PROBABILISTIC STRUCTURES IN EVOLUTION

El presente volumen recopila veintiún artículos de encuestas sobre aspectos probabilísticos de la evolución biológica. Cubren una gran variedad de temas de la investigación realizada dentro del Programa Prioritario Alemán SPP 1590.

La evolución es un fenómeno complejo impulsado por varios procesos, como la mutación y recombinación del material genético, la reproducción de individuos y la selección de tipos favorables. Todos estos procesos tienen elementos intrínsecamente aleatorios, que dan lugar a una gran cantidad de fenómenos que no pueden ser explicados por modelos deterministas. Ejemplos de tales efectos son la pérdida de variabilidad genética debido a la reproducción aleatoria y la aparición de genealogías aleatorias.

La colección se centra en los procesos estocásticos en genética de poblaciones y dinámica de poblaciones. Por un lado, se trata de modelos individuales de depredador-presa y de tipo coevolución, de dinámica adaptativa o de evolución experimental, considerados en la dirección habitual del tiempo hacia adelante. Conducen a procesos que describen la evolución de las frecuencias de tipo, que luego pueden analizarse mediante teoremas de límites adecuados. Por otro lado, se remontan las líneas ancestrales de los individuos al pasado; esto conduce a genealogías aleatorias. Más allá del concepto clásico de coalescencia de Kingman, el énfasis está en las genealogías con múltiples fusiones y en las estructuras ancestrales que toman en cuenta la selección, recombinación o migración.

Las contribuciones de este volumen serán valiosas para los investigadores interesados ??en los procesos estocásticos y sus aplicaciones biológicas, o en la biología matemática de poblaciones.

The present volume collects twenty-one survey articles about probabilistic aspects of biological evolution. They cover a large variety of topics from the research done within the German Priority Programme SPP 1590.

Evolution is a complex phenomenon driven by various processes, such as mutation and recombination of genetic material, reproduction of individuals, and selection of favourable types. These processes all have intrinsically random elements, which give rise to a wealth of phenomena that cannot be explained by deterministic models. Examples of such effects are the loss of genetic variability due to random reproduction and the emergence of random genealogies.

The collection is centred around the stochastic processes in population genetics and population dynamics. On the one hand, these are individual-based models of predator-prey and of coevolution type, of adaptive dynamics, or of experimental evolution, considered in the usual forward direction of time. They lead to processes describing the evolution of type frequencies, which may then be analysed via suitable limit theorems. On the other hand, one traces the ancestral lines of individuals back into the past; this leads to random genealogies. Beyond the classical concept of Kingman's coalescent, emphasis is on genealogies with multiple mergers and on ancestral structures that take into account selection, recombination, or migration.

The contributions in this volume will be valuable to researchers interested in stochastic processes and their biological applications, or in mathematical population biology.