Адаптация к экстремальному стрессу в условиях компромисса между ростом и выживанием.

arXiv:2508.18710v2 Тип объявления: замена Аннотация: Микробная адаптация к экстремальным стрессам, таким как голодание, воздействие антимикробных препаратов или замораживание, часто выявляет фундаментальные компромиссы между выживанием и размножением. Понимание того, как популяции преодолевают эти компромиссы в условиях изменяющейся среды, остается центральной задачей. Мы разработали количественную модель для исследования адаптации популяций дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), подверженных циклам роста и экстремальному стрессу замораживания-оттаивания, сосредоточившись на роли покоя как медиатора выживания. Наша модель связывает ключевые характеристики жизненного цикла: скорость роста, время задержки, вероятность покоя и выживание в условиях стресса, с единым лежащим в основе фенотипом, мотивированным ролью внутриклеточной трегалозы в адаптации дрожжей к стрессу замораживания-оттаивания. С помощью стохастических популяционных симуляций и аналитического расчета долгосрочной скорости роста мы выявляем эволюционные аттракторы системы. Мы обнаружили, что сила компромисса между ростом и выживанием критически зависит от параметров окружающей среды, таких как продолжительность фазы роста. Что особенно важно, наш анализ показывает, что популяции, оптимизированные для циклов роста-стресса, часто могут сохранять жизнеспособность наряду с популяциями, оптимизированными для роста, даже в отсутствие стресса. Это демонстрирует, что лежащие в основе физиологические компромиссы не обязательно приводят к компромиссам в приспособленности на уровне популяции, предоставляя общие представления о сложном взаимодействии между колебаниями окружающей среды, физиологическими ограничениями и эволюционной динамикой.

Источник: arxiv.org