหัสตรรกะการควบคุมเดียวกัน (เช่น แสดงไซต์การจับสำหรับชุดของปัจจัยการถอดรหัส เดียวกัน ) ในDrosophila melanogasterตัวเร่งปฏิกิริยาที่ซ้ำซ้อนดังกล่าว มักเรียกว่า ตัวเร่ง ปฏิกิริยาเงา^{[ 38 ]}

นอกจากนี้ ในบริบทการพัฒนาที่จังหวะเวลาของการแสดงออกของยีนมีความสำคัญต่อผลลัพธ์ของฟีโนไทป์ กลไกที่หลากหลายมีอยู่เพื่อให้แน่ใจว่าการแสดงออกของยีนเป็นไปอย่างเหมาะสมในเวลาที่เหมาะสม^{[ 37 ]}โปรโมเตอร์ที่พร้อมทำงานคือโปรโมเตอร์ ที่ไม่ทำงานในการถอดรหัส ซึ่งแสดง การจับ ของ RNA polymerase IIพร้อมสำหรับการเหนี่ยวนำอย่างรวดเร็ว^{[ 39 ]}นอกจากนี้ เนื่องจากปัจจัยการถอดรหัสทั้งหมดไม่สามารถจับกับไซต์เป้าหมายในเฮเทอโรโครมา ติ น ที่อัดแน่นได้ จึงจำเป็นต้องมี ปัจจัยการถอดรหัสแบบนำร่อง (เช่นZldหรือFoxA ) เพื่อเปิดโคร มาตินและอนุญาตให้ปัจจัยการถอดรหัสอื่นๆ จับซึ่งสามารถเหนี่ยวนำการแสดงออกของยีนได้อย่างรวดเร็ว ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เปิดอยู่และไม่ทำงานเรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่พร้อมทำงาน^{[ 40 ]}

การแข่งขันของเซลล์เป็นปรากฏการณ์ที่อธิบายไว้ครั้งแรกในDrosophila ^{[ 41 ]}โดย เซลล์กลายพันธุ์ Minute แบบ โมเสก (ซึ่งส่งผลต่อโปรตีนไรโบโซม ) ในพื้นหลังแบบป่าจะถูกกำจัด ปรากฏการณ์นี้ยังเกิดขึ้นในตัวอ่อนหนูในระยะแรก โดยเซลล์ที่แสดงระดับMyc สูง จะฆ่าเซลล์ข้างเคียงที่แสดงระดับMyc ต่ำอย่างแข็งขัน ส่งผลให้ระดับMyc สูง ขึ้น อย่างสม่ำเสมอ ^{[ 42 ] [ 43 ]}

กลไกการสร้างรูปแบบ เช่น กลไกที่อธิบายโดยแบบจำลองธงชาติฝรั่งเศสสามารถถูกรบกวนได้ในหลายระดับ (การผลิตและความสุ่มของการแพร่กระจายของมอร์โฟเจน การผลิตตัวรับ ความสุ่มของลำดับการส่งสัญญาณฯลฯ) ดังนั้น การสร้างรูปแบบจึงมีสัญญาณรบกวนโดยธรรมชาติ ความทนทานต่อสัญญาณรบกวนและการรบกวนทางพันธุกรรมจึงจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์วัดข้อมูลตำแหน่งได้อย่างถูกต้อง การศึกษาท่อประสาท และรูปแบบด้านหน้า-ด้านหลังของ ปลาซีบราฟิช แสดงให้เห็นว่าการส่งสัญญาณที่มีสัญญาณรบกวนนำไปสู่การแยกเซลล์ที่ไม่สมบูรณ์ ซึ่งต่อมาได้รับการแก้ไขโดยการเปลี่ยนสภาพ การอพยพ หรือการตายของเซลล์ที่ผิดตำแหน่ง^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}

นอกจากนี้ โครงสร้าง (หรือโทโพโลยี) ของเส้นทางการส่งสัญญาณได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีบทบาทสำคัญในความทนทานต่อการรบกวนทางพันธุกรรม^{[ 47 ]}การย่อยสลายที่เพิ่มขึ้นเองเป็นตัวอย่างของความทนทานในชีววิทยาระบบมา นานแล้ว ^{[ 48 ]}ในทำนองเดียวกัน ความทนทานของรูปแบบด้านหลัง-ด้านหน้าในหลายๆ สปีชีส์เกิดขึ้นจากกลไกการเคลื่อนย้าย-การย่อยสลายที่สมดุลซึ่งเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณ BMP ^{[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]}

