The Fate of Evolutionary Archaeology: Survival or Extinction?
重要的是要弄清楚，诸如进化考古学这样的理论是属于生物进化的，在生物进化中，获得的变化在每一代结束时被抹去，还是属于文化变化的，在文化变化中，获得的变化被保留。在进化考古学中，（1）种群被认为是由人工制品组成的，然而（2）人工制品被认为是表型的。（1）和（2）本身都不一定有问题，但两者是不一致的，因为第一个涉及文化变革，而第二个涉及人类的生物进化。避免这个问题的第一步是认识到需要一个人类文化特有的变革理论。提到正在进行的工作，使用相关的方法来文化变革，这表明，在进化考古学的不一致，虽然有问题，并不是不可逾越的。
2019-07-05 q-bio.PE
The tournament ratchet's clicktime process, and metastability in a Moran model
Univ. Grenoble Alpes, INRAE（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家农业食品环境研究院）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Institut Fourier（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，傅里叶研究所）
本文研究了锦标赛齿轮在慢速点击参数域下的行为，证明其点击时间过程收敛为泊松过程，并分析了莫兰模型的稳态性。
2025-12-31 math.PR q-bio.PE
Survival and Extinction in Cyclic and Neutral Three--Species Systems
我们研究了ABC模型（A + B -> 2B，B + C -> 2C，C + A -> 2A）和它的对应模型：三分量中性漂移模型（A + B -> 2A或2B，B + C -> 2B或2C，C + A -> 2C或2A）。在前一种情况下，平均场近似具有由初始条件确定的幅度的循环行为。当考虑到随机现象时，振荡的幅度将漂移，最终三个物种中的一个和两个将灭绝。第二个模型在平均场近似下对所有初始条件保持稳定，而在考虑随机现象时会漂移。通过数值模拟并从Fokker-Planck方程的角度分析了两种模型的首次消光时间的分布。生存概率与时间的关系曲线显示指数衰减。对于中性模型的消光率是成反比的系统的大小，而循环模型表现出异常的行为小系统的大小。在大系统尺寸限制下，两种模型的消光时间将相同。这一结果与Fokker-Planck方程数值解所得到的最小本征值是一致的。我们还研究了概率分布的长期行为。指数衰减被发现是强大的对某些变化，如三个反应具有不同的速率。
2003-02-28 nlin.AO q-bio.PE
Coexistence and Survival in Conservative Lotka-Volterra Networks
分析总生物量守恒的Lotka-Volterra（LV）网络的共存和生存情景对于表征生态群落的长期动态具有重要意义。在这里，我们介绍了一个分类方案，在这些保守的LV模型共存的情况下，并量化灭绝过程中采用Pfweian网络的相互作用矩阵。我们说明了我们的研究结果的全局稳定性的一般系统的四个和五个物种，并找到一个广义的比例律的灭绝时间。
2013-03-28 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Effect of compositional fluctuation on the survival of bet-hedging species
了解不同物种在变化环境中的共存是群落生态学中的一个重要问题。赌注对冲是一种帮助物种在这种不断变化的环境中生存的策略。然而，对冲研究往往集中在预期的长期增长率的物种本身，忽视了与其他共存物种的竞争。在这里，我们研究的灭绝风险的赌注对冲物种与其他竞争。我们发现，有三个贡献的灭绝风险。第一种是通常的人口波动，由于在有限的人口随机繁殖和选择过程。第二，由于环境变化引起的种群增长率波动，可能会违反直觉地降低小种群的灭绝风险。除了这两个，我们揭示了第三个贡献，这是独特的赌注对冲物种，多样化成多种表型：人口的表型组成将随着时间的推移而波动，导致灭绝风险增加。我们比较这样的组成波动的人口和环境的贡献，显示它们如何有不同的影响灭绝的风险取决于人口规模，世代重叠，和环境的相关性。
2022-04-10 physics.bio-ph q-bio.PE
Survival of the Scarcer in Space
导致竞争物种灭绝或共存的动力学是生态学及其相关领域的一个重要问题。最近，Gabel等人[Phys.Rev.E87（2013）010101]提出了两个物种之间种内和种间竞争的模型，其中较稀少的物种（即，固定种群规模较小的物种（例如，具有竞争优势的物种）可能更能抵抗灭绝;后一项研究考虑的是没有空间变异的种群。在这里，我们验证了这种现象在空间分布的人口。我们将Gabel等人的模型推广到d维格子上，并从解析和数值两方面研究了d维格子的种群动力学。在孤立考虑的情况下，竞争力较强的物种比竞争力较弱的物种更接近灭绝阈值的情况下，空间中稀缺物种的生存得到了验证。稀有物种的生存条件，得到应用重整化群分析和蒙特卡罗模拟，在细节上不同的空间均匀的情况下发现的。模拟强调了入侵波的速度在决定竞争物种的生存时间。
