条件作用为生长种群中的行为呈现层次化的途径
种群与进化
2026-05-14 v1 生物物理
摘要
生物系统虽然潜在具有随机性，却能以可复制的方式完成复杂的多步骤过程。标准解释是通过分子机器对特定错误进行 micromanagement 以识别和纠正。本文研究了条件化策略，这是一种与之不同的策略：尝试失败且未满足粗粒度标准的行为将被销毁且不留下物理记录。残存的、经条件化的集合更为集中，从而更有序。我们通过在“袜子在鞋子之前”的生长种群模型中对条件化进行随机复位建模，其中需按任意顺序完成 n 项行动以进行复制，且未在阈值时间内完成复制尝试的行为将被丢弃。我们发现，复位导致 n 项行动在时间层次结构上进行排序，而无需对哪项行动何时发生进行微观控制。当无序程度引起足够的时间惩罚时，这种排序是免费的：最快增长的种群自动为最有序，无需直接选择有序。保存点——在复位中保存已验证进展的地点——使条件化能够扩展到复杂的多步骤过程。条件化为可靠行为提供了最小化途径，仅需时钟即可，无需识别特定错误的分子机器。对于正确的过程类别，这种策略是值得的。
引用
@article{arxiv.2605.13009,
title = {Conditioning as a route to stereotyped behavior in growing populations},
author = {Riccardo Ravasio and Kabir Husain and Constantine G. Evans and Rob Phillips and Marco Ribezzi-Crivellari and Jack W. Szostak and Arvind Murugan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.13009},
year = {2026}
}