Tế bào tích hợp không phải là một nguồn gốc sống riêng biệt mà là điểm kết thúc của một quá trình mở rộng liên tục, theo từng giai đoạn của sự tự tổ chức phân tử. Mỗi giai đoạn giải quyết một vấn đề cụ thể về thông tin, xúc tác hoặc ký sinh, trong khi chọn lọc Darwin vẫn tiếp tục diễn ra ở cấp độ phân tử.
- Giai đoạn 1 — Nguyên liệu tiền sinh học: tổng hợp tiền sinh học tạo ra các axit amin và polynucleotide với hàm lượng phi ngẫu nhiên; các khuynh hướng thành phần như sao chép giàu GC hạn chế các thể tự sao chép sớm nhất.
- Giai đoạn 2 — Loài gần: đột biến và chọn lọc tạo ra các quần thể loài gần với dung lượng thông tin ổn định bị giới hạn bởi độ chính xác sao chép và ngưỡng sai sót; q̄m, σm và vm dự đoán sự mất mát hay duy trì thông tin.
- Giai đoạn 3 — Tích hợp siêu chu trình: các ghép cặp xúc tác, tự xúc tác và siêu chu trình liên kết các thể tự sao chép thành những chu trình hợp tác có sự tăng trưởng nhất quán; ký sinh, tải lượng đột biến và thất bại tạo mầm xác định giới hạn của tổ chức siêu chu trình.
- Giai đoạn 4 — Dịch mã và mã hóa nguyên thủy: các adapter/tin nhắn RNA, khung không dấu phẩy, codon GGC/GCC sớm và chuyển peptide không cần ribosome mở rộng siêu chu trình thành các polypeptide chức năng được mã hóa.
- Giai đoạn 5 — Phân khoang: các siêu chu trình được phân khoang và tế bào nguyên thủy định vị cục bộ quá trình sao chép và dịch mã ghép cặp, ngăn chặn sự khai thác ký sinh và tạo ra các đơn vị chọn lọc cấp cao hơn trong những điều kiện biên thực tế.
- Giai đoạn 6 — Hợp nhất hệ gen: nhiều thể tự sao chép siêu chu trình được hợp nhất thành một hệ gen tích hợp; sửa lỗi DNA, tái tổ hợp và độ chính xác được cải thiện dịch chuyển ngưỡng sai sót và cho phép các tế bào tích hợp lớn hơn.
Nguyên lý liên tục: các chuyển tiếp không phải là những nguồn gốc riêng biệt mà là sự gia tăng liên tiếp về khép kín xúc tác, dung lượng thông tin và tích hợp cấu trúc; các dạng thất bại như thảm họa sai sót, khai thác ký sinh và thất bại chức năng chung đánh dấu ranh giới mà các giai đoạn sau phải vượt qua.
Tổng hợp hình thức với lý thuyết chọn lọc: phân tích điểm bất động và Jacobian, chu trình giới hạn, phân nhánh Hopf và các chế độ ghép cặp mô tả khi nào tích hợp ổn định và khi nào nó sụp đổ. Gây đột biến phage Qβ minh họa phân bố đột biến và ngưỡng sai sót, và trò chơi tiến hóa câu cho thấy độ chính xác giới hạn thông tin như thế nào; sửa lỗi DNA và tái tổ hợp sau đó nới lỏng giới hạn này, giúp giải thích cách các hệ gen hợp nhất có thể xuất hiện từ những siêu chu trình RNA/protein trước đó.
