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表型适应度的熵贡献

种群与进化 2023-08-16 v1 统计力学

摘要

所有可能的表型并非都同样可被演化群体所触及。事实上,仅有大尺寸的表型,即由许多不同基因型产生的那些表型,才出现在序列群体中,大概是因为它们更易被发现和维持。映射到这些表型的基因型通常形成大多连通的基因型网络,这些网络渗透序列空间,从而保障对大量替代表型的触及。在特定环境中,当特定表型性状对适应变得相关时,可估计一个表型的复制能力及其总体适应度(在与替代表型的竞争实验中)。两个基本问题随之而来:表型尺寸、复制能力和基因型网络的拓扑如何影响其适应度?并且,假设演化只能触及大表型,不可达的适应度值范围为何?为解答这些问题,我们在双峰景观中量化了不同尺寸和谱半径表型的适应优势。我们推导了三个变量(尺寸、拓扑和复制能力)之间的解析关系,随后通过对基因型-表型映射的分析及在此类映射上的群体动力学模拟加以检验。最后,我们解析地表明可达表型的比例随基因型长度增加而下降,尽管其绝对数量上升。大多数表型对演化不可见这一事实极可能阻碍达到景观中的最高峰。然而,我们的结果表明,由这种有限可及性导致的相对适应度损失对适应而言大体无关紧要。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.05311,
  title  = {Entropic contribution to phenotype fitness},
  author = {Pablo Catalán and Juan Antonio García-Martín and Jacobo Aguirre and José A. Cuesta and Susanna Manrubia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.05311},
  year   = {2023}
}

备注

25 pages, 10 figures, uses iopart.cls, iopart10.clo, iopart12.clo, iopams.sty, setstack.sty