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Redes Catalíticas Ramificadas e Seleção Definitiva
HYC-1979Lesson 5: Selection, Species, Will
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Em uma rede catalítica ramificada, um catalisador ou unidade catalítica sustenta múltiplos replicadores em competição. Ao contrário de um hiperciclo cíclico, o acoplamento é aberto: não há fechamento de anel nem dependência mútua entre todos os membros. Sob organização constante, a concentração total é fixa, e a dinâmica das concentrações dos ramos segue a equação de seleção padrão:

,

Aqui é a concentração do ramo i, é seu valor seletivo ou produtividade, e Φ é a produtividade média da população. A ramificação altera tanto quanto Φ, de modo que o movimento no simplex de concentração depende da produtividade relativa dos ramos em competição.

Rede catalítica ramificadaUm catalisador alimenta replicadores em competiçãoACatalisadorB1Ramo 1B2Ramo 2k1k2não acopladosAcoplamento aberto: sem fechamento de anel.Sem dependência mútua entre os membros.Seleção nos vértices do simplexDois ramos em competição sob organização constanteRamo 1x1 = 1Ramo 2x2 = 1vértice estávelcoexistência interior: instávelinstávelO ponto fixo estável migra para um vértice.O ramo com maior Ai vence; o perdedor é extinto.Seleção definitiva: o vencedor leva tudo.ẋi = xi(Ai − Φ) Φ = Σj xjAjUm ramo só cresce se Ai > Φ

Pontos Fixos e Seleção nos Vértices

O simplex de concentração possui estados puros em seus vértices. Para uma rede ramificada e não cíclica, os pontos fixos de coexistência interior são geralmente instáveis ou do tipo sela quando os ramos competem. A linearização próxima a um vértice fornece um Jacobiano cujos autovalores determinam a estabilidade: um vértice com maior valor seletivo atrai o sistema, enquanto o vértice concorrente torna-se instável.

  • Se um ramo possui maior , ele conduz em direção a 1, enquanto os outros ramos decrescem em direção a 0.
  • Flutuações ou pequenas diferenças de taxa podem inclinar o sistema, mas uma vez que um ramo obtém vantagem, o ponto fixo migra para o seu vértice.
  • Os competidores perdedores são extintos; o sistema não se estabiliza em um estado cooperativo interior.

Seleção Definitiva

Esse resultado é chamado de seleção definitiva: um compromisso em que o vencedor leva tudo, em vez de integração cooperativa. O ponto fixo estável migra para um dos vértices em competição, e o sistema permanece lá. Os acoplamentos ramificados carecem do fechamento e da dependência mútua necessários para um hiperciclo, de modo que não conseguem integrar múltiplas funções em uma organização catalítica conjunta.

Exemplo da fonte: caso ramificado/parasita de dois membros
A fonte fornece , com , e . Isso leva a para e para . O sistema possui dois pontos fixos nos vértices de S2, ilustrando a seleção nos vértices e a ausência de coexistência interior estável.