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Coalescent effective population size in structured populations
between the stepping stone and the island model
Pia Gober
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Mathematik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Mathematik
Betreuer*in
Jitka Polechová
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
DOI
10.25365/thesis.71630
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-25928.14899.843152-6
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Abstracts

Abstract
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Die effektive Populationsgröße Ne wird oft als die Größe einer idealisierten Population angesehen, die den gleichen Auswirkungen von Drift oder Inzucht ausgesetzt ist, wie die betrachtete Population. Auf dem Gebiet der Koaleszenztheorie entspricht sie der erwarteten Koaleszenzzeit eines zufälligen Linienpaares in dieser Population. Diese Masterarbeit konzentriert sich auf die effektive Populationsgröße der Koaleszent Theorie im Kontinuum zwischen dem eindimensionalen, kreisförmigen Stepping Stone und dem Insel Modell. Bei konstanter Zensusgröße, wird das Kontinuum bezüglich dem Prozentsatz an lokaler und globaler Migration erforscht. Bezug genommen wird dabei auf verschiedene Migrationsraten sowie auf verschiedene Deme Anzahlen. Die Formel für die effektive Populationsgröße für ein generelleres Migrationsmodell wird, mit abgeänderten Migrationsraten, verwendet, um das Verhalten der effektiven Populationsgröße im Kontinuum zu beschreiben. Um die erwartete Koaleszenzzeit des Stepping Stone und Insel Modells zu repräsentieren, wurden mathematische Formeln sowie der populationsgenetische Simulator msprime verwendet. Wann es passend ist das Insel Modell zu verwenden und wann es mehr Sinn macht, das Stepping Stone Modell zu verwenden, hängt von dem Prozentsatz an lokaler Migration ab. Die Resultate in dieser Masterarbeit lassen annehmen, dass dieser Prozentsatz an lokaler Migration, von welchem an der Gebrauch des Stepping Stone Modells gerechtfertigt ist, sinkt, wenn man die Migrationsrate vergrößert. Das Intervall, in welchem das Insel Modell eine bessere Annäherung darstellt, ist im Allgemeinen viel größer als jenes, in welchem das Stepping Stone Modell verwendet werden sollte. Außerdem scheint die erwartete Koaleszenzzeit bei größerwerdender Deme Anzahl in etwa linear zu wachsen, sowohl für das Stepping Stone als auch für das Insel Modell.
Abstract
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The effective population size Ne is often regarded as the size of an idealized population, which undergoes the same effects of drift or inbreeding as the focal one. In the field of coalescent theory, it is equivalent to the expected coalescence time of a random lineage pair in this population. This thesis focuses on the coalescent effective population size in the continuum between the one-dimensional, circular stepping stone and the island model. While the total population size is kept constant, the continuum is explored concerning the percentage of local/global migration for different migration rates and numbers of demes in the population. The formula for the effective population size of a more general migration model with changed migration rates is used to describe the behaviour of the effective size in the continuum. To represent the expected coalescence time of the stepping stone and island model, mathematical formulas as well as the population genetics simulator msprime are used. When it is appropriate to use the island model and when one should rather use the stepping stone model depends on the percentage of local migration to the neighboring demes. The results within this thesis suggest that this percentage of local migration, from which on the use of the stepping stone model can be justified, decreases for increasing migration rates. The interval, in which the island model is a better approximation, is generally much larger than the one, in which the circular stepping stone model should be used. Apart from that, the expected coalescence time seems to increase approximately linearly for increasing deme numbers for both the stepping stone and the island model.

Schlagwörter

Schlagwörter
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Koaleszent effektive Populationsgröße strukturierte Population Insel Modell Stepping Stone Modell Coalescent effective population size structured population island model stepping stone model
Autor*innen
Pia Gober
Haupttitel ()
Coalescent effective population size in structured populations
Hauptuntertitel ()
between the stepping stone and the island model
Paralleltitel ()
Koaleszent effektive Populationsgröße in strukturierten Populationen
Paralleluntertitel ()
zwischen dem Stepping Stone und dem Insel Modell
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
vii, 53 Seiten
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Jitka Polechová
Klassifikation
> 1.80 Angewandte Mathematik
AC Nummer
AC16568585
Utheses ID
63752
Studienkennzahl
UA | 066 | 821 | |
Universität Wien, Universitätsbibliothek, 1010 Wien, Universitätsring 1