定量生物学 > 种群与进化
[提交于 2025年7月31日
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标题: 两种状态系统中的信息与适应度:在波动环境中的自我复制个体
标题: Information and fitness in two-state systems: self-replicating individuals in a fluctuating environment
摘要: 具有相同基因的个体种群可以表现出异质性特征(表型)。 这种异质性的普遍性可以解释为一种赌注规避策略,它在波动的环境中提高了种群的增殖率(适应度)。 表型分布受到竞争、环境状态持续时间以及表型转换速率等因素的影响。 我们在一个系统中展示了这些影响,其中环境和表型都可以采用两种状态。 该系统包括对称赌注规避和休眠-增殖表型等情景。 我们研究了环境状态和表型状态之间共享的互信息(以比特为单位),并探讨了这种信息与种群适应度之间的关系。 我们认为,当适应度相对于表型和环境独立的情况进行测量时,信息和适应度可以被视为等效的度量。 我们研究了个体可以用来提高这种信息的策略,例如调整增殖速率和表型转换速率相对于环境波动速率的比率。 通过这些策略,在固定边缘分布的情况下,信息的增加意味着种群适应度的增加。 我们还确定了最大可实现适应度和信息的极限,并讨论了这种信息在新的归一化适应度中的价值。 我们的框架为生物体如何适应波动的环境条件提供了新的见解。
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