1. Cultural transmission of reproductive success impacts genomic diversity, coalescent tree topologies, and demographic inferences
- Author
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Jérémy Guez, Guillaume Achaz, François Bienvenu, Jean Cury, Bruno Toupance, Évelyne Heyer, Flora Jay, Frédéric Austerlitz, Éco-Anthropologie (EA), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), BioInformatique (BioInfo), Laboratoire Interdisciplinaire des Sciences du Numérique (LISN), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Science des Données (SDD), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (ISYEB ), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), Labex MemoLife, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), TAckling the Underspecified (TAU), Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Interdisciplinaire des Sciences du Numérique (LISN), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Evolution et ingénierie de systèmes dynamiques (SEED (UMR-S 1284/U 1284)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Bioinformatique (LRI) (BioInfo - LRI), Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-20-CE45-0010,RoDAPoG,Apprentissage profond robuste pour la génomique des populations(2020), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École pratique des hautes études (EPHE), Jay, Flora, and Apprentissage profond robuste pour la génomique des populations - - RoDAPoG2020 - ANR-20-CE45-0010 - AAPG2020 - VALID
- Subjects
coalescent tree shape ,Genetics ,population genetics ,genetic diversity ,[SDV.BID]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity ,[INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM] ,demographic inference ,imbalanced topology ,cultural process ,[SDV.BID] Life Sciences [q-bio]/Biodiversity ,[INFO.INFO-BI] Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM] - Abstract
Cultural transmission of reproductive success has been observed in many human populations as well as other animals. Cultural transmission of reproductive success consists of a positive correlation of nongenetic origin between the progeny size of parents and children. This correlation can result from various factors, such as the social influence of parents on their children, the increase of children’s survival through allocare from uncles and aunts, or the transmission of resources. Here, we study the evolution of genomic diversity over time under cultural transmission of reproductive success. Cultural transmission of reproductive success has a threefold impact on population genetics: (1) the effective population size decreases when cultural transmission of reproductive success starts, mimicking a population contraction, and increases back to its original value when cultural transmission of reproductive success stops; (2) coalescent tree topologies are distorted under cultural transmission of reproductive success, with higher imbalance and a higher number of polytomies; and (3) branch lengths are reduced nonhomogenously, with a higher impact on older branches. Under long-lasting cultural transmission of reproductive success, the effective population size stabilizes but the distortion of tree topology and the nonhomogenous branch length reduction remain, yielding U-shaped site frequency spectra under a constant population size. We show that this yields a bias in site frequency spectra-based demographic inference. Considering that cultural transmission of reproductive success was detected in numerous human and animal populations worldwide, one should be cautious because inferring population past histories from genomic data can be biased by this cultural process.
- Published
- 2023