2013-07-03 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Finite size scaling of survival statistics in metapopulation models
本研究扩展复合种群模型以纳入有限种群随机性，推导生存概率的有限尺寸标度，并证明确定性复合种群容量在生存与灭绝统计中的关键作用。
2025-06-23 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Survival under high mutation rates
我们考虑一个演化种群的随机模型。我们表明，在存在基因型突变的情况下，种群在低突变概率下死亡，但在高突变概率下可能存活。这颠覆了人们普遍持有的信念，即超过一定的突变阈值，种群就无法生存。
2014-10-23 math.PR q-bio.PE
Survival, extinction, and interface stability in a two--phase moving boundary model of biological invasion
本研究通过两相移动边界模型模拟生物入侵，利用水平集数值方法分析种群生存灭绝及界面稳定性，发现两相结果与单相模型差异显著，强调多种群交互需谨慎外推预测。
2023-09-01 math.AP nlin.PS physics.bio-ph
Survival probability and size of lineages in antibody affinity maturation
亲和力成熟（AM）是免疫系统能够针对其遇到的新病原体产生有效抗体的过程，并且是疫苗功效的基础。在其核心AM类似于达尔文进化过程，其中B细胞突变并基于其对抗原（Ag）的亲和力被选择，并且Ag可用性调节选择压力。在这种选择压力很高的情况下，B细胞的数量可能会迅速减少，种群可能会面临灭绝的风险，这就是所谓的种群瓶颈。在这里，我们研究了B细胞谱系在这种瓶颈情况下生存的概率，作为对Ag的祖细胞亲和力的函数。使用递归关系和概率生成函数，我们推导出的平均灭绝时间和后代的大小表示的血统灭绝。然后，我们将我们的结果扩展到整个人口，无论是在没有和存在的竞争T细胞的帮助下，并量化的人口生存概率作为Ag浓度和初始人口规模的函数。我们的研究表明，人口瓶颈现象可能代表了生物学上合理的成熟场景空间中的一个极限情况，其特征可以帮助指导疫苗开发过程。
2021-05-10 q-bio.PE
Interpreting how nonlinear diffusion affects the fate of bistable populations using a discrete modelling framework
了解一个种群是否会生存和繁荣或灭绝是种群生物学的核心问题。探索这个问题的一种方法是使用反应扩散方程研究种群动力学，其中迁移通常表示为线性扩散项，出生-死亡表示为双稳态源项。虽然线性扩散最常用于研究移民，但这种方法有几个局限性，例如基于线性扩散的模型无法预测明确的人口前沿。克服这一点的一种方法是将恒定扩散率$D$推广为非线性扩散率函数$D(C)$，其中$C>0$是密度。虽然已经正式确定PDMATHAMN的选择影响双稳态种群的长期生存或灭绝，但仅在经典连续体框架中工作使得难以准确理解$D(C)$的选择如何影响生存或灭绝。在这里，我们通过使用一个简单的离散仿真模型来解决这个问题，该模型易于解释。离散模型的连续极限是一个非线性反应扩散方程，其中通量包含一个非线性扩散项，源项由强Allee效应双稳态模型给出。我们研究人口灭绝/生存，使用这个非常直观的离散框架与反应扩散连续极限方程的数值解。这种方法提供了清晰的洞察如何选择$D(C)$鼓励或抑制人口灭绝相对于经典的线性扩散模型。
2022-01-07 q-bio.PE
Extinction transition in stochastic population dynamics in a random, convective environment
出于对生活在流动介质中的人口动态进行建模的动机，其中环境因素在空间上是随机的，我们研究了一维接触过程的非对称变体，其中淬灭的随机繁殖率在一个方向上比在相反的方向上系统地更大。空间无序原来是一个相关的扰动，但根据蒙特卡罗模拟的结果，在消光过渡的模型的行为是不同的（无限随机性）的无序，对称的接触过程的临界行为。取决于不对称性的强度$a$，临界布居或者以有限速度漂移，或者以渐进消失的速度漂移，如$x(t)\sim t^{μ(a)}$，其中$μ(a)<1$。动力学量在灭绝跃迁时是非自平均的;例如，生存概率显示出多尺度性，即它的特征在于有效指数的广谱性。对于一个足够弱的不对称性，格里菲斯阶段出现以下的灭绝过渡，在那里的生存概率衰减的时间，而上述过渡，另一个扩展的阶段出现，在人口的前沿发展与扩散指数不断变化的控制参数。
2015-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Density independent population growth with random survival
