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¿Qué probabilidad tengo de ser descendientes de una persona en particular nació en el año 1300?

En otras palabras, con base en los siguientes, ¿cuál es p?

Con el fin de hacer de este un problema de matemáticas en lugar de la antropología y de las ciencias sociales, y para simplificar el problema, suponga que los compañeros se seleccionan con probabilidad igual en toda la población, excepto que los hermanos y primos nunca mate, y los compañeros son siempre seleccionados de la misma generación.

  • $n_1$ -- de la población inicial
  • $g$ -- el número de generaciones.
  • $c$ - el número promedio de hijos por pareja. (Si es necesario para la respuesta, se asume que cada pareja tiene exactamente el mismo número de niños.)
  • $z$ -- el porcentaje de personas que no tienen hijos, y que no son considerados parte de una pareja.
  • $n_2$ -- de la población en la última generación. ($N_2$ o $z$, y (creo) el otro puede ser calculado.)
  • $p$ -- probabilidad de que una persona en la última generación siendo descendiente de una persona en particular en la generación inicial.

Estas variables se pueden cambiar, omitir, o agregado de, por supuesto. Estoy asumiendo por simplicidad que $c$ y $z$ no cambian con el tiempo. Me doy cuenta de este modo se consigue una muy estimación aproximada, pero es un punto de partida.

Parte 2 (sugerencia para futuras investigaciones):

¿Cómo se puede considerar que los compañeros no están seleccionados con globalmente uniforme de probabilidad? En realidad, los compañeros son más propensos a ser de la misma área geográfica, nivel socioeconómico, raza y religión. Sin investigar las reales probabilidades de esto, ¿cómo las variables de estos factores entran en juego? Lo importante sería?

14voto

jldugger Puntos 7490

Debido a que esta pregunta es recibir respuestas que varían de astronómicamente pequeñas hasta casi el 100%, me gustaría ofrecer una simulación para servir de referencia e inspiración para la mejora de las soluciones.

Yo llamo a estos "la llama de parcelas". Cada uno de los documentos de la dispersión de material genético dentro de una población que se reproduce en diferentes generaciones. Las parcelas son matrices de fina segmentos verticales que representan las personas. Cada fila representa una generación, con la partida de uno en la parte superior. Los descendientes de cada generación, en la fila inmediatamente debajo de ella.

Al principio, solo una persona en una población de tamaño $n$ es marcado y parcelas como el rojo. (Es difícil de ver, pero siempre están graficados en la parte derecha de la fila superior.) Sus descendientes directos, son igualmente se dibuja en rojo; se muestran completamente en posiciones aleatorias. Otros descendientes se trazan como blanco. Debido a que el tamaño de la población puede variar de una generación a la siguiente, un borde gris en la parte derecha se utiliza para rellenar el espacio vacío.

Aquí es una matriz de 20 independiente de los resultados de la simulación.

Flame plots

El rojo material genético, finalmente, murió en nueve de estas simulaciones, dejando a los sobrevivientes en los 11 restantes (55%). (En un escenario, en la parte inferior izquierda, se ve como la totalidad de la población, finalmente, murió.) Donde hay supervivientes, sin embargo, casi toda la población, incluida la roja en el material genético. Esto proporciona evidencia de que la probabilidad de un seleccionados al azar un individuo de la última generación que contiene el gene rojo es de aproximadamente 50%.

La simulación funciona por azar la determinación de sobrevivencia y una tasa de natalidad media en el inicio de cada generación. La supervivencia se extrae de una Beta(6,2) distribución: el promedio es de 75%. Este número refleja tanto la mortalidad antes de la edad adulta y esas personas no haber tenido hijos. La tasa de natalidad se extrae de una Gamma(2.8, 1) la distribución, por lo que el promedio es de 2.8. El resultado es una brutal historia de insuficiente capacidad reproductiva para compensar en general, la alta mortalidad. Representa una muy pesimista, el peor de los casos modelo, pero (como he sugerido en los comentarios) la capacidad de la población para crecer no es esencial. Todo lo que importa en cada generación es la proporción de rojo dentro de la población.

El modelo de la reproducción, la población actual es mezclar a los supervivientes al tomar una muestra aleatoria simple de tamaño deseado. Estos sobrevivientes son emparejados de forma aleatoria (cualquier extraño sobreviviente que queda después de emparejamiento de no llegar a reproducir). Cada par produce un número de niños elaborado a partir de una distribución de Poisson cuya media es la generación de la tasa de natalidad. Si cualquiera de los padres, contiene el marcador rojo, todos los hijos heredan: este modelos de la idea de la descendencia directa a través de cualquiera de los padres.

En este ejemplo se inicia con una población de 512 y se ejecuta la simulación de 11 generaciones (12 filas, incluyendo el inicio). Las variaciones de esta simulación de comenzar con tan poco como $n=8$ y $2^{14} = 16,384$ personas, usando diferentes cantidades de supervivencia y las tasas de natalidad, todos presentan características similares: por la final de $\log_2(n)$ generaciones (nueve en este caso), hay aproximadamente un 1/3 de probabilidad de que todos los que la red ha muerto, pero si no, entonces la mayoría de la población es de color rojo. Dentro de dos o tres generaciones más, casi toda la población es de color rojo y permanecerá en rojo (o más de la población morirá por completo).

