دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 122543
ترجمه فارسی عنوان مقاله

چگونه ساختار فضایی و عدم اطمینان همسایگان متفقین را ترویج می دهند و اثرات ملکه سیاه را تضعیف می کنند

عنوان انگلیسی
How spatial structure and neighbor uncertainty promote mutualists and weaken black queen effects
کد مقاله سال انتشار تعداد صفحات مقاله انگلیسی
122543 2018 88 صفحه PDF
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Journal of Theoretical Biology, Volume 446, 7 June 2018, Pages 33-60

ترجمه چکیده
اغلب متقابل تغذیه تعاونی (متابولیسم مبادله منابع) دو سوال مرتبط را مطرح می کند: چرا تغذیه سوء تغذیه در مورد خودکفایی مطرح می شود و چطور متقاضیان محافظت از تقلب های غیر تولید می کنند؟ فرضیه سیاه ملکه نشان می دهد که اگر منابع نشت گران هزینه باشند، باید انتخاب برای از دست رفتن ژن یا خودکفایی وجود داشته باشد، اما انتخاب براساس وابستگی متقابل است. نشان داده شده است که تعاملات موضعی برای محافظت متقابل در برابر تقلبها محافظت می شود، هرچند که اثرات آنها در حضور ارگانیسم های خودمختار به خوبی درک نمی شود. در اینجا ما یک مدل فضایی تصادفی برای بررسی اینکه چگونه اثرات فضایی پیش فرض های فرضیه سیاه ملکه را تغییر می دهد، ایجاد می کنیم. میکروب ها نیاز به دو منبع ضروری برای تکثیر دارند، که آنها می توانند خود را (به هزینه) تولید کنند یا از همسایگان خود استفاده کنند. علاوه بر این، میکروب ها به مکان های خالی برای تولد نیاز دارند. تحت شرایط محیطی خوب محیطی، فیدرهای متقابل همیشه توسط یک تولیدکننده غیرمستقیم و یک میکروب به خودی خود جایگزین می شوند. با این حال، تعاملات محلی دارای دو اثر است که به نفع تولید است. اول، یک میکروب که با تعداد کمی از همسایگان تعامل دارد، همیشه منابع ضروری لازم را دریافت نخواهد کرد. این اثر تا حدودی بر متقابل فیدرها آسیب می رساند اما به غیر از تولید کنندگان آسیب می زند. دوم، میکروب ها تمایل دارند که میکروب های دیگری را که منابع لازم را تولید می کنند، جایگزین کنند. این اثر نیز کمی متقابل فیدرها را آسیب می زند، اما به طور غیرممکن به تولید کنندگان آسیب می رساند. بنابراین کار ما نشان می دهد که تعاملات محلی باعث افزایش هزینه های غیر تولیدی می شود. بدین ترتیب، هماهنگی مناسب بین هزینه تولید منابع و هزینه گاهی اوقات محدود بودن منابع می تواند به نفوذ متقابل بین خود و دیگران وابسته باشد.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله  چگونه ساختار فضایی و عدم اطمینان همسایگان متفقین را ترویج می دهند و اثرات ملکه سیاه را تضعیف می کنند

چکیده انگلیسی

The ubiquity of cooperative cross-feeding (a resource-exchange mutualism) raises two related questions: Why is cross-feeding favored over self-sufficiency, and how are cross-feeders protected from non-producing cheaters? The Black Queen Hypothesis suggests that if leaky resources are costly, then there should be selection for either gene loss or self-sufficiency, but selection against mutualistic inter-dependency. Localized interactions have been shown to protect mutualists against cheaters, though their effects in the presence of self-sufficient organisms are not well understood. Here we develop a stochastic spatial model to examine how spatial effects alter the predictions of the Black Queen Hypothesis. Microbes need two essential resources to reproduce, which they can produce themselves (at a cost) or take up from neighbors. Additionally, microbes need empty sites to give birth into. Under well mixed mean-field conditions, the cross-feeders will always be displaced by a non-producer and a self-sufficient microbe. However, localized interactions have two effects that favor production. First, a microbe that interacts with a small number of neighbors will not always receive the essential resources it needs; this effect slightly harms cross-feeders but greatly harms non-producers. Second, microbes tend to displace other microbes that produce resources they need; this effect also slightly harms cross-feeders but greatly harms non-producers. Our work therefore suggests localized interactions produce an accelerating cost of non-production. Thus, the right trade-off between the cost of producing resources and the cost of sometimes being resource-limited can favor mutualistic inter-dependence over both self-sufficiency and non-production.