Предсказание вымирания с помощью дерева Юла

Исследователи из Университета Конкордия представили новую математическую модель, которая использует распределение фенотипических признаков современных видов для реконструкции эволюционного процесса и оценки скорости видообразования и вымирания.

Модель, зависящая от признаков

Ассоциированный профессор Леа Попович и её коллега Мариолис Ривас разработали расширение классической модели дерева Юла (Yule tree), впервые предложенной Г. У. Юлом в 1924 году. В их модели продолжительность существования вида до вымирания или видообразования зависит от его фенотипа, причём фенотип нового вида может изменяться.

"Мы расширили модель Юла, чтобы иметь возможность отслеживать эволюционные процессы, зависящие от конкретных фенотипов", — объясняет Попович.

Как работает дерево Юла

• Структура: Граф, где из каждой точки ветвления выходит одно ребро и выходят два ребра.
• Ветви: Представляют временные периоды между появлением новых видов.
• Точки ветвления: Обозначают видообразование.
• Листья: Обозначают вымирание или современные виды.
• "Вишни" (cherries): Два современных вида, наиболее близких в эволюционном отношении.
• "Кулоны" (pendants): Эволюционная связь с видом, находящимся чуть дальше.

Анализ количества различных типов "вишен" и "кулонов" позволяет определить, как именно скорость видообразования и вымирания зависит от фенотипа.

Значение исследования

Стандартные методы оценки скорости эволюции неадекватны, когда диверсификация зависит от признаков. Новая модель помогает решить эту проблему, что особенно актуально в условиях роста числа вымираний из-за планетарных изменений.

"Эволюция видимых признаков видов — их фенотипов — ответственна за разнообразие всех живых организмов и их способность адаптироваться к новым средам", — подчёркивает Попович.

Исследование опубликовано в журнале Mathematical Biology.