Neutral Diversity in Experimental Metapopulations
该研究针对平行连续传代的细菌集合种群实验系统，运用生灭过程与溯祖点过程理论，揭示了最优稀释因子、突变频谱幂律特征及种群分化的突变规律，为多突变目标表型筛选提供理论支撑。
2024-03-12 q-bio.PE
Species diversity in a metacommunity with patches connected by periodic coalescence: a neutral model
最近认识到，整个社区融合和分离（社区聚结），导致重新评估的力量决定物种多样性〈动〉性<动>和动态，特别是在微生物群落的聚结可能是广泛的。要了解，如果通过合并的连通性的结果在不同的结果，从连通性的个人扩散，我们调查的机会过程导致损失的物种多样性〈动〉性<动>使用一个中性的两个物种的metacompatibility模型。调查了两种情况：成对聚结，即群落成对聚结、混合，然后分离;扩散聚结，即若干群落混合成一个池，并重新分布到它们原来的斑块中。当标准化为相同的净运动，这两种类型的合并导致更长的时间比分散到单一物种的优势。因此，聚结可能是自然界中微生物物种多样性〈动〉性<动>惊人高的一个重要过程。
2019-05-09 q-bio.PE
Coalescence, genetic diversity in sexual populations under selection
在有性群体中，选择既不作用于整个基因组（基因组被反复拆开并通过重组重新组装），也不作用于与染色体邻近区域紧密相连的单个等位基因。连锁等位基因之间的干扰降低了选择的效率，并扭曲了遗传多样性〈动〉性<动>。从连锁选择形成的多样性中推断进化历史需要理解这些模式。在这里，我们提出了一个简单但强大的缩放分析识别的选择单元的基因组“连锁块”的特征长度确定在一个自洽的方式由条件下，重组率块内是可比的块的不同等位基因之间的健身差异。我们发现，一个无性模型的选择调整到连锁块的强度提供了一个很好的描述遗传多样性〈动〉<动>和站点频谱相比，计算机模拟。这种连锁区组近似对于整个选择强度谱都是准确的，并且在具有许多弱选择位点的情况下特别强大。后一个限制使我们能够在数量遗传学的无穷小模型中描述聚结、遗传多样性〈动〉性<动>和适应的速度。
2013-07-30 q-bio.PE
The structure of allelic diversity in the presence of purifying selection
在没有选择的情况下，等位基因多样性的结构由Ewens的优雅抽样公式描述。这个公式帮助我们形成了对分子变异的经验模式的预期。随着溯祖理论，它提供了统计技术拒绝中性的零模型。然而，我们仍然没有完全理解我们期望在自然选择存在下看到的等位基因多样性的统计数据。早期的工作已经描述了与许多中性位点相关的强烈有害突变的影响，以及后代适应性与亲本适应性无关的模型中的等位基因变异，但是已经证明很难理解在许多连锁位点存在纯化选择的情况下的等位基因多样性。在这里，我们研究了无限多个完全连锁位点的群体遗传学，有些是中性的，有些是有害的。我们的方法是基于在有害的突变选择平衡中研究每一类具有相似适应性的个体的谱系结构。类似于Ewens抽样公式，我们推导出样本中等位基因类型的任何配置的可能性的表达式。我们发现，对于中等和较弱的选择压力的模式的等位基因多样性不能描述的任何选择的有效种群大小的中性模型，表明有权力检测选择模式的采样等位基因多样性。
2011-05-26 q-bio.PE
Patterns of neutral diversity under general models of selective sweeps
中性等位基因动态中的随机性有两个主要来源，一个来源于有限种群的恢复（遗传漂变），另一个来源于中性等位基因所在的邻近选择等位基因的随机遗传背景（连锁选择）。现在有很好的证据表明，连锁选择在许多物种的多态性水平的形成中起着重要作用。连锁选择的最佳研究模型之一是循环全扫描模型，其中新出现的选择等位基因迅速固定。然而，大部分被选择的等位基因横扫到人口可能不会注定快速固定。在这里，我们开发了一个通用的模型，经常性的选择性扫描在合并框架，一个概括的情况下，选择的等位基因不扫描固定的经常性的全扫描模型。我们表明，在一个大的人口，只有最初的快速增加的选定的等位基因影响部分连锁的网站，这在相当一般的假设下，不受随后的命运选定的等位基因的系谱。我们还将该理论应用到一个简单的模型，以调查经常性的部分扫描的中性多样性水平的影响，并发现，对于一个给定的减少多样性，经常性的部分扫描的影响，在中性站点的频谱主要是由选定的等位基因实现的频率。因此，选择的等位基因到低频率的反复扫描可以对多样性水平产生深远的影响，但可以使频谱相对不受干扰。事实上，在高速率扫描到低频下的限制聚结模型与标准中性模型相同。我们描述的选择性扫描的一般模型在某种程度上提供了一个比目前可用的更灵活的框架来描述基因组多样性模式。
2013-01-13 q-bio.PE
Genetic Diversity and the Structure of Genealogies in Rapidly Adapting Populations
正向选择扭曲了系谱结构，从而改变了种群内的遗传变异模式。大多数对这些扭曲的分析都集中在搭便车的特征上，这是由于对单个基因位点的硬或软选择性扫描。然而，在快速适应基因组的相关区域中，不同基因座的多个有益突变可以同时在群体中分离，这种效应称为克隆干扰。这导致搭便车和干扰效应之间的微妙相互作用，从而导致在选定的位点和连锁的中性位点上对遗传变异的快速适应的独特特征。在这里，我们介绍了一个有效的溯祖理论（一个“健身类聚结”），描述了如何积极选择在许多完美的连锁网站改变结构的家谱。我们使用这个理论来计算几个简单的统计描述快速适应人口内的遗传变异，并实现有效的向后时间合并模拟，可用于预测克隆干扰如何改变预期的分子进化模式。
