Fixation probabilities for any configuration of two strategies on regular graphs
种群结构和空间异质性是演化动力学的组成部分，一般来说，特别是合作的进化。结构可以促进某些种群合作的出现，也可以抑制其他种群的合作。在这里，我们提供的结果弱选择有利于合作的任何配置，这意味着任何安排的合作者和叛逃者的正则图。我们的研究结果扩展了以前的工作固定概率的单一，随机放置的突变体。我们发现，对于任何配置的合作是从来没有出生死亡（BD）更新的青睐。相比之下，死亡出生（DB）更新，我们推导出一个简单的，计算上易于处理的公式弱选择有利于合作时，从任何配置包含任何数量的合作者和叛逃者。这个公式阐明了两个重要的特点：（一）接管的合作，可以加强合作者的战略布局和（二）增加更多的合作者的配置，有时可以抑制合作的演变。这些发现正式解释了选择如何作用于进化轨迹中出现的所有瞬态。它们还为社交网络中初始状态的战略设计提供信息，以最大限度地促进合作。我们还得到一般的结果，任何两个战略的相互作用的特点，而不仅仅是合作和背叛。
2016-12-05 q-bio.PE
Fixation probabilities for multi-allele Moran dynamics with weak selection
Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) – Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)（高级系统理解中心（CASUS）– 德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心（HZDR））；Universidade Federal de Minas Gerais（米纳斯吉拉斯联邦大学）；ICTP South American Institute for Fundamental Research & Instituto de Física Teórica, Universidade Estadual Paulista - UNESP（国际理论物理中心南美基础研究所与理论物理研究所，圣保罗州立大学（UNESP））；Department of Ecology, Institute of Biosciences, University of São Paulo（圣保罗大学生物科学学院生态学系）
本文提出一种扰动框架，用于计算弱选择下多等位基因Moran过程的固定概率，通过三种生物动机的例子扩展了对多策略随机进化动态的理解。
2026-09-17 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
The Moran model with selection: Fixation probabilities, ancestral lines, and an alternative particle representation
我们在连续时间内重新考虑Moran模型，其中包含群体大小$N$、两种等位基因类型和选择。我们引入了一个新的粒子表示，我们称之为标记的莫兰模型，并具有相同的分布类型的频率作为原始的莫兰模型，提供了适当的初始值选择。在新的模型中，个体被标记为$1,2, \dots, N$ ;中性回复事件可能发生在任意标签之间，而选择性事件只发生在标签增加的方向上。仅在初等方法的帮助下，我们不仅可以恢复固定概率，而且还可以详细了解在固定过程中发挥作用的选择性事件的数量和性质。
2013-12-06 math.PR q-bio.PE
Fixation probabilities for the Moran process with three or more strategies: general and coupling results
我们研究固定概率的Moran随机过程的人口与三个或三个以上类型的个人和频率依赖的适应度的演变。与具有两种类型个体的群体的情况类似，在这种情况下，固定概率可以通过精确的公式来计算，在这里我们必须求解一个大型线性方程组。我们首先证明这个系统总是有一个唯一的解决方案。其他的结果是固定概率的上限和下限，通过耦合的莫兰过程与三个战略与出生-死亡过程，只有两个战略。我们还将我们的界限应用于具有三种类型个体的群体中合作的进化问题，Núñez Rodríguez和Neves已经在确定性环境中研究过（J. Math. Biol.（2016）73：1665- 1690）。我们认为，合作者将固定在人口的概率任意接近1的初始条件和足够大的人口规模的大区域。
2018-11-23 cond-mat.stat-mech math.PR q-bio.PE
Exact fixation probabilities for the Birth-Death and Death-Birth frequency-dependent Moran processes on the star graph
