传染病菌株竞争中的随机策略逆转
种群与进化
2026-04-28 v1
摘要
不同菌株竞争占据常见易感者池是数学流行病学中的关键问题。为解决此问题，我们在Susceptible-Infected-Recovered（SIR）框架中构建了双菌株模型。虽然经典确定性理论预言基本传播数完全决定选择，但我们表明随机效应在动力学中发挥关键作用。我们发现，随机波动即使远离准中性区，也能逆转确定性优势。进一步地，我们发现随机性将固定时间从确定性情况中的多年缩短至天数。固定时间与噪声强度和与准中性区的距离之间呈非线性比例，遵循从尺度律中获得的普遍规则。问题的本质和方程允许将竞争解释为围绕有效势能的动力学演化，势能障对应于共存的不稳定流形。即使在一种菌株占优势的稳定情形下，噪声也可引发通过势能的跨越。我们发现，逆转即使在准中性区之外，仍可以显著概率发生。
引用
@article{arxiv.2604.22876,
title = {Stochastic reversal of deterministic selection in epidemic strain competition},
author = {Enrique C. Gabrick and Ana Luiza de Moraes and Ervin K. Lenzi and Iberê L. Caldas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.22876},
year = {2026}
}