秀丽隐杆线虫模式化的细胞谱系已经被发现近40年，其细胞以特定的分裂比例和分裂时间进行增殖，在时间上形成固定的顺序。然而，该特定谱系模式背后的优化原理一直未知。本文基于两点假设对线虫细胞谱系进行随机模拟：1. 细胞分裂的体积不对称性决定命运不对称性；2. 细胞分裂的体积与周期呈负相关关系。换言之，一个描述细胞分裂时体积分配的序列可以决定细胞群体的分裂周期、分裂时间和命运转变，从而决定一个谱系的结构。我们提出了PFS模型评估一个谱系的增殖快速性（P）、命运多样性（F）、空间鲁棒性（S）。通过对体积分配比例的随机抽样，我们扫描到超过3500种满足理想空间鲁棒性（单细胞精度胚胎发育的先决条件）的谱系结构，揭露线虫谱系在理论上存在非常高的可塑性与多样性。其中，秀丽隐杆线虫的谱系结构具备极快的细胞增殖速率（前1%内），该增殖速率是通过引入不对称分裂实现的。当目标细胞数非2的幂次时，适当的不对称分裂能够比理想的对称分裂更快地达到目标细胞数。最后，我们提出最小时间原理作为秀丽隐杆线虫细胞谱系的主要优化目标，进化过程中让线虫尽可能快速地到达原肠运动起始前的细胞数，同时产生不同的组织命运。实验室博士生关国业为该工作的第一作者，汤超教授、香港浸会大学汤雷翰教授为通讯作者，香港浸会大学赵中应教授和博士生王明健提供了实验素材。
