穿越功能荒漠：早期生命中的级联驱动组装与可行性转变

生命起源提出了一个组合可行性的问题：当无引导的探索表现为无记忆随机游走时，时间上支持的功能组织如何在指数分支的组装空间中涌现？我们表明，在连通的相互作用网络中的非线性阈值级联动力学提供了一种最小的、与底物无关的机制，可以软化这一障碍。在低于临界连通性阈值时，级联在局部消亡，结构化的输入-输出响应映射保持稀疏和瞬态——一个动态上不支持积累的“功能荒漠”。接近临界渗流阈值时，系统范围的级联出现，使得判别性功能响应成为可能。我们使用一个最小玩具模型说明了这一转变，并将论证推广到任意网络系统。同样在临界点附近，级联将有限时间尺度的结构和功能相干性、方向性偏差以及弱动力学路径依赖性引入原本无记忆的探索中，从而允许有偏见的积累。这种连通性驱动的转变——功能渗流——仅需要通用成分：相互作用的单元、非线性阈值、影响传递和非零相干时间。该机制不解释特定的生化途径，但它确定了一个必要的动力学状态，在该状态下，结构化的功能组织可以出现并被暂时支持，为如何仅通过网络动力学就能跨越组合可行性障碍提供了物理基础。