Idealizovaná populace - Idealised population

v populační genetika an idealizovaná populace je ten, který lze popsat pomocí řady zjednodušujících předpokladů. Modely idealizovaných populací se používají buď k obecnému vyjádření, nebo se hodí k údajům o skutečných populacích, u nichž předpoklady nemusí platit. Například, koalescenční teorie se používá k přizpůsobení dat modelům idealizovaných populací.[1] Nejběžnější idealizovaná populace v populační genetice je popsána v Wright-Fisherův model po Sewall Wright a Ronald Fisher (1922, 1930) a (1931). Wright-Fisher populace mít konstantní velikost a jejich členové mohou kámo a reprodukovat s jakýmkoli dalším členem. Dalším příkladem je a Moranský model, který se překrývá generace, spíše než nepřekrývající se generace modelu Fisher-Wright. Složitost skutečných populací může způsobit, že jejich chování bude odpovídat idealizované populaci s efektivní velikost populace to je velmi odlišné od velikosti sčítání obyvatelstva skutečné populace. Pro sexuální diploidy, idealizované populace budou mít frekvence genotypů související s frekvencemi alel podle Hardyho-Weinbergovy rovnováhy.

Hardy-Weinberg

V roce 1908 modelovali GH Hardy a Wilhelm Weinberg idealizovanou populaci, aby prokázali, že při absenci selekce zůstává migrace, náhodný genetický drift, frekvence alel v čase konstantní a že v přítomnosti náhodného páření jsou frekvence genotypů spojeny s frekvencemi alel podle a binomický čtvercový princip zavolal Hardy-Weinbergův zákon.[2]

Využití v populační dynamice

Dobrým příkladem idealizovaného populačního modelu využití při sledování přirozených populačních podmínek lze nalézt ve výzkumu Joe Roman a Stephen R. Palumbi (2003). Použitím genetická rozmanitost údaje zpochybňovali: dosáhly populace severoatlantických velryb dostatečného zotavení pro komerční lov velryb? Pro výpočet genetické rozmanitosti autoři množí dlouhodobě efektivní populace velikost žen o dvě, za předpokladu poměr pohlaví 1: 1, a poté se množte mitochondriálními geny na jednu generaci. Udělali několik předpokladů podle poměru pohlaví a počtu mladistvých, byli schopni vypočítat, že na rozdíl od historických záznamů jsou moderní populace velryb zdaleka mimo dosah sklizně.[3]

Aplikace na populační historii

Idealizované populační modely by nám mohly poskytnout nejen informace o současných podmínkách populace, ale jsou užitečné i při odhalování přirozené historie a populační dynamiky v minulosti. Anders Eriksson a Andrea Manica (2012) pomocí idealizovaného populačního modelu testovali hypotézu archaická příměs člověka s moderními lidmi. Autoři porovnávají genomové sekvence dvou lidských populací, neandertálců a šimpanzů. Eriksson a Manica vytvořili odrazový můstek, podle něhož jsou Afrika a Eurasie reprezentovány jako řetězec populací stejné velikosti. Došli k závěru, že podle odrazový můstek, ve kterém si Evropané mohou vyměňovat genetické informace s Asiaty, a nikoli s Afričany, podobnosti mezi neandertálským genomem a euroasijcem lze vysvětlit strukturou starověkých populací.[4]

Počítačové simulace

Použití modelů také umožňuje provádět simulace, včetně křemičitých, k hypotéze evolučních výsledků. Jako příklad, PopG je zdarma počítačový program který je schopen simulovat simultánní vývoj populací na základě Fisher-Wrightova modelu. Idealizovaný populační model lze také použít v několika jednoduchých simulacích určených pro vzdělávání. Tak, Charles Darwin: Dokážete přežít? Simulace je navržena tak, aby seznámila širokou veřejnost s konceptem přirozeného výběru. Dalším příkladem je Genetický drift simulátor (Vyžaduje aktualizovanou verzi Java), který je navržen tak, aby vizualizoval vliv genetického driftu na přirozené populace.

Reference

  1. ^ . Nielsen, Rasmus a Montgomery Slatkin. Úvod do populační genetiky: teorie a aplikace. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2013. Tisk.
  2. ^ Crow, James F. „Historie populační genetiky: osobní pohled.“ Annual Review of Genetics 21, č. 1 (1987): 1-22.
  3. ^ Roman, Joe; Palumbi, Stephen R. (2003). „Velryby před lovem velryb v severním Atlantiku“ (PDF). Věda. 301 (5632): 508–510. CiteSeerX  10.1.1.1025.5800. doi:10.1126 / science.1084524. PMID  12881568.
  4. ^ Eriksson, Anders a Andrea Manica. „Vliv struktury staré populace na stupeň polymorfismu sdíleného mezi moderní lidskou populací a starými homininy.“ Sborník Národní akademie věd 109, č. S. 35 (2012): 13956-13960.