Deriva genética: modelos, supuestos y observaciones empíricas

Hay dos modelos matemáticos principales para describir el proceso de deriva genética: el modelo de Moran y el modelo de Wright-Fisher.

Mis preguntas se refieren a los supuestos de estos modelos, la existencia de otros modelos de deriva genética, la explicación de la ventaja/desventaja de estos modelos y los resultados empíricos que respaldan uno u otro modelo.

  • ¿Cuáles son los supuestos de cada uno de estos modelos?

    • tamaño de la población estable?
    • iterópara/semélpara
    • ¿Qué pasa con la función de densidad de probabilidad de la aptitud?
    • …?
  • ¿Qué ventaja/desventaja tienen estos modelos? O debería decir, ¿a qué población se aplican estos diversos modelos?

  • ¿Qué tipo de población biológica se ha demostrado empíricamente que se ajusta mejor a un modelo que a otro? ¿Cuáles son los experimentos clave para probar la validez de estos modelos?

¡No dude en publicar incluso si responde solo parcialmente a las preguntas! ¡Gracias!

Respuestas (1)

Esta pregunta ha existido por un tiempo, así que intentaré comenzar con una respuesta parcial.

Los supuestos básicos del modelo estándar de Wright-Fisher son:

  • Tamaño de población constante norte .
  • Generaciones discretas, no superpuestas.
  • Neutralidad (p. ej., todos los individuos tienen la misma probabilidad de reproducirse)

Prefiero mirar el modelo para haploides/cromosomas. Si agrupa los cromosomas en poliploides, entonces obtiene la suposición adicional de apareamiento aleatorio, por ejemplo, todos los pares de individuos tienen la misma probabilidad de reproducirse.

Es posible que me haya perdido algo, pero estas suposiciones deberían ser suficientes para generar la dinámica de Wright-Fisher: cuando construimos una nueva generación, tenemos que llenar norte puntos de nuevo (sigue de los dos primeros supuestos). Como cada individuo viejo tiene la misma probabilidad de reproducirse (tercera suposición), por ejemplo, convertirse en padre de un nuevo individuo, obtenemos la distribución de descendencia multinomial.

La principal diferencia en el modelo de Moran es que asume generaciones superpuestas. Los principales supuestos aquí son:

  • Nuevamente tamaño de población constante.
  • Los individuos se reproducen a un ritmo constante.
  • Neutralidad (sin embargo, el modelo de Moran se puede adaptar con relativa facilidad para incorporar la selección positiva).

Cada vez que un individuo se reproduce, otro muere instantáneamente para mantener constante el tamaño de la población.

Curiosamente, los modelos tienen el mismo límite de difusión, por ejemplo, se comportan de manera similar para poblaciones grandes (e idénticamente para una 'población infinitamente grande'). Si rastrea la ascendencia de una muestra en una gran población, se acercará a Kingman's Coalescent en ambos modelos.

Creo que los dos modelos existen más por sus distintas propiedades matemáticas que porque uno se ajuste mejor a ciertas poblaciones naturales que el otro. No tengo conocimiento de ningún experimento que haya demostrado qué tan bien encajan, tal vez alguien más pueda participar aquí.