Broom and Rychtásness [Proc. R. A（2008）464，2609- 2627]发现了结构化群体的Moran过程的固定概率的精确解，其中个体之间的相互作用结构由所谓的星形图给出，即一个中心顶点和$n$叶，叶仅连接到中心。我们通过允许个体的适应度依赖于种群频率，以及允许繁殖和死亡抽签顺序的可能变化来推广他们的解决方案。在他们引用的论文中，Broom和Rychtásniness考虑了出生-死亡（BD）过程，其中在每个时间步骤中，一个个体首先被吸引进行繁殖，然后一个个体被选择死亡。在死亡-出生（DB）过程中，抽签的顺序是颠倒的。可以看出，抽签的顺序在注视概率上有很大的不同。我们的解决方案方法适用于BD和DB的情况。正如预期的那样，固定概率的精确公式是复杂的。我们还将通过一些示例来说明它们，并提供当图中的叶子数量$n$趋于无穷大时固定概率的渐进行为的结果。
2020-03-18 math.PR physics.bio-ph q-bio.PE
Fixation probabilities for the Moran process in evolutionary games with two strategies: graph shapes and large population asymptotics
本文基于Taylor等人（B。66（6）：1621- 1644，2004）。他们的分类是基于每个策略是否是纳什均衡，以及每个策略的单个个体的固定概率是否大于或小于其中性进化的值。我们改进了这种分析表明，每个进化的情况下，其特征在于固定概率函数的一个明确的图形形状。第二类结果涉及的行为时，人口规模趋于无穷大的固定概率。我们开发的渐近公式，近似的固定概率在这个限制，并得出结论，一些进化的情况下，人口规模是大的，不能存在。
2018-04-30 math.PR physics.bio-ph q-bio.PE
Mutant Fixation for a Stochastic Evolutionary Model in Fragmented Populations
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
针对碎片化种群中高维随机动力学挑战，提出一般数学框架，通过慢迁移极限降维为低维马尔可夫链，推导突变固定概率与时间的显式公式。
2026-10-28 q-bio.PE
Fixation in large populations: a continuous view of a discrete problem
我们研究固定在大型，但有限的，人口有两种类型，和动态的出生-死亡过程。通过考虑这样的过程的一个限制类，我们得到一个连续的近似固定的概率是有效的弱选择（WS）限制之外。从连续的近似，然后，我们得到渐近近似的演化动力学与最多一个平衡，在选择驱动的制度，不排除弱选择制度。作为应用，我们研究了无限种群极限具有内部进化稳定策略（ESS）时的注视模式：（i）我们证明了Hawk and Dove博弈的注视模式满足我们称之为二分之一定律：如果进化稳定策略（ESS）在$\sfrac{1}{2}$附近的一个小区间之外，则注视为优势型;（ii）我们还表明，在弱选择制度之外，大种群的长期动态与无限种群的情况几乎没有相似之处;此外，我们还提出了两个平衡的情况下的结果。最后，我们提出了连续重述的两个经典概念，自然定义在离散的情况下，大人口有效：（i）的定义的$\textsc{ESS}_N$策略;（ii）的定义的风险主导的战略。然后，我们提出了这些重述的两个应用：（i）我们获得了一个在准中性制度下有效的渐近定义，该定义恢复了线性适应度下的三分之一定律和$d$玩家游戏的广义三分之一定律;（ii）我们扩展了（广义）三分之一定律以外的准中性制度，作为推广，我们介绍了临界频率的概念;（iii）我们恢复了$d$ -玩家博弈的风险占优策略的分类。
2015-03-29 q-bio.PE
Fluctuation theorems and exact multi-allele fixation probabilities
Rutgers, The State University of New Jersey（新泽西州立罗格斯大学）；The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学）
本研究利用涨落定理重新推导木村固定概率公式，并提出多等位基因固定概率的递归解析解，用于精确描述克隆干扰下有益突变的命运，显著优于平均场近似。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Fixation Probabilities in Weakly Compressible Fluid Flows
海洋环境中生物物种之间的竞争受到周围流体运动的影响。一个有效的二维可压缩性可以产生，例如，从收敛和发散的水团的深度，在被动移动光合生物被限制生活。在这份报告中，我们试图定量研究遗传学下流。为此，我们耦合一个非格子代理为基础的模拟两个人口在1D到一个弱可压缩的速度场-第一个正弦波，然后一个壳模型的湍流。我们发现，这两种情况下，即使在一个政权的整体人口结构是近似不变的，流量可以显着减少固定概率的选择性优势的影响。我们理解这种效应的增强生存的有机体出生在源头的流动和影响的费舍尔遗传波。
2019-01-23 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn q-bio.PE
Fixation probabilities on superstars, revisited and revised
