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具有收益递减的大型无性种群的进化速度

种群与进化 2012-12-20 v3 统计力学 定量方法

摘要

大型无性种群的适应性进化通常以携带不同有益突变的克隆之间的竞争为特征。这种干扰现象减缓了适应速度,使得动力学理论描述相对于小型种群中典型的有益突变连续发生和固定更为复杂。一个考虑具有相等且恒定适应度优势的多个有益突变的简化建模框架捕捉到了实际复杂动力学的一些基本特征,并且该模型的一些关键预测已在实验室进化实验中得到验证。然而,在这些实验中,有益突变的相对优势通常依赖于遗传背景。特别是,一般模式是随着不同位点突变的积累,新突变的相对优势下降,这种趋势常被称为“收益递减”上位性。在本文中,我们提出了一个现象学模型,以简单的方式将这一特征纳入固定的优势框架中。为了评估收益递减对进化动力学的定量后果,我们采用解析方法以及直接模拟来处理该模型。最后,我们展示了如何将模型参数与进化实验数据相匹配,以推断上位性的平均效应并推导有益突变率的数量级估计。将此程序应用于两个实验数据集,得出的有益突变率值处于先前测量值的范围内。

关键词

引用

@article{arxiv.1210.5665,
  title  = {Speed of evolution in large asexual populations with diminishing returns},
  author = {Maria Rita Fumagalli and Matteo Osella and Philippe Thomen and Francois Heslot and Marco Cosentino Lagomarsino},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1210.5665},
  year   = {2012}
}