2012-08-16 q-bio.PE
Ancestry in adapting, spatially-extended populations
选择性清除通过搭便车影响中性遗传多样性〈动〉<动>。虽然这种影响是有限的本地基因组区域的扫描在panmictic人口，我们发现，在空间上扩展的人口的组合效应，许多unlinked扫描可以影响模式的祖先（因此中性遗传多样性〈动〉性<动>）在整个基因组。即使是很低的扫描率也足以扭曲祖先的空间位置，以至于生活在范围中心的一个小区域之外的个体中发生的中性突变几乎没有机会在种群中固定下来。
2016-11-06 q-bio.PE
Testing macroecological theories in cryptocurrency market: neutral models can not describe diversity patterns and their variation
我们从生态学角度分析了加密货币市场的借贷方法和概念。这种方法可以识别特定的多样性模式及其变化，与生态系统密切相似，并以有效的方式表征加密货币市场。与此同时，它显示了非生物系统如何在对比不同的生态理论和测试中性模型的使用方面发挥重要作用。对加密货币丰度分布和社区结构演变的研究强烈表明，这些统计模式与中性不一致。特别是，当加密货币数量增加时，需要增加社区组成的时间变化，这表明它们的相互作用不一定很弱。种内和种间的相互依赖性的分析支持这一事实，并表明存在的市场部门的互利关系的影响。这些最新发现挑战了弱相互作用对称物种的假设，这是中性模型的核心假设。
2022-07-21 q-bio.PE q-bio.QM q-fin.ST
Lower genetic diversity in the limpet Patella caerulea on urban coastal structures compared to natural rocky habitats
人造结构越来越多地出现在沿海生境中。本研究的目的是探讨城市海岸结构是否会影响硬底物种的遗传变异。我们进行了人口遗传学分析帽贝Patella caerulea采样在自然和人工栖息地沿亚得里亚海沿岸。利用5个微卫星位点分析了不同群体间的遗传多样性〈动〉性<动>和遗传结构的差异。三个微卫星位点表现出强烈的Hardy-Weinberg不平衡，可能与无效等位基因的存在。自然生境的遗传多样性〈动〉性<动>显著高于人工生境。一个弱，但显着的分化在所有帽贝样品进行了观察，但不相关的栖息地类型。虽然遗传多样性〈动〉性<动>的确切原因值得进一步调查，这些结果清楚地表明，城市结构的扩张可能导致区域尺度上的遗传多样性〈动〉性<动>损失。
2009-11-10 q-bio.PE
An exactly solvable coarse-grained model for species diversity
我们提出了新的分析结果，生态系统物种多样性〈动〉性<动>，源于一个建议的粗粒度中性模型的基础上的出生-死亡过程。该问题的相关性在于理解和综合生态中性学说〈动〉的理论成果和物种多样性〈动〉性<动>保护的经验证据的紧迫性。生物多样性中性模型是指在同一营养级上的生态系统，其人均生命率假定为物种独立的。中性学说〈动〉<动>的解析解是在一个粗粒度模型中得到的，其中唯一的输入是物种的持续时间分布。我们的结果涉及：生态系统中物种数量在瞬态和稳态下的概率分布函数; n点连接的时间相关函数;以及生存概率，定义为从群落中随机抽样的物种到局部灭绝的时间跨度分布。分析预测还测试从河口鱼类生态系统的经验数据。我们发现，新兴的生态系统的属性是非常强大的，不依赖于模型的具体细节，对生物多样性和保护生物学的影响。
2012-06-28 physics.bio-ph q-bio.PE
Biodiversity on island chains: neutral model simulations
一个中立的生态模型是在一个岛链上模拟的，在这个岛链中，相邻的岛屿可以交换个体，但只有第一个岛屿能够接收来自一个元共生体的移民。通过几项措施发现，生物多样性沿链条下降，第一个岛屿最高。分类群丰度分布的微妙变化，可以检测到的岛屿链相比，多样性匹配的单一岛屿。这些结果可能适用于人类微生物多样性，但强调了使用静态单站点分类单元丰度分布来区分扩散限制机制的困难。
2010-04-28 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
The Structure of Genealogies in the Presence of Purifying Selection: A "Fitness-Class Coalescent"
与中性模型相比，净化选择扭曲了系谱结构，从而改变了样本遗传变异的模式。虽然这些扭曲在自然界中可能是常见的，但我们对净化选择如何影响分子变异模式的理解仍然不完整。系谱学的方法，如溯祖理论已被证明很难推广到涉及选择在许多连锁位点的情况下，除非选择压力非常强大。在这里，我们介绍了一个有效的溯祖理论（一个“健身类聚结”）来描述的结构中存在的净化选择在许多连锁网站的系谱。我们使用这个有效的理论来计算几个简单的统计描述预期的序列数据的变化模式，在选择下的网站和在连接的中性位点。我们的分析将我们早期对存在纯化选择的等位基因频率谱的描述（Desai等人，2010）与Nordborg（1997）的结构化合并方法相结合，通过群体内适合度的分布来追踪个体的祖先。或者，我们可以使用Hudson和Kaplan（1994）的聚结方法的扩展来得出我们的结果。我们发现，净化选择导致相关的遗传变异模式，但不相同的一个中性进化的人口中，人口规模在过去以特定的方式变化。
2011-05-26 q-bio.PE
How likely is speciation in neutral ecology ?
