双重环境变异与种群波动下竞争微生物菌株的共存

微生物种群通常在易变的环境中演化，条件在恶劣与温和之间波动，例如由于毒素浓度或营养丰度的突然变化。因此环境变异塑造了长期的种群动态，特别是通过影响不同微生物菌株共存的能力。受抗微生物耐药性演化的启发，我们研究了一个由两种竞争菌株组成的群落、在双重环境变异下的动态。毒素水平随时间变化，在低药物浓度下有利于一种菌株生长，而在高毒素水平下有利于另一种菌株。我们还通过随机切换的承载容量来建模随时间变化的资源丰度，该容量驱动群落规模的波动。虽然在静态环境中一种菌株占主导，我们表明在存在环境变异的情况下物种共存是可能的。通过计算与解析手段，我们确定了长期共存可能的环境条件，以及几乎确定的环境条件。特别地，我们研究了环境波动与种群波动促进或阻碍菌株共存的情形。我们还确定了共存相的组成以及每种菌株的平均丰度如何依赖于环境变异。