The evolution of antibiotic production rate in a spatial model of bacterial competition
Notice bibliographique
Résumé
We consider competition between antibiotic producing bacteria, non-producers (or cheaters), and sensitive cells in a two-dimensional lattice model. Previous work has shown that these three cell types can survive in spatial models due to the presence of spatial patterns, whereas coexistence is not possible in a well-mixed system. We extend this to consider the evolution of the antibiotic production rate, assuming that the cost of antibiotic production leads to a reduction in growth rate of the producers. We find that coexistence occurs for an intermediate range of antibiotic production rate. If production rate is too high or too low, only sensitive cells survive. When evolution of production rate is allowed, a mixture of cell types arises in which there is a dominant producer strain that produces sufficient to limit the growth of sensitive cells and which is able to withstand the presence of cheaters in its own species. The mixture includes a range of low-rate producers and non-producers, none of which could survive without the presence of the dominant producer strain. We also consider the case of evolution of antibiotic resistance within the sensitive species. In order for the resistant cells to survive, they must grow faster than both the non-producers and the producers. However, if the resistant cells grow too rapidly, the producing species is eliminated, after which the resistance mutation is no longer useful, and sensitive cells take over the system. We show that there is a range of growth rates of the resistant cells where the two species coexist, and where the production mechanism is maintained as a polymorphism in the producing species and the resistance mechanism is maintained as a polymorphism in the sensitive species.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».