研究了种群增长的一个简化模型，其中出现随机效应是因为繁殖个体有一定的生存概率，直到下一个繁殖季节，从而有助于下一代。由此产生的马尔可夫链是具有已知生成函数的分支过程。对于导致非灭绝的参数值，得到了种群大小的近似扩散过程。获得了后代$r_h$的数量和保证给定存活概率所需的初始群体大小$N_0$的结果。对于较大的存活概率，将初始种群大小从$N_0=1$增加到$N_0=2$会使所需繁殖力大幅下降，但进一步增加$N_0$会导致$r_h$的下降幅度小得多。对于小的存活概率（< 0.2），当$N_0$从1变为2时，所需繁殖力的降低非常小。这些计算与来自殖民个体的种群的生存有关，殖民个体可以是各种生物体中的任何一种。
2016-04-04 q-bio.PE
Extinction in genetic bit-string model with sexual recombination
分析了具有有性生殖的位串模型中突变压力、重组压力和选择压力之间的关系。对于这些参数的特定集合，我们已经发现了三个相变与一个阶段，人口可以生存。在这个阶段，重组提高了生存概率。即使重组在某种程度上与额外的突变相关，它也可能有利于繁殖，这表明重组和重组相关突变的频率可以在自然界中自组织。在配子产生过程中，将二倍体基因组分割成独立排列的染色体对，使得基因组之间能够重组而没有突变的风险，并且对于有性生殖策略也是有利的。
2006-01-23 q-bio.PE
Contact processes on fragmented domains
最近的研究发现，当破碎的栖息地通过狭窄的土地重新连接时，物种的生存率会提高[S。Pimm，和C. N. Jenkins，Am. Sci. { \bf 107}（3），162（2019）.]，本文研究了连接两个正方形区域的走廊对三种具有灭绝/生存相变的模型的生存时间的影响：基本接触过程（CP）、扩散接触过程和两种群共生接触过程（2SCP）。我们发现，连接区域通常会增加$λ\ge λ_c$的生存时间，其中$λ$是繁殖率，$λ_c$是其临界值。$λ$对存活时间的提高作用随时间的延长而增加，且以2SCP最大。
2021-12-30 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
How bad is to be slow-reacting ? On the effect of the delay in response to a changing environment on a population's survival
我们考虑一个简单的模型人口，其个人的反应有一定的延迟，其栖息地的时间变化。我们研究了在周期性变化的环境和环境突变的情况下，这种延迟回答对种群生存机会的影响，发现对于突变引起的变异程度较低的种群，“慢反应”降低了种群对环境变化的灭绝风险。相反，对于具有高突变幅度的群体，延迟反应降低了存活机会。
2008-01-17 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.PE
The effect of dispersal area on the extinction threshold
HUN-REN Wigner Research Centre for Physics, Institute for Solid State Physics and Optics（匈牙利科学院维格纳研究物理中心，固体物理与光学研究所）
本文研究了扩散区域对灭绝阈值的影响，发现其遵循通用标度定律，并在不同扩散区域范围内表现出一致的关系。
2025-12-27 q-bio.PE
A model of predation and survival in a system of three interacting species
本研究构建了由猫头鹰、蛇、老鼠组成的三物种Lotka-Volterra捕食模型，通过解析与数值分析发现系统存在跨临界和Hopf分岔，会向易受噪声影响的脆弱态转变，提出需采用基于预测的有据种群调控方法避免灭绝。
2025-01-11 q-bio.PE
How Levins' dynamics emerges from a Ricker metapopulation model on the brink of extinction
了解接近灭绝的集合种群的动态对管理至关重要。类Levins模型，其中局部斑块被视为被占用或空的，已被广泛用于这一目的，但他们忽略了地方种群动态的重要作用。在本文中，我们考虑了一个随机集合种群模型，其中地方种群遵循Ricker动力学，并使用这个框架来研究集合种群在灭绝边缘的行为。只要扩散率不是太大，该系统被证明有一个时间演化与莱文斯的动力学一致。我们推导出解析表达式的殖民化和灭绝率（c和e）在莱文类型的模型中的繁殖，生存和扩散参数的地方种群，提供了一种途径参数化的莱文模型从当地的人口统计信息，可用于一些物种的类型。为了方便应用我们的结果，我们提供了计算c和e的数值实现。
2013-05-31 q-bio.PE
Extinction time in growth models subject to binomial catastrophes
