生长速率塑造细菌性状演化的动态规律

内容形式：摘要译文

细菌物种的生长速率跨越多个数量级，然而，生长速率的演化如何嵌入其他细菌性状的更广泛演化动态之中，仍知之甚少。我们将283种细菌的实验测定生长速率与11项基因组、代谢、生态和环境性状相整合，并采用多变量Ornstein–Uhlenbeck模型，刻画生长速率及相关性状在进化时间尺度上的协同演化模式。结果表明，假设存在不同的慢生长和快生长进化状态的模型最能解释生长速率的演化；在较长的进化时间尺度上，无论单独建模还是与其他性状联合建模，生长速率向适应性最优值演化的速度均快于所考察的其他任何性状。生长速率与相关性状之间的协同演化主要由生长速率状态所塑造，这表明生长速率可能充当进化的“节拍器”。在瞬时尺度上，与生长速率协同演化的8项性状中有6项表现出单向耦合，其中包括全部4项环境性状，且耦合方向因性状而异。相比之下，核糖体RNA操纵子拷贝数和GC含量与生长速率之间表现出相互耦合。这些发现将细菌生长策略重新界定为：它不再只是性状变异的相关因素，而是在不同进化时间尺度上塑造细菌性状演化的主要组织轴。

关键词：细菌生长速率 · 性状协同演化 · Ornstein–Uhlenbeck模型 · 生长策略 · 适应性进化

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.22.761225v1?rss=1