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Auswirkungen von räumlichem Populationswachstum auf die genetische Vielfalt

dc.contributor.advisorHallatschek, Oskar Dr.
dc.contributor.authorBoekhoff, Sven
dc.date.accessioned2015-02-09T08:44:06Z
dc.date.available2015-02-09T08:44:06Z
dc.date.issued2015-02-09
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0022-5DAE-2
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-4836
dc.description.abstractWächst eine Population und breitet sich dabei geographisch aus, so spricht man von räumlichem Populationswachstum, bzw. einer Range-Expansion. Viele Arten haben im Verlaufe ihrer evolutionären Geschichte ihr Verbreitungsgebiet ausgeweitet. Gründe hierfür können beispielsweise ein geändertes Klima oder die Verschleppung der Art in einen neuen Lebensraum sein. Während einer Range-Expansion können durch Gene-Surfing räumliche Verteilungen von neutralen genetischen Varianten entstehen, die den Folgen von selektiven Prozessen ähnlich sind. Für eine korrekte Interpretation der genetischen Daten ist daher die Kenntnis über quantitative Auswirkungen von Range-Expansions auf die genetische Vielfalt unumgänglich. In dieser Arbeit charakterisiere ich die Konsequenzen von Range-Expansions für Allelfrequenz-Spektren. Dazu generiere ich in Computersimulationen genetische Daten für unterschiedliche demographische Szenarien sowie diverse ökologische und geographische Bedingungen. Ich zeige, dass Range-Expansions innerhalb kurzer Zeit zu Allelfrequenz-Spektren führen können, die sich durch ein Potenzgesetz mit einem spezifischen Exponenten beschreiben lassen. Dieser Exponent liegt zwischen den erwarteten Exponenten für stabile und exponentiell wachsende, durchmischte Populationen. Mutationen, die während einer Range-Expansion aufgetreten sind, tragen meinen Ergebnissen zufolge weniger zu heutigen Allelfrequenz-Spektren bei, als Mutationen, die bereits in der Ursprungspopulation vorhanden waren. Allerdings eignen sich neue Mutationen besser, um Range-Expansions in genetischen Daten aufzuspüren, da sie weniger von geographischen Strukturen beeinflusst werden. Meine Resultate werden dazu beitragen, Spuren von Range-Expansions in genetischen Daten zu entdecken und Rückschlüsse auf die evolutionäre Vergangenheit von Populationen zu ziehen.de
dc.language.isodeude
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/
dc.subject.ddc570de
dc.titleAuswirkungen von räumlichem Populationswachstum auf die genetische Vielfaltde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedImpact of range expansions on genetic diversityde
dc.contributor.refereeSemmann, Dirk Prof. Dr.
dc.date.examination2014-08-01
dc.description.abstractengThe growth of a population accompanied by a subsequent distribution into new territories is referred to as a range expansion. In the course of evolutionary history, many species extended their range, amongst others due to climate change and spreading of individuals. During range expansions, spatially structured distributions of neutral genetic variants may emerge as a consequence of an effect called gene surfing. However, such distributions may also resemble those distributions caused by processes of natural selection. In order to correctly interpret observed genetic data, it is inevitable to quantitatively understand the influence of range expansions on genetic diversity. In this thesis I characterize the consequences of range expansions for allele frequency spectra. To this end, I utilize computer simulations to generate genetic data to study various demographic scenarios subject to different ecological and geographic conditions. I show that range expansions can rapidly lead to allele frequency spectra obeying power laws with a characteristic exponent. The value of this exponent lies within the range of exponents expected for stable and exponentially growing well-mixed populations. According to my results, mutations that occurred during a range expansion contribute less to today's allele frequency spectra when compared to mutations that were already present in the original population. However, recent mutations are better suited to detect range expansion in genetic data, as their distribution is less influenced by geographical structures. My results will help to detect traces of past range expansions in genetic data to uncover the evolutionary history of species.de
dc.contributor.coRefereeWiegand, Kerstin Prof. Dr.
dc.subject.gerPopulationsgenetikde
dc.subject.gerRäumliches Populationswachstumde
dc.subject.gerPotenzgesetzde
dc.subject.engpopulation geneticsde
dc.subject.engrange expansionde
dc.subject.engpower lawde
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0022-5DAE-2-9
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät für Biologie und Psychologiede
dc.subject.gokfullBiologie (PPN619462639)de
dc.identifier.ppn817790446


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