초순환은 촉매적 지원이 닫힌 고리를 이루는 구조입니다. 각 구성원이 다음 구성원을 돕고, 고리는 다시 자기 시작점으로 돌아옵니다. 이러한 구조 덕분에 이 순환은 자기 강화적이 되지만, 동시에 빈틈을 열어두기도 합니다. 고리로부터 촉매적 도움을 받기만 하고 아무것도 돌려주지 않는 요소는 같은 반응기 안에서 증식할 수 있으며, 초순환이 만들어내는 산물을 먹고 살아갑니다. 이러한 요소를 기생체.

기생체의 정의

기생체는 초순환에 아무것도 기여하지 않으면서 이를 착취하는 자기 복제적 요소입니다. 기생체는 단순히 분해되어 사라지는 불활성 돌연변이체가 아닙니다. 스스로 복제하며, 순환이 공급하는 촉매적 지원을 이용하지만 고리에 자신만의 촉매 작용은 전혀 더하지 않습니다. 초순환은 아무것도 돌려받지 못한 채 그 성장을 지탱해야 하므로, 기생체는 동일한 유한한 물질 공급원을 두고 벌이는 직접적인 경쟁자입니다.

일정 조직 모델과 T.13.8 시스템

이 경쟁은 총농도 일정 조건, 에서 분석되며, 여기서 는 기생체의 농도, x는 초순환 구성 요소의 농도입니다. k를 초순환의 촉매 상수, 를 기생체의 촉매 상수라 할 때, 결합된 동역학은 다음과 같습니다:

• 기생체:
• 초순환 구성 요소:

두 방정식 모두에서 첫 번째 항은 성장 이며, 두 번째 항은 총량을 일정하게 유지하는 일정 조직 희석(유출) 항입니다. 기생체는 자기 농도의 제곱에 비례하여 성장하는데, k_Ac_A²이 바로 기생체를 자기 복제적으로 만드는 핵심이며, 반면 초순환 구성 요소는 오직 교차항 .

두 코너 고정점과 농도 임계값

이 시스템에는 두 개의 고정점이 있으며, 둘 다 농도 단체의 코너에 위치합니다. 하나는 기생체 우세 상태(, )이고, 다른 하나는 초순환 우세 상태(, )입니다. 흐름이 어느 코너에 도달하는지는 속도 상수와 총농도에 따라 결정됩니다. 결정적인 비교는 다음과 같습니다.

일 때 , 그리고 일 때 .

임계값 아래에서는 초순환 구성 요소가 여전히 증가하며 흐름이 초순환 코너 쪽으로 밀려갑니다. 임계값 위에서는 이 구성 요소가 생성되는 속도보다 빠르게 희석되어 흐름이 기생체 코너 쪽으로 밀려갑니다. 를 넘어서면 ẋ의 부호가 뒤집혀 어느 코너가 승리하는지가 반전됩니다. 일반적인 경우 위상 흐름은 안정적인 내부 공존 상태가 아니라 두 코너 중 하나에 안착합니다.