受多种必需营养物质限制的一类微生物群落模型中的替代稳定态
种群与进化
2018-10-12 v1 生物物理
摘要
微生物群落在相同的环境参数下经常表现出若干替代稳定态。这些状态之间的突然且不可逆的转移使得对这些系统的外部操控更为复杂。为了更好地理解微生物群落中多重稳定性的机制与起源，我们引入并研究了一个由从固定库中筛选出的多种专化物种定殖的微生物生态系统模型。每个物种的生长可受两类必需营养物质限制，例如碳和氮，每类在环境中由多种代谢物表示。我们证明了我们的模型具有随环境参数实现的数量呈指数级庞大的潜在稳定态。利用改编自稳定婚姻问题的博弈论方法，我们仅基于物种对每种营养物质的竞争能力排序列表预测了所有这些状态。我们表明，对于每一组营养输入通量，通常存在若干个相互不可入侵的稳定态，并依据其动态稳定性对它们加以区分。我们进一步探讨了在群落组装过程中或营养输入通量改变时，这些替代态之间不连续转移（体制转变）的复杂网络。
引用
@article{arxiv.1810.04726,
title = {Alternative stable states in a model of microbial community limited by multiple essential nutrients},
author = {Veronika Dubinkina and Yulia Fridman and Parth Pandey and Sergei Maslov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.04726},
year = {2018}
}