Estimating seed bank accumulation and dynamics in three obligate-seeder Proteaceae species
种子库动态的三个共同发生的专性播种（即火敏感）Proteaceae物种，Banksia ericifolia，Banksia marginata和Petrophile pulchella，在不同的时间，因为最近的火灾（即植物年龄）在悉尼地区的网站进行了检查。物种之间的显着变化被发现在产生的球果的数量，树冠内的球果的位置，产生的空锥的百分比（Banksia物种），每锥产生的卵泡/苞片的数量，和种子的数量丢失/释放由于自发的果实破裂。因此，三种不同的再生策略进行了观察，突出了共发生的Proteaceae物种的生殖策略的变化。最终，B。marginata潜在地积累了一个C. 20年后每株3000粒种子，c. 1500粒/株; B组500杜鹃花根据这些数据，B. marginata和B.杜鹃花属的物种需要至少8-10年的无火期，而美丽杜鹃花需要7-8年，以允许积累足够的种子库，从而确保这些物种在易发生火灾的生境中的局部持久性。
2010-01-27 q-bio.PE
Fisher-Wright model with deterministic seed bank and selection
种子库是许多植物物种的共同特征，它允许遗传多样性〈动〉性<动>在土壤中作为休眠种子储存不同的时间段。我们调查的地上人口以下的Fisher-Wright模型与选择加上一个确定性的种子库假设的种子库的长度保持不变，种子的数量是大的。为了评估种子库和选择对遗传多样性〈动〉性<动>的综合影响，我们推导了一个通用的扩散模型。所应用的技术概述了一个适当的重新缩放的随机微分方程，这是一个常见的问题，在统计物理近似的随机延迟微分方程的路径。我们计算的网站频谱的平衡解，并推导出固定的等位基因的选择和不选择的时间。最后，它表明，种子银行增强的网站频谱上的选择的效果，同时减慢的时间，直到突变选择平衡达到。
2016-07-28 q-bio.PE
Contrasting dynamics of seed banks and standing vegetation of annuals and perennials along a rainfall gradient
土壤种子库是植物群落的重要组成部分。然而，对种子库的动态和随之而来的植被的长期分析是罕见的。在这里，我们研究了动态植物群落的一年生植物在地中海，半干旱和干旱生态系统的优势度高，连续九年。对于一年生植物，我们假设种子库的密度比现存草本植被的密度更稳定。此外，我们预测，种子库和植被之间的时间变异性的差异将增加与干旱，其中年与年的降雨量变化更高。我们发现，在人口水平的时间变异性（评估为对数转换密度的标准差）的9个主要的一年生植物在每个网站之间的种子库和随后的植被在任何网站没有不同。对于一年生植物的总密度，格局取决于干旱。在地中海的网站，时间的变化是相似的种子库和植被（0.40与0.40）。尽管如此，在半干旱和干旱的网站，种子库的变异性低于植被（0.49比1.01和0.63比1.38，分别）。一年生植物种群水平格局和总密度之间的这种差异可能与其种子库中较低的种群同步性有关。与此相反，多年生草本植物（所有物种相结合），种子库的变异性高于植被。总的来说，我们的研究结果突出了种子库的作用，在缓冲的年度植被密度增加气候不确定性典型的干旱梯度。在该区域气候变化造成的不确定性日益增加的情况下，这一作用至关重要。
2023-01-30 q-bio.PE
Effects of population- and seed bank noise on neutral evolution and efficacy of natural selection
群体遗传学模型通常考虑固定的群体大小和唯一的选择系数。然而，种群动力学固有地在个体的数量中产生噪声，并且选择作用于个体的适应度的各个组成部分。在具有种子库的植物物种中，地上隔室和地下隔室的大小取决于种子产量和种子库的状态而呈现噪声。我们调查这种噪音是否对1）遗传漂变的速率和2）选择的效力有影响。我们认为四个变种的两个等位基因莫兰型模型定义的组合存在和不存在的噪音在地上和种子库车厢。时标分析和降维方法使我们能够将相应的Fokker-Planck方程简化为Moran模型的一维扩散近似。我们首先表明，如果地面上的噪音经典地影响遗传漂变率，地下噪音降低了种子库的多样性存储效果。其次，我们认为选择可以作用于植物适合度的四个不同组成部分：植物或种子死亡率，种子生产或种子萌发。我们的显著结果是，种子库噪声降低了对种子死亡率或发芽率的选择效果，而对植物死亡率或种子产量的选择不受影响。我们得到预期的网站频谱反映了这种异质性的选择效果之间的基因支持不同的植物健身组件。我们的研究结果强调了考虑生态噪声的影响来预测种子库对中性和选择性进化的影响的重要性。