针对几乎必然灭绝且遭受二项式灾难的种群，本文通过比较平均灭绝时间评估扩散与不扩散策略，并依据模型参数确定最优策略。
2023-08-17 math.PR q-bio.PE
Survival in Branching Cellular Populations
我们分析演化动力学在一个汇合，分支细胞群体，如在一个不断增长的管道，脉管系统，或在一个分支微生物菌落。我们专注于粗粒度的演变特征，并建立一个统计模型，捕捉动态的基本特征。使用模拟和分析方法，我们表明，在不断增长的人口菌株的生存概率是敏感的分支几何形状：分支分叉提高生存概率，由于整体人口增长（即，“膨胀”），而分枝终止和生长分枝尖端处的小有效种群大小增加了菌株灭绝的概率。我们表明，演化动力学可以捕获的分支几何形状参数化的分支直径$N_0$和分支率$b$范围广泛。我们发现，中性细胞株的生存概率是最大的“最佳”分支率，平衡通货膨胀和分支终止的影响。我们发现，增加细胞株的选择性优势$s$通过减少确定突变体细胞命运的平均时间来减轻膨胀效应。对于足够大的选择优势，有利的突变体的生存概率单调下降的分支率。
2022-02-13 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
The time-dependent reconstructed evolutionary process with a key-role for mass-extinction events
同质重建的进化过程是一个出生-死亡过程，没有观察到灭绝的谱系。每个物种都以相同的多样化率（物种形成率$λ(t)$和灭绝率$μ(t)$）独立进化，这些多样化率可能会随着时间的推移而变化。该过程通常应用于对物种多样化建模，其中数据被重建，例如，树木重建从今天的分子数据，并用于推断多样化率。在本文中，我开发的一般概率密度下的任何时间依赖的生灭过程的重建树。我阐述了如何适应这种概率密度，如果条件生存的一个或两个初始谱系，或采样$n$物种，并显示如何转换之间的概率密度重建和概率密度的物种形成时间。我演示了使用一般的时间依赖性的概率密度函数推导出的概率密度重建树下的出生死亡转移模型与明确的大规模灭绝事件。我通过提供和讨论几种特殊情况来丰富这个纲要，包括：纯生过程，纯死过程，生灭过程和临界分支过程。因此，我在这里提供了一个统一的框架中的大多数常用的出生-死亡模型（例如，相同的条件和相同的数据）。
2014-02-11 q-bio.PE
Bounding biomass in the Fisher equation
本文考虑了浮游生物在海流作用下的扩散问题，建立了一个具有不可压缩速度场的变增长率平流FKPP方程。如果平均增长率是负的，那么模型有一个生存灭绝过渡;这个过渡在参数空间中的位置是用变分参数约束的，并通过模拟来界定。当系统在参数空间的生存区域中时达到的统计稳定状态的特征在于由变分参数和直接不等式引起的生物量和生产力的积分约束和上下界。在零去相关时间的限制的速度场被证明是作为Fickian扩散的涡流扩散系数远大于分子扩散系数，这使得一个一维的模型来预测的生物量，生产力和灭绝的过渡。所有结果都用一个简单的生长和搅拌模型来说明。
2007-03-17 nlin.CD physics.chem-ph q-bio.PE
How host mobility patterns shape antigenic escape during viral-immune co-evolution
本文研究宿主迁移与抗原逃逸耦合对病毒存活的影响，发现中等迁移率在短时间尺度上通过抗原逃逸提高病毒存活概率，而高连通迁移网络降低存活概率，并利用机场数据说明当前人类迁移率有利于病毒存活。
2024-10-22 q-bio.PE
Evaluating The Impact Of Species Specialisation On Ecological Network Robustness Using Analytic Methods
本文提出一种无需计算模拟的解析模型，用于预测随机或定向初级灭绝引发的二次灭绝，并揭示物种度方差最小化及特化或泛化对网络鲁棒性的影响。
2023-07-05 math.CO physics.soc-ph q-bio.PE
Conditioning the logistic branching process on non-extinction
我们考虑一个生灭过程，其中死亡是由于“自然死亡”和个体之间的竞争，建模为一个总体规模的二次函数。由此产生的“逻辑分支过程”被提出作为种群中竞争某种资源或物种数量的个体数量的模型。然而，由于二次死亡率，即使内禀增长率为正，种群也会以概率1在有限时间内灭绝。有相当大的兴趣在了解的过程条件下不灭绝。本文利用种群遗传学中祖先选择图的关系，根据一维扩散过程在时间$T$的分布，给出了以生存到某一固定时间$T$为条件的Logistic分支过程的转移率表达式.我们还发现的概率母函数的Yaglom分布的过程和相当明确的表达式的过渡率为所谓的Q-过程，即逻辑分支过程的条件，以保持活着到无限的未来。对于这一过程，人们可以写下（时间反演的）总总体规模的联合生成元，以及在群体遗传学中被称为“系谱”和在遗传学中被称为群体样本的“重建树”。我们探讨这些计算数值的一些后果。
2013-10-22 math.PR q-bio.PE
