双物种互利交叉喂养模型中扇形与螺旋图案的涌现
种群与进化
2022-10-31 v1 统计力学
摘要
微生物群落的无处不在标志着理解物种如何在群落内相互作用以共存及其空间组织的重要性。我们通过平方晶格上的随机元胞自动机，利用动力学蒙特卡洛模拟研究了一个双物种互利交叉喂养模型。我们的模型囊括了细胞生长、养分排泄、扩散与摄取等基本动态过程。聚焦于养分扩散与单个细胞分裂之间的相互作用，我们发现了三类普遍的菌落形态：共存扇形、共存螺旋与吞并。当交叉喂养养分广泛可得时（通过高排泄或快速扩散），会出现具有交替物种扇形的稳定圆形菌落。当消耗细胞依赖于在空间上靠近生产者时，我们观察到稳定的螺旋。当物种界面因随机涨落而合并时，我们也看到一物种被另一物种吞并。通过调节扩散速率与生长速率，我们得以对扇形与螺旋的结构获得定量认识。
引用
@article{arxiv.2210.15810,
title = {Emergence of sector and spiral patterns from a two-species mutualistic cross-feeding model},
author = {Jiaqi. Lin and Hui. Sun and JiaJia Dong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.15810},
year = {2022}
}
备注
17 pages 17 figures