中性学说〈动〉<动>预测的生物多样性模式依赖于一个简单的物种形成现象学模型。为了进一步研究物种形成对中性生物多样性的影响，我们分析了一个基于群体遗传学的空间显式中性模型。我们定义的metacperity作为一个系统的人口交换移民，我们使用这个框架来介绍物种很少或根本没有基因流（异域和parapatric物种形成）。我们发现，与现实的突变率，我们的metacromatiity模型驱动的中性过程不能支持超过几个物种。在物种形成的群体遗传学中加入自然选择，增加了metacompatibility中的物种数量，但在巴罗科罗拉多岛发现的多样性水平很难达到。
2011-06-23 q-bio.PE
Invasion rate versus diversity in population dynamics with catastrophes
当前多样性危机的一个关键问题是，在整个进化过程中，多样性是如何维持的，以及如何保护它。现代共存理论表明，罕见的新类型的高入侵率与多样性直接相关。我们发现，添加几乎任何机制的灾难的随机出生，死亡和突变的过程中，有限的承载能力诱导一种新的相变，其特征在于一个积极的入侵率，但多样性低。在这个阶段，新的类型出现并迅速增长，但由此产生的非常大的类型的增长减少了多样性。该模型还解决了中性进化模型的两个主要缺点：它们无法解释平衡选择而不诉诸适应度差异，以及创建观察到的大类型所需的不切实际的时间。我们测试这个模型的遗传多态性的经典案例：HLA位点。
2020-04-18 q-bio.PE
Stochastic dynamics of adaptive trait and neutral marker driven by eco-evolutionary feedbacks
在生态进化框架下研究了中性多样性如何受到选择和适应的影响。在我们的模型中，我们研究了一个连续时间的有限总体，其中每个个体的特征是一个性状的选择和一个完全连锁的中性标记。人口动态是由出生和死亡、出生时的突变以及个体之间的竞争驱动的。性状价值影响生态过程（人口统计事件，竞争），竞争产生性状变异的选择，从而关闭生态进化反馈回路。该性状的人口统计学效应预计也会影响中性变异的产生和维持。我们考虑了一个大的人口限制与罕见的突变，假设中性标记突变速度比选择下的性状。证明了基于随机个体的过程收敛于一个新的带跳的测度值扩散过程，我们称之为替换Fleming-Viot过程（SFVP）。当限制在性状空间时，这个过程是由Metz等人（1996）首次引入的性状替代序列。在有利突变的侵入期间，发生遗传瓶颈，并且与该有利突变相关的标记被搭便车。通过严格分析搭便车效应和中性多样性是如何恢复之后，我们得到了时间尺度分离的条件，在此条件下，我们表明，标记分布近似的Fleming-Viot分布之间的两个性状取代。我们讨论了SFVP的影响，我们的理解下生态进化反馈的中性变化的动态，并说明了模拟的主要现象。我们的研究结果强调了突变，生态参数和性状值在选择性扫描后恢复中性多样性的共同重要性。
2014-05-22 math.PR q-bio.PE
Loss and Recovery of Genetic Diversity in Adapting Populations of HIV
艾滋病毒耐药性的演变是通过固定特定的、众所周知的耐药性突变而发生的，但对潜在的群体遗传过程还没有很好的了解。通过分析患者内纵向序列数据，我们进行了四项观察，揭示了潜在的过程，并使我们能够推断出患者体内病毒群体的短期有效种群大小。我们的第一个观察结果是，耐药性的演变通常是通过一次固定一个耐药性突变而发生的，而不是同时发生几个变化。其次，我们发现，这些固定事件伴随着减少遗传多样性〈动〉性<动>在周围的区域固定耐药突变，由于搭便车效应。第三，我们观察到耐药突变的固定涉及硬选择性扫描和软选择性扫描。在硬扫描中，单个病毒颗粒中出现抗性突变，当它在病毒群体中传播时，驱动所有相关突变，这极大地减少了遗传多样性〈动〉<动>。另一方面，在软扫描中，抗性突变在不同的遗传背景上多次发生，并且多样性的减少很弱。使用硬扫描和软扫描的发生频率，我们估计HIV的有效种群大小为1.5 * 10 ^5（95%置信区间为0.8 * 10 ^5，4.8 * 10 ^5）。这个数字远低于实际感染细胞的数量，但远大于以前基于同义多样性的种群规模估计。我们提出了几个解释所观察到的差异。最后，我们的第四个观察结果是，非同义位点的遗传多样性〈动〉<动>在18个月内恢复到固定前的值，而同义位点的多样性在这段时间后仍然受到抑制。
2013-11-14 q-bio.PE
Diversity patterns and speciation processes in a two-island system with continuous migration
