Новый анализ использует теорию сетей для моделирования видообразования

Новое исследование NECSI объясняет, почему для возникновения новых видов не нужны физические барьеры. Ученые смоделировали спаривание как сеть влияния, математически сопоставив динамику эволюции с ранее изученной моделью.

Ранее NECSI показали, что популяции, распределенные в пространстве, спонтанно распадаются на виды даже без физических барьеров. Для этого достаточно, чтобы особи преодолевали ограниченные расстояния для поиска партнера и спаривались только с генетически похожими особями. Эта работа, опубликованная в Nature в 2009 году, также показала, что предсказанные моделью паттерны разнообразия хорошо соответствуют наблюдаемым в природе.

Новое исследование NECSI, опубликованное 8 марта на Arxiv, аналитически выводит условия, при которых ожидается видообразование. Оно показывает, что видообразование — результат влияния двух противоположных сил:

• Локализованное в пространстве спаривание увеличивает разнообразие, так как мутанты спариваются друг с другом, и мутации закрепляются в субпопуляциях.
• Спаривание с генетически похожими особями (ассортативное) уменьшает разнообразие, ограничивая генетическую вариацию внутри популяции.

Эти противоположные силы вместе приводят к видообразованию через формирование "пятен" особей с локализованными паттернами спаривания, которые генетически схожи внутри себя и все больше отличаются от других таких "пятен".

Новые результаты усиливают выводы предыдущей работы, показывая, что видообразование может происходить в "обычных" условиях распределения особей в пространстве. Аналитический вывод также дает количественную формулу через скорость мутации, длину генома и плотность организмов, которая согласуется с результатами симуляций и может быть проверена наблюдениями.

В этой работе исследователи рассматривали природные популяции как сети связанных особей — инновационное применение Network Influence Model NECSI, той же модели, которую использовали для моделирования рыночных крахов. Эта общая модель конформизма и разнообразия описывает силы, управляющие генетическим единообразием и разнообразием в эволюции. Модель применима и в других областях, например, для описания поведения идеологических или экономических групп в социополитическом контексте.