涨落细菌菌落的时空自组织
统计力学
2017-11-08 v3 软凝聚态物质
摘要
我们模拟了一个封闭的细菌系统，其运动诱导的相分离与缓慢的种群动态相耦合。在没有噪声的情况下，系统表现出静态相分离和一个极限环，其中全球种群数量上升导致形成致密的细菌菌落，该菌落随后通过局部细胞死亡而衰退，进而分散以重新启动循环。加入涨落后，我们发现静态菌落现在变为亚稳态，通过罕见且强烈非平衡的路径在空间位置之间移动，而极限环变得几乎周期性的，使得在每次重新分散事件后，下一个菌落在随机位置形成。这些结果暗示了生物膜-浮游生命周期的一些方面，可以通过结合大偏差理论工具与分岔分析来解释，其中全球种群密度起着控制参数的作用。
引用
@article{arxiv.1703.06923,
title = {Spatiotemporal Self-Organization of Fluctuating Bacterial Colonies},
author = {Tobias Grafke and Michael E. Cates and Eric Vanden-Eijnden},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.06923},
year = {2017}
}