定量生物学 > 种群与进化
[提交于 2021年8月9日
]
标题: 缓慢扩张者通过在微生物菌落中形成凹陷前沿进行入侵
标题: Slow expanders invade by forming dented fronts in microbial colonies
摘要: 大多数生物在空间中生长,无论是病毒在宿主组织内扩散还是入侵物种在新大陆定居。 进化通常会选择更高的扩展速率,但有研究表明,在某些条件下较慢的扩展者可能会占据优势。 在此,我们报告了这种种群动态的实验观察结果。 我们证明,较慢的突变体不仅在两种类型在前沿混合时获胜,而且在它们被空间分隔成区域时也能获胜。 后者曾被认为不可能,因为之前的研究仅关注由扩展速度介导的全局竞争,而忽略了区域边界处的局部竞争。 我们提出了一种区域几何理论,该理论考虑了局部和全局竞争,并描述了所有可能的区域形状。 特别是,该理论预测,一个较慢但更具竞争力的突变体会形成带有凹口的V形区域,从而占据扩展前沿。 这种区域确实在实验中被观察到,其形状与理论预测在数量上相匹配。 在模拟中,我们进一步探讨了几种可能为慢速扩展者提供局部竞争优势的机制,并表明它们都很好地被我们的理论所描述。 综合来看,我们的研究揭示了之前未探索的空间竞争结果,并建立了一个通用框架来理解扩展种群中的进化和生态动态。
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