空间周期性资源分布种群结构中固定概率与固定时间的反直觉性质

资源在种群内常常并非均匀分布。资源浓度的空间变化会在局部改变竞争策略的适应度。适应度随基因型和环境二者变化的概念，对于建模癌症起始、微生物演化以及耐药演化十分重要。环境相互作用可以是非对称的，即它们对一种类型的适应度影响大于另一种类型。问题在于，网络种群结构中的局部环境变化如何改变有限种群设定下的选择动力学。我们考虑具有周期性空间适应度分布的一维格点种群结构。异质性由适应度的标准差与周期决定。该模型涵盖了生物学相关的双生境细分种群以及高、低周期下随机分布资源的极限情形。我们数值计算了在恒定种群生灭过程中，随适应度异质性与周期变化的固定概率与固定时间。我们确定了使均匀环境中原本有害的突变体变得有益的异质性水平。在该问题的其他 regime 中，我们观察到意外行为：两种类型的固定概率同时大于其中性值。这与固定时间随种群规模呈指数增长相吻合，表明选择过程显著放缓，以及在现实时间尺度上类型间共存的可能性。我们还讨论了“适应度偏移”模型，其中一类类型的适应度函数与另一类仅相差一个常数空间偏移。这导致突变体固定概率根据偏移值发生显著增大（或减小）。