Coexistence of productive and non-productive populations by fluctuation-driven spatio-temporal patterns

背景(考古学) 人口 资源(消歧) 生态学 统计物理学 图灵 理论生态学 理论(学习稳定性) 图案形成 扩散 计量经济学 生物 计算机科学 数学 物理 社会学 机器学习 人口学 古生物学 程序设计语言 热力学 计算机网络 遗传学
作者
Hilla Behar,Naama Brenner,Yoram Louzoun
出处
期刊:Theoretical Population Biology [Elsevier]
卷期号:96: 20-29 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.tpb.2014.06.002
摘要

Cooperative interactions, their stability and evolution, provide an interesting context in which to study the interface between cellular and population levels of organization. Here we study a public goods model relevant to microorganism populations actively extracting a growth resource from their environment. Cells can display one of two phenotypes - a productive phenotype that extracts the resources at a cost, and a non-productive phenotype that only consumes the same resource. Both proliferate and are free to move by diffusion; growth rate and diffusion coefficient depend only weakly phenotype. We analyze the continuous differential equation model as well as simulate stochastically the full dynamics. We find that the two sub-populations, which cannot coexist in a well-mixed environment, develop spatio-temporal patterns that enable long-term coexistence in the shared environment. These patterns are purely fluctuation-driven, as the corresponding continuous spatial system does not display Turing instability. The average stability of coexistence patterns derives from a dynamic mechanism in which the producing sub-population equilibrates with the environmental resource and holds it close to an extinction transition of the other sub-population, causing it to constantly hover around this transition. Thus the ecological interactions support a mechanism reminiscent of self-organized criticality; power-law distributions and long-range correlations are found. The results are discussed in the context of general pattern formation and critical behavior in ecology as well as in an experimental context.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
坦率白竹发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
任性的惜珊关注了科研通微信公众号
刚刚
1秒前
lizz完成签到 ,获得积分20
1秒前
zzzzz完成签到,获得积分10
1秒前
慢慢完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
CodeCraft应助fyfly采纳,获得10
2秒前
哦哦哦完成签到 ,获得积分10
3秒前
阳光曼冬完成签到,获得积分20
3秒前
酷波er应助昨天采纳,获得10
3秒前
ggw完成签到,获得积分10
3秒前
meng完成签到 ,获得积分10
3秒前
机灵笑萍完成签到,获得积分10
4秒前
加菲丰丰应助碧蓝绮菱采纳,获得20
5秒前
萌兰134发布了新的文献求助10
5秒前
jason完成签到 ,获得积分10
5秒前
寒冷寻桃完成签到 ,获得积分10
5秒前
Mercurius完成签到,获得积分10
5秒前
rosy完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
振江发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
啊民完成签到 ,获得积分10
7秒前
fei完成签到,获得积分10
7秒前
lllxbl完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
zzzzz发布了新的文献求助10
8秒前
SHJ完成签到,获得积分10
8秒前
shinkai发布了新的文献求助10
8秒前
所所应助llfire采纳,获得10
8秒前
8秒前
工兵小蚂蚁完成签到,获得积分10
9秒前
ananan发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
Jasper应助自由的笑容采纳,获得10
10秒前
mmmwwwx完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Внешняя политика КНР: о сущности внешнеполитического курса современного китайского руководства 500
Revolution und Konterrevolution in China [by A. Losowsky] 500
Manual of Sewer Condition Classification 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3123361
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2773880
关于积分的说明 7719958
捐赠科研通 2429599
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1290357
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 621803
版权声明 600251