人口结构可能是进化过程的关键决定因素。对于图上的Moran过程，某些结构抑制选择压力，而其他结构放大选择压力（Lieberman等人，2005 Nature 433 312-316）。进化放大器抑制随机漂移并增强选择。最近，关于已知最强大的进化放大器--超级巨星的一些结果已经被一个反例所否定（Díaz et al. 2013 Proc. R. Soc. A 469 20130193）。在这里，我们纠正了原来的证明，并推导出改进的上限和下界，这表明固定概率仍然接近$1-1/(r^4 H)$总体规模$N\to\infty$和结构参数$H\gg1$。这一修正解决了上述两篇论文之间的差异。我们还证实，在极限$N,H\to\infty$超级明星仍然能够消除随机漂移，从而提供任意强的选择优势，任何有益的突变。此外，我们研究了超级巨星扩增的鲁棒性，发现它似乎是一个脆弱的现象，相对于选择或突变过程的变化。
2014-08-08 math.PR q-bio.PE
The propagation of a cultural or biological trait by neutral genetic drift in a subdivided population
我们研究固定的概率和时间作为一个结果的中性遗传漂变在细分的人群中，动机语言变化的文化进化过程的模型，是由相同的数学描述的生物过程。我们重点研究了固定次数随亚种群数量的增长，以及固定概率和固定次数随突变体初始分布的变化。通过将模型的前向和后向时间性质之间的对偶关系从泛种群推广到细分种群，得到了任意初始条件下固定概率的一般公式.由此，我们得到了新的公式，形式上精确的极限极弱的迁移，从任意初始条件的赖特岛模型的平均固定时间，提出了两种情况下作为例子。对于更一般的人口细分模型，公式介绍了任意数量的突变体是随机定位的，和一个单一的突变体，其位置是已知的。这些公式包含的参数，通常必须获得数值，一个程序，我们遵循两个对比的集群模型。这些数据表明，初始条件下的固定时间的变化是轻微的，但强烈依赖于细分的性质。特别是，我们证明了条件下的固定时间仍然有限，即使在无限数量的demes的限制。在许多情况下-除了最后一个固定在一个有限的时间-固定的时间被证明是在精确的协议与预测公式的渐近有效种群大小。
2007-01-18 q-bio.PE
Mixed updating in structured populations
Harvard University（哈佛大学）
研究结构化群体中死亡-出生与出生-死亡更新规则的混合效应，分析中性进化和恒定选择下固定概率和时间随混合概率δ的变化，证明大多数无向无权图具有短固定时间并提供高效估计算法。
2026-08-14 q-bio.PE
Incentive Processes in Finite Populations
我们定义的激励过程，一个自然的概括的莫兰过程，将进化更新机制对应于著名的进化动力学，如logit，投影，和最佳答复动态。固定概率和内部稳定状态的各种激励措施，包括新的封闭形式，以及固定概率的两个单参数家庭的激励过程的成员有关的结果。我们发现，激励过程的行为可以从确定性演化动力学的类似性质在某些方面显着偏离，但在其他方面是相似的。例如，当注视概率改变时，它们的比率保持恒定。
2013-12-03 math.DS q-bio.PE
More can be better: An analysis of single-mutant fixation probability functions under $2\times2$ games
演化博弈论通过考虑进化过程中频率依赖的适应度，已被证明是探索集体行为自组织的有力工具。它表明，策略的稳定性不仅取决于每次遭遇后获得的收益，而且还取决于人口的规模。在这里，我们研究$2\times2$游戏在混合有限人口分析固定概率的单一突变体的人口规模的函数。我们证明了24个可能的游戏中有9个总是导致单调递减的函数，类似于固定的健身场景。然而，在12种不同的反协调、协调和优势游戏下，固定功能显示出增加的区域。也许与直觉相反，这表明单突变策略往往受益于更大的群体。从全局最小值增加到正渐近值的固定函数是普遍存在的，但可能很容易被弱选择限制所掩盖。我们获得了足够的条件来观察固定增加的小种群和三种不同的方式，这可能会发生。最后，我们描述了在中等人口规模下以两个极端为边界的区域不断增加的注视函数。我们将它们的发生与从一个全局极端到其他形状的过渡相关联。
2022-11-29 q-bio.PE
Deterministic evolutionary game dynamics in finite populations
进化博弈动力学描述了成功策略在繁殖个体群体中的传播。通常，策略传播的微观定义是随机的，这样，只有在无限大的种群中，动态才会变得确定。在这里，我们介绍了一个新的微观出生-死亡过程，有一个完全确定的强选择限制在任何规模的混合人口。此外，在弱选择下，从这个新的过程恢复频率依赖的Moran过程。这使得它成为弱选择下通常的演化动力学的自然延伸。我们发现简单的表达式的固定概率和平均固定时间的新进程中的进化游戏有两个球员和两个战略。对于两个玩家和三个策略的循环博弈，我们证明了所产生的确定性动力学关键地依赖于初始条件的非平凡的方式。
2010-07-08 q-bio.PE
Fixation of strategies for an evolutionary game in finite populations
