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遵循抽奖式繁殖的单倍体种群中的基因谱系

概率论 2026-01-15 v1 种群与进化

摘要

抽奖式繁殖可能由繁殖与有利环境条件的偶然匹配所产生。由抽奖式繁殖产生的基因谱系属于多重合并溯祖过程的吸引域,在此过程中,随机数量的谱系在这些时刻合并。我们考虑了在恒定(NN)和变化种群大小下,并在随机环境中演化的单倍体随机交配种群的抽奖式繁殖群体遗传模型。我们构建模型,使得我们能够在不依赖关于种群大小或突变率的强假设下,恢复给定样本中观察到的新突变数量。我们的主要结果是:(i)连续时间溯祖过程,要么是 Kingman 溯祖,要么是特定的 Beta- 或 Poisson-Dirichlet 溯祖家族;综合结果来看,Beta-溯祖的参数 α\alpha 范围从 0 到 2,并且由于任意个体可能产生的潜在后代数量存在上限,Beta-溯祖可能是不完全的;(ii)在大种群中,我们以与 N/logNN/\log NNN 代成比例的单位来度量时间;(iii)纳入种群大小的波动会导致时间变换的多重合并溯祖,其中时间变换不依赖于 α\alpha;(iv)通过模拟,我们表明在某些情况下,给定溯祖过程的泛函近似与位于该溯祖过程吸引域内的祖先过程的泛函近似不匹配;(v)通过以种群祖先(所有基因拷贝在所有时间的祖先关系)为条件获得的泛函近似,与不以种群祖先为条件获得的近似(对于此处考虑的模型)大致相似。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.09537,
  title  = {Gene genealogies in haploid populations evolving according to sweepstakes reproduction},
  author = {Bjarki Eldon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.09537},
  year   = {2026}
}

备注

52 pages, 9 figures