Seleksi molekuler dan evolusi bukanlah atribut global dari materi sembarang. Keduanya hanya muncul ketika molekul memiliki sifat-sifat spesifik—replikasi, pengaruh katalitik, dan variasi yang dapat diwariskan—yang memungkinkan kelangsungan hidup dan reproduksi yang berbeda. Tanpa sifat-sifat tersebut, masalah integrasi bahkan tidak akan pernah muncul.
Masalah Integrasi
Pertanyaan utamanya adalah bagaimana molekul-molekul yang bersaing secara independen dapat digabungkan menjadi unit fungsional yang lebih besar tanpa menyambungnya (ligasi) menjadi satu unit replikatif besar. Ligasi dibatasi oleh hubungan ambang batas untuk vₘₐₓ: satu replikator panjang harus menjaga laju replikasinya di atas ambang batas kesalahan, sehingga integrasi melalui penggabungan umumnya tidak dapat dilakukan. Arsitektur alternatif apa pun harus memenuhi empat kriteria: fungsi bersama, retensi informasi, daya saing terhadap mutan, dan stabilitas terhadap subkomponen parasit atau dominan.
Arsitektur Kandidat
- Rantai katalitik terbuka: Dalam organisasi konstan, rantai dengan n anggota memiliki 2n titik tetap. Keadaan stasioner yang stabil memerlukan asimetri kuat,
≫ kⱼ ( ,...,n), dan konsentrasi total ⱼ₌2ⁿ ( ⱼ)/kⱼ. Ini adalah dominasi asimetris, bukan integrasi timbal balik; rantai tersebut tidak dapat menstabilkan fungsi bersama. - Jaringan katalitik bercabang: Dalam kopling bercabang, titik tetap yang stabil bermigrasi menuju salah satu sudut bersaing dari simpleks konsentrasi. Sistem cenderung menuju dominasi oleh satu komponen, bukan fungsi bersama yang seimbang.
- Hipercycle tertutup: Kopling katalitik siklik mendefinisikan fungsi pertumbuhan hipercyclic melalui matriks eksponen P. Kondisi homogenitasnya adalah Σ pᵢₖ = p, dengan simetri siklik. Hipercycle elementer memiliki
; hipercycle senyawa memiliki . Ini adalah kandidat yang tersisa untuk mengintegrasikan molekul-molekul yang bersaing sambil mempertahankan seleksi.
Titik Tetap dan Stabilitas Hipercycle
Untuk hipercycle dengan n anggota dalam organisasi konstan, analisis titik tetap menemukan titik tetap pusat pada x̄0 = (c0/n)(1,...,1)ᵀ dan n titik tetap di sudut. Analisis moda normal menunjukkan bahwa pusat berubah karakter sesuai dimensi: fokus untuk