研究了有限种群中由2 × 2矩阵对策给出的两种策略的随机演化动力学.我们专注于固定的随机特性：如何由一个单一的个人代表的战略赢得了整个人口。该过程中讨论的框架内的随机游走与任意的跳跃率。固定的时间被发现是相同的两种策略在任何特定的游戏。还讨论了大种群规模限制下注视时间和注视概率的渐进行为。我们发现，固定是快速的，当至少有一个纯进化稳定策略（ESS）在无限的人口规模限制，而固定是缓慢的ESS是两种策略共存。
2005-09-08 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Fixation, transient landscape and diffusion's dilemma in stochastic evolutionary game dynamics
基于主体的有限种群随机模型近年来在演化动力学博弈论中受到广泛关注。最终的固定和固定前的瞬态行为是重要的动力学的充分理解。本文通过构造景观函数，研究了均匀混合Moran过程的瞬态动力学。它表明，景观发挥中央理论“设备”，集成了几条线的查询：复制动力学的稳定行为，长时间的固定，并与渐近大人口的连续扩散近似。讨论了与瞬态动力学有关的几个问题：（i）与吸引子内和吸引子间动力学相关的多时间尺度现象;（ii）类似于平衡统计物理中Maxwell构造的随机定态过程的不连续跃迁;（iii）离散演化动力学作为连续近似所面临的两难扩散近似.据发现，罕见的事件与指数小的概率，对应的上坡运动和障碍跨越景观与多井，这是可能的强非线性动力学，在理解进化，非线性生物系统的复杂性的起源起着重要的作用。
2011-09-09 q-bio.PE
Fixation and escape times in stochastic game learning
已知有限种群中的进化动力学在没有突变的情况下最终会固定。我们在这里发现，一个类似的现象，可以发现在随机游戏动态批量学习，并调查固定在一个简单的2x2游戏的学习过程中，两个玩家的游戏与循环互动，并在最佳网络游戏的背景下。进化中有限种群的类似物在这里是策略更新之间的有限批观察。我们研究了何时以及如何固定可以发生，并提出了从数值模拟的平均时间固定的结果。简单的情况下，也服从分析方法，我们提供了所谓的逃逸时间作为批量大小的函数的行为的估计。讨论了在进化动力学中与逃避和固定的异同。
2011-02-04 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
A Novel Analytical Method for Evolutionary Graph Theory Problems
进化图论研究的是图上种群的进化动力学。一个核心问题是确定少数突变体超越种群的概率。目前，蒙特卡罗模拟用于估计一般有向图上的固定概率，因为没有好的分析方法存在。在本文中，我们介绍了一种新的确定性框架计算固定概率的强连接，有向，加权进化图下中立漂移。我们展示了这个框架如何也可以用来计算在给定的时间步长的突变体的预期数量（即使我们放松图是强连通的假设），它如何扩展到其他相关模型（例如投票者模型），我们的框架如何在有利突变体的情况下为固定概率提供非平凡的界限，以及如何使用它来找到平均注视时间的非平凡下限。我们提供了各种实验结果，确定固定概率和预期数量的突变体在不同的图形。其中，我们表明，我们的方法始终优于Monte Carlo模拟的速度由几个数量级。最后，我们展示了我们的方法如何在神经学中提供对突触竞争的洞察。
2013-01-11 cs.GT cs.SI q-bio.PE
Probability of fixation of an advantageous mutant in a viral quasispecies
一个有利的突变体上升到固定在一个病毒准种的概率进行了研究的框架中的多类型的分支过程。固定是否可能取决于准种的总体生长速度，而不是入侵突变体的个体适应性。只有当入侵准种的所有潜在成员的适合度已知时，才能计算出精确的固定概率。准种固定有两个重要特征：第一，具有负选择系数的序列具有正固定概率，只要它有潜力成长为具有超过已建立准种的总体增长率的准种。其次，具有相同适合度的序列的固定概率仍然可以在许多数量级上变化。引入了固定概率的两个近似值。这两种近似只需要部分知识的潜在成员的入侵准种。这两个近似的性能进行比较的确切的固定概率在网络上的RNA序列具有相同的二级结构。
2002-09-28 physics.bio-ph q-bio.PE
Dynamic landscape models of coevolutionary games
共同进化博弈的参与者不仅会更新他们的策略，还会更新他们的互动网络。在将博弈者的收益解释为适应度的基础上，提出了动态景观模型。建模过程中进行的囚徒困境（PD）和雪堆（SD）的游戏，都使用出生-死亡（BD）或死亡-出生（DB）的策略更新。主要的重点是使用动态适应度景观作为一个数学模型的协同进化博弈动力学。因此，一个替代的工具来分析共同进化的游戏变得可用，景观措施，如模态，坚固性和信息内容可以计算和分析。此外，固定属性的游戏和量化的相互作用网络的特征进行了数值计算。建立了由景观测度表示的景观属性与固定概率、固定时间和网络属性等共同进化博弈动力学的量化因子之间的关系。
2017-03-15 cs.NE physics.bio-ph q-bio.PE
