适应性景观中 Muller 棘轮的吸收现象与逃逸时间

背景：种群有害突变的积累直接关系到种群存续时间的长短，这一过程常被描述为具有吸收现象的 Muller 棘轮。理解这一吸收现象的关键在于刻画种群中最优适应类的衰减时间。Wright 引入的适应性景观是系统生物学中一个重新兴起的有力概念，被用作描述生物过程的工具。据我们所知，尚未有人从适应性景观的角度研究 Muller 棘轮在全参数域上的动力学行为，且吸收现象的刻画也尚未在不依赖额外假设的情况下定量获得。结果：我们通过适应性景观描述了在所有参数域下暴露于 Muller 棘轮的种群的动力学行为。适应性景观具有丰富的结构，如有穷与无穷势、实与虚不动点。我们给出了有穷势与无穷势下的单击时间公式。我们发现单击时间随选择率和种群规模的增大而增加，随突变率的增大而减少。这些结果为无穷势提供了新的理解。我们解析地展示了全参数域的适应与非适应状态。论证了关于虚不动点参数区域的有趣问题。这有助于理解临界点（如各区域的分界点）的生物学意义。最重要的是，我们发现吸收现象可由适应性景观和单击时间刻画，无需任何额外假设。这些结果为研究吸收现象提供了一个图形化与定量化的框架。