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自然選擇與遺傳漂變

區分雪地和森林環境的選擇,以及隨機抽樣效應。

    B19 · 自然選擇與遺傳漂變準備
    區分雪地和森林環境的選擇,以及隨機抽樣效應。您也可以嘗試以下數字和控制選項。

    生命科學 · 生態學 · 進化 · 研究 / 原理與探索

    自然選擇與遺傳漂變實驗解說

    等位基因頻率會因自然選擇而變化,這與個體在生存和繁殖方面的差異有關,也因樣本中的隨機變化而受到遺傳漂變的影響。透過改變環境、群體大小、初始頻率、適應度以及隨機數種子,可以比較世代間的變化。嘗試解釋一次性的結果,並將其與重複觀察中的趨勢區分開來。

    它是怎麼工作的?

    如果處於平衡狀態,預期的頻率保持不變,但個體軌跡會發生擾動。在大型群體中,漂移的相對大小減小,選擇趨勢則更容易觀察。

    關鍵關係

    p 選擇 = pwA/[pwA + (1-p)wa] → 突變 → 離散分佈(2N, p)/(2N)

    嘗試這個實驗

    1. 場景是兔子族群的第一次迭代。對明亮的A和暗亮的A的頻率被追蹤 50 代和 5 次。雪和森林反轉了適應性應用的方向。
    2. 記錄雪環境和中性環境,每次 N=100,共記錄 5 次。相同的種子和條件會產生相同的 5 條軌跡。
    3. 在均質環境中,僅將 N 更改為 10·1000,以便比較遺傳漂變的大小;並將環境設定為標準條件下森林,以觀察選擇的方向。

    解讀結果的依據

    自然選擇和遺傳漂變有何差異?

    選擇具有方向性,因為它們與生存和繁殖的貢獻存在差異。而漂移是有限樣本的隨機現象,即使在相同的機率下也會發生。這兩種現象可以同時存在。

    模型的範圍與限制

    該沃特-菲爾斯模型假設固定的人口規模,隨機交配,以及沒有移民或遷出。每個世代,樣本 2N 個等位基因,帶有替換。適應度是一個模擬的相對度量,結合了生存和繁殖貢獻,其中等位基因的適應度為 AA=wA², Aa=wAwa, 和 aa=wa²。兔子顏色展示了不完全顯性:AA 顏色明亮,Aa 顏色中間,aa 顏色深;但這些顏色並不能預測真實的毛色遺傳。突變在兩個方向上具有相同的機率;連鎖、年齡結構和真實的進化速率均被忽略。圖示展示了第一個重複實驗,最多包含 100 只兔子。