出生依赖型突变率的出现：成因与后果
偏微分方程分析
2021-11-10 v3 种群与进化
摘要
在细菌和大多数病毒等单细胞生物中，突变主要发生在繁殖过程中。因此，出生率高的基因型应当具有更高的突变率。然而，诸如“复制子-突变子方程”等标准的无性适应模型常常忽略这一效应。在本研究中，我们考察了无性适应模型中出生率与突变率之间正相关的出现及其后果。我们基于一个具有基本假设的随机时间连续个体模型的种群大数极限，表明这种相关性在种群尺度上自然涌现。我们推导了一个反应-扩散框架，用于描述在此相关性存在下的进化轨迹与稳态。当该模型与具有两个最优值（一个对应出生、另一个对应生存）的表型-适应度景观耦合时，种群中出现了一种新的权衡。与具有恒定突变率的标准方法相比，出生与生存之间的对称性被打破。我们的解析结果与数值模拟表明，平均表型、平均适应度以及平稳表型分布的轨迹与标准模型所呈现的截然不同。在此，我们获得了这样的适应轨迹：种群的平均表型最初被出生最优值吸引，但最终沿着一条钩形曲线收敛于生存最优值，这说明了突变对适应的拮抗效应。
引用
@article{arxiv.2101.01923,
title = {The emergence of a birth-dependent mutation rate: causes and consequences},
author = {Florian Patout and R Forien and M Alfaro and J Papaïx and L Roques},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.01923},
year = {2021}
}