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Variance effective population size
in the context of different mating systems
Alina Kadluba
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Mathematik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Mathematik
Betreuer*in
Jitka Polechová
DOI
10.25365/thesis.71372
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21695.32215.441021-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die effektive Populationsgröße ist ein in der Populationssgenetik und in der Biologie weit verbreitetes Konzept. Sie beschreibt die Größe einer idealisierten Population mit denselben genetischen Eigenschaften wie die reale Population. Verschiedene Maße des genetischen Drifts führen zu unterschiedlichen effektiven Populationsgrößen, wobei das gewählte Maß vom Kontext abhängt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss verschiedener Paarungsschemata in Tierpopulationen mit überlappenden Generationen auf die so genannte Varianz Effektive Populationsgröße zu bestimmen. Erstens wird in jedem Paarungsschema angenommen, dass die weibliche Fruchtbarkeit binomialverteilt ist. Im Gegensatz dazu ist die Varianz der männlichen Fruchtbarkeit abhängig vom Paarungssystem und muss daher berechnet werden. So muss beispielsweise in einer Harempopulation die Haremsgröße bei der Bestimmung der Varianz der männlichen Fruchtbarkeit berücksichtigt werden. Bei der Dominanzpolygynie ist der Anteil der dominanten Männchen zu berücksichtigen. Bei der Lotterie-Polygynie spielt die durchschnittliche Anzahl der Partner pro brütendem Weibchen eine wichtige Rolle. In der vorliegenden Arbeit werden die Modelle verglichen und es wird analysiert, welche Parameter den größten Einfluss auf die effektive Populationsgröße haben. Darüber hinaus wird aufgezeigt, wie die Parameter gewählt werden können, um für verschiedene Paarungssysteme gleichwertige effektive Populationsgrößen zu erhalten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die effektive Populationsgröße bei Dominanz- und Haremspolygynien ähnliche Werte für r_h = 1 − r_d aufweisen, wobei r_h das Geschlechterverhältnis für die Haremspolygynie und r_d das Geschlechterverhältnis für die Dominanzpolygynie sind. Der Hauptunterschied besteht darin, dass der Anteil der Männchen bei der Harempolygynie relativ klein sein sollte, um eine große effektive Populationsgröße zu erhalten. Im Gegensatz dazu ist bei der Dominanzpolygamie ein großer Anteil von Männchen erforderlich, um eine große effektive Populationsgröße zu erreichen. Ein weiteres Ergebnis zeigt, dass der Anteil der brütenden Weibchen einen starken Einfluss auf die effektive Populationsgröße hat. Außerdem hängt bei der Dominanzpolygynie die effektive Populationsgröße stark vom Anteil der dominanten Männchen ab.
Abstract
(Englisch)
he effective population size is a widely used concept in conservation genetics and biology. It describes the size of an idealized population with the same genetic properties as the real population. Different measures of genetic drift lead to different effective population sizes where the chosen measure depends on contexts. Thus, there are many ways how an effective population size model can be estimated and computed. In the research project presented here, the variance effective population size was used to observe a special effective population size model in the context of mating systems. An extension of a variance effective population size model, published in 1972 by Hill, additionally considers overlapping generations. This model can be applied to different mating systems, as the harem polygyny, the lottery polygyny and the dominance polygyny. My aim in this thesis is to determine the influence of different mating schemes in animal populations with overlapping generations on the so called variance effective population size. Firstly, in every mating scheme the female fecundity is assumed to be binomial distributed. In contrast, the variance of male fecundity depends on the mating system and therefore has to be determined. For example in the harem polygyny the harem size must be taken into account for determining the variance of male fecundity. As other instance, in the dominance polygyny setting the proportion of dominant males has to be considered. In lottery polygyny the average number of mates per breeding female plays an important role in computing the variance of male fecundity. The different variances in fecundity result in
different effective population size models. I compare the models to analyse which parameters have the greatest impact on the effective population size. Furthermore, it is shown how the parameters can be chosen to yield equivalent effective population numbers for different mating systems. Lastly, I show examples of how the effective population size can be computed for special animal species. The results suggest that in dominance and harem polygyny the effective population size have similar values for r_h = 1 − r_d, where r_h and r_d are the sex ratios for the harem and the dominance polygyny, respectively. The main difference is that the sex ratio in the harem polygyny should be relatively small to obtain a large effective population size. In contrast, in a dominance polygyny a high sex ratio is needed to obtain a large effective population size. Another result indicates that the proportion of breeding females strongly influences the effective population size. Furthermore, in dominance polygyny, the effective population size strongly depends on the proportion of dominant males.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Effektive Populationsgröße Paarungssystem Geschlechterverhältnis Überlebenswahrscheinlichkeit Dominanz genetische Drift Varianz der Fruchtbarkeit
Schlagwörter
(Englisch)
effective population size mating system sex ratio survival probability dominance genetic drift variance in fecundity
Autor*innen
Alina Kadluba
Haupttitel (Englisch)
Variance effective population size
Hauptuntertitel (Englisch)
in the context of different mating systems
Paralleltitel (Deutsch)
Varianz Effektive Populationsgröße im Kontext von Paarungssystemen
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
68 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Jitka Polechová
AC Nummer
AC16556662
Utheses ID
62592
Studienkennzahl
UA | 066 | 821 | |