Dynamics and genealogy of evolution models

Nesse trabalho investigamos através de simulações numéricas a evolução da composição genética de uma população, dando atenção especial ao processo dinâmico conhecido como catraca de Muller, que é responsável pela degradação da população devido ao acúmulo de mutações deletérias em populações finitas. Consideramos também a genealogia dos indivíduos em uma população sob a ação da catraca de Muller. Ainda, investigamos analiticamente o limite determinístico do modelo, no qual o tamanho da população é infinito, onde o processo da catraca não atua. O relevo replicativo, ou seja, a função que mapeia a carga genética de um indivíduo com a sua probabilidade de reprodução utilizado nesse trabalho é uma generalização do relevo originalmente proposto por Muller para ilustrar o processo da catraca. Adicionamos a esse relevo um parâmetro de epistase que simula a interação entre os sítios das seqüências dos indivíduos. A escolha desse parâmetro determina três tipos possíveis de epistase: (i) sinergística, no qual as mutações ficam cada vez mais deletérias com o número de mutações já existentes; (ii) atenuante, no qual o efeito deletério de uma nova mutação é atenuado; e (iii) multiplicativa, no qual as novas mutações causam danos idênticos, independentemente do número anterior de mutaçõesIn this work we investigate through numerical simulations the evolution of the genetic composition of a population, giving emphasis to the dynamic process termed Muller\'s ratchet, which is responsible for the degradation of the population due to the accumulation of deleterious mutations in finite populations. We consider also the genealogy of the individuals evolving in a population under the effect of the Muller\'s ratchet. In addition, we investigate analytically the deterministic limit of the model, in which the population size is infinite, where ratchet process does not act. The replication landscape, i.e., the function that maps the genetic load of an individual on its probability of reproduction used in this work is a generalization of that originally considered by Muller to illustrate the process of the ratchet. In particular, we add to that landscape a parameter of epistasis that models the interactions among the sites of the sequences of the individuals. The tunning of this parameter determines three different types of epistasis: (i) synergistic, where the mutations become more deleterious with the number of mutations already present; (ii) diminishing, where the deleterious effect of a new mutation is attenuated; and (iii) multiplicative, where the new mutations cause identical damages, independently of the previous number of mutation