地理隔离是物种形成的核心机制，但种群的完全隔离是罕见的。虽然物种形成可能会受到阻碍，如果基因流是大的，中间水平的迁移可以通过引入遗传新的半隔离的人群或建立小社区的移民，加强物种形成。在这里，我们考虑了两个岛屿的中性模型的物种与连续迁移和研究多样性模式的迁移概率，人口规模，和参与生殖隔离〈动〉<动>（被称为基因组大小）的基因数量的函数。对于小的基因组，低水平的迁移诱导了岛屿上的物种形成，否则不会发生。多样性，但是，急剧下降到一个单一的物种居住在两个岛屿的迁移概率增加。对于大的基因组，即使岛屿是严格隔离的，同域物种形成也会发生。然后，每个岛屿的物种丰富度随着迁移的可能性而增加，但物种总数随着它们成为世界性的而减少。对于每个基因组大小，每个种群大小都有一个最佳迁移强度，使物种数量最大化。我们讨论了观察到的迁移引起的物种形成模式，以及它们如何增加岛屿系统中的物种丰富度，同时促进岛屿之间的不对称性，阻碍特有性。
2022-06-07 q-bio.PE
Population genomics of sub-Saharan Drosophila melanogaster: African diversity and non-African admixture
我们报道了139株野生型D. melanogaster，代表了来自该物种撒哈拉以南祖先范围的22个种群样本，以及一个欧洲种群。大多数基因组测序超过25倍深度从单倍体胚胎。结果表明，在许多非洲人口的非非洲混合物的普遍影响，激励开发和应用一种新的混合物检测方法。混合比例各不相同的人口，更大的混合物在城市地区。混合物水平在基因组中也不同，局部峰和谷表明非中性渐渗过程。来自同一地点的基因组在血统上存在明显差异，这表明非洲人群中可能存在隔离机制。在去除pupelium混合基因组片段后，在南部非洲（例如赞比亚）观察到最大的遗传多样性〈动〉<动>，而其他种群的多样性在很大程度上与从这一潜在祖先区域的地理扩张相一致。欧洲人口显示不同程度的多样性减少每个染色体臂，和一些非洲人口显示染色体臂特异性多样性减少。欧洲样本中的倒位与染色体臂多样性的强烈升高有关。进行基因组扫描以鉴定可能代表阳性选择靶的基因座。在基因调控中具有不同作用的基因附近有不成比例数量的候选选择性扫描区。欧洲-非洲FST的离群值被发现富集在局部升高的世界性混合物的基因组区域中，这可能反映了其中一些基因座在驱动非非洲等位基因渗入非洲人群中的作用。
2012-08-23 q-bio.PE
Estimating the Strength of Selective Sweeps from Deep Population Diversity Data
选择性清除通常与适应位点周围的遗传多样性〈动〉性<动>的局部减少有关。然而，选择性扫描也可以快速携带中性突变，以观察到的群体频率，如果它们在扫描早期出现并与适应性等位基因搭便车。我们发现，突变和指数扩增之间的相互作用，通过搭便车的结果在所产生的新的单倍型变异的特征频谱，仅取决于扫描的突变率和选择系数的比率。基于这一结果，我们开发了一个估计的选择系数驱动扫描。由于该估计量利用了扫描期间突变产生的新变异，因此它不依赖于预先存在的变异，并且也可以应用于缺乏重组的基因座。与标准的方法，推断选择系数的大小下降的遗传多样性〈动〉性<动>周围的适应性网站相比，我们的估计需要更短的序列，但在高人口深度采样，以捕捉低频变异，鉴于这样的数据，它始终优于标准的方法。我们调查分析和数值计算的准确性，我们的估计是如何影响的扫描模式随时间的衰减作为一个后果的随机遗传漂变，并讨论重组，软扫描，和人口的潜在影响。作为其使用的一个例子，我们将我们的估计量应用于HIV人群的深度测序数据。
2012-06-28 q-bio.PE
The Moran model as a dynamical process on networks and its implications for neutral speciation
New England Complex Systems Institute（新英格兰复杂系统研究所）；Universidade Estadual de Campinas（坎皮纳斯州立大学）
Moran模型作为网络上的动态过程，揭示了空间网格网络与距离隔离机制的关系，并探讨了其对中性物种形成和生物多样性的理论影响。
2011-04-16 nlin.AO q-bio.PE
Genealogies of rapidly adapting populations
一个物种的遗传多样性〈动〉<动>是由其最近的进化历史形成的，可以用来推断人口统计事件或选择性扫描。大多数推理方法都是基于自然选择是一种微弱或罕见的进化力量的零假设。然而，许多物种，特别是病原体，在不断的压力下，以适应不断变化的环境。目前缺乏一个统计框架，从这些人口的多样性数据进行推断。为了实现这一目标，我们探讨了在无性种群的持续适应模型的家谱的属性。我们发现，血统追溯到一个小水池的高度适合的祖先，其中几乎同时合并两个以上的血统经常发生。虽然这种多重合并不太可能在中性结合下发生，但它们在适应性种群中创造了独特的遗传足迹。例如，衍生的中性等位基因的位点频谱是非单调的，并且在高频率处具有峰值，而田岛的D随着样本量的增加而变得越来越负。由于多个合并出现在许多模型的快速适应，我们认为，他们应该被视为一个零模型适应人口。
2012-12-10 q-bio.PE
