Change of language, change of content

From now on this blog is about my adventures in bioinformatics and in the use of open source software:
The code is bash, perl, R -especially sweave/noweb-, LaTeX and my lovely, beastly OS editor`s (Gnu-Emacs) elisp.

I will publish code snippets and short comments in English language. You con read about the same and my other more biology focussed interests in German on Alles was lebt.

Dienstag, 25. November 2008

Populationsgenetik, Now!

Meine Serie

Dies ist ein Beitrag in einer Reihe von Posts zu Populations- und quantitativer Genetik. Es gibt im deutschsprachigen Raum meines Wissens kein Lehrbuch zu diesem Thema. Dies ist wohl eine der Folgen des zu niedrigen Stellenwertes der Evolutionsbiologie an deutschen Hochschulen, wie ihn auch der VBIO beklagt.
Eine anderer möglicher Grund für die fehlende "quantitative Tradition" in der deutschen Evolutionsbiologie ist vielleicht auch, dass der bekannteste deutschsprachige Vertreter dieser Disziplin, Ernst Mayr nicht mit mathematischen Modellen arbeitete.

Die Posts dieser Reihe werde ich hauptsächlich mit Hilfe der Bücher "Principles of population genetics" von Daniel L Hartl und Andrew G. Clark, "Quantitative genetics" von Douglas S. Falconer und Trudy F.C. Mackay schreiben. Außerdem habe ich in den letzten Monaten eine Vorlesung bei Brian Charlsworth und Peter Keightley besucht, die Skripte und Aufzeichnungen aus diesen werde ich ebenfalls konsultieren.
Trotzdem werden die Posts natürlich nur einen winzigen Einblick in das große Feld verschaffen und sicher auch Fehler enthalten.



Warum sollte man sich gerade jetzt mit Populationgenetik beschäftigen?

In einem interessanten Post auf dem Fischblog beschreibt Godwael den großen zu erwartenden Erkenntnisgewinn aus der Sequenzierung hunderter kompletter menschlicher Genome. Dabei ist mir aufgefallen, dass die theoretischen Grundlagen der Populationsgenetik im deutschsprachigen Raum wohl eher unbekannt sind.

Wie breiten sich Mutationen aus? Wie ausgeprägt sind die Einflüsse von Migration, Drift und Selektion? All diese Fragestellungen müssen nicht anhand der an kompletten Genomsequenzen gewonnenen Daten untersucht werden, sondern es existiert eine unglaubliche Fülle an Modellen, die das das Zusammenspiel dieser Faktoren testen. Natürlich ist nicht auszuschließen, dass auch neue Modele entwickelt werden müssen, das Gros der neu gewonnenen Daten passt aber zu den bestehenden Erklärungsansätzen.

Welchen Nutzen ziehen Evolutionsbiologen also aus den neu gewonnenen Genom-Daten?
Einer der Hauptnutzen besteht darin, dass sie die Suche nach den am besten passenden Modellen für bislang ununtersuchte Genombereiche erlauben. Evolviert ein Bereich des Genoms dann anders als man es unter einem bestimmten Modell erwarten würde, ist die Verwendung eines anderen Modells mit veränderten Ausgangs-Annahmen nötig. Hat man dann ein Modell gefunden das die Daten anhand der der sparsamsten Parameter (Occam's Razor) bestmöglich beschreibt generiert dies wiederum neue Hypothesen.
Beispielsweise könnte es notwendig werden über historisch noch unbekannte Migrationsbewegungen menschlicher Populationen nachzudenken oder Selektion auf einen Bereich des Genoms in Betracht zu ziehen der zuvor als neutral galt. Je nachdem was die Modelle nahelegen können so beispielsweise Hypothesen für Historiker, Zellbiologen oder Biochemiker generiert werden. Die Fähigkeit der entsprechenden Wissenschaftler diese Implikationen der Evolutionsbiologie für ihr Forschungsfeld zu verstehen wird in einigen Beriechen sicher Entdeckungen fördern. Es ist also für viele Wissenschaftler ratsam sich in nächster Zeit etwas mit theoretischer Evolutionsbiologie zu beschäftigen.

Kommentare:

Fisch hat gesagt…

Klasse, Danke für diese Serie. Von diesen quantitativen Ansätzen habe ich tatsächlich noch nie etwas gehört.
Dass Mayr auf diese Möglichkeit nicht einmal eingeht, ist mir beim Lesen seines Buches auch sehr aufgefallen. Schließlich redet er die ganze Zeit von Populationen und Genhäufigkeiten etc., da würde es sich eigentlich anbieten...

derele hat gesagt…

Schoen zu wissen, dass diese trockene Materie jemanden interessiert. Das motiviert mich gleich mal noch mehr in den naechsten Wochen mein Wissen aus den Vorlesungen zusammenzufassen.

Fisch hat gesagt…

Wenn du Lust hast, kannst du ja auch einen allgemeinen Überblick über das Feld zusammenstellen und als Gastbeitrag bei mir auf der Spektrum-Blogplattform posten:
http://www.wissenslogs.de/wblogs/blog/abgefischt

derele hat gesagt…

Danke für die Einladung! Ein allgemeiner Überblick ist aber gar nicht so einfach. Man könnte mit einem historischen Überblick anfangen...

Sobald man auch nur ansatzweise wirklich auf die Thematik eingeht bekommt man das Probleme zu sehr zu vereinfachen, sich nur einen Teilaspekt herauszupicken, oder ein ganzes Buch schreiben zu müssen. Ich glaub es gibt auch nicht viele Blog-Pots, die die gesamte theoretische Physik gut zusammenfassen.

Ich werde trotzdem versuchen auf deine Einladung zurueckzukommen, sobald ich anhand meiner Serie ein Popgen-Aspekt finde das sich gut als Aufhaenger eignet.

Parallel will ich mich auch technisch verbessern: Also mathematischen Formeln in html und kompliziertere Plots in R erstellen um die Posts zu illustrieren.

Tobias hat gesagt…

Tolle Serie, dankeschön.