Fixation properties of rock-paper-scissors games in fluctuating populations
石头剪刀布游戏隐喻性地模拟了生态学和微生物学中的循环优势。在静态环境中，这些模型的特点是固定概率服从两个不同的“法律”在大型和小型混合人口。在这里，我们研究了这三个物种模型的演变受到随机切换承载能力建模资源稀缺和丰富的状态之间的无休止的变化。本文主要针对等价于循环洛特卡-沃尔泰拉模型的零和石头剪刀布博弈，研究了人口和环境噪声的${\it coupling}$对注视特性的影响。更具体地说，我们调查的物种是最有可能在波动的规模和结果如何取决于环境的变化的人口占上风。我们表明，人口噪声加上环境随机性“水平场”的循环竞争的平衡选择的效果。特别是，我们表明，快速切换有效地降低了选择强度成比例的承载能力的方差。我们确定的条件下，出现新的固定方案，最有可能的物种占上风的变化率的开关和承载能力的方差。随机切换对平均注视时间的影响有限，平均注视时间与平均人口规模呈线性关系。因此，环境的随机性使循环竞争更加平等，但并没有延长物种的共存。我们还展示了如何通过重新调整选择强度从零和模型的固定概率中获得接近零和的石头剪刀布游戏的固定概率。
2020-02-24 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.soc-ph
An extension of the Moran process using type-specific connection graphs
如由[Lieberman，E.，豪特角和Nowak，M.图上的演化动力学。《自然》433，pp. 312-316（2005）]，是对群体中遗传突变的传播进行建模的随机过程。在这个过程中，代理的两种类型的人口（即突变体和居民）与图的顶点。最初，只有一个随机一致选择的顶点是突变体，适应度为$r > 0$，而所有其他个体都是居民，适应度为$1$。在每一步中，一个个体被选择的概率与其适应度成正比，其状态（突变体或居民）被传递给一个随机选择的邻居。在本文中，我们介绍和研究的推广模型的Lieberman等。假设不同类型的个人通过不同的图，即$G_R(V,E_R)$居民和$G_M(V,E_M)$突变体感知人口。在这个模型中，我们研究了固定概率，即最终只有突变体留在人口中的概率，对于各种图对。首先，我们将已知的结果从Lieberman等人的原始单图模型转移到我们的2图模型。其中，我们推广了Lieberman等人的等温定理，这给出了一对图与一对团具有相同固定概率的充分条件。接下来，我们给出了一个2人策略博弈的过程中，玩家的回报对应于固定和/或灭绝概率的观点。在这种情况下，我们试图确定每个球员的最佳对策，并给出证据表明，集团是最有益的两个球员的图。最后，我们研究了固定概率的有效近似的可能性，并提供了一个FPRAS突变图是完整的特殊情况下。
2021-07-26 cs.DM cs.GT cs.SI
Diffusion approximations in population genetics and the rate of Muller's ratchet
扩散理论是现代群体遗传学的核心工具，它给出了固定概率和其他不容易从基本的赖特-费舍尔模型推导出来的量的简单表达式。不幸的是，教科书中推导扩散方程作为缩放限制需要进化参数（选择系数，突变率）来缩放，就像人口规模的倒数一样--这是一个严格的限制，并不总是反映生物学现实。在这里，我们注意到，赖特-费舍尔模型可以近似扩散方程在更一般的条件下，包括在政权的选择和/或突变是强相比，遗传漂变。作为一个例子，我们使用扩散近似的赖特-费舍尔模型，以提高估计的预期时间固定的一个强烈有害的等位基因，即穆勒的棘轮率。
2021-11-26 q-bio.PE
Finite-population evolution with rare mutations in asymmetric games
我们的进化模型根据一个不对称的游戏发生在多个有限的人口，一个游戏中的每个角色，并研究个人随机策略突变的影响。我们表明，当这些突变发生足够不频繁，在所有人口状态的动态简化为遍历马尔可夫链的纯人口状态（每个人口是单态的）。这使得稳态分布的计算在计算上是可行的。该嵌入马尔可夫链的转移概率涉及单个种群中突变体的固定概率。潜在博弈的不对称性导致了固定概率，固定概率来自频率无关选择，与类似的单种群博弈情况相反（Fudenberg和Imhof 2006）。这种频率独立性是有用的，因为它允许我们使用来自群体遗传学文献的结果来计算进化过程的平稳分布，给出更清晰的，有时甚至是分析的结果。我们证明了这种方法的实用性，将其应用到一个战斗的性别游戏，克劳福德-索贝尔信号游戏，和啤酒乳蛋饼游戏的Cho和Kreps（1987）。
2015-12-21 q-bio.PE q-bio.QM
Two timescales in stochastic evolutionary games
该研究利用两个时间尺度的离散时间马尔可夫链收敛性，分析细分种群随机演化博弈的强迁移、低迁移及低突变极限，推导策略固定概率与长期丰度的计算方法。
2024-11-01 math.PR q-bio.PE
Population dynamics and games of variable size
