在恒定组织下的开放式催化链中,稳定的正稳态 并不 是协同自组织的证据。稳态的稳定性受两个条件支配:速率常数条件和总浓度条件。
稳定性条件
- 速率常数条件: 第一个成员的速率常数必须主导所有下游常数:
≫ kⱼ 对每个 。 - 总浓度条件: 总浓度必须超过阈值
ⱼ₌2ⁿ ( ⱼ)/kⱼ。低于此阈值时,所需的下游浓度变为非正值,因此在浓度单纯形中不存在正稳态。
第一个成员的主导性越强(
示例
对于二成员链,条件简化为
为何稳定性并不意味着整合
当两个条件都满足时,系统可能趋于稳定的稳态。然而,该状态仍然是一条由第一个成员主导的开放式链。开放式链缺乏循环反馈:下游物种不会反向影响第一个成员。因此,扰动不会使整条链作为一个联合功能单元参与其中。所以,这条链无法稳定一个联合功能;稳态的稳定性并不等同于整合为超循环集体。
在此框架中, 选择优势 对分子而言对应于较大的速率常数。具有较高 k 的分子会在竞争中胜过其他分子,但这种竞争优势并不会产生联合功能——它只是将稳态转变为受该分子主导的状态。