Emergence of vertical diversity under disturbance
提出中性群落统计物理模型，植物在阳光富者愈富竞争下垂直生长并受随机重置扰动，发现强竞争下中等扰动处垂直多样性稳健涌现。
2024-09-14 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.soc-ph
Maintaining diversity in structured populations
本文基于进化图论框架，研究了不同种群结构在中性进化中维持多样性的能力，推导了多种图结构下类型占据种群的共识时间$T_N$的渐近尺度，并揭示了图结构对维持多样性的复杂影响。
2025-09-16 q-bio.PE
Can endogenous fluctuations persist in high-diversity ecosystems?
什么时候复杂的生态相互作用可以驱动整个生态系统进入一个持续的非平衡状态，在那里物种丰度保持波动而不会灭绝？我们发现，高多样性的空间扩展系统，其中的条件有所不同的空间位置之间，可以表现出混沌动力学持续非常长的时间。我们开发了一个理论框架，基于动态平均场理论，量化这些波动状态存在的条件下，并预测其属性。我们发现与外部扰动生态系统的持久性，如扰动强度，同步性和相关时间的作用相似。但只有内源性波动，这些属性来自物种动力学本身，在扰动和响应之间产生反馈回路。一个关键的结果是，波动幅度和物种多样性〈动〉性<动>是紧密联系在一起的，特别是波动使更多的物种比在同一系统中的平衡共存。我们的研究结果突出了良好混合和空间扩展系统之间的关键差异，对实验及其再现自然动态的能力具有影响。它们揭示了生物多样性的维持，以及在自然系统中观察到的波动的强度和同步性。
2019-08-26 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.PE
Towards an improved understanding of molecular evolution: the relative roles of selection, drift, and everything in between
分子进化生物学的一个主要目标是识别基因组中处于选择下的基因座或区域，以及那些以中性方式进化的基因座或区域。正确的识别可以准确推断进化过程，从而理解驱动表型变化和适应的历史和当代过程。一个根本的困难在于区分选择所针对的位点与链接到这些目标的位点和完全独立于选择的位点。这三种类型的网站需要注意的相对重要性的辩论选择与中立和中性学说〈动〉<动>。现代基因组学的研究已经证明，复杂的过程，如连锁，人口统计学和有偏见的基因转换，使我们对中性与选择性过程在进化中的作用的理解变得复杂。从这个角度来看，我们首先强调新突变的基因组和（a）生物背景的重要性，以确定自然选择的目标。然后，我们提出的机制，可能会限制基因组的进化和偏见的推理选择。我们讨论这些机制的两个关键水平，他们发生：人口水平和分子水平。我们强调，他们应该考虑到正确区分整个基因组的网站受到选择性或非选择性的力量，并强调，目前的一个主要领域的目标是量化这些机制的绝对重要性。
2020-06-17 q-bio.PE
Enzyme regulation and mutation in a model serial dilution ecosystem
微生物群落在自然界中无处不在，并且有多种形式，从由少数物种主导的群落到包含各种代谢不同生物体的群落。这种多样性的巨大范围并不奇怪-微生物多样性与具有重要生态和医学意义的结果有关。然而，微生物多样性背后的机制仍在争论中，因为简单的数学模型只允许有资源的物种共存。已经提出了大量的机制来解释微生物多样性的起源，但许多这些分析忽略了真正的微生物生态系统的一个关键特性：微生物本身在几代内和几代之间改变其生长特性的倾向。为了探索这一关键属性对微生物多样性的影响，我们扩大了最近开发的模型波动环境中的微生物多样性。我们以两种不同的方式实现增长战略的变革。首先，我们考虑在短的生态时间内细胞酶水平的调节，其次我们考虑跨代突变驱动的进化变化。有趣的是，我们发现这两种类型的微生物对环境的反应可能会产生截然不同的结果。酶调节可能会在足够长的时间内破坏多样性，而相反，策略随机突变可以产生促进多样性的“富人变穷”效应。这项工作明确，使用一个简单的系列稀释的框架，微生物的适应和进化可以影响社区多样性的冲突的方式。
2021-08-22 physics.bio-ph q-bio.PE
The equilibrium allele frequency distribution for a population with reproductive skew
