专性互惠共生的数学建模：切叶蚁与其真菌花园的相互作用

我们通过应用酶动力学的米氏方程，提出了一个简单的数学模型，用于研究切叶蚁与其真菌花园在蚁群扩张早期的互惠共生相互作用。我们推导了这两个物种灭绝和共存的充分条件。此外，当模型存在内部吸引子时，我们给出了一个导致两个物种灭绝的初始条件区域。我们的全局分析表明，工蚁的劳动分工和初始条件是决定切叶蚁蚁群及其真菌花园能否生存和生长的两个重要因素。我们通过将模型模拟与实验室条件下真菌和蚁群生长速率的数据进行比较来验证模型。我们基于实验数据进行敏感性分析和参数估计，以更深入地了解切叶蚁与其真菌花园之间生态相互作用的生物学意义。最后，我们给出结论并讨论潜在的未来工作。