เนื่องจากสิ่งมีชีวิตต้องเผชิญกับการรบกวนทางพันธุกรรมและไม่ใช่พันธุกรรมอยู่ตลอดเวลา ความแข็งแกร่งจึงมีความสำคัญต่อการรักษาเสถียรภาพของฟีโนไทป์นอกจากนี้ ภายใต้สมดุลระหว่างการกลายพันธุ์และการคัดเลือก ความแข็งแกร่งของการกลายพันธุ์ยังช่วยให้ความแปรผันทางพันธุกรรมที่ซ่อนเร้นสะสมอยู่ในประชากรได้ แม้ว่าความแตกต่างทางพันธุกรรมเหล่านี้จะไม่มีผลต่อฟีโนไทป์ในสภาพแวดล้อมที่คงที่ แต่ความแตกต่างเหล่านี้สามารถปรากฏออกมาเป็นความแตกต่างของลักษณะในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม (ดูความสามารถในการวิวัฒนาการ ) ซึ่งทำให้สามารถแสดงฟีโนไทป์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้มากขึ้นในประชากรที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงได้^{[ 52 ]}

การมีความแข็งแกร่งอาจเป็นสิ่งที่ได้รับความโปรดปรานแม้จะต้องแลกกับความเหมาะสมโดยรวมในฐานะกลยุทธ์ที่มีเสถียรภาพทางวิวัฒนาการ (เรียกอีกอย่างว่าการอยู่รอดของสิ่งที่แบนที่สุด) ^{[ 53 ]}จุดสูงสุดที่สูงแต่แคบของภูมิทัศน์ความเหมาะสมจะให้ความเหมาะสมสูงแต่ความแข็งแกร่งต่ำ เนื่องจากการกลายพันธุ์ส่วนใหญ่นำไปสู่การสูญเสียความเหมาะสมอย่างมาก อัตราการกลายพันธุ์สูงอาจเอื้อต่อประชากรที่มีจุดสูงสุดของความเหมาะสมที่ต่ำกว่าแต่กว้างกว่า ระบบชีวภาพที่สำคัญกว่าอาจมีการคัดเลือกความแข็งแกร่งมากขึ้น เนื่องจากการลดลงของฟังก์ชันเป็นอันตรายต่อความเหมาะสมมากกว่า[ 54 ^{]ความแข็งแกร่ง}ต่อการกลายพันธุ์ถือเป็นตัวขับเคลื่อนหนึ่งสำหรับการก่อตัวของควาซิสปีชีส์ไวรัส ตามทฤษฎี

การคัดเลือกโดยธรรมชาติสามารถเลือกความแข็งแกร่งได้โดยตรงหรือโดยอ้อม เมื่ออัตราการกลายพันธุ์สูงและขนาดประชากรมีขนาดใหญ่ คาดการณ์ว่าประชากรจะเคลื่อนไปยังบริเวณที่มีการเชื่อมต่อหนาแน่นมากขึ้นของเครือข่ายที่เป็นกลางเนื่องจากตัวแปรที่มีความแข็งแกร่งน้อยกว่าจะมีลูกหลานกลายพันธุ์ที่รอดชีวิตน้อยลง^{[ 55 ]}เงื่อนไขที่การคัดเลือกสามารถดำเนินการเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของการกลายพันธุ์โดยตรงในลักษณะนี้มีข้อจำกัด ดังนั้นจึงคิดว่าการคัดเลือกดังกล่าวจำกัดอยู่เฉพาะไวรัส^{[ 56 ]}และจุลินทรีย์^{[ 57 ]} เพียงไม่กี่ชนิด ที่มีขนาดประชากรมากและอัตราการกลายพันธุ์สูง ความแข็งแกร่งที่เกิดขึ้นใหม่ดังกล่าวได้รับการสังเกตในการวิวัฒนาการเชิงทดลองของไซโตโครม P450 ^{[ 58 ]}และบี-แลคตาเมส [ ^{59 ] ใน}ทางกลับกัน ความแข็งแกร่งของการกลายพันธุ์อาจวิวัฒนาการเป็นผลพลอยได้จากการคัดเลือกโดยธรรมชาติเพื่อความแข็งแกร่งต่อการรบกวนของสิ่งแวดล้อม^{[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]}

ความทนทานต่อการกลายพันธุ์ถูกมองว่ามีผลกระทบเชิงลบต่อความสามารถในการวิวัฒนาการเนื่องจากลดการเข้าถึงการกลายพันธุ์ของฟีโนไทป์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันสำหรับจีโนไทป์เดียว และลดความแตกต่างในการคัดเลือกภายในประชากรที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม ตรงกันข้ามกับสัญชาตญาณ มีการตั้งสมมติฐานว่าความทนทานของฟีโนไทป์ต่อการกลายพันธุ์อาจเพิ่มอัตราการปรับตัวของฟีโนไทป์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมเมื่อพิจารณาในช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้น^{[ 65 ] [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ]}