我们研究了在具有偏斜后代分布的种群模型--Λ-过程中两个中性等位基因在可逆突变下的群体遗传学。我们描述了平衡等位基因频率分布的形状作为模型参数的函数。我们表明，突变率可以唯一地确定从平衡分布，但不能唯一地确定后代分布本身的形式。我们还介绍了一个无限站点版本的Λ-过程，我们用它来研究如何生殖偏斜影响常设遗传多样性〈动〉性<动>在一个群体。我们推导出渐近公式的预期数量的分离大小作为样本大小的函数。我们发现，Wright-Fisher模型最小化均衡遗传多样性〈动〉，对于一个给定的突变率和方差有效种群大小，与所有其他的Λ-过程。
2013-06-20 q-bio.PE
Relationship between metabolic and genomic diversity in sesame (Sesamum indicum L.)
背景资料：在栽培植物的多样性估计提供了一个保护策略的理由，并支持育种计划的起始材料的选择。应用于作物的多样性措施通常仅限于在DNA水平上评估基因组多态性。有时，选定的形态特征进行了记录，并确定了关键化学成分的含量，但公正和全面的化学表型没有被系统地列入多样性调查。本研究的目的是通过非靶向代谢分析评估芝麻的代谢多样性，并阐明芝麻代谢与基因组多样性之间的关系。结果如下：根据先前的AFLP研究，选择了10个代表印度、西亚、苏丹和委内瑞拉芝麻基因组多样性的芝麻种质。通过HPLC分离乙醇种子提取物，通过正负电喷雾电离代谢物，并使用离子阱质谱仪以全扫描模式检测m/z为50至1000的离子。利用8对引物组合扩增片段长度多态性（AFLP）技术对基因组多样性进行了分析。通过相关分析和多元统计分析，对基因组和代谢组水平上的生物多样性之间的关系进行了评估。结论：基因组和代谢水平的多样性模式不同，表明选择在芝麻代谢多样性的进化中发挥了重要作用。这一结果意味着，当用于育种和保护基因型的选择，多样性评估的基础上，中性DNA标记应该补充代谢谱。我们假设这适用于所有具有长期驯化历史的作物，这些作物具有受化学表型影响的商业相关性状。
2014-11-01 q-bio.GN q-bio.PE
Effective population sizes for asymmetrically regulated birth-death processes
UCLA（加州大学洛杉矶分校）
研究多物种出生-死亡过程中种群调控机制（抑制复制或提高死亡率）对宏观随机动力学的影响，通过引入调控分配参数α并投影到Moran过程，发现调控机制依赖的扩散张量，定义了α依赖的有效种群大小。
2026-07-01 q-bio.PE q-bio.QM
Population size effects in evolutionary dynamics on neutral networks and toy landscapes
我们研究了受选择压力影响的种群动态，无论是在RNA中性网络上还是在玩具适应度景观中进化。我们讨论了稳态下种群的扩散和中性。不同的限制取决于选择还是随机漂移占主导地位。在存在强漂移的情况下，我们发现，观测值主要取决于$M μ$，$M$是人口规模和$μ$的突变率，而这种缩放的校正为1/M：这种校正可以是相当大的选择，如果有障碍的适应度景观。我们还发现在$1/M μ$中收敛到大的$M μ$极限是线性的。最后，我们介绍了一个协议，最大限度地减少漂移，然后观察尺度像1/M，而不是$1/(Mμ)$，允许一个确定大$M$限制更快时，$μ$是小的，此外，基因型多样性增加从$O(\ln M)$到$O(M)$。
2007-01-30 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Footprints of ancient balanced polymorphisms in genetic variation data
当长期存在时，平衡选择可以导致跨物种多态性，这些多态性由两个或多个相同的物种共享。在这种情况下，所选位点的基因谱系是按等位基因而不是按物种聚类的，而且由于连锁，附近的中性位点也有不寻常的谱系。虽然很明显，这种情况下，应导致可辨别的足迹在遗传变异数据，特别是存在额外的中性多态性物种之间共享和固定差异的情况下，效果仍然很差的特点。我们专注于一个单一的网站下的情况下，长期平衡的选择，并得出近似值的数据是敏感的跨物种多态性的总结：携带大部分的信号的片段的长度，预期数量的共享中性SNP的片段和模式之间的等位基因协会。古代平衡选择的合并模拟证实了我们近似值的准确性。我们进一步表明，对于人类和黑猩猩，更普遍的是，对于遗传多样性〈动〉性<动>水平较低的物种对，我们关注的遗传变异模式极不可能由中性复发突变产生，因此这些统计数据是特异性的，也是敏感的。我们讨论了我们的研究结果的影响，在猿和其他类群的古代平衡选择的基因组扫描的设计和解释。
2014-01-29 q-bio.PE
Effects of population- and seed bank noise on neutral evolution and efficacy of natural selection
