Pamamaraan, mga pagpapalagay, at mga limitasyon
Ipinapatupad ng pahinang ito ang neutral na diploid na modelong Wright–Fisher na inilarawan ng Nature Education at ng Stanford Human Genetics na teksto. Ang bawat bagong henerasyon ay isang random na sample ng 2Ne na mga kopya ng allele mula sa nauna. Sinuri ang mga pinagmulan noong Agosto 6, 2026.
Ang modelong ito ay nakasalalay sa mga sumusunod na pangunahing pagpapalagay:
- Pare-parehong epektibong laki ng populasyon
- Magkakahiwalay at hindi magkakapatong na mga henerasyon
- Random at independiyenteng pag-sample
- Neutral na seleksyon
- Isang unlinked na locus na may dalawang allele
- Walang mutasyon o migrasyon
Huwag gamitin ito bilang hula kapag mahalaga ang seleksyon, pagbabago sa populasyon, hindi pantay na kasarian o tagumpay sa pagpaparami, magkakapatong na henerasyon, inbreeding, linkage, daloy ng gene, o istruktura ng populasyon. Ang isang engineering safety factor ay hindi nalalapat sa stochastic na biyolohikal na modelong ito.
Ang lahat ng iyong mga parameter at kunwaring populasyon ay nananatili sa browser na ito. Ang pagproseso ay lokal na nagaganap at walang data na ipinapadala sa labas ng iyong aparato.
Setup ng populasyon
Upang simulan ang simulation, maaaring pumili mula sa mga nakahandang sitwasyon tulad ng "Maliit na populasyon", "Malaking populasyon", o "Bihirang allele". Maaari ding manu-manong ilagay ang mga sumusunod na parameter sa interface:
- Epektibong laki ng populasyon, Ne: Ilagay ang bilang ng mga dumaraming indibidwal. Ito ay dapat na isang buong numero mula 1 hanggang 100,000.
- Panimulang dalas ng allele, p₀: Ilagay bilang proporsyon, 0–1. Ang halaga ay dapat na nasa pagitan ng 0 at 1, kasama ang dalawang hangganan.
- Mga Henerasyon: Ang haba ng simulation na ipinahahayag sa mga henerasyon. Dapat na isang buong numero mula 1 hanggang 2,000.
- Mga independiyenteng populasyon: Ang bilang ng mga replicate na tatakbo nang sabay-sabay. Dapat na isang buong numero mula 1 hanggang 200.
- Random na seed: Isang text field na may habang 100 karakter o mas kaunti upang maulit ang simulation gamit ang parehong mga random na landas. Maaaring i-click ang "Bagong seed" upang mag-randomize.
Ang browser ay nagpapatupad ng limitasyon na 5,000,000 planong pagbunot ng kopya ng allele (kinakalkula bilang 2Ne × mga henerasyon × mga replicate). Kung lumampas ang iyong setup sa limitasyong ito, haharangin ng system ang pagtakbo at ipapakita ang error:
"Ang setup na ito ay nagpaplano ng
‹draws›na pagbunot ng kopya ng allele, lampas sa limitasyon na‹limit›ng browser. Bawasan ang laki ng populasyon, mga henerasyon, o mga pag-uulit."
Mga Error sa Pag-input
Kung may maling ilalagay sa mga field, ipapakita ng interface ang mga sumusunod na mensahe ng error:
- Kung hindi numero ang inilagay:
‹field›: ang “‹token›” ay hindi isang numero. - Kung may decimal sa field na nangangailangan ng integer:
‹field›: maglagay ng buong numero. - Kung labas sa limitasyon ang laki ng populasyon:
Ang epektibong laki ng populasyon ay dapat na isang buong numero mula 1 hanggang 100,000. - Kung labas sa limitasyon ang panimulang dalas:
Ang panimulang dalas ng allele ay dapat nasa pagitan ng 0 at 1, kasama ang dalawang hangganan. - Kung labas sa limitasyon ang henerasyon:
Ang mga henerasyon ay dapat na isang buong numero mula 1 hanggang 2,000. - Kung labas sa limitasyon ang mga replicate:
Ang mga independiyenteng populasyon ay dapat na isang buong numero mula 1 hanggang 200. - Kung walang seed:
Maglagay ng random seed upang maulit ang simulation. - Kung masyadong mahaba ang seed:
Panatilihin ang random seed sa 100 karakter o mas kaunti.
Formula, pagpapalit, at katumpakan
Sa bawat henerasyon, ang Wright–Fisher transition ay kumukuha ng sample ng susunod na bilang ng allele at hinahati ito sa mga magagamit na kopya ng gene: Xₜ₊₁ ~ Binomial(2Ne, pₜ); pₜ₊₁ = Xₜ₊₁ ÷ (2Ne).
Bago ang pag-sample, inilalarawan ng mga moment na ito ang saklaw ng mga posibleng susunod na henerasyon: E[Xₜ₊₁] = 2Ne·pₜ; Var(Xₜ₊₁) = 2Ne·pₜ(1 − pₜ); Var(pₜ₊₁) = pₜ(1 − pₜ) ÷ (2Ne).
