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在变化环境中穿越适应度谷:有无中转站

概率论 2025-03-26 v1

摘要

我们考虑一个具有突变的无性繁殖种群自适应动力学的随机基于个体模型。受季节影响或医疗过程中药物浓度变化的生物学启发,模型参数随时间以分段常数和周期函数的形式变化。我们通过考察大种群和罕见突变的极限来研究种群的典型演化行为。对变化环境中适应度景观中穿越山谷的分析揭示了不同时间尺度上的各种有趣现象,这些现象取决于山谷的长度。通过仔细考察变化环境在每个时间尺度上的影响,我们能够确定适应突变体的穿越速率及其入侵常驻种群的能力。此外,我们研究了中转站的特殊情景,其中山谷内的单个中间突变体具有正适应度阶段,从而能够在再次灭绝前增长至发散规模。这显著加速了山谷的穿越,并导致了一个有趣的新时间尺度。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.19766,
  title  = {Crossing a fitness valley in a changing environment: With and without pit stop},
  author = {Manuel Esser and Anna Kraut},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.19766},
  year   = {2025}
}

备注

42 pages, 2 figures