В новом исследовании, опубликованном в журнале Mathematical Biology, Попович и недавний выпускник Concordia Мариолис Ривас (доктор философии 14) показывают, как современное распределение физических характеристик между видами может помочь объяснить, как эволюционный процесс развивался с течением времени.Они использовали древовидный граф, названный Йольским деревом, впервые разработанный в 1924 году Г. У. Юлом для отображения генеалогической истории.Визуализация того, как меняются виды«Полную историю эволюционного процесса данного вида можно аккуратно описать с помощью Святочного дерева», — говорит Попович.«Мы расширили модель Юла, чтобы мы могли отслеживать эволюционные процессы, которые зависят от определенных фенотипов».
Реконструкция эволюционного процесса была серьезной проблемой для ученых на протяжении десятилетий, потому что так много неизвестно. А с ростом планетарных изменений, приводящих к увеличению числа вымираний, эти вопросы становятся еще более актуальными.«Эволюция видимых признаков видов — их фенотипов — отвечает за разнообразие всех живых организмов и за их способность адаптироваться к новой среде», — говорит Попович.«Недавние исследования показали, как различия в фенотипах могут влиять на то, как быстро виды эволюционируют или вымирают.
Математические модели могут иметь большое значение, помогая нам определять различные элементы этого процесса. Но возможность того, что диверсификация может зависеть от черт, подразумевает, что стандартные методы являются не подходит для измерения темпов эволюции ".Чтобы решить эти проблемы, Попович и Ривас использовали математику, чтобы отобразить скорость появления или исчезновения новых видов.
Они разработали новую математическую модель, которая описывает эволюцию как процесс, в котором продолжительность жизни данного вида до вымирания или появления других видов зависит от их фенотипа. Их модель включает возможность изменения фенотипа нового вида.
Граф дерева ЮлаДерево Йоля — это граф с одним входящим ребром и двумя выходящими из каждой точки ветвления.
Ветви представляют периоды времени между эволюцией новых видов. Если ветвь ведет к точке ветвления, это означает, что появился новый вид. Если ветвь ведет к листу, это знаменует исчезновение. Листья представляют виды, присутствующие сегодня.
На графике также изображены «вишни», которые представляют два существующих вида, которые являются наиболее близкими друг к другу с точки зрения эволюции, и «подвески», которые представляют собой эволюционную связь с другим видом, который немного дальше от них с точки зрения эволюции.Подсчет количества различных видов вишен и подвесок помогает определить особую зависимость от фенотипа новых видов, которые создаются или вымирают.