崎岖适应度景观上的进化动力学：精确动力学与信息论方面
生物物理
2009-10-14 v2 综合物理
摘要
在基因组对应的马尔萨斯适应度由随机能量模型及其铁磁版本描述的情况下，我们精确求解了突变和复制为独立事件的并行突变-选择进化动力学。该求解方法利用了将进化动力学映射到横向场中的量子伊辛链以及Suzuki-Trotter形式来计算不同时间构型之间的转移概率。我们发现，在随机能量模型景观的情况下，动力学可以表现出三种不同的状态：短时间内的纯扩散或停滞（取决于初始构型的适应度），以及长时间的自旋玻璃态。这些动力学状态之间的动态转变以平均适应度以及与初始参考序列的重叠度的不连续性为标志。向平衡态的弛豫由时间反比衰减描述。在铁磁随机能量模型中，除了这三种状态外，我们还发现了一个铁磁态，其中重叠度和平均适应度被冻结。在这种情况下，系统在有限时间内弛豫到平衡态。我们讨论了我们的结果与进化信息处理方面的相关性。
引用
@article{arxiv.0905.1097,
title = {Evolutionary dynamics on rugged fitness landscapes: exact dynamics and information theoretical aspects},
author = {David B. Saakian and José F. Fontanari},
journal= {arXiv preprint arXiv:0905.1097},
year = {2009}
}