4
Jaringan Katalitik Bercabang dan Seleksi Sekali untuk Selamanya
HYC-1979Lesson 5: Selection, Species, Will
00:00

Dalam sebuah jaringan katalitik bercabang, satu katalis atau unit katalitik mendukung beberapa replikator yang bersaing. Berbeda dengan hipercycle siklik, koplingnya bersifat terbuka: tidak ada penutupan cincin dan tidak ada saling ketergantungan di antara semua anggota. Di bawah organisasi konstan, konsentrasi total bersifat tetap, dan dinamika konsentrasi cabang mengikuti persamaan seleksi standar:

,

Di sini adalah konsentrasi cabang i, adalah nilai selektif atau produktivitasnya, dan Φ adalah produktivitas rata-rata dalam populasi. Percabangan mengubah keduanya yaitu dan Φ, sehingga pergerakan pada simpleks konsentrasi bergantung pada produktivitas relatif dari cabang-cabang yang bersaing.

Jaringan katalitik bercabangSatu katalis memberi umpan pada replikator yang bersaingAKatalisB1Cabang 1B2Cabang 2k1k2tidak terkopelKopling terbuka: tidak ada penutupan cincin.Tidak ada saling ketergantungan di antara anggota.Seleksi sudut pada simpleksDua cabang bersaing di bawah organisasi konstanCabang 1x1 = 1Cabang 2x2 = 1sudut stabilkoeksistensi interior: tidak stabiltidak stabilTitik tetap stabil berpindah ke sudut.Cabang dengan Ai yang lebih tinggi menang; yang kalah punah.Seleksi sekali untuk selamanya: pemenang mengambil semuanya.ẋi = xi(Ai − Φ) Φ = Σj xjAjSebuah cabang tumbuh hanya jika Ai > Φ

Titik Tetap dan Seleksi Sudut

Simpleks konsentrasi memiliki keadaan murni di sudut-sudutnya. Untuk jaringan bercabang non-siklik, titik tetap koeksistensi interior umumnya tidak stabil atau bersifat sadel ketika cabang-cabang bersaing. Linearisasi di dekat sudut menghasilkan Jacobian yang nilai eigennya menentukan kestabilan: sudut dengan nilai selektif yang lebih tinggi menarik sistem, sedangkan sudut pesaingnya menjadi tidak stabil.

  • Jika salah satu cabang memiliki nilai yang lebih besar, cabang tersebut mendorong menuju 1 sementara cabang-cabang lain menurun menuju 0.
  • Fluktuasi atau perbedaan laju yang kecil dapat mengguncang sistem, tetapi begitu suatu cabang memperoleh keunggulan, titik tetap berpindah ke sudutnya.
  • Pesaing yang kalah punah; sistem tidak menetap pada keadaan kooperatif interior.

Seleksi Sekali untuk Selamanya

Hasil ini disebut seleksi sekali untuk selamanya: komitmen pemenang-mengambil-semua daripada integrasi kooperatif. Titik tetap stabil berpindah ke salah satu sudut yang bersaing, dan sistem tetap di sana. Kopling bercabang tidak memiliki penutupan dan saling ketergantungan yang diperlukan untuk hipercycle, sehingga gagal mengintegrasikan berbagai fungsi ke dalam organisasi katalitik bersama.

Contoh sumber: kasus bercabang/parasit dua anggota
Sumber memberikan , dengan , dan . Ini menghasilkan untuk dan untuk . Sistem memiliki dua titik tetap di sudut-sudut S2, yang menggambarkan seleksi sudut dan tidak adanya koeksistensi interior yang stabil.