群体感应动力学中间歇混沌的转变
混沌动力学
2025-05-29 v3 动力系统
摘要
本研究分析了在群体感应启发(quorum sensing-inspired, QS-inspired)系统中异质时间延迟的动力学后果,特别针对两个亚群对信号分子的差异响应动力学。构建了一个基于激活子-抑制子框架的非线性时滞微分方程(delay differential equation, DDE)模型,以表示种间相互作用。采用关键的分析技术,包括推导伪特征多项式和确定 Hopf 分岔判据,以研究稳态解的稳定性性质。分析揭示了多个不同延迟在调控系统动力学和诱发分岔中的关键作用。结合解析结果进行的数值模拟揭示了周期自持振荡和间歇混沌行为的出现。这些观察强调了时间异质性与展现 QS 启发动力学的系统稳定性景观之间的复杂关系。这种相互作用凸显了时间变化在该类系统中诱发复杂动力学转变的能力。这些发现有助于理解此类及相关系统中的时间动力学,并可能有助于制定旨在调控细胞间通信和构建具有时间控制能力的合成生物系统的策略。
引用
@article{arxiv.2503.14363,
title = {Transitions to Intermittent Chaos in Quorum Sensing Dynamics},
author = {A. Flores--Pérez and M. A. González--Olvera and V. F. Breña--Medina},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.14363},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 11 figures