Скорость не гарантирует успех: учёные нашли другие факторы победы в конкуренции

Исследователи из Массачусетского технологического института представили модель, объясняющую, как конкурирующие популяции захватывают новые территории. Работа, опубликованная в журнале Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment, основана на экспериментах с бактериальными колониями. Успех популяции определяется не только её репродуктивным преимуществом — fitness, но и скоростью распространения и положением на границе роста. Об этом пишет сайт Phys.org.

Модель комбинирует уравнение KPZ, предложенное в 1986 году, с уравнением Фишера из эволюционной биологии. Соавтор исследования физик Мехран Кардар получил за работы по KPZ медаль Больцмана в 2025 году. В зависимости от баланса между конкурентным преимуществом и скоростью расширения возникают три формы фронта: округлый выступ, составной выступ с наклонными сторонами или V-образная впадина. В случае V-образной впадины более сильная популяция отстаёт в центре, хотя и продолжает наступать с боков.

Авторы показали, что менее приспособленная популяция может выжить, если окажется на выступе фронта. "Можно сказать, что предки оказались в нужном месте, чтобы обеспечить успех своим потомкам", — пояснил аспирант MIT Серхио Эрасо. Модель также предсказывает, что пространственная структура оставляет измеримый след в распределении fitness. Следующий шаг — экспериментальная проверка модели на реальных популяциях.