氨基酸间的距离与蛋白质进化的随机模型

用遗传密码词典中61个密码作为链的状态,提出了一个氨基酸替代的马氏链模型。将20种氨基酸间首次通过时间作为突变距离与 Grantham(1974)的氨基酸间理化距离以及Dayhoff(1978)的相对替代概率做相关分析。结果表明,替代概率与理化距离的相关大大高于与突变距离间的相关,说明蛋白质进化过程中,是自然选择而非突变起着决定性作用。     

氨基酸间的距离与蛋白质进化的随机模型

用遗传密码词典中６１个密码作为链的状态，提出了一个氨基酸替代的马氏链模型。将２０种氨基酸间首次通过时间作为突变距离与Ｇｒａｎｔｈａｍ（１９７４）的氨基酸间理化距离以及Ｄａｙｈｏｆｆ（１９７８）的相对替代概率做相关分析。结果表明，替代概率与理化距离的相关大大高于与突变距离间的相关，说明蛋白质进化过程中，是自然选择而非突变起着决定性作用。     

根据细胞色素b基因的序列变异分析脊椎动物的进化关系

本研究从GenBank数据库通过BLASTn选取5种不同脊椎动物(哺乳类、鸟类、鱼类、两栖类和爬行类)的30条Cytb基因全序列,利用生物信息学软件进行序列比对和进化分析。发现不同脊椎动物由低级向高级进化过程中,Cytb基因核苷酸的变异是在连续的突变压之下选择中性或近似中性的突变；而氨基酸的变异存在明显的种属特异性,这种突变不是随机发生的,应该是有方向的,或者是受到了物种进化的制约；不同物种蛋白质空间结构可能会略有不同,但其功能不变；随着物种的进化,Cytb基因也出现了显著的遗传分化。     

入侵物种基因组计划首战告捷

正2019年9月17日,《自然—通讯》在线发表"IAS1000(1000种入侵物种基因组计划)"的首个合作成果。多国科学家联合从基因复制和突变两个角度,揭示了苹果蠹蛾在全球入侵过程中的寄主适应性进化和抗药性分子机制,为苹果蠹蛾的综合治理提供了新思路与新方法。     

第二章 驯养与适应

一、自然群体动、植物的千差万别引起了人们对进化机理的探讨。1800年初,拉马克根据获得性遗传提出了一种解释,认为形态学、生理学的以及生物学的环境饰变能遗传。按照拉马克学说,华格纳提出了隔离理论,Devries认为进化是大量突变的结果。     

家鸽与孔子鸟骨骼比较佐证鸟类进化的“适者生存”

本文通过对鸟类分类,细述了鸟类起源的4个假说,着重叙述了鸟类起源于恐龙的进化学说,展示了生物进化的基本原则,阐述了达尔文的生物进化思想。通过比较孔子鸟和家鸽,揭示了鸟类进化过程正是为了向着取食,躲避天敌,寻找适合生存的环境,既适应性方向演化,从而体现了鸟类进化恰恰是达尔文适者生存理论的最好见证。     

具有Allee效应的捕食者-食饵模型的进化动力系统

研究了具有 Allee 效应的捕食者-食饵种群显性特征的共同进化动力系统.得到了在对称作用下连续稳定策略和进化分支的生态条件和进化条件,食饵的分支能导致捕食者分支;证明了在对称作用下进化动力系统经历超临界Hopf分支和次临界Hopf分支,周期进化是随机突变和选择过程的可能结果.在对称作用下进化自杀不可能发生,然而,在非对称作用下当种群遭受Allee效应时,进化自杀可能发生.     

密码体制攻击模型的分析与研究

文章对密码学中的几种主要形式化攻击模型进行了讨论与分析对比，并举例说明了不可区分选择明文攻击模型、不可区分选择密文攻击模型和不可区分适应性选择密文攻击模型的具体应用，为可证明安全性理论设计和分析密码协议提供了理论基础．     

地下鼠的地下适应性特征及其行为对策

地下鼠终生营地下生活,由于终年生活在地下封闭、黑暗和低氧的洞道内,生活的空间格局对其身体的形态特征、机能特征均产生了深刻的影响,是研究动物适应进化的理想材料。本文结合资料对地下鼠的地下适应性特征及其行为对策作以综述,以期为进一步开展地下鼠的适应性进化机制研究提供基础材料。     

具有Allee效应的捕食者-食饵模型的进化动力系统

研究了具有Allee效应的捕食者-食饵种群显性特征的共同进化动力系统.得到了在对称作用下连续稳定策略和进化分支的生态条件和进化条件,食饵的分支能导致捕食者分支;证明了在对称作用下进化动力系统经历超临界Hopf分支和次临界Hopf分支,周期进化是随机突变和选择过程的可能结果.在对称作用下进化自杀不可能发生,然而,在非对称作用下当种群遭受Allee效应时,进化自杀可能发生.     