本文提出可变规模博弈论（VSGT），将参与者数量作为战略决策，通过协调与共存、亲社会/反社会博弈、同域物种形成及SIRS流行病模型等例子，揭示博弈规模策略对种群动态和演化的重要影响。
2024-05-06 q-bio.PE
Autocratic strategies for alternating games
重复博弈在行为科学和进化生物学中有着悠久的传统。最近，研究人员发现，通过让参与者单方面对收益施加线性约束，可以对重复的互动进行前所未有的控制。在这里，我们扩展这个理论的“零决定因素”（或更一般地说，“专制”）的战略交替游戏，这往往是生物学上更相关的比传统的同步游戏。交替博弈自然会导致参与者之间的不对称，因为第一步很重要，或者因为参与者可能不会以相等的概率移动。在两个局中人$X$和$Y$的严格交替对策中，当（i）$X$先行动和（ii）$Y$先行动时，我们给出了局中人$X$存在专制策略的条件.此外，我们表明，专制的战略存在，甚至（iii）游戏随机交替移动。专制策略中特别重要的一类是勒索策略和慷慨策略，它们分别为对手带来不利和有利的结果。我们使用连续捐赠博弈来说明这些策略，在该博弈中，玩家根据连续的合作投资水平来支付成本以向对手提供利益。由于交替移动的不对称性很容易从优势等级中产生，我们表明，它们可以赋予下级玩家比主导玩家更专制的策略。
2016-10-24 q-bio.PE
Growth, competition and cooperation in spatial population genetics
我们研究了一个基于个体的模型，描述了两个不同等位基因之间的空间竞争。虽然该模型在精神上类似于经典的空间群体遗传学模型，如垫脚石模型，但在这里，空间是连续的，竞争个体的总密度由于人口统计随机性而波动。通过分析和数值模拟，我们研究了固定概率，固定时间和杂合性的行为，在一个中立的设置和两个物种可以竞争或合作的情况下。最后的例子中，个人被运送的流体流动，我们认为，这种模式是一个自然的选择来描述海洋环境中的竞争。
2012-12-18 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Fast flowing populations are not well mixed
本文指出快速流动种群不等同于完全图上的充分混合，提出快速流动极限下的解析方法，可准确预测全局与局部选择下选择抑制现象，为运动个体系统提供建模工具。
2017-09-29 q-bio.PE
A new generalization of Parrondo's games to three players and its application in genetic switches
Parrondo悖论表明了一种悖论的情况，即获胜的期望可能出现在失败的游戏序列中。有许多版本的原始Parrondo的游戏在文献中，但游戏是由两个球员在他们所有。我们介绍了一个新的扩展版本的游戏，由三名球员和一个三面有偏见的骰子，而不是两名球员和一个有偏见的硬币在这项工作。在第一步中，我们找到了参数空间中公平博弈的部分。在公平概率中加入噪声后，我们随机地、周期性地、非线性地组合了两个博弈，得到了悖论发生的条件。该模型可推广应用于所有科学和工程领域。它也可以用于基因开关。基因开关通常是由两个反应元件组成的，但更多元件的存在会导致细胞做出更多现有的决定。每一个基因开关都可以被看作是一个游戏，在这个游戏中，反应元素竞相增加它们的分子浓度。我们提出了三个遗传网络的基础上，一个新的广义Parrondo的游戏模型，由两个嘈杂的遗传开关。它们的结合可以提高网络对噪声的鲁棒性。每个开关也可以用作构建合成开关的初始模式，以改变不需要的细胞的命运。
2021-02-02 q-bio.PE
The mechanics of stochastic slowdown in evolutionary games
我们研究随机动态的进化游戏，并专注于所谓的“随机减速”的效果，以前观察到（Altrock等。al，2010）用于简单的演化动力学。这里的慢化指的是一个有益的突变可能比一个中性的突变需要更长的时间来固定。更确切地说，固定时间的条件下的突变接管可以显示在中间选择强度的最大值。我们表明，这种现象是存在于囚徒困境，并讨论了违反直觉的减速和加速共存游戏。为了建立这些现象的微观起源，我们计算了平均逗留时间。这使我们能够确定的瞬态，最有助于减速效应，并使我们能够提供一个理解的减速收购一小群合作者的叛逃者：叛逃传播迅速，最初，但收购的最后步骤可以大大推迟。共存博弈的分析揭示了更复杂的行为。在小群体中，条件平均注视时间可以显示多个极值作为选择强度的函数，例如，减速，加速，再减速。我们对两人游戏进行分类，以观察作为选择强度函数的条件平均注视时间的非单调行为的可能性。
2012-07-27 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Dynamical compatibility for finite and infinite population models used in genetics
NOVA School of Science and Technology, Universidade NOVA de Lisboa（里斯本新大学科学技术学院）；Universidade Federal Fluminense（弗卢米嫩塞联邦大学）
研究有限与无限种群模型在大种群极限下的动力学兼容性，揭示其在种群遗传学中的应用及相互关系。
