具催化网络复制系统中遗传性的动力学起源

研究了遗传性作为由相互催化反应网络中多种分子物种构成的复制原细胞中的递归状态的起源。当因复制而增加的分子数量超过某一阈值时，原细胞发生分裂。我们研究在复制过程存在误差的情况下，催化网络中的化学物质如何形成递归生产状态。依据细胞内分子总数与分子物种数之间的平衡，发现了三种相：无递归生产状态的相、在少数递归状态间游走的相，以及具有固定递归生产状态的相。遗传性在后两种相中实现，其中在群体意义上占少数的分子物种得以保存并控制细胞的表型。结果表明，可演化性在游走相中实现，其中少数分子数量的变化控制着化学状态的变化。