星际空间旅行中多代种群的遗传演化——第一部分：中性选择假设下的遗传演化

我们更新了基于智能体的蒙特卡洛代码HERITAGE，该代码模拟限制性环境（如亚光速星际航天器）中的人类演化，以纳入群体遗传学效应。我们构建了一个简化但具代表性的整个人类基因组模型，含46条染色体（23对），包含2110个模拟遗传元件（基因座）的构建块。每个个体拥有自身的二倍体基因组。每个基因座可取10种不同的等位（突变）形式以供研究。为模拟人类个体的配子产生（精子与卵子），我们模拟了包含交叉和染色体序列单侧转换的减数分裂过程。亦包含了宇宙射线轰击所致遗传信息的突变。在本两篇系列论文的第一篇中，我们采用中性假设：突变（遗传改变）仅具有中性表型效应（物理表现），意味着对变异无自然选择。我们将在第二篇中放宽该假设。在此假设下，我们展示了多代乘员的遗传遗产如何受遗传漂变与突变影响。看似长达数世纪的深空旅行对旅行种群的遗传组成/多样性具有微小但不可避免的影响，若宇宙射线年等效剂量类似于海平面地球放射性本底，则会在更长时间尺度上预示显著的遗传分化。对于更大剂量，最终种群的基因组可更强烈偏离，并在数世纪内出现显著遗传分化。