2026-07-27 q-bio.PE
The Consequences of Switching Strategies in a Two-Player Iterated Survival Game
我们考虑两人迭代生存博弈，其中玩家可以从一个更合作的行为切换到一个不太合作的一个在游戏的某个步骤。收益是生存概率，孤独的个体必须自己完成游戏。我们探讨这些游戏的潜力，以支持合作，专注于每一个步骤的情况下，是一个囚徒困境。我们发现，激励或反对合作取决于在游戏结束时的叛逃的数量，而不是在游戏中的步骤数。一般来说，当孤独的个人的生存前景相对暗淡时，合作得到支持。具体来说，我们发现三个关键值或截止的孤独者生存概率，与其他生存参数，确定合作或反对的激励。一个截止值决定了一个最优的背叛数量的存在，对一个完全合作的合作伙伴，一个确定是否额外的背叛最终成为不利的合作伙伴的背叛数量的增加，并确定是否额外的合作最终成为有利的合作伙伴的背叛数量的增加。我们得到这些开关点的表达式和最佳数量的背叛对合作伙伴的各种战略。这些通常涉及少量的叛逃，即使在很长的游戏。我们表明，潜在的长期均衡可能存在，其中没有激励更多的缺陷或合作。我们描述了个人如何找到最佳对策策略之间的平衡，并建立进化稳定性要求只有一个这样的平衡。否则，均衡不受较少背叛策略的入侵。
2020-06-11 q-bio.PE
Evolutionary Dynamics with Fluctuating Population Sizes and Strong Mutualism
博弈论思想为研究混合环境中的演化动力学提供了一个有用的框架。然而，这种方法通常强制执行严格固定的总体人口规模，不强调自然增长过程。我们研究了一个竞争性的洛特卡-沃尔泰拉模型，数量波动，占自然人口增长，并包括典型的进化游戏的相互作用的情况。我们表明，在一个适当的限制，该模型描述了标准的进化博弈与遗传漂变和总体人口规模波动。然而，也有一些制度，其中不同的人口规模可以强烈影响演化动力学。我们专注于强互惠的情况下，并证明，标准的演化博弈论未能描述我们的模拟结果。然后，我们分析和数值确定固定概率以及平均固定时间使用匹配的渐近展开，考虑到人口规模的自由度。这些结果阐明了种群动力学和演化动力学之间的相互作用，在良好的混合系统。
2016-08-29 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.PE
Stochastic evolution in populations of ideas
众所周知，在重复博弈中相互作用的参与者的学习可以被解释为思想群体的进化过程。到目前为止，这些类比大多建立在确定性模型中，学习中的记忆丧失被认为与进化中的突变相似。在这里，我们提出了一个表示的强化学习作为一个随机过程中有限的“人口的想法”。由此产生的生灭动力学具有吸收状态，并允许思想的灭绝或固定，这标志着有限种群中突变选择过程的关键区别。我们描述了几类对称和非对称游戏的思想种群进化的结果。
2016-09-14 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Mean Evolutionary Dynamics for Stochastically Switching Environments
复制实体的种群经常经历环境的突然或周期性变化。我们通过几个常见的进化动力学模型，包括线性对称和非对称景观的复制动态，莫兰过程，激励动力学的环境切换参数，探讨这种现象的影响。我们给出了一个简单的关系，环境切换的概率，相对的健身增益，和长期行为的固定概率和长期结果的确定性动力学的影响。我们还讨论了动态变化的情况下，例如人口的复制动态切换到一个最佳回复动态，反之亦然，给李雅普诺夫稳定性的结果。
2013-06-10 math.DS q-bio.PE
Unbending strategies shepherd cooperation and suppress extortion in spatial populations
研究格点种群中始终合作、勒索型 ZD 与不屈策略的演化动力学，发现不屈玩家能根本改变系统动力学，抑制勒索者主导并促进公平合作。
2024-05-29 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Stochastic dynamics for adaptation and evolution of microorganisms
我们提出了一个模型的动态细菌的人口与连续的性状，谁竞争资源和水平交换（转移），否则垂直遗传性状与可能的突变。竞争影响个人人口统计，影响总体规模，从而反馈到转移的动态。考虑一个取值于点测度空间的基于个体的随机纯跳过程，其跳事件描述了个体的繁殖、迁移和死亡机制。在大种群规模下，证明了该随机过程收敛于一个非线性积分微分方程的解。当只有两个不同的性状而没有突变时，该方程简化为一个非标准的二维动力系统。我们展示了转移率的形式对于其解的长期行为是多么重要。我们描述了动态的入侵和固定时，两个特征之一是最初罕见的，并计算入侵概率。然后，我们研究的过程中的假设下，罕见的突变。我们证明了突变时间尺度上的随机过程收敛于描述成功突变体连续入侵的跳跃过程。我们发现，水平转移可以有一个重大影响的连续突变固定的分布，导致显着不同的行为，从预期的进化情景进化自杀。仿真结果说明了这些现象。