2017-12-11 q-bio.PE
Seed banks can help to maintain the diversity of interacting phytoplankton species
种子形成是生殖周期的一部分，导致抗性阶段的积累，可以长时间承受恶劣的环境条件。在群落一级，具有这种长期生命阶段的多个物种更有可能共存。虽然这一过程对生物多样性的影响已经在陆地植物中进行了研究，但在浮游植物多物种动态模型中，种子库通常被忽视，尽管这种种子库有广泛的经验证据。在这项研究中，我们建立了一个相互作用的浮游植物物种，包括一个休息阶段供应的种子库的metacerity模型。该模型是参数化的，以成本驱动的增长率函数和基于字段的相互作用估计，其中包括促进和竞争的相互作用。隔间（沿海浮游细胞，沿海休息单元在海底，和开放的海洋浮游细胞）之间的交流是由流体动力学参数，模型的敏感性进行了评估。我们考虑两种模型，即，有和没有对生长速率的相互作用的饱和效应。我们的研究结果是一致的模型之间，并表明，种子库允许保持所有物种的社区超过30年。事实上，一小部分物种在一年中的特定时间很容易灭绝，但这一过程被它们在休眠阶段的生存所缓冲。因此，我们强调的潜在作用的种子库经常重新入侵的沿海社区，并在重新播种海洋区域的沿海环境。此外，种子库使种群能够容忍社区内更强的相互作用以及更严重的环境变化，例如在气候变化背景下预测的变化。因此，我们的研究表明，休息阶段可能有助于植物多样性的维持。
2022-02-02 q-bio.PE
The seed bank coalescent with simultaneous switching
我们引入了一个新的Wright-Fisher型模型的种子库纳入“同时开关”，这是最近的工作，微生物休眠的动机。我们发现，同时切换机制导致一个新的跳跃扩散限制的缩放频率过程，扩展经典的赖特-费舍尔和种子银行的扩散限制。我们进一步建立了一个新的双重合并结构与多个激活和失活事件的谱系。虽然这似乎让人想起一般可交换聚结器中的多个合并事件，但它实际上导致了一类全新的具有独特定性和定量行为的聚结过程。为了说明这一点，我们提供了一种新的条件来从无穷大这些聚结使用格里菲斯最近的结果。
2018-12-21 math.PR q-bio.PE
Dormancy stabilizes non-transitive competitive dynamics
Center for Mechanisms of Evolution, Biodesign Institute, Arizona State University（亚利桑那州立大学生物设计研究所进化机制中心）；School of Mathematical and Statistical Sciences, Arizona State University（亚利桑那州立大学数学与统计科学学院）；Centro de Investigaciones en Matemáticas（数学研究中心）；Center for Genomic Sciences, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学生命科学中心）
本研究构建种群遗传学框架，发现休眠可作为时间避难所，通过离散时间Wright-Fisher模型结合种子库与频率依赖相互作用，稳定非传递竞争系统，实现长期共存。
2026-08-19 math.PR q-bio.PE
Genealogy of a Wright Fisher model with strong seed bank component
研究了在强种子库效应影响下Wright-Fisher种群模型的谱系行为。更确切地说，我们考虑一个简单的种子库的年龄分布与两个原子，导致经典或长的谱系跳跃（后者模拟种子休眠的影响）。我们假设，这些长跳跃的长度尺度像一个权力$N^β$的原始总体规模$N$，从而引起了一个“强大的”种子库效应。对于一定范围内的$β$，我们证明了祖先的过程中的一个样本的$n$个人收敛下的非经典时间尺度的金曼的$n-$合并。此外，对于更广泛的参数，我们分析的时间，最近的共同祖先的两个人的分析和模拟。
2014-03-12 math.PR q-bio.PE
A new coalescent for seed-bank models
