On the Accessibility of Adaptive Phenotypes of a Bacterial Metabolic Network
Notice bibliographique
Résumé
The mechanisms by which adaptive phenotypes spread within an evolving population after their emergence are understood fairly well. Much less is known about the factors that influence the evolutionary accessibility of such phenotypes, a pre-requisite for their emergence in a population. Here, we investigate the influence of environmental quality on the accessibility of adaptive phenotypes of Escherichia coli's central metabolic network. We used an established flux-balance model of metabolism as the basis for a genotype-phenotype map (GPM). We quantified the effects of seven qualitatively different environments (corresponding to both carbohydrate and gluconeogenic metabolic substrates) on the structure of this GPM. We found that the GPM has a more rugged structure in qualitatively poorer environments, suggesting that adaptive phenotypes could be intrinsically less accessible in such environments. Nevertheless, on average approximately 74% of the genotype can be altered by neutral drift, in the environment where the GPM is most rugged; this could allow evolving populations to circumvent such ruggedness. Furthermore, we found that the normalized mutual information (NMI) of genotype differences relative to phenotype differences, which measures the GPM's capacity to transmit information about phenotype differences, is positively correlated with (simulation-based) estimates of the accessibility of adaptive phenotypes in different environments. These results are consistent with the predictions of a simple analytic theory that makes explicit the relationship between the NMI and the speed of adaptation. The results suggest an intuitive information-theoretic principle for evolutionary adaptation; adaptation could be faster in environments where the GPM has a greater capacity to transmit information about phenotype differences. More generally, our results provide insight into fundamental environment-specific differences in the accessibility of adaptive phenotypes, and they suggest opportunities for research at the interface between information theory and evolutionary biology.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».