微生物生命周期中单一突变体合作行为的涌现

合作行为在自然界中广泛存在，尽管合作的个体总是面临被搭便车者剥削的风险。给定合作水平已达到某一阈值，种群结构能有效促进合作。然而，合作如何从一个无法依赖其他合作者所提供利益的单一突变体中涌现，仍然令人困惑。在此，我们基于微生物种群的典型生命周期（个体定期形成新菌落并随之进入生长阶段）这一明确但通用的情形研究了这一问题。我们分析了两种有利于合作行为的进化机制，并研究了它们的强度对接种大小和生命周期长度的依赖关系。特别地，我们发现继种群瓶颈之后的指数增长阶段极大地增加了自由骑行种群中单一合作者的存活与固定概率。