4
Reti Catalitiche Ramificate e Selezione Immediata e Definitiva
HYC-1979Lesson 5: Selection, Species, Will
00:00

In una rete catalitica ramificata, un catalizzatore o un'unità catalitica sostiene più replicatori in competizione. A differenza di un iperciclo ciclico, l'accoppiamento è aperto: non c'è chiusura ad anello né dipendenza reciproca tra tutti i membri. In condizioni di organizzazione costante, la concentrazione totale è fissa e la dinamica delle concentrazioni dei rami segue l'equazione di selezione standard:

,

Qui è la concentrazione del ramo i, è il suo valore selettivo o produttività, e Φ è la produttività media nella popolazione. La ramificazione altera sia sia Φ, quindi il movimento sul simplesso delle concentrazioni dipende dalla produttività relativa dei rami in competizione.

Rete catalitica ramificataUn catalizzatore alimenta replicatori in competizioneACatalizzatoreB1Ramo 1B2Ramo 2k1k2non accoppiatiAccoppiamento aperto: nessuna chiusura ad anello.Nessuna dipendenza reciproca tra i membri.Selezione ai vertici sul simplessoDue rami in competizione in organizzazione costanteRamo 1x1 = 1Ramo 2x2 = 1vertice stabilecoesistenza interna: instabileinstabileIl punto fisso stabile migra verso un vertice.Il ramo con Ai più elevato vince; il perdente si estingue.Selezione immediata e definitiva: il vincitore prende tutto.ẋi = xi(Ai − Φ) Φ = Σj xjAjUn ramo cresce solo se Ai > Φ

Punti Fissi e Selezione ai Vertici

Il simplesso delle concentrazioni presenta stati puri ai suoi vertici. Per una rete ramificata e non ciclica, i punti fissi di coesistenza interna sono generalmente instabili o di tipo sella quando i rami competono. La linearizzazione in prossimità di un vertice fornisce una matrice Jacobiana i cui autovalori determinano la stabilità: un vertice con un valore selettivo più elevato attrae il sistema, mentre il vertice in competizione diventa instabile.

  • Se un ramo ha un maggiore, spinge verso 1 mentre gli altri rami declinano verso 0.
  • Fluttuazioni o piccole differenze di velocità possono far pendere il sistema, ma una volta che un ramo acquisisce un vantaggio, il punto fisso migra verso il suo vertice.
  • I concorrenti perdenti si estinguono; il sistema non si assesta in uno stato cooperativo interno.

Selezione Immediata e Definitiva

Questo esito è chiamato selezione immediata e definitiva: un impegno in cui il vincitore prende tutto, piuttosto che un'integrazione cooperativa. Il punto fisso stabile migra verso uno dei vertici in competizione e il sistema vi rimane. Gli accoppiamenti ramificati mancano della chiusura e della dipendenza reciproca necessarie per un iperciclo, quindi non riescono a integrare più funzioni in un'organizzazione catalitica congiunta.

Esempio dalla fonte: caso ramificato/parassita a due membri
La fonte fornisce , con , e . Questo porta a per e per . Il sistema ha due punti fissi ai vertici di S2, illustrando la selezione ai vertici e l'assenza di coesistenza interna stabile.