text size

Role of genetic variance in speciation

Notice: I hereby declare that I am aware that the information acquired from theses published by Charles University may not be used for commercial purposes or may not be published for educational, scientific or other creative activities as activities of person other than the author.
Title:
Role of genetic variance in speciation
Title (in czech):
Role genetické variance ve speciaci
Type:
Diploma thesis
Author:
Mgr. Pavel Payne
Supervisor:
doc. RNDr. Anton Markoš, CSc.
Opponent:
Claus Rueffler
Thesis Id:
84906
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Philosophy and History of Science (31-107)
Study programm:
Biology (N1501)
Study branch:
Theoretical and Evolutionary Biology (NTEBI)
Degree granted:
Mgr.
Defence date:
16/09/2011
Defence result:
Excellent
Language:
English
Keywords (in czech):
Sympatrická speciace, udržení polymorfismu, polygenní znak, Leveneho model, epistáze, trade-off, ekologická divergence, disruptivní selekce, infinitesimální model, evoluční genetika, asymetrie, proporce nik, síla selekce
Keywords:
Sympatric speciation, maintenance of polymorphism, polygenic trait, Levene model, epistasis, trade-off, ecological divergence, disruptive selection, infinitesimal model, evolutionary genetics, asymmetry, niche proportions, strength of selection
Abstract (in czech):
Abstrakt Sympatrická speciace byla významným předmětem zájmu jak z hlediska empirického tak teoretického, nicméně její příspěvek k biodiverzitě stále zůstává nejasný. Jedna z chybějících částí této skládačky je možnost sympatrické ekologické divergence druhů na základě jejich adaptace v polygenních znacích. V této studii uvažujeme prostředí skládající se ze dvou nik, přičemž jedna hodnota polygenního znaku je výhodná v jedné nice a druhá hodnota ve druhé nice. Selekční režim je pak popsán pomocí trade-off v tomto znaku mezi dvěma nikami, a díky tomu, že tyto polygenní znaky mohou, a často též zahrnují epistatické interakce mezi geny, příspěvek jednotlivých alel k danému znaku se odchyluje od aditivity. Tato epistáze pak může ovlivnit zmíněné trade-off, takže převládající přítomnost méně než aditivní (negativní) epistáze způsobuje odchýlení trade-off směrem ke konkávní křivce, zatímco přítomnost více než aditivní (pozitivní) epistáze odchyluje trade-off směrem k vyšší konvexitě. Zakřivení trade-off hraje klíčovou roli v evoluci populací, přičemž pod konvexním trade-off jsou zvýhodněni nositelé extrémních hodnot znaku a populace má tendenci k divergenci. V tomto případě však je vyžadována relativně přísná symetrie v síle selekce v jednotlivých nikách a jejich velikostech, aby se v populaci udržel polymorfismus. V této studii používáme dvou a tří-lokusovou haploidní verzi Leveneho modelu k prozkoumání rozličných režimů epistáze potažmo selekce, a přibližujeme charakteristiky trade-off, které ovlivňují divergenci a udržení polymorfismu. Tyto výsledky následně srovnáváme s predikcemi založenými na infinitesimálním modelu a identifikujeme limity obou přístupů.
Abstract:
Abstract Sympatric speciation has received much attention both empirically and theoretically. However, the contribution of sympatric speciation to biodiversity remains unclear. One piece missing from the speciation puzzle is the plausibility of sympatric ecological divergence of species through adaptation in polygenic traits. I consider an environment consisting of two niches, where one value of the trait is advantageous in only one niche, and vice versa. The selection regime is described by a trade-off in viabilities between the niches. These polygenic traits can, and often do, involve epistatic interactions among and between loci, so that the contribution of the alleles to viability deviates from additivity. Epistasis then also affects the curvature of the trade-offs: predominant less-than-additive epistasis turns the curve towards concavity and predominant more-than-additive towards convexity. The curvature of the trade-off plays a crucial role in the evolution of populations. With a convex trade- off, extreme values of the trait are favored and the population tends to diverge, but relatively stringent symmetry in strength of selection within the niches and the niche proportions is necessary to maintain polymorphism. In this study I use two and three- locus haploid versions of Levene’s model to investigate various epistasis-selection regimes and explain characteristics of the trade-off curve affecting divergence and maintenance of polymorphism. I compare the results of a multi-locus model with predictions based on the infinitesimal model and identify the limits of both approaches.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Mgr. Pavel Payne 1.95 MB
Download Attachment to the thesis Mgr. Pavel Payne 1.13 MB
Download Abstract in czech Mgr. Pavel Payne 52 kB
Download Abstract in english Mgr. Pavel Payne 41 kB
Download Supervisor's review doc. RNDr. Anton Markoš, CSc. 44 kB
Download Opponent's review Claus Rueffler 138 kB
Download Defence's report doc. RNDr. Anton Markoš, CSc. 80 kB