从旅行前沿到扩散限制生长的转变：在扩张种群中的过渡现象
生物物理
2026-02-13 v1 种群与进化
摘要
反应扩散方程描述了各种各自空间扩展过程，这些过程以恒定速度的旅行前沿形式出现。我们提出并解析了一个模型，除了此类前沿外，还支持以平方根时间形式推进的解。这些亚线性前沿保持不变的形状，其有效扩散常数在向线性扩散过渡时会发散。该模型适用于非运动细胞群体的密集细胞聚集，这些细胞消耗可扩散的营养物质。亚线性扩散结果源于由于营养物质耗尽导致的生物量重新分配缓慢。该现象得到实验支持，但常被忽略。我们的结果为许多微生物的殖民面积随时间呈线性而非二次增长提供了潜在解释。
引用
@article{arxiv.2602.11540,
title = {Transition from traveling fronts to diffusion-limited growth in expanding populations},
author = {Louis Brezin and Kyle J. Shaffer and Kirill S. Korolev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.11540},
year = {2026}
}
备注
To be published in Phys. Rev. E