环境历史能够抵消营养物质质量对细菌生长速率演化的影响

内容形式：摘要译文

尽管同一微生物物种的菌株几乎具有相同的酶，但在相同营养物质条件下生长时，其生长速率仍表现出很大差异。在此，我们表明，这种生长速率差异可能是对不同环境波动模式进行进化适应的结果。我们建立了一个数学模型，将细胞蛋白质组分配与波动环境中的生态—进化动力学相结合。我们发现，不同的环境波动模式会选择出不同的生长特征。在快速变化的环境中进化时，慢生长菌株会反复胜过快速生长菌株。在一系列营养物质可获得性不对称的环境中，进化会以可重复的方式促使两个共存菌株稳健地分化。我们基于适应性动力学建立了一个理论框架，能够定量预测这些进化结果，并从所有细胞都面临的生长—滞后权衡角度加以解释。最后，我们表明，该模型能够再现亲缘关系密切的菌株生长速率数据中的若干模式。我们的结果表明，细菌仅凭蛋白质组分配，就能迅速适应近期的环境历史；而这种适应往往与基于营养物质质量所作的预期相悖。

关键词：细菌生长速率 · 环境波动 · 适应性进化 · 蛋白质组分配 · 生长—滞后权衡

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.17.752447v1?rss=1