随机运动调控驱动微生物生态系统的碎片化

微生物生态系统的自组织涉及多种机制, 从生化信号到种群动力学。其中, 尽管主动迁移过程在生态学中至关重要, 但运动调控的作用却鲜有被研究。本文表明, 弱随机运动调控会通用地引发由大量共存菌株组成的细菌生态系统的碎片化。为此, 我们模拟了运行-翻滚细菌的微观模型, 其自主运动速度受各菌株局部密度的调控。我们的模拟显示, 随着相互作用网络的异质性增加, 生态系统会发生相变, 产生 distinct 社区。为验证这些结果的鲁棒性, 我们采用随机矩阵理论对细菌生态系统的流体描述进行分析, 获得与微观模拟 quantitative 一致的结果。我们的结果适用于多种运动调控机制, 应用于求解以迁移生物体群体形成的社区结构具有意义。