群体遗传学模型通常考虑固定的群体大小和唯一的选择系数。然而，种群动力学固有地在个体的数量中产生噪声，并且选择作用于个体的适应度的各个组成部分。在具有种子库的植物物种中，地上隔室和地下隔室的大小取决于种子产量和种子库的状态而呈现噪声。我们调查这种噪音是否对1）遗传漂变的速率和2）选择的效力有影响。我们认为四个变种的两个等位基因莫兰型模型定义的组合存在和不存在的噪音在地上和种子库车厢。时标分析和降维方法使我们能够将相应的Fokker-Planck方程简化为Moran模型的一维扩散近似。我们首先表明，如果地面上的噪音经典地影响遗传漂变率，地下噪音降低了种子库的多样性存储效果。其次，我们认为选择可以作用于植物适合度的四个不同组成部分：植物或种子死亡率，种子生产或种子萌发。我们的显著结果是，种子库噪声降低了对种子死亡率或发芽率的选择效果，而对植物死亡率或种子产量的选择不受影响。我们得到预期的网站频谱反映了这种异质性的选择效果之间的基因支持不同的植物健身组件。我们的研究结果强调了考虑生态噪声的影响来预测种子库对中性和选择性进化的影响的重要性。
2017-12-11 q-bio.PE
Expansion under climate change: the genetic consequences
范围扩大和范围转移是人口对气候变化的重要反应。遗传后果尚未得到很好的理解，但显然与生态动态相关联，而生态动态又受到不断变化的气候条件的驱动。我们用一个确定性的反应-扩散模型来模拟一个人口，这个模型耦合到一个由于气候变化而随着时间发展的异质环境。我们将所得的行波解分解成中性的遗传成分，以分析其遗传结构的时空动力学。我们的分析表明，在缓慢的气候变化下，分布范围的扩大和变化保持了遗传多样性〈动〉性<动>。这是因为缓慢的气候变化创造了范围界限，促进了遗传成分的空间混合。在数学上，混合导致所谓的推动行波解。这种混合现象在空间均匀的环境中是看不到的，在这种环境中，范围扩展通过由拉动的行波解产生的基因冲浪减少了遗传多样性〈动〉性<动>。然而，如果气候变化发生得太快，多样性的保护就会减少。利用多样性指数，我们表明，快速扩张和范围转移侵蚀遗传多样性〈动〉性<动>比缓慢的范围扩张和范围转移。我们的研究提供了分析洞察力在异质环境中的行波解的动力学。
2016-09-27 math.AP q-bio.PE
On a Neutral Host-Virus Model with Recombination
本文提出一个多位点中性宿主-病毒演化模型，刻画复制、重组、突变及宿主间传播，并通过祖先追溯推导渐近类型分布，为估计病毒遗传多样性的演化驱动力提供零模型。
2025-09-23 math.PR q-bio.PE
Exact steady-state distributions of multispecies birth-death-immigration processes: effects of mutations and carrying capacity on diversity
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；INRA, Université Paris-Saclay（法国国家食品农业环境研究所，巴黎萨克雷大学）
本文研究了多物种出生-死亡-移民过程的稳态分布，分析了突变和环境容量对多样性的影响，推导了精确和渐近结果，发现物种丰富度在区分不同模型中表现最佳。
2018-08-11 math.PR q-bio.PE
The sequential loss of allelic diversity
Center for Interdisciplinary Research in Biology (CIRB), Collège de France, CNRS, INSERM, PSL Research University（跨学科生物学研究中心，法兰西学院，法国国家科学研究中心，法国国家健康与医学研究院，PSL研究大学）；Laboratoire de Probabilités, Statistique et Modélisation (LPSM), Sorbonne Université, CNRS（概率、统计与建模实验室，索邦大学，法国国家科学研究中心）；Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité (ISYEB), MNHN, CNRS, Sorbonne Université（系统分类学、进化与生物多样性研究所，法国国家自然历史博物馆，法国国家科学研究中心，索邦大学）
本文通过莫兰模型揭示灭绝过程与块计数过程的等价性，并探讨其在Kingman凝聚过程和Λ-弗莱明-维奥过程中的扩展可能性。
2018-01-02 math.PR q-bio.PE
An approximate sampling formula under genetic hitchhiking
对于一个携带强有益等位基因的遗传位点，我们在一个连锁的中性位点上研究了它的祖先。在这种"选择性扫描“过程中，两个基因座之间的连锁被重组打破，中性基因座的祖先被随机背景中的结构化结合所模拟。对于大的选择系数$α$和适当的缩放下的重组率，我们推导出一个抽样公式的精度顺序为$\mathcal{O}((\log α)^{-2})$的概率。特别是，我们看到，在这种精度的顺序下，在一个固定大小的样本中，最多有两个非单例个体家族，它们从扫描开始时起在中性位点上的血统是相同的。这改进了一个公式，可以追溯到梅纳德·史密斯和黑格的工作，并补充了施魏因斯伯格和杜雷特最近在莫兰模型中选择性扫描的工作。
