4
分岐触媒ネットワークと一度きりの選択
HYC-1979 Lesson 5: Selection, Species, Will
00:00

分岐した 触媒ネットワークでは、1つの触媒または触媒単位が複数の競合する複製子を支える。循環型ハイパーサイクルとは異なり、結合は開いており、環の閉鎖も全構成員間の相互依存もない。 一定の組織化の下では総濃度が固定され、分岐濃度の動態は標準的な選択方程式に従う:

,   

ここで は分岐iの濃度、 はその選択値または生産性、Φは集団の平均生産性である。分岐は とΦの両方を変えるため、濃度シンプレックス上の運動は競合する分岐の相対的生産性に依存する。

分岐触媒ネットワーク 1つの触媒が競合する複製子を養う A 触媒 B1 分岐1 B2 分岐2 k1 k2 結合なし 開いた結合:環の閉鎖なし。 構成員間の相互依存なし。 シンプレックス上の隅選択 一定の組織化下の2つの競合分岐 分岐1 x1 = 1 分岐2 x2 = 1 安定な隅 内部共存:不安定 不安定 安定不動点は隅へ移動する。 より高いAを持つi 分岐が勝ち、敗者は絶滅する。 一度きりの選択:勝者総取り。 ẋi = xi(Ai − Φ) Φ = Σj xjAj 分岐はAが大きい場合にのみ成長するi > Φ

不動点と隅選択

濃度シンプレックス は隅に純粋状態を持つ。分岐した非循環ネットワークでは、分岐が競合するとき内部共存不動点は一般に不安定または鞍点状である。隅近傍での線形化によりヤコビ行列が得られ、その固有値が安定性を決める:より高い選択値を持つ隅が系を引きつけ、競合する隅は不安定になる。

  • 一方の分岐がより大きい場合 、それは を1へと駆動し、他の分岐は0へと減少する。
  • 揺らぎや小さな速度差が系を傾けうるが、一度分岐が優位に立つと不動点はその隅へ移動する。
  • 敗れた競合者は絶滅し、系は内部の協同状態に落ち着かない。

一度きりの選択

この結果は 一度きりの選択と呼ばれる:協同的統合ではなく勝者総取りの確定である。安定不動点は競合する隅の1つへ移動し、系はそこにとどまる。分岐結合はハイパーサイクルに必要な閉鎖と相互依存を欠くため、複数の機能を共同の触媒組織へ統合できない。

出典例:2要素の分岐/寄生体の場合
出典は次を与える 、ここで 、および 。これにより次が導かれる ここで および ここで 。系はSの隅に2つの不動点を持つ2。これは隅選択と安定な内部共存の不在を示す。