Идеализированное население - Idealised population

В популяционная генетика ан идеализированное население это тот, который может быть описан с использованием ряда упрощающих предположений. Модели идеализированных популяций используются либо для того, чтобы сделать общий вывод, либо они подходят для данных о реальных популяциях, для которых предположения могут не соответствовать действительности. Например, коалесцентная теория используется для подгонки данных к моделям идеализированных популяций.[1] Наиболее распространенная идеализированная популяция в популяционной генетике описана в Модель Райта-Фишера после Сьюэлл Райт и Рональд Фишер (1922, 1930) и (1931). Райт-Фишер население имеют постоянный размер, и их члены могут приятель и воспроизводить с любым другим участником. Другой пример - Модель Морана, который имеет перекрытие поколения, а не неперекрывающиеся поколения модели Фишера-Райта. Сложности реальных популяций могут привести к тому, что их поведение будет соответствовать идеализированному населению с эффективная численность населения это сильно отличается от реальной численности населения по переписи. Для сексуальных диплоиды, идеализированные популяции будут иметь частоты генотипов, связанные с частотами аллелей в соответствии с равновесием Харди-Вайнберга.

Харди-Вайнберг

В 1908 году Г. Х. Харди и Вильгельм Вайнберг смоделировали идеализированную популяцию, чтобы продемонстрировать, что в отсутствие отбора, миграции, случайного генетического дрейфа частоты аллелей остаются постоянными во времени, и что при случайном спаривании частоты генотипов связаны с частотами аллелей. согласно принцип биномиальных квадратов называется законом Харди-Вайнберга.[2]

Использование в динамике населения

Хороший пример использования идеализированной модели населения для отслеживания естественных условий популяции можно найти в исследовании Джо Роман и Стивен Р. Палумби (2003). С помощью генетическое разнообразие данные, они задались вопросом: восстановились ли популяции больших китов Северной Атлантики в достаточной степени для коммерческого китобойного промысла? Для расчета генетического разнообразия авторы умножают долгосрочные эффективное население размер самок на два, при условии соотношение полов 1: 1, а затем умножить на скорость замены митохондриальных генов на поколение. Сделав несколько предположений в зависимости от соотношения полов и количества молоди, они смогли вычислить, что в отличие от исторических данных, современные популяции китов далеки от вылова.[3]

Применение к истории населения

Идеализированные модели популяций могут не только предоставить нам информацию о нынешних условиях популяций, но также полезны для выявления естественной истории и динамики численности населения в прошлом. Используя идеализированную популяционную модель, Андерс Эрикссон и Андреа Маника (2012) проверили гипотезу примесь архаичного человека с современными людьми. Авторы сравнивают последовательности геномов двух популяций человека, неандертальцев и шимпанзе. Эрикссон и Маника создали модель ступени, согласно которой Африка и Евразия представлены как цепочка равных по размеру популяций. Они пришли к выводу, что под модель ступеньки, в котором европейцы могут обмениваться генетической информацией с азиатами, а не с африканцами, сходство между геномами неандертальцев и евразийцев можно объяснить древней структурой популяций.[4]

Компьютерное моделирование

Использование моделей позволяет также выполнять симуляции, в том числе кремнеземные, чтобы предположить эволюционные исходы. В качестве примера, PopG это бесплатный компьютерная программа который способен моделировать одновременную эволюцию популяций на основе модели Фишера-Райта. Идеализированная популяционная модель также может быть использована в нескольких простых симуляциях, разработанных для обучения. Так, Чарльз Дарвин: Сможете ли вы выжить? Имитационное моделирование призвано познакомить широкую публику с концепцией естественного отбора. Другой пример Генетический дрейф simulator (требуется обновленная версия Java), который предназначен для визуализации влияния генетического дрейфа на естественные популяции.

Рекомендации

  1. ^ . Нильсен, Расмус и Монтгомери Слаткин. Введение в популяционную генетику: теория и приложения. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, 2013. Печать.
  2. ^ .Crow, Джеймс Ф. "История популяционной генетики: личный взгляд". Ежегодный обзор генетики 21, вып. 1 (1987): 1-22.
  3. ^ Роман, Джо; Палумби, Стивен Р. (2003). «Киты перед китобойным промыслом в Северной Атлантике» (PDF). Наука. 301 (5632): 508–510. CiteSeerX  10.1.1.1025.5800. Дои:10.1126 / science.1084524. PMID  12881568.
  4. ^ Эрикссон, Андерс и Андреа Маника. «Влияние структуры древнего населения на степень полиморфизма, разделяемого между современными человеческими популяциями и древними гомининами». Слушания Национальной академии наук 109, вып. 35 (2012): 13956-13960.