Moran 过程中邻域感知突变体的选择优势
种群与进化
2026-01-13 v2
摘要
进化发生在由繁殖个体组成的种群中。在进化动力学的随机描述（如 Moran 过程）中，个体被随机选择进行繁殖和死亡。如果同一种类型的个体被同时选择用于这两个步骤，则该繁殖事件是无效的，因为种群组成保持不变。在此，我们引入一种新的表型，我们称之为替换者。替换者是高效的竞争者。当替换者被选择进行繁殖时，其后代将始终替换另一个类型的个体（如果可用）。我们确定了替换者在充分混合种群和一维晶格上的选择优势。我们发现，作为替换者能显著提升中性突变体和有害突变体的固定概率。特别地，单个中性替换者入侵大小为 的充分混合种群时，其固定概率为 的量级，而非标准的 。更重要的是，一旦替换者达到固定，它们能更好地抵御入侵。因此，即使作为替换者的表型伴随着巨大的成本，替换者仍在突变-选择平衡中占据主导地位：令人好奇的是，对于大种群规模和低突变率，成功替换者的相对适应度可以低至 。
引用
@article{arxiv.2511.04417,
title = {The selective advantage of neighborhood-aware mutants in Moran process},
author = {Michal Pecho and Josef Tkadlec and Martin A. Nowak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.04417},
year = {2026}
}