2017-07-26 math.PR q-bio.PE
Mean-potential law in evolutionary games
这封信提出了一种新的方法来连接随机行走，随机微分方程，和演化博弈论。对离散空间随机系统引入了一个新的势函数概念。它是基于一维随机微分方程和随机游动之间的对应关系，这可能是准确的，不仅在连续极限，而且在有限状态空间。我们的方法是有用的计算固定概率的离散随机动力系统的两个吸收状态。我们将其应用于进化博弈，制定了两个简单而直观的标准，在有限的人口纯纳什均衡的进化稳定性。特别是，我们表明，$1/3$法律的进化游戏，介绍了诺瓦克等人[自然，2004年]，遵循一个更普遍的平均势法。
2018-01-24 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Frequent asymmetric migrations suppress natural selection in spatially structured populations
本文提出受分批培养实验启发的空间结构种群模型，发现频繁迁移的空间结构只能抑制自然选择，且非对称性越强抑制越强，仅在罕见迁移和极小适应度优势时存在放大效应。
2023-11-14 physics.bio-ph q-bio.PE
The role of behavioural plasticity in finite vs infinite populations
演化博弈论已被证明是一个优雅的框架，在种群动力学和人类行为提供了许多富有成效的见解。在这里，我们专注于行为可塑性及其对种群进化的影响方面。我们认为只有两个策略的游戏，以及混合无限和有限的人口设置。我们假设，个人可能会表现出行为可塑性被称为无能的球员。我们研究这种异质性对当地相互作用的结果，并最终对全球竞争的影响。例如，当考虑到行为可塑性时，从选择的角度来看，以前占主导地位的策略可能变得可取。此外，它可以简化条件，成功固定在无限种群的入侵。我们证明了我们的研究结果的例子，囚犯的困境和雪堆游戏，在那里我们定义的条件下，可以促进合作。
2020-09-28 cs.GT econ.TH q-bio.PE
On the coexistence of cooperators, defectors and conditional cooperators in the multiplayer iterated Prisoner's Dilemma
最近的实验证据[Grujić等人，PLoS ONE 5，e13749（2010）]关于空间囚徒困境的研究表明，参与者根据他们之前的行动和他们邻居的行动选择合作或不合作，与稳定的背叛者和合作者共存。本文利用复制子动力学研究了多人重复囚徒困境中这三种策略的共存性。我们考虑n = 2，3，4和5个玩家的群体，并计算每种玩家的收益作为马尔可夫链的极限，其中从相应的策略中找到动作之间的转移概率。我们发现，对于组的大小n = 4存在一个内部点，其中三种策略共存，相应的吸引力盆地随着玩家数量的增加而减少，而我们还没有能够找到这样一个点n = 5。我们分析表明，在无限n极限中不可能出现内点。最后，我们讨论了这种理论方法在实验中观察到的行为的影响。
2012-02-01 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
The continuous limit of the Moran process and the diffusion of mutant genes in infinite populations
我们考虑所谓的Moran过程的频率依赖的适应度由一定的支付矩阵。对于有限总体，我们证明了最终状态必须是齐次的，并展示了如何计算固定概率。接下来，我们考虑无穷总体极限，并讨论漂移扩散极限的适当标度。在这种情况下，退化的抛物型偏微分方程，在频率无关的适应度的特殊情况下，恢复著名的木村方程在群体遗传学。然后，我们证明了相应的初值问题是适定性的，离散模型收敛到PDE模型的总体规模趋于无穷大。我们还研究了一些博弈论方面的动态和最佳策略的特点，在适当的意义上。
2006-02-23 math.AP q-bio.PE
Nash Equilibria in the Response Strategy of Correlated Games
在自然界和社会中，当不同的利益难以协调时就会出现问题，这是博弈论的模型。虽然大多数应用程序假设不相关的游戏，一个更详细的建模是必要的，以考虑影响球员的决定的相关性。然而，目前的相关博弈理论强制参与者服从第三方或“相关装置”的指令以达到均衡，但这并不能在所有初始相关性下实现。我们在这里扩展了现有的相关博弈框架，并发现还有其他有趣的和以前未知的纳什均衡，利用相关性，以获得最佳的回报。这是通过允许玩家自由地遵循或不遵循相关设备的建议来实现的。通过分配独立的概率来遵循每一个可能的建议，参与者参与了一个反应博弈，结果证明，这个博弈具有丰富的纳什均衡结构，超越了相关均衡和混合策略解决方案。我们确定了纳什均衡所有可能的相关雪堆游戏，我们发现可以描述的伊辛模型在热平衡。我们相信，我们的方法铺平了道路，在游戏中的相关性的研究，揭示了有趣的潜在的互动机制的存在，而不损害独立的球员。
2018-09-07 cs.GT econ.TH physics.soc-ph
