遺伝的浮動

高等学校生物二倍体の遺伝子コピーを復元抽出して、シード値を指定したライト=フィッシャー型遺伝的浮動を行う

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この実験について

遺伝子コピーを1つずつ抽出して、次世代を作成します。再現可能な8つの集団を比較し、適応度上の優位性を加えずに、繁殖集団の大きさがランダムな固定と消失にどう影響するかを調べます。

学習目標

  • ランダムな遺伝的浮動と生存選択を区別する。
  • 二倍体集団の大きさと、抽出される遺伝子コピー数との関係を理解する。
  • 突然変異や移住がなければ、固定と消失が吸収状態になることを理解する。

使い方

  1. 1遺伝子コピーを1つ抽出し、途中まで作成された子世代の容器を確認する。
  2. 2次世代を完成させ、その頻度を親世代と比較する。
  3. 3複数世代にわたって実行し、8つの反復集団の曲線をすべて比較する。
  4. 4繁殖集団を小さくし、新しい乱数シードで再度実行する。

モデル

子の遺伝子コピーはそれぞれ独立に、親の遺伝子プールから抽出されます。
1世代あたりの頻度の分散は、繁殖個体数が小さいほど大きくなります。

前提条件

  • 各離散世代には、2N個の遺伝子コピーで表されるN個の二倍体個体が含まれます。子の遺伝子コピーは、親の頻度に基づき、復元抽出で互いに独立に抽出されます。
  • 選択、突然変異、移住はありません。頻度が0または1の場合、その値は固定されたままです。
  • 開始時のAの個数は、目標頻度に2Nを掛けた値に最も近い整数です。表示される値は、丸め後の実際の初期頻度です。
  • 子の遺伝子コピーの一部を抽出した段階では、その結果を確認できますが、2N個すべてのコピーが抽出されるまで、完了世代の頻度は更新されません。
  • 各反復では、異なる決定論的シードが使われます。同じ設定、シード、反復を使えば、まったく同じ系列が再現されます。ビーズは遺伝子コピーを表す記号であり、空間内の個体ではありません。

授業で試してみましょう

  1. Q1抽出した親のビーズを取り除くと、なぜモデルが間違ってしまうのでしょうか?
  2. Q2初期設定が同じでも、ある反復では頻度が増加し、別の反復では減少することがありますか?

よくある質問

初期頻度が目標と異なることがあるのはなぜですか?

有限の個体群では、Aのコピー数は整数です。最も近い実現可能な数に丸めることで、報告される実際の頻度が決まります。

部分的なサンプリング中に、完了時の頻度が変わらないのはなぜですか?

2N個の子孫の遺伝子コピーがすべて抽出されるまで、次世代は完成しません。