Inferring gene flow from phylogenies with ubiquitous genomes

Der Genaustausch zwischen divergierenden Arten ist weit verbreitet und mittlerweile allgemein anerkannt. Es gibt reichlich Beweise dafür, dass der Genaustausch zwischen verschiedenen biologischen Gruppen und in zahlreichen Kontexten stattgefunden hat (z.B. Isolation mit/nach Migration oder sekundärem Kontakt). Allerdings sind die Verbreitung und Auswirkungen des Genaustauschs auf phylogenetischen Zeitskalen weniger verstanden. Das Verständnis über die Rolle des Genaustauschs in der Evolution ist wichtig, da es Hinweise darauf enthalten kann, wie Arten im Laufe der Zeit entstehen und unterschiedlich werden. Trotz vieler Bemühungen, die Artbildung mit Genaustausch zu modellieren, reichen die aktuellen Modelle nicht aus, um den Genaustausch über mehrerer Artbildungsereignisse zu berechnen, insbesondere bei tiefen Zeit horizonten. Wir schlagen ein neues und realistischeres Modell der Evolution vor, das den gemeinsamen Einfluss evolutionärer Kräfte wie Mutationsbias, genetischer Drift, natürlicher Selektion und Genaustausch sowie Prozesse wie Änderung von Populationsgrößen (Demografie) einschließt. Wir werden komplexe phylogenetische Modelle anwenden auf Daten von Heuschrecken, Fruchtfliegen, Persimmon-Bäumen und Glühwürmchen, um die folgenden Fragen zu beantworten: Welche evolutionäre Bedeutung hat der Genaustausch während der Artenentwicklung? Sind alle Regionen des Genoms vom Genaustausch betroffen, oder zeigen einige Regionen eine erhöhte Wirkung des Genaustauschs? Wie beeinflussen sich natürliche Selektion und Genaustausch während der Artenentwicklung gegenseitig? Unser Hauptziel ist es, ein effizientes und realistischeres Verfahren zu entwickeln, um den makroevolutionären Einfluss von Genaustausch und natürlicher Selektion über evolutionäre Maßstäbe hinweg zu bestimmen. Dies wird den Anwendungsbereich der aktuellen Methoden erweitern und die Analyse umfangreicher genomischer Datensätze ermöglichen, die heute in der Evolutionsbiologie weit verbreitet sind, und zwar auf evolutionären Skalen, auf denen der Genaustausch bisher weniger erforscht wurde.

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Zentrum für Biologische Wissenschaften