演化模型中的势函数构造

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我们在赖特-费舍尔模型中解析地构造了演化势函数(景观)。与经典适应度景观相比,它提供了系统的中长期行为的整体描述。并且本文的构造在整个参数空间是都有效的,不需要可归一化的平稳分布。本文讨论了势函数景观在不同时间尺度上的动力学,包括适应性演化和小概率非适应性演化。其中,在一类较强的遗传漂变的影响下,有很大的概率观察到种群中的基因固定或消失,表现在发散的概率密度分布函数,或具有无限高峰值的势函数上。本文对这类无限高峰值在不同情况下的生物学意义进行探究,讨论了从无限高的自适应顶峰的随机逃逸时间,并将克拉默斯的经典逃逸公式扩展到非高斯分布的情况中,得到了数值和解析的估计;我们从演化势函数和逃逸时间两个方面探讨了与之前文献的比较。根据得到的结果,本文讨论了生物上相关的新见解,如归一化常数与基因固定,狄拉克冲击分布与吸收边界条件,与离散系统的比较和扩散近似的合理性,郎之万方程与扩散方程的关系,随机隧道效应和中性演化的正确阐释等。进一步,对于一个二维演化系统,我们在频率-连锁不平衡空间中研究了关于适应性景观的一个经典误解。我们发现,梯度特征并不是一个判断自适应或势函数景观存在的适当标准,并给出了解析或数值构造的例子。
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