具有专性与泛性感染策略的宿主-病毒演化动力学：分岔、双稳与混沌
动力系统
2020-06-24 v1 种群与进化
摘要
在这项工作中，我们研究了一个泛性病原体（例如病毒种群）在具有多种宿主类型的环境中向专性演化的一般动力学。我们特别探讨了在何种条件下泛性病毒株可能频率上升并与专性毒株共存甚至主导种群。通过非线性数学模型与分岔分析，我们确定了所识别的九个平衡点的稳定性理论条件，并从专性与泛性病毒株感染率的角度给出了生物学解释。借助稳定性图，我们识别了稳定不动点与稳定周期轨道，以及双稳区域。对于任意生物学上可行的初始种群规模，我们在所分析参数空间的每一点上获得了向稳定解演化的概率。该概率图显示了泛性与专性毒株感染率的某些组合可能导致两类策略成为主导的等概率情形。此外，我们识别了模型预测混沌动力学起始的感染率。我们检测了若干退化的 Bogdanov-Takens 与零 Hopf 分岔，以及广义 Hopf 与零 Hopf 分岔。本手稿为宿主-病原体向不同感染策略演化的动力学复杂性提供了额外见解。
引用
@article{arxiv.1911.06025,
title = {Host-virus evolutionary dynamics with specialist and generalist infection strategies: bifurcations, bistability and chaos},
author = {Anel Nurtay and Matthew G. Hennessy and Lluís Alsedà and Santiago F. Elena and Josep Sardanyés},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.06025},
year = {2020}
}