生物進(jìn)化中的n-性別種群及其特點(diǎn)與推廣.pdf

1、從多少億年前生命剛剛起源，到現(xiàn)在生物圈的多彩多姿，生物的進(jìn)化是一個(gè)漫長(zhǎng)而神秘的過(guò)程?，F(xiàn)如今人們希望能從基因的角度來(lái)研究生物進(jìn)化的歷史，并通過(guò)生物個(gè)體間的基因遺傳關(guān)系將生物進(jìn)化史上所有存在過(guò)的生物聯(lián)系起來(lái)。為了便于研究，人們傾向于用一種系統(tǒng)而直觀的方法來(lái)模擬生物進(jìn)化的過(guò)程，而圖論中網(wǎng)絡(luò)圖的結(jié)構(gòu)能夠與此進(jìn)行比較好的契合。
　　圖論中的圖一般由點(diǎn)和邊兩種元素組成，其中點(diǎn)用來(lái)表示研究對(duì)象，而邊用來(lái)描述對(duì)象之間的關(guān)系。將生物進(jìn)化過(guò)程中所有存

2、在過(guò)的生物看做點(diǎn)，并用有向邊來(lái)描述生物之間基因的繼承關(guān)系，則可以用一個(gè)有向圖來(lái)構(gòu)成整個(gè)生物遺傳進(jìn)化的歷史。
　　達(dá)爾文的理論認(rèn)為地球上現(xiàn)存的生物都是由共同的祖先進(jìn)化而來(lái)（有根），再加上基因的遺傳是不可逆的（無(wú)圈），說(shuō)明生物遺傳進(jìn)化圖應(yīng)當(dāng)大致呈樹(shù)狀結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)生物學(xué)上通常用系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)來(lái)描述生物間關(guān)系。然而在遺傳過(guò)程中，不同的生物體之間可能發(fā)生基因上的交錯(cuò)，比如基因水平轉(zhuǎn)移(LGT)或雜交，因此生物遺傳進(jìn)化圖不會(huì)是一個(gè)純粹的樹(shù)圖，而是在

3、一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最終人們認(rèn)為其應(yīng)該呈現(xiàn)為一種“類(lèi)樹(shù)狀”結(jié)構(gòu)。
　　2012年，SamuelA.Alexander提出了一種n-性別種群結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)能較好描述某一性別數(shù)目為n的物種種群內(nèi)部遺傳關(guān)系的類(lèi)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)。若一個(gè)無(wú)限序列s=(s1，s2，…)∈{1，…，n）N在任一個(gè)無(wú)限n-性別種群中都可以被某條有向路實(shí)現(xiàn)，則稱其為生物不可避免序列，否則稱為生物可避免序列。這兩種序列在n-性別種群中都是存在的。
　　由于n-性別

4、種群結(jié)構(gòu)能夠很好的描述種群內(nèi)個(gè)體間的遺傳關(guān)系，我們希望能夠?qū)⑦@一結(jié)構(gòu)應(yīng)用于對(duì)整個(gè)生物遺傳進(jìn)化史的描述。根據(jù)奈特-達(dá)爾文（氏）法則的描述，一直自繁殖的生物是不存在的，故在生物進(jìn)化過(guò)程中，物種的性別數(shù)目可能會(huì)發(fā)生變化，因此，若要將n-性別種群結(jié)構(gòu)推廣到整個(gè)生物進(jìn)化過(guò)程，勢(shì)必要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的改動(dòng)。
　　本文將介紹n-性別種群結(jié)構(gòu)這一概念，證明在這一結(jié)構(gòu)中最終呈現(xiàn)周期性的序列都是生物不可避免的，同時(shí)證明生物可避免序列的存在性。為了將其