A temperatura é uma condição de fronteira realista para a seleção de hiperciclos e quase-espécies, pois altera a fidelidade da replicação, e a fidelidade, por sua vez, define o comprimento máximo de polinucleotídeos que pode ser mantido contra mutações. No quadro do limiar de erro, uma população só consegue sustentar um comprimento genômico L se sua fidelidade por base q for suficientemente alta; caso contrário, o limiar de erro é ultrapassado e a informação é perdida.

Fidelidade, Limiar de Erro e Comprimento

Seja q a probabilidade de cópia correta por base e 1 − q a taxa de erro por base. Uma relação simplificada do limiar de erro é , em que σ é a vantagem seletiva da sequência mestra ou do hiperciclo. Essa relação mostra que é inversamente proporcional à taxa de erro: mesmo uma perda modesta de fidelidade encurta drasticamente o comprimento máximo sustentável de polinucleotídeos.

Como a Temperatura Entra em Cena

• Temperaturas mais altas geralmente reduzem a fidelidade. O aumento da energia térmica favorece a separação das fitas e eleva a probabilidade de erros de cópia, de modo que q tende a cair à medida que T aumenta.
• Menor fidelidade encurta . Como ∝ 1/(1 − q), um aumento de dez vezes na taxa de erro reduz o comprimento sustentável em aproximadamente uma ordem de grandeza para um σ fixo.
• Maior fidelidade permite polinucleotídeos mais longos. Se a temperatura for moderada o suficiente para manter a cópia precisa, genes mais longos e funções de hiperciclo mais integradas podem ser selecionados.
• A temperatura também altera a cinética e a estabilidade das duplas hélices. Temperaturas muito baixas podem retardar a replicação e estabilizar excessivamente as duplexes, limitando a renovação; temperaturas muito altas podem desnaturar as duplexes e colapsar a fidelidade.

Restrições Conjuntas sobre a Capacidade de Informação do Hiperciclo

A temperatura, portanto, não atua por um único canal. Um hiperciclo viável deve satisfazer simultaneamente três restrições: a replicação deve ser rápida o suficiente para competir, as duplexes devem ser estáveis o suficiente para reter informação, e a fidelidade por base deve ser alta o suficiente para manter acima do comprimento genômico exigido. O resultado é uma janela térmica intermediária. Fora dela, ou a cinética ou a fidelidade falha, e o hiperciclo não consegue manter os polinucleotídeos mais longos necessários para funções estruturalmente integradas.