定量生物学 > 种群与进化
[提交于 2025年7月17日
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标题: 生命找到一条路:自适应阈值网络中合作结构的出现
标题: Life Finds A Way: Emergence of Cooperative Structures in Adaptive Threshold Networks
摘要: 长期以来,关于新的组织层次是如何演化的存在长期的争论。 这似乎不太可能,因为合作必须胜过竞争。 一个被广泛研究的例子是自催化集合的出现,这似乎是有生命进化的先决条件。 通过一个简单的模型,我们研究了合作与对抗之间的偏倚如何影响网络动态,结果表明即使在普遍的对抗性互动中,高阶组织也会出现。 一般来说,我们观察到系统中元素数量的定量增加会导致质的转变。 我们提出了一种随机阈值定向网络模型,该模型结合了节点特定的特性与动态边形成和节点移除,模拟任意程度的合作与竞争。 在我们的框架中,内在节点值通过各种阈值规则确定定向链接。 我们的模型生成了一个带有符号边的多图(反映支持/对抗,标记为“帮助”/“伤害”),最终产生两个平行但相互依赖的阈值图。 在我们的方法中引入时间增长和节点周转,可以探索社区的演化、适应和潜在崩溃,并揭示连接性和韧性中的相变。 我们的发现扩展了经典的随机阈值和Erdős-Rényi模型,在生物和经济背景下的适应性系统中提供了新的见解,特别强调对集体可供性集的应用。 这个框架也应该对预测微生物群落在土壤中的持续实验有帮助。
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