宿主-病原体博弈：一种生物竞争的演化方法

我们引入一种称为宿主-病原体博弈（Host-Pathogen game）的模型来研究生物竞争。特别地，我们关注外部因子（如细菌）在宿主生物体内的入侵动态。前者被映射为意图在宿主细胞外介质中传播的背叛者群体。反之，后者由细胞组成，被映射为意图杀死病原体的合作者群体。细胞的合作行为对于整个生物体的生命功能的出现至关重要，因为每个细胞贡献于一组特定任务。因此，广义而言，它们的贡献可视为一种能量形式。当细菌在空间上接近某个细胞时，该细胞可利用其一部分能量来清除它们。另一方面，当细菌在攻击中存活时，它们吸收接收到的能量，变得更强且对进一步攻击更具抗性。此外，由于细菌扮演背叛者角色，它们唯一的目标是增加自身财富，而不支持同类。如同在许多生物中那样，宿主温度在宿主-病原体平衡中起着相关作用。例如，在人类等动物中，神经机制触发体温升高以激活免疫系统。此处，一旦细菌被完全清除，合作者便成功；而在相反情形下，宿主经历深度入侵过程，如血液中毒。数值模拟结果表明，所提模型的动态能够达到多种状态。在极高抽象层次上，其中某些状态似乎与在一些生命系统中可观察到的状态相似。因此，总之，我们认为我们的模型可被用于研究进一步的生物现象。