Una supervivencia del 75% o menos en una generación no es descabellada, por el camino. A finales de 1347 ratas infestadas de peste bubónica, que primero hizo su camino desde Asia a Europa; durante los próximos tres años, en algún lugar entre el 10% y el 50% de la población Europea murió como resultado. La plaga se repitió casi una vez a la generación de cientos de años después (pero no con el mismo extremo de la mortalidad).


Código

La simulación fue creado con Mathematica 8:

randomPairs[s_List] := Partition[s[[Ordering[RandomReal[{0, 1}, Length[s]]]]], 2];

next[s_List, survive_, nKids_] := Flatten[ConstantArray[Max[#], 
   RandomVariate[PoissonDistribution[nKids]]] & /@ 
   randomPairs[RandomSample[s, Ceiling[survive Length[s]]]]] 

Partition[Table[
   With[{n = 6}, ArrayPlot[NestList[next[#, RandomVariate[BetaDistribution[6, 2]], 
        RandomVariate[GammaDistribution[3.2, 1]]] &, 
        Join[ConstantArray[0, 2^n - 1], ConstantArray[1, 1]], n + 2], 
     AspectRatio -> 2^(n/3)/(2 n), 
     ColorRules -> {1 -> RGBColor[.6, .1, .1]},  
     Background -> RGBColor[.9, .9, .9]]
    ], {i, 1, 20}
   ], 4] // TableForm

3voto

guillermooo Puntos 2711

¿Qué pasa cuando intentas contar antepasados?

Tiene 2 padres, 4 abuelos, 8 bisabuelos, ... Así que si $n$ generaciones, a continuación, usted tiene $2^n$ antepasados. Supongamos un promedio de la duración de la generación de $de$ 25 años. A continuación, se han producido alrededor de $28$ generaciones desde 1300, lo que nos da acerca de 268 millones de antepasados en ese momento.

Este es el derecho de béisbol, pero hay algo mal con este cálculo, debido a que la población de la Tierra en 1300 no se mezcle de manera uniforme, y nos están haciendo caso omiso de la endogamia dentro de su ancestral "árbol", es decir, que son de doble recuento de algunos antepasados.

Aún así, creo que, esto puede conducir a una correcta límite superior en la probabilidad de que una persona elegida al azar en 1300 es su antepasado, tomando la relación de $2^{28}$ a la población en 1300

2voto

Eddie Puntos 31

La más atrás, más probable que estén relacionados con una persona que pasó con éxito a lo largo de sus genes, que vivía en ese momento. De los 1/4 de mil millones de antepasados que vivieron en el año 1300, muchos de ellos se muestran a cientos (si no miles, de millones) de veces en su árbol familiar. La deriva genética y el número de veces que están directamente relacionados con alguien son probablemente más relevante para las diferencias en nuestro código genético de los que fueron nuestros ancestros.

0voto

GuHa Puntos 20

Mi actualizados respuesta corta es: $$ p > {(1-z)} \times {{{1} \over {n_1(1-z)}} \over {2}} = {2 \sobre n_1} $$

Respuesta explicado:
De una determinada persona hoy en día, es cierto que es un descendiente de al menos 2 personas en 1300.

Al escoger una persona determinada en el año 1300, hay (1-z) probabilidad de que la persona nunca reproducido, y el otro término es el número de 'padre de las parejas, y la probabilidad de que la persona esté relacionada con esta pareja (1 / número de parejas).

El (1-z) termina la cancelación, lo que nos deja con $$ p > {2 \sobre n_1} $$

Ahora sólo por diversión, pero no es necesario para resolver la pregunta de probabilidad
Aquí está la población de cualquier generación de k en la cadena entre el entonces y el de hoy. $$ n_{k+1} = {{n_k(1-z)\times c} \over 2} = {n_1(1-z)^kc^k \más de 2^k}$$

Permite enchufe en algunos números como un ejemplo. Por supuestos, yo uso:
g = 28 (25 años de generaciones entre 1300 y 2011)
n = 360 MILLONES (estimación de la población en el año 1300 de la wikipedia)
z = 0.2, c = 2.77=8 (no datos reales, pero termina con unos 7B personas en 2011)

Lo que resulta en:
$$p > 2 / 360,000,000 = 5.56 \times 10^{-9}$$ o más de uno en 180M.

Gracias por leer, Erad

0voto

Prachur Puntos 111

La probabilidad es=1-z, cada descendiente en este problema está relacionado con los antepasados de arriba. Sea cual sea la velocidad inicial de la reproducción (1-z) es la probabilidad de ser descendiente de alguien en la población inicial.Sólo incierto probabilidad es ¿cuáles son las posibilidades de ser vivo en la población final.

Estoy de acuerdo con Erad la respuesta, aunque ahora creo que se responde a una pregunta que no se hizo - a saber, ¿cuál es la probabilidad de que estás vivo dadas ciertas conocido reproductiva de la población y las limitaciones en su proa-portadores.

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