La selezione molecolare e l'evoluzione non sono attributi globali di materia arbitraria. Emergono solo quando le molecole possiedono proprietà specifiche—replicazione, influenza catalitica e variazione ereditaria—che rendono possibile la sopravvivenza e la riproduzione differenziale. Senza tali proprietà, il problema dell'integrazione non ha nemmeno inizio.
Il problema dell'integrazione
La questione centrale è come molecole indipendentemente competitive possano essere combinate in un'unità funzionale più grande senza legarle in un'unica grande unità replicativa. La legatura è vincolata dalla relazione di soglia per vₘₐₓ: un singolo replicatore lungo deve mantenere il proprio tasso di replicazione al di sopra della soglia di errore, quindi l'integrazione per fusione non è generalmente disponibile. Qualsiasi architettura alternativa deve soddisfare quattro criteri: funzione congiunta, conservazione dell'informazione, competitività contro i mutanti e stabilità contro sottocomponenti parassite o dominanti.
Architetture candidate
- Catene catalitiche aperte: Sotto organizzazione costante, una catena a n membri ha 2n punti fissi. Uno stato stazionario stabile richiede una forte asimmetria,
≫ kⱼ ( ,...,n), e concentrazione totale ⱼ₌2ⁿ ( ⱼ)/kⱼ. Questa è dominanza asimmetrica, non integrazione reciproca; la catena non può stabilizzare una funzione congiunta. - Reti catalitiche ramificate: Nell'accoppiamento ramificato, il punto fisso stabile migra verso uno degli angoli concorrenti del simplesso delle concentrazioni. Il sistema tende alla dominanza di una componente piuttosto che a una funzione congiunta equilibrata.
- Ipercicli chiusi: L'accoppiamento catalitico ciclico definisce le funzioni di crescita iperciclica attraverso la matrice degli esponenti P. La condizione di omogeneità è Σ pᵢₖ = p, con simmetria ciclica. Gli ipercicli elementari hanno
; gli ipercicli composti hanno . Questo è il candidato rimanente per integrare molecole competitive mantenendo la selezione.
Punti fissi e stabilità degli ipercicli
Per un iperciclo a n membri sotto organizzazione costante, l'analisi dei punti fissi individua un punto fisso centrale in x̄0 = (c0/n)(1,...,1)ᵀ e n punti fissi agli angoli. L'analisi dei modi normali mostra che il centro cambia carattere con la dimensione: fuoco per
