La temperatura es una condición de frontera realista para la selección de hiperciclos y cuasiespecies, ya que modifica la fidelidad de replicación, y la fidelidad a su vez determina la longitud máxima de polinucleótidos que pueden mantenerse frente a las mutaciones. En el marco del umbral de error, una población puede sostener una longitud de genoma L solo si su fidelidad por base q es lo suficientemente alta; de lo contrario, se cruza el umbral de error y se pierde información.

Fidelidad, umbral de error y longitud

Sea q la probabilidad de copia correcta por base y 1 − q la tasa de error por base. Una relación simplificada del umbral de error es , donde σ es la ventaja selectiva de la secuencia maestra o del hiperciclo. Esta relación muestra que es inversamente proporcional a la tasa de error: incluso una pérdida modesta de fidelidad acorta drásticamente la longitud máxima sostenible de polinucleótidos.

Cómo interviene la temperatura

• Una temperatura más alta generalmente reduce la fidelidad. El aumento de la energía térmica favorece la separación de las hebras y eleva la probabilidad de errores de copia, por lo que q tiende a disminuir a medida que T aumenta.
• Una menor fidelidad acorta . Como ∝ 1/(1 − q), un aumento de diez veces en la tasa de error reduce la longitud sostenible en aproximadamente un orden de magnitud para un σ fijo.
• Una mayor fidelidad permite polinucleótidos más largos. Si la temperatura es lo bastante moderada como para mantener una copia precisa, se pueden seleccionar genes más largos y funciones de hiperciclo más integradas.
• La temperatura también modifica la cinética y la estabilidad del dúplex. Una temperatura muy baja puede ralentizar la replicación y estabilizar en exceso los dúplex, limitando el recambio; una temperatura muy alta puede fundir los dúplex y hacer colapsar la fidelidad.

Restricciones conjuntas sobre la capacidad de información del hiperciclo

Por lo tanto, la temperatura no actúa a través de un solo canal. Un hiperciclo viable debe satisfacer simultáneamente tres restricciones: la replicación debe ser lo bastante rápida para competir, los dúplex deben ser lo bastante estables para retener la información y la fidelidad por base debe ser lo bastante alta para mantener por encima de la longitud de genoma requerida. El resultado es una ventana térmica intermedia. Fuera de ella, falla la cinética o la fidelidad, y el hiperciclo no puede mantener los polinucleótidos más largos necesarios para funciones estructuralmente integradas.