由细胞形状引发的稀疏细菌群落中的空间分选

细胞在生长中的力学相互作用可以显著影响群落的空间遗传结构，从而影响诸如稀有突变命运等进化结果。本文通过计算方法研究了由于可遗传的细胞形状变异导致的空间遗传结构的变化。我们将细长的细菌细胞建模为在二维布朗运动框架中延长和分裂的圆形矩形，以模拟包含两种不同长宽比细胞的群落的生长。与单分散群落相比，此类双分散群落在较短的细胞无法形成纯齐性有序结构时，表现出亚群落之间的混合程度降低，反而形成大型簇团。我们发现，具有更大长宽比的细胞逐渐分离到群落的外缘。我们提供了证据表明，这种分离与 bulk 中的纯齐性有序以及外缘处的主动纯齐性混合动力学相关。这些发现在不同的生长速率协议和初始条件下均具有定性鲁棒性。由于在养分受限时，外缘往往是有利的位置，本研究结果表明，机械作用可能产生的选择性压力有利于大细胞长宽比。