近亲繁殖对种群演化的影响

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小群体中坏的突变机制下,纯合子的不断积累能导致物种的消亡,该现象与近亲繁殖有关。近亲衰退和小群体的消亡是现在研究的热点问题之一,Penna模型是研究生态学的有利模型,但该模型中的近亲仍没有明确的定义,并且规避近亲的影响也不很明确,因此研究Penna模型中的近亲有非常重要的意义。随着自然界中小群体越来越多,小群体中的近亲压力尤其需要重视。本文提出了近亲的定义,并在标准的Penna模型中加入家庭和规避近亲的机制,研究了规避近亲对物种的影响。分别讨论了大群体和小群体下的规避近亲的影响,通过两种不同的Hamming距离H1和H2来分别度量与年龄相关的杂合子平均比例和基因的相似度。与此同时也讨论了影响H1和H2的因素,尤其重点讨论了环境容量的影响。同时基于该模型中物种消亡的几种原因,提出了相应的对策。有规避近亲机制的Penna模型的结果表明规避近亲对小群体的影响较大,其在一定程度上提高了杂合子的比率,降低了个体基因之间的相似度。并且对于坏的基因突变机制下,规避近期在一定程度上减缓了物种的消亡。环境容量达到一定程度之后,H1的分布与年龄成正比例增长(除老龄个体外),并且增长的速度与环境容量无关;H2也达到了一个渐近分布,有点类似于正态分布。对于环境容量对近亲衰退的影响,我们建立了近亲统计模型对其做出了解释,模型中根据血缘关系定义了平均近亲度,结果表明当种群数量达到一个平衡状态后,种群间的平均近亲度也达到了一个平衡,并且环境容量越大,则平均近亲度越小,这与大的群体下规避近亲的优势不明显是相吻合的。
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