Описание и анализ мощности двух тестов для выявления недавних популяционных бутылочных горлышек по данным о частотах аллелей

При сокращении эффективной численности популяции в ней, как правило, возникает избыток гетерозиготности в селективно нейтральных локусах, то есть гетерозиготность, рассчитанная по выборке генов, оказывается выше гетерозиготности, ожидаемой на основании числа аллелей, обнаруженных в выборке, если бы популяция находилась в равновесии мутация—дрейф. Избыток гетерозиготности сохраняется лишь в течение определённого числа поколений, пока не устанавливается новое равновесие. Описаны два статистических теста для выявления избытка гетерозиготности. Для их применения необходимы данные о числе аллелей и гетерозиготности в каждом из нескольких локусов, полученные для выборки из популяции. Первый тест определяет, значительно ли больше ожидаемой при равновесии доля локусов с избытком гетерозиготности. Второй тест устанавливает, статистически значимо ли среднее стандартизованных различий между наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготностью отличается от нуля. Ошибки I и II рода оценивали с помощью компьютерного моделирования при варьировании размера выборки, числа локусов, размера бутылочного горлышка, времени, прошедшего с начала сокращения численности, и уровня вариабельности локусов. Эти анализы показывают, что наиболее полезными маркерами для выявления бутылочных горлышек являются маркеры, эволюционирующие в соответствии с моделью бесконечного числа аллелей (IAM), и позволяют сформулировать рекомендации по выбору размеров выборок особей и локусов. Обсуждается применимость этих тестов в биологии сохранения биоразнообразия.