This study develops a simplified model describing the evolutionary dynamics of a population composed of obligate sexually and asexually reproducing, unicellular organisms. The model assumes that the organisms have diploid genomes consisting of two chromosomes, and that the sexual organisms replicate by first dividing into haploid intermediates, which then combine with other haploids, followed by the normal mitotic division of the resulting diploid into two new daughter cells. We assume that the fitness landscape of the diploids is analogous to the single-fitness-peak approach often used in single-chromosome studies. That is, we assume a master chromosome that becomes defective with just one point mutation. The diploid fitness then depends on whether the genome has zero, one, or two copies of the master chromosome. We also assume that only pairs of haploids with a master chromosome are capable of combining so as to produce sexual diploid cells, and that this process is described by second-order kinetics. We find that, in a range of intermediate values of the replication fidelity, sexually reproducing cells can outcompete asexual ones, provided the initial abundance of sexual cells is above some threshold value. The range of values where sexual reproduction outcompetes asexual reproduction increases with decreasing replication rate and increasing population density. We critically evaluate a common approach, based on a group selection perspective, used to study the competition between populations and show its flaws in addressing the evolution of sex problem.

中文翻译：

---

单细胞生物有性复制进化的准种方法。

这项研究开发了一个简化模型，描述了由专性有性和无性繁殖单细胞生物组成的种群的进化动态。该模型假设生物体具有由两条染色体组成的二倍体基因组，并且有性生物体通过首先分裂成单倍体中间体进行复制，然后与其他单倍体结合，然后将产生的二倍体正常有丝分裂成两个新的子细胞。我们假设二倍体的适应度景观类似于单染色体研究中经常使用的单适应度峰值方法。也就是说，我们假设一个主染色体只有一个点突变就会有缺陷。二倍体适应度取决于基因组是否具有零、一或两个主染色体拷贝。我们还假设只有具有主染色体的单倍体对才能结合以产生有性二倍体细胞，并且该过程由二级动力学描述。我们发现，在复制保真度的一系列中间值中，有性生殖细胞可以胜过无性细胞，前提是有性细胞的初始丰度高于某个阈值。有性繁殖胜过无性繁殖的数值范围随着复制率的降低和种群密度的增加而增加。我们批判性地评估了一种基于群体选择视角的通用方法，该方法用于研究人群之间的竞争并显示其在解决性别问题演变方面的缺陷。并且这个过程是由二级动力学描述的。我们发现，在复制保真度的一系列中间值中，有性生殖细胞可以胜过无性细胞，前提是有性细胞的初始丰度高于某个阈值。有性繁殖胜过无性繁殖的数值范围随着复制率的降低和种群密度的增加而增加。我们批判性地评估了一种基于群体选择视角的通用方法，该方法用于研究种群之间的竞争并显示其在解决性别问题演变方面的缺陷。并且这个过程是由二级动力学描述的。我们发现，在复制保真度的一系列中间值中，有性生殖细胞可以胜过无性细胞，前提是有性细胞的初始丰度高于某个阈值。有性繁殖胜过无性繁殖的数值范围随着复制率的降低和种群密度的增加而增加。我们批判性地评估了一种基于群体选择视角的通用方法，该方法用于研究人群之间的竞争并显示其在解决性别问题演变方面的缺陷。前提是性细胞的初始丰度高于某个阈值。有性繁殖胜过无性繁殖的数值范围随着复制率的降低和种群密度的增加而增加。我们批判性地评估了一种基于群体选择视角的通用方法，该方法用于研究人群之间的竞争并显示其在解决性别问题演变方面的缺陷。前提是性细胞的初始丰度高于某个阈值。有性繁殖胜过无性繁殖的数值范围随着复制率的降低和种群密度的增加而增加。我们批判性地评估了一种基于群体选择视角的通用方法，该方法用于研究人群之间的竞争并显示其在解决性别问题演变方面的缺陷。