我们确定了一种新的自然结合结构，我们称之为种子库结合，它描述了一个强大的种子库效应的影响下，“休眠形式”的个人（如种子或孢子）可能会跳一个显着的几代人之前加入“活跃”的人口的人口的基因谱系。从数学上讲，如果种子休眠的平均时间与总总体规模的顺序$N$成比例，则我们的种子库合并出现在具有几何种子库年龄结构的Wright-Fisher模型中。这扩展了Kaj，Krone和Lascoux [J. Appl. Probab. 38（2011）285-300]，其显示在“弱”种子库效应存在下的Wright-Fisher模型的谱系由适当时间改变的Kingman聚结剂给出。种子库聚结的质的新特征是，祖先谱系以一定的速率独立地被阻止参与聚结事件，从而强烈地改变了经典聚结模型的预测。特别是，种子库聚结“不会从无穷大降下来”，并且到大小为$n$的样本的最近共同祖先的时间像$\log\log n$一样增长。这与经验观察一致，即种子库极大地增加了种群的遗传变异性，并表明它们如何作为缓冲器，抵御其他进化力量，如遗传漂变和选择。
2016-05-04 math.PR q-bio.PE
The shape of a seed bank tree
当初始样本的大小增长到无穷大时，我们得到了种子库合并的总的、活动的和非活动的分支长度的渐近行为。这些随机变量对于在种子库效应下进化的种群（如植物和细菌）以及结构化种群（如集合种群）有重要的应用。证明依赖于在对应于第一次失活谱系重新激活的停时对树的研究。我们还给出了条件抽样公式的随机分区，我们研究了系统的时间的第一个失活的血统。所有这些结果提供了一个很好的图片的不同制度和行为的块计数过程的种子库合并。
2020-09-25 math.PR q-bio.PE
Extinction threshold and large population limit of a plant metapopulation model with recurrent extinction events and a seed bank component
我们引入了一个新的模型，植物集合种群的种子库组件，生活在一个破碎的环境中，当地灭绝事件频繁。该模型是一个中间的种群动态模型与种子库组件，经典的赖特-费舍尔模型的基础上，和随机补丁占用模型（SPOMs）在集合种群生态学。它的主要特征是利用“幽灵”个体来人为地确保一个恒定的总体规模，幽灵个体可以繁殖，但相对于“真实”个体具有非常强的选择性劣势。我们表明存在一个灭绝阈值以上的“真正的”个人的亚群的持久性是不可能的，并调查种子库的特性如何影响这个灭绝阈值。我们还展示了在适当的缩放下该模型向SPOM的收敛，弥合了基于个人的模型和占用模型之间的差距。
2022-02-21 math.PR q-bio.PE
The ancestral process of long term seed bank models
我们提出了一个新的模型，种子银行，在那里的直接祖先的个人可能已经生活在最近以及非常遥远的过去。经典的Wright-Fisher模型以及Kaj，Krone和Lascoux（2001）提出的年龄分布有界的种子库模型都是我们模型的特例。我们辨别三个参数制度的种子库的年龄分布，这导致显着不同的行为，在遗传变异性方面，特别是在固定的类型和时间，最近的共同祖先。我们证明了年龄分布与有限的平均，祖先的过程收敛到一个随时间变化的金曼合并，而在无限的平均情况下，祖先的血统可能不会合并在所有的正概率。此外，我们提出了一个建设的向前的时间过程中的平衡。数学方法基于更新理论，Kaj等人介绍的瓮过程，以及Hammond和Sheffield（2011）的论文。
2013-07-01 math.PR q-bio.PE
Statistical tools for seed bank detection
在这篇文章中，我们推导出统计工具来分析和区分与种子库相关的经典和最近的种群遗传模型所产生的遗传变异模式。特别是，我们关注的模型描述的金曼聚结（K），模型展示所谓的弱种子库描述的随时间变化的金曼聚结（W），模型与所谓的强种子库描述的种子库聚结（S）和经典的两岛模型由赖特，结构化聚结（TI）描述。由于（强）种子库的存在应该对种群进行分层，我们预计它会产生与种群结构大致相当的信号。我们首先简要分析了Wright的$F_{ST}$，这是一种经典但粗略的种群结构测量方法，然后推导了基于Hobolth等人（2019）最近讨论的"相型分布演算"的无限站点模型中的预期站点频谱（SFS）。$F_{ST}$和SFS都可以在各种总体模型下容易地计算，它们丢弃统计信号。因此，我们也得到确切的似然全采样概率，这可以通过递归和蒙特卡洛计划在无限的等位基因和无限的网站模型。我们采用Andrieu和Roberts（2009）的伪边缘Metropolis-Hastings算法，在所谓的无限多站点模型下提供了一种同时进行模型选择和参数推断的方法，这在实际应用中是最相关的。事实证明，这种全似然方法可以可靠地区分模型类（K，W），（S）和（TI）的模拟数据的基础上，即使从中等样本量。还可以推断突变率，特别是确定突变是否发生在（强）种子库中。