Ang inaasahang bahagi ng magkaibang pares ng allele ay bumababa sa t na mga henerasyon tulad ng sumusunod: H₀ = 2p₀(1 − p₀); Hₜ = H₀(1 − 1 ÷ (2Ne))ᵗ.
Ang bawat binomial na pagbunot ay gumagamit ng eksaktong Bernoulli sampling; walang normal approximation na ginagamit. Ang mga kalkulasyon ay nagpapanatili ng JavaScript double precision. Ang mga dalas ay nakasalalay sa mga dagdag na 1 ÷ (2Ne); ang display ay nag-round off sa hindi hihigit sa anim na decimal place.
Halimbawa ng Unang Henerasyon
- Ang unang henerasyon ay gumagamit ng 2 ×
‹population›=‹copies›na pagbunot ng kopya ng allele. - E[X₁] =
‹copies›×‹frequency›=‹mean›na kopya ng A. - Para sa unang henerasyon, Var(X₁) =
‹copies›×‹frequency›× (1 −‹frequency›) =‹variance›; SD(p₁) =‹sd›. - Ang unang na-plot na replicate ay kumuha ng sample na X₁ =
‹sampled›na kopya ng A, kaya p₁ =‹sampled›÷‹copies›=‹frequency›.
Mga Resulta at Tsart
Pagkatapos patakbuhin ang simulation, makikita ang mga sumusunod na elemento sa interface:
-
Status ng Simulation:
- Habang tumatakbo:
Sinasample ang mga susunod na henerasyon… - Kapag tapos na:
Nagaya ang ‹replicates› na populasyon sa ‹generations› na henerasyon gamit ang seed na “‹seed›”. - Paalala pagkatapos tumakbo:
Baguhin ang sitwasyon ng populasyon o patakbuhin muli ang seeded na halimbawang ito.
- Habang tumatakbo:
-
Mga landas ng dalas ng allele (Tsart):
- Ang tsart ay may ARIA label na:
Dalas ng allele ayon sa henerasyon para sa mga paulit-ulit na kunwaring populasyon - X-axis:
Henerasyon - Y-axis:
Dalas ng allele p - Reference line:
Inaasahang p = p₀ - Impormasyon sa mga linya:
Ipinapakita ang ‹shown› sa ‹total› na landas; kasama ang bawat replicate sa buod.
- Ang tsart ay may ARIA label na:
-
Buod ng Estadistika:
Na-fix sa p = 1(Fixation rate)Nawala sa p = 0(Loss rate)Hindi na-absorb sa T(Mga populasyong patuloy na nag-di-drift)Mean na huling pInaasahang H sa T(Teoretikal na heterozygosity)Mean na nagayang H sa T(Simulated heterozygosity)Mean na henerasyon ng absorption(Ipinapakita anghindi naabotkung walang populasyon ang nakarating sa 0 o 1)
Mga Madalas Itanong (FAQ)
Dapat ko bang ilagay ang laki ng census o ang epektibong laki ng populasyon?
Ilagay ang epektibong laki ng populasyon, Ne: ang laki ng isang idealized na dumaraming populasyon na magkakaroon ng drift sa parehong rate ng populasyon na nais mong pag-aralan. Ang laki ng census ay maaaring mas malaki kapag ang mga ratio ng kasarian, tagumpay sa pagpaparami, pagbabago sa populasyon, o istruktura ng populasyon ay hindi pantay.
Ang neutral ba na posibilidad ng huling fixation ay katumbas ng panimulang dalas?
Oo, sa neutral na modelong ito na walang mutasyon o migrasyon, ang isang allele na nagsisimula sa dalas na p₀ ay may huling posibilidad ng fixation na p₀ at posibilidad ng pagkawala na 1 − p₀. Ang mga rate na ipinapakita sa itaas ay sumasaklaw lamang sa inilagay na bilang ng mga henerasyon at pag-uulit, kaya mag-iiba-iba ang mga ito depende sa seed.
Bakit maaaring manatiling malapit sa p₀ ang mean na dalas ng allele habang bumababa ang heterozygosity?
Ang neutral drift ay walang pinapaborang direksyon sa maraming independiyenteng populasyon, kaya ang average na dalas ay nananatiling p₀ sa inaasahan. Gayunpaman, ang mga indibidwal na populasyon ay kumakalat patungo sa 0 o 1, at ang dalawang hangganan ay may zero heterozygosity. Samakatuwid, nawawala ang pagkakaiba-iba kahit na ang mean sa iba't ibang populasyon ay nananatiling halos walang pagbabago.
Kaya ba nitong hulaan ang gagawin ng isang totoong populasyon?
Hindi. Ipinapakita nito ang mga resulta sa ilalim ng isang sadyang ginawang idealized na neutral na modelong Wright–Fisher. Ang mga totoong hula ay nangangailangan ng mga mapaninindigang pagtatantya ng epektibong laki at anumang seleksyon, mutasyon, migrasyon, nagbabagong laki ng populasyon, magkakapatong na henerasyon, linkage, at istruktura ng populasyon na mahalaga sa kaso.