分子水平上的适应进化

从分子进化的概念、分子进化中性论和生物大分子的适应进化(大分子结构适应方面的进化和适应进化的机制方面)论述了分子水平上适应进化的方式及其特点。     

供应链系统演化中的创新驱动分析

依据复杂自适应系统理论,采用自下而上研究思路,将供应链主体行为与宏观系统特征涌现结合起来.将供应链分为创新型与模仿型,进行主体行为建模;运用遗传算法模拟主体演化进程,并在SWARM平台进行仿真,仿真结果凸显创新在供应链演化中的重要作用,证实个体简单自主行为能够导致系统复杂宏观特征涌现的复杂自适应系统基本原理.     

Eukaryotes versus prokaryotes: an estimate of evolutionary distance

The divergence of nucleated organisms and bacteria was 2.6 times more remote in evolution than the divergences of the nucleated organisms into sparate kingdoms, as evidenced by genetic changes in cytochrome c and transfer RNA. The development of the genetic code through the differentiation of transfer RNA's for different amino acids was still more remote in evolution. The overall states of transfer RNA evolution in bacteria and nucleated organisms were comparable.     

An expanded eukaryotic genetic code

We describe a general and rapid route for the addition of unnatural amino acids to the genetic code of Saccharomyces cerevisiae. Five amino acids have been incorporated into proteins efficiently and with high fidelity in response to the nonsense codon TAG. The side chains of these amino acids contain a keto group, which can be uniquely modified in vitro and in vivo with a wide range of chemical probes and reagents; a heavy atom-containing amino acid for structural studies; and photocrosslinkers for cellular studies of protein interactions. This methodology not only removes the constraints imposed by the genetic code on our ability to manipulate protein structure and function in yeast, it provides a gateway to the systematic expansion of the genetic codes of multicellular eukaryotes.     

Concurrent processing and complexity of temporally encoded neuronal messages in visual perception

The intrinsic neuronal code that carries visual information and the perceptual mechanism for decoding that information are not known. However, multivariate statistics and information theory show that neurons in four visual areas simultaneously carry multiple, stimulus-related messages by utilizing multiplexed temporal codes. The complexity of these temporal messages increases progressively across the visual system, yet the temporal codes overlap in time. Thus, visual perception may depend on the concurrent processing of multiplexed temporal messages from all visual areas.     

Population size does not influence mitochondrial genetic diversity in animals

Within-species genetic diversity is thought to reflect population size, history, ecology, and ability to adapt. Using a comprehensive collection of polymorphism data sets covering approximately 3000 animal species, we show that the widely used mitochondrial DNA (mtDNA) marker does not reflect species abundance or ecology: mtDNA diversity is not higher in invertebrates than in vertebrates, in marine than in terrestrial species, or in small than in large organisms. Nuclear loci, in contrast, fit these intuitive expectations. The unexpected mitochondrial diversity distribution is explained by recurrent adaptive evolution, challenging the neutral theory of molecular evolution and questioning the relevance of mtDNA in biodiversity and conservation studies.     

Species interactions and the evolution of sex

The Red Queen hypothesis posits that sex has evolved in response to the shifting adaptive landscape generated by the evolution of interacting species. Previous studies supporting the Red Queen hypothesis have considered a narrow region of parameter space and only a subset of ecological and genetic interactions. Here, we develop a population genetics model that circumscribes a broad array of ecological and genetic interactions among species and derive the first general analytical conditions for the impact of species interactions on the evolution of sex. Our results show that species interactions typically select against sex. We conclude that, although the Red Queen favors sex under certain circumstances, it alone does not account for the ubiquity of sex.     

空间遗传结构概述

空间遗传结构是保护遗传学的重要研究内容,是影响植物居群内遗传结构的生态和进化的重要因素。近年来,对空间遗传结构的研究越来越受到重视。该研究介绍了空间遗传结构的概念、度量方法及应用前景。随着空间遗传结构理论和模型的不断完善,今后空间遗传结构的应用将越来越广泛。     

一种基于自适应分组排挤的遗传算法

为防止进化种群早熟收敛,并考虑保持种群多样性,加快寻优进程,提高寻优效率,提出一种基于自适应分组排挤的遗传算法,在寻优过程中将种群个体进行分组,在分组的基础上基于海明距离引入自适应的排挤机制,最后将该算法与基于海明距离排挤算法和简单遗传算法进行比较,证明其可行性和有效性.     

Amino acid composition of proteins as a product of molecular evolution

The average amino acid composition of proteins is determined by the genetic code and by random base changes in evolution. Small but significant deviations from expected composition can be explained by selective constraint on amino acid substitutions. In particular, the deficiency of arginine in proteins has been caused by constraint, during evolution, on fixation of mutations substituting arginine for other amino acids.