2020-01-09 math.PR q-bio.PE
How seed banks evolve in plants: a stochastic dynamical system subject to a strong drift
University of Oxford（牛津大学）
本文研究了种群规模变化和环境波动对植物种子库建立的影响，提出了一种受强漂移影响的随机动力系统模型，揭示了种子库在种群下降时更易形成。
2026-02-04 math.DS math.PR q-bio.PE
Stationary distribution approximations of Two-island Wright-Fisher and seed-bank models using Stein's method
本文利用Stein方法为带突变的两岛Wright-Fisher模型和种子库模型提供平稳分布近似定理，给出显式误差界，并依据突变与迁移相对大小选择双岛扩散或beta分布近似。
2024-05-29 math.PR q-bio.PE
The value of internal memory for population growth in varying environments
在不同的环境中，生物体利用可用的线索来推断它们可能遇到的条件并表达潜在的有利性状是有益的。然而，外部线索可能不可靠或使用成本太高。我们考虑一种替代策略，其中生物体利用内部信息源。即使没有感知到环境线索，它们的内部状态也可能由于选择而与环境相关，从而形成有助于预测未来条件的记忆。为了证明这种内部记忆在不同环境中的适应价值，我们重新审视了一年生植物种子休眠的经典例子。以前的研究已经考虑了种子的发芽分数及其对环境线索的依赖性。与此相反，我们考虑一个模型的发芽分数，取决于种子年龄，这是一个内部状态，可以作为一个记忆。我们表明，如果环境变化具有时间结构，那么年龄相关的发芽分数将使人口有一个增加的长期增长率。生物体通过内部状态记忆的越多，种群的增长率就越高。我们的研究结果表明，实验方法来推断内部记忆及其在不同环境中的适应效益。
2023-01-09 physics.bio-ph q-bio.PE
A model for a population of trees structured by phenological traits
本文提出一个树群模型，研究树木在温度临界阈值突破后进入夏季休眠的物候适应机制，分析环境变化对种群动态的影响。
2026-01-26 q-bio.PE
The storage effect is not about bet-hedging or population stage-structure
存储效应是对随时间变化的环境中共存的一个众所周知的解释。像许多复杂的生态学理论一样，储存效应通常被用来解释观察到的共存现象，而不是仔细应用一个详细的模型。一种解释说，物种通过专门化特定的环境状态而共存，因此必须有一个强大的生命阶段（例如，长寿的成年人，一个种子银行），以便"等待"有利的条件。在这里，我们表明，这种广泛使用的解释可能是误导。多个模型表明，阶段结构，寿命长，世代重叠既不是必要的，也不是足够的存储效果。在稳健生命阶段确实会产生储存效应的模型中，它不会通过防止随机灭绝或改善相对赌注对冲来实现这一点。一个稳健的生命阶段最好被理解为满足储存效应的一个抽象条件的许多方法之一：环境和竞争对人均增长率的相互作用。使用一年生植物在西班牙的地中海草原的数据集，我们表明，这种相互作用的影响之间发生的水的可用性和发芽的竞争对手的数量，导致存储在没有一个持久的种子库。希望揭示储存效应的经验主义者应该在物种生命周期的所有阶段寻找环境条件和竞争之间的相互作用效应--这很容易用多元回归来识别。
2023-01-12 q-bio.PE
Selection Principles for Gaia
盖亚假说认为生命-环境耦合系统是一个单一的实体，其作用是调节和维持地球上的可居住条件。在本文中，我们讨论了可能导致盖亚的三种机制：生存选择，顺序选择和熵层次。我们使用纠结的自然模型的共同进化作为一个共同的框架，调查所有三个，使用标准模型的扩展版本，以详细说明盖亚作为一个例子的熵层次。这个想法，它结合了顺序选择与作为“记忆”的多样性水库，意味着随着时间的推移，盖亚系统的增长和增加弹性的趋势。然后，我们将讨论如何在实践中通过微生物种子库，气候避难所和横向基因转移实现盖亚记忆，并通过讨论可测试的影响熵层次的研究地球历史和宇宙中的生命搜索结束。本文增加了现有的盖亚假说分类，提出了一个“熵盖亚”，我们认为，随着时间的推移，生物量，复杂性和增强的可居住性是一个统计上可能的共同进化系统的特征。
2021-11-23 q-bio.PE
