有性生殖会引发相变吗？

我们发现了一种由有性生殖引发的动态相变。该动力学是纯粹的达尔文规则，包含驱动进化的两个基本要素：1) 随机突变和杂交，其作用是增加熵（或多样性）；2) 选择，其作用相反，通过限制熵爆炸来实现。如果出生时进行的突变足够少，选择将赢得这场竞争。然而，通过缓慢增加平均突变数 $m$，种群会在过渡点 $m_c$ 处突然发生突变退化。超过这一点，“坏”等位基因会在种群的基因库中传播，克服选择压力。个体变得在选择上相似，进化停止。只有在该点以下，即 $m < m_c$，进化生命才成为可能。对于足够大的“染色体”长度 $L$，展示了该转变的有限尺寸标度行为。一个重要的且令人惊讶的观察结果是，对于大 $L$，转变曲线与 $L$ 无关。它们也与种群大小无关。另一个结果是 $m_c$ 接近于 1，即无论染色体长度如何，如果每个二倍体基因组的突变远多于一个，生命就无法稳定，这与现实一致。一个可能的后果是，任何朝向更大 $L$ 以存储更多遗传信息的进化跳跃，都需要改进的 DNA 复制机制，以保持每个后代的总突变数不变。