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An evolutionarily stable strategy to colonize spatially extended habitats

机译：殖民地扩展空间栖息地的进化稳定策略

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摘要

The ability of a species to colonize newly available habitats is crucial to its overall fitness(1-3). In general, motility and fast expansion are expected to be beneficial for colonization and hence for the fitness of an organism(4-7). Here we apply an evolution protocol to investigate phenotypical requirements for colonizing habitats of different sizes during range expansion by chemotaxing bacteria(8). Contrary to the intuitive expectation that faster is better, we show that there is an optimal expansion speed for a given habitat size. Our analysis showed that this effect arises from interactions among pioneering cells at the front of the expanding population, and revealed a simple, evolutionarily stable strategy for colonizing a habitat of a specific size: to expand at a speed given by the product of the growth rate and the habitat size. These results illustrate stability-to-invasion as a powerful principle for the selection of phenotypes in complex ecological processes.
机译：一个物种在新近可用的栖息地中定殖的能力对其整体适应性至关重要（1-3）。一般而言，运动性和快速扩张对定居有利，因此对有机体的适应也有利（4-7）。在这里，我们应用进化方案来研究在通过化学分解细菌扩大范围的过程中定殖不同大小生境的表型要求（8）。与直观的期望更快越好相反，我们表明对于给定的栖息地大小，存在最佳的扩展速度。我们的分析表明，这种影响源于不断扩大的种群前端的先驱细胞之间的相互作用，并揭示了一种简单，进化稳定的策略，可以定殖一个特定大小的栖息地：以增长率乘积给出的速度扩张和栖息地的大小。这些结果说明入侵稳定性是在复杂生态过程中选择表型的有力原则。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2019年第7784期|664-668|共5页
  • 作者

    Liu Weirong; Cremer Jonas; Li Dengjin; Hwa Terence; Liu Chenli;

  • 作者单位

    Chinese Acad Sci Shenzhen Inst Adv Technol Shenzhen Inst Synthet Biol Key Lab Quantitat Engn Biol Shenzhen Guangdong Peoples R China|Univ Chinese Acad Sci Beijing Peoples R China;

    Univ Calif San Diego Dept Phys La Jolla CA 92093 USA|Univ Groningen Groningen Biomol Sci & Biotechnol Inst Dept Mol Immunol & Microbiol Groningen Netherlands;

    Univ Calif San Diego Dept Phys La Jolla CA 92093 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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