A 不動點 是突變—選擇動力學中的一個濃度向量 x* 流對其不作改變。在濃度單純形上(正規化濃度總和為一),不動點分析區分出三種選擇結果:穩定共存、對局部化主序的達爾文選擇,以及對整合單元的一次性永久選擇。
一般的突變—選擇方程為
dxi/dt = Σj Qij − Ā
其中 Qij 是模板 j 產生突變體 i的機率,
Σj Qij = Ā
以矩陣形式表示,這是特徵值問題 M x* = Ā x*,其中
獨立競爭者:
當突變關閉時,
準物種:突變—選擇平衡
準物種是以主序為中心的近緣突變體分布。它不是單一基因型,而是突變—選擇平衡的穩定的不動點。 M 的特徵向量決定穩態分布。局部穩定性由關於 x*的雅可比正規模態所支配:正的特徵值間隙有利於局部化、以主序為主的準物種。若突變率超過錯誤閾值,局部化的不動點失去穩定性,穩定的準物種在眾多突變體上發生去局部化。這是資訊喪失,而非普通的達爾文選擇。
單純形上的不動點分類
- 穩定共存:具有多個存續類型的內部不動點。
- 達爾文選擇:在競爭排斥下穩定的角落或局部化主序。
- 一次性永久選擇:整合單元的不可逆固定,內部變異體無法入侵。
假設與限制:恆定的組織結構、充分混合的質量作用、確定性大族群,以及恆定的速率參數。有限族群、空間區室、重組和頻率依賴性催化可能改變吸引域,或在局部化與去局部化狀態之間引入隨機切換。
解讀相位圖
左圖:獨立競爭者流向角落匯點以實現競爭排斥,或流向內部點以實現穩定共存。中圖與右圖:準物種在錯誤閾值以下局部化,在其以上去局部化;特徵值間隙和雅可比正規模態追蹤穩定性的變化。
