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连点成线:具有淬灭噪声景观上的种群扩张

种群与进化 2024-06-27 v2 统计力学

摘要

当生物种群扩张至新领地时,进化结果会受到遗传漂变(等位基因频率的随机波动)的强烈影响。同时,环境的空间变异性也会显著影响争夺空间的不同亚种群间的竞争。关于种群动力学中这些内在与外在噪声源的相互作用知之甚少:环境异质性何时主导遗传漂变或反之,以及它们的种群遗传学特征有何区别?在此,于中性进化背景下,我们考察种群内在的人口噪声与异质环境提供的外在淬灭随机噪声之间的相互作用。利用多物种 Eden 模型,我们模拟种群在具有局部生长率随机变化的景观上扩张,并测量该变异性如何影响系谱树结构,进而影响遗传多样性。我们发现,在强异质性下,扩张前沿的遗传组成在很大程度上由环境中最快路径的集合预先决定。这些最优路径的景观相关统计随后取代种群内在噪声的统计,成为进化动力学的主要决定因素。引人注目的是,由这些确定性路径导出的系谱 lineages 合并统计,与均匀景观中仅由人口噪声产生的统计高度相似。这警示了对合并统计的解读,并为推断过去种群动力学提出了新挑战。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.11563,
  title  = {Connecting the Dots: Range Expansions across Landscapes with Quenched Noise},
  author = {Jimmy Gonzalez Nuñez and Jayson Paulose and Wolfram Möbius and Daniel A. Beller},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.11563},
  year   = {2024}
}

备注

20 pages, 13 figures