สมมติฐานหนึ่งเกี่ยวกับวิธีที่ความแข็งแกร่งส่งเสริมความสามารถในการวิวัฒนาการในประชากรที่สืพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศคือ เครือข่ายที่เชื่อมต่อกันของจีโนไทป์ที่เป็นกลางต่อความเหมาะสมส่งผลให้เกิดความแข็งแกร่งของการกลายพันธุ์ ซึ่งในขณะที่ลดการเข้าถึงฟีโนไทป์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมใหม่ในช่วงเวลาสั้น ๆ แต่ในช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้น การกลายพันธุ์ที่เป็นกลางและการลอยตัวทางพันธุกรรมทำให้ประชากรกระจายตัวออกไปในเครือข่ายที่เป็นกลาง ที่ใหญ่ขึ้น ในพื้นที่จีโนไทป์^{[ 69 ]}ความหลากหลายทางพันธุกรรมนี้ทำให้ประชากรสามารถเข้าถึงการกลายพันธุ์ของฟีโนไทป์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันจำนวนมากขึ้น ซึ่งสามารถเข้าถึงได้จากจุดต่าง ๆ ของเครือข่ายที่เป็นกลาง^{[ 65 ] [ 66 ] [ 68 ] [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ]}อย่างไรก็ตาม กลไกนี้อาจจำกัดเฉพาะฟีโนไทป์ที่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางพันธุกรรมเพียงตำแหน่งเดียว สำหรับลักษณะทางพันธุกรรมหลายยีน ความหลากหลายทางพันธุกรรมในประชากรที่สืพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศไม่ได้เพิ่มความสามารถในการวิวัฒนาการอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 74 ]}

ในกรณีของโปรตีน ความแข็งแกร่งส่งเสริมความสามารถในการวิวัฒนาการในรูปแบบของพลังงานอิสระส่วนเกินของการพับ^{[ 75 ]}เนื่องจากการกลายพันธุ์ส่วนใหญ่ลดความเสถียร พลังงานอิสระส่วนเกินของการพับจึงช่วยให้ทนต่อการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ต่อการทำงาน แต่หากไม่เป็นเช่นนั้นจะทำให้โปรตีนไม่เสถียร

ในประชากรที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ความแข็งแกร่งนำไปสู่การสะสมของความแปรผันทางพันธุกรรมที่ซ่อนเร้นซึ่งมีศักยภาพในการวิวัฒนาการสูง^{[ 76 ] [ 77 ]}

ความสามารถในการวิวัฒนาการอาจสูงเมื่อความทนทานสามารถย้อนกลับได้ โดยความจุเชิงวิวัฒนาการช่วยให้สามารถสลับระหว่างความทนทานสูงในสถานการณ์ส่วนใหญ่และความทนทานต่ำในช่วงเวลาที่เกิดความเครียด^{[ 78 ]}

ตรงกันข้ามกับความแข็งแกร่งในการป้องกันซึ่งอาจรักษาสภาพเซลล์ที่เหมือนปกติในเซลล์มะเร็ง ดังที่การศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็น^{[ 22 ]}ความแข็งแกร่งต่อการกลายพันธุ์สามารถนำไปใช้ใหม่เพื่อความอยู่รอดจากภาระการกลายพันธุ์ที่สูงเป็นพิเศษ

มีระบบมากมายที่ใช้ในการศึกษาความทนทาน โมเดล ในคอมพิวเตอร์ถูกใช้เพื่อสร้างแบบจำลองโปรโมเตอร์ [ ^{79 ] [ 80 ]}โครงสร้างทุติยภูมิของ RNA ^{โมเดลโครงข่ายโปรตีน หรือเครือข่ายยีน ระบบทดลองสำหรับยีนแต่ละตัว ได้แก่ กิจกรรมของเอนไซม์ไซโตโครม P450 [ 58 ] บี-แลคตาเมส [} 59 ] RNA โพลีเม^อเรส [ ¹³ ] ^{และLacI} [ 13 ] ^{ความทนทานของ}สิ่งมี^{ชีวิตทั้งหมดได้}รับการตรวจสอบในความเหมาะสมของไวรัส RNA ^{[ 10 ]}การเคลื่อนที่ของแบคทีเรียความเหมาะสมของแมลงหวี่^{[ 15 ]}เครือข่ายขั้วของส่วน เครือข่ายประสาท และการไล่ระดับโปรตีนสร้างกระดูก ความเหมาะสมของ C. elegans ^{[ 14 ]}และ การพัฒนา ช่องคลอดและนาฬิกาชีวภาพ ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วย นม^{[ 9 ]}

• การกระจายของผลกระทบต่อความฟิต
• ความสามารถในการวิวัฒนาการ
• การลำเลียง
• เครือข่ายประสาทเทียม (วิวัฒนาการ)
• เอพิสตาซิส
• ความจุเชิงวิวัฒนาการ
• ภูมิทัศน์ด้านฟิตเนส
• ชีววิทยาการพัฒนาเชิงวิวัฒนาการ