4
成長次数と選択挙動
HYC-1979 Lesson 4: Advantage, Word, Words
00:00

下で 一定の組織化では、総濃度は固定される: 。成長関数は、速度方程式における主要な濃度依存生産項の次数 によって分類される:

希釈フラックス は大域的な釣り合い項であり、独立した成長パラメータではない。方程式を合計し、 を課すと次が得られる:

したがって指数 だけが定性的な選択レジームを決める。

学習目標
成長関数をその次数によって分類し、 一定の組織化の下で および に対する結果として生じる選択挙動を予測する。
成長次数と選択挙動 一定の組織化の下での生産項 k xᵖ 対 濃度 x x 生産 k xᵖ k 0 1 p = 0 p = 1 p = 2 x = 1 すべてのpについて k xᵖ = k 主要な生成項 p = 0: k p = 1: k x p = 2: k x² 一定の組織化: Σ xᵢ = c Φ = (1/c) Σ kᵢ xᵢᵖ Φは大域的な釣り合い項である p = 0 · 共存 すべての種が存続する; xᵢ ∝ kᵢ p = 1 · ダーウィン的選択 最大のkᵢが他のすべてを排除する p = 2 · 二次 / 超循環的 双安定性、または協同的循環

: 濃度に依存しない増殖

次のとき 、生成は濃度に依存しない: 。平衡状態ではすべての種が共存し、 したがって は比例する 。競争的排除は起こらず、希釈流束が総量を一定に保つよう調整される。

: 線形自己触媒的増殖とダーウィン的選択

次のとき のとき、方程式は次のようになる 。最大の を持つ種が他のすべてを排除する: そして他のすべての 。これが最適者のダーウィン的選択である。選択性は速度定数にあり、勝者は単一の最適種である。

: 二次および超循環的選択

次のとき のとき、生成は濃度に非線形に依存する。独立した二次増殖では、 、系は双安定性または一度きりの選択を示しうる。つまり、十分な濃度を最初に確立した種が他を排除し、勝者は初期条件に依存しうる。二次項が超循環のように循環的に結合している場合、選択される単位は単一の最適種ではなく種の協同的循環である。したがって超循環的選択は勝者と共存の安定性の両方を変える。

比較の実例

次の2種について 一定の組織化の下で、 は安定な共存をもたらし、 ; は導く および ; は非線形選択を導入する—非結合の二次増殖では双安定性、結合が循環的なら超循環的挙動である。