SPEED OF ADAPTATION AND GENOMIC FOOTPRINTS OF HOST–PARASITE COEVOLUTION UNDER ARMS RACE AND TRENCH WARFARE DYNAMICS
SPEED OF ADAPTATION AND GENOMIC FOOTPRINTS OF HOST–PARASITE COEVOLUTION UNDER ARMS RACE AND TRENCH WARFARE DYNAMICS
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军备竞赛和堑壕战动态下寄主寄生物共同进化的适应速度和基因组足迹
DOI：
10.1111/evo.12427
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
3.3
通讯作者：
W. Stephan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Tellier;S. Moreno–Gámez;W. Stephan
宿主和它们的寄生虫之间的共同进化预计将遵循一系列可能的动力学，两个极端的情况被称为战壕战争（或红皇后）和军备竞赛。宿主和寄生虫共同进化位点的长期稳定多态性是战壕战的特征，预计将促进平衡选择的分子特征，而军备竞赛中经常发生的等位基因固定应产生选择性扫描。我们比较这两种情况下使用一个有限大小的单倍体基因对基因模型，包括突变和遗传漂变。我们首先表明，战壕战并不一定比军备竞赛显示更大数量的单位时间的共同进化周期。随后，我们在这些动态下进行合并模拟，以在宿主和寄生虫位点生成序列。经常性的选择性扫描的基因组足迹经常被发现，而战壕战只在寄生虫序列中产生平衡选择的签名，并且只在有限的参数空间中。我们的研究结果表明，确定性模型的共同进化与无限的人口规模不可靠地预测所观察到的基因组签名，它可能是最好的研究寄生虫，而不是主机人口找到基因组签名的共同进化，如选择性扫描或平衡选择。
Coevolution between hosts and their parasites is expected to follow a range of possible dynamics, the two extreme cases being called trench warfare (or Red Queen) and arms races. Long-term stable polymorphism at the host and parasite coevolving loci is characteristic of trench warfare, and is expected to promote molecular signatures of balancing selection, while the recurrent allele fixation in arms races should generate selective sweeps. We compare these two scenarios using a finite size haploid gene-for-gene model that includes both mutation and genetic drift. We first show that trench warfare do not necessarily display larger numbers of coevolutionary cycles per unit of time than arms races. We subsequently perform coalescent simulations under these dynamics to generate sequences at both host and parasite loci. Genomic footprints of recurrent selective sweeps are often found, whereas trench warfare yield signatures of balancing selection only in parasite sequences, and only in a limited parameter space. Our results suggest that deterministic models of coevolution with infinite population sizes do not predict reliably the observed genomic signatures, and it may be best to study parasite rather than host populations to find genomic signatures of coevolution, such as selective sweeps or balancing selection.
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