2006-07-05 math.PR q-bio.PE
Selective sweeps for recessive alleles and for other modes of dominance
选择性扫描描述了由于强正选择而导致的连锁遗传变异的减少。如果s是有益等位基因的纯合子的适合度优势，h是显性系数，则通常假设h=1/2，即有益等位基因是共显性的。我们通过假设h是[0，1]中的任何值来补充现有的选择性扫描理论。结果表明，选择强度为s，显性为0<h<1的选择性扫描下的遗传多样性〈动〉性<动>格局与选择强度为2 hs的共显性扫描相似。此外，我们专注于一个完全隐性的有益等位基因的情况下h=0。我们发现，扫描的长度，即从出现到固定的有益等位基因的时间，是sqrt（N/s）代的顺序，如果N是人口规模。模拟以及我们的研究结果表明，遗传多样性〈动〉性<动>模式在隐性情况下h=0大大不同于所有其他情况下。
2010-11-02 math.PR q-bio.PE
Splitting trees with neutral Poissonian mutations I: Small families
我们考虑一个生物多样性〈动〉性<动>，其中个体独立生活和繁殖。他们有身份证。寿命持续时间（不一定是指数分布的），并以恒定的速率分娩（单个）。这样的系谱树通常被称为分裂树，人口计数过程（N_t;t \ge 0）是一个齐次的二元Crump-Mode-Jagers过程。我们假设个体在其一生中以恒定的速率θ独立经历突变，在无限等位基因假设下：每个突变瞬间赋予其携带者一个全新的类型，称为等位基因。我们感兴趣的是时间t时的等位基因频率谱，即，在时间t时群体中代表的不同等位基因的数量A（t），更具体地，在时间t时k个个体代表的等位基因的数量A（k，t），k= 1，2，.，N_t。我们主要使用两类工具：合并点过程和随机特征计数的分支过程。本文给出了一个以种群大小为条件的合并点过程中A（k，t）的期望的显式表达式，它适用于分裂树的特殊情况。我们分别推导出a. s。由于随机特性，A（k，t）/N_t和A（t）/N_t的极限。最后，我们分别计算预期的纯合性，通过应用一种方法表征树分布的动态，树的起源时间在时间上向后移动，在向后Kolmogorov方程的精神。
2010-09-03 math.PR q-bio.PE
Compensatory evolution and the origins of innovations
隐藏的遗传序列对表型的影响减弱。在经典观点中，宽松的选择允许隐藏的遗传多样性〈动〉性<动>在群体中的个体之间建立，提供等位基因，这些等位基因可能在后来被吸收时有助于适应-例如，在突变之后，从低的，减弱的基线增加表达。这个观点可以用一个比喻来描述，即一个种群在基因型空间中的一个中性网络中的传播。作为另一种观点，考虑大多数表型性状受多个序列影响的事实，包括隐藏的序列。即使在一个严格的克隆群体中，不同基因座上的隐性序列的共同选择也可能产生不同的表型效应，并为群体提供多种适应可能性。在这里，我们模拟的数量表型字符编码的神秘序列的演变，并比较的相对贡献的遗传多样性〈动〉性<动>和跨站点的变化的表型潜力的人口。我们表明，大多数的表型变异，通过选择性将存在，即使在人口没有多态性。这是可能的补偿性进化的历史，其中一个位点的隐性突变的表型效应被基因组中其他地方的突变所平衡，导致不同位点而不是不同个体的隐性效应大小的多样性。隐藏序列可能加速适应和促进大的表型变化，即使在遗传多样性〈动〉性<动>的情况下，如传统上定义的替代等位基因。
2012-12-11 q-bio.GN q-bio.MN q-bio.PE
Diversity waves in collapse-driven population dynamics
University of Illinois, Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Carl R. Woese Institute for Genomic Biology, University of Illinois, Urbana-Champaign（卡尔·R·沃斯基因组生物学研究所，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Center for Models of Life, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔学院生命模型中心）
研究了由物种灭绝驱动的人口动态中多样性波的形成机制，揭示了多样性波的周期性特征及其自组织的分层峰值结构。
2015-07-14 econ.GN nlin.AO physics.soc-ph
