Dynamical mean-field theory: from ecosystems to reaction networks
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Both natural ecosystems and biochemical reaction networks involve populations of heterogeneous agents whose cooperative and competitive interactions lead to a rich dynamics of species’ abundances, albeit at vastly different scales. The maintenance of diversity in large ecosystems is a longstanding puzzle, towards which recent progress has been made by the derivation of dynamical mean-field theories of random models. In particular, it has recently been shown that these random models have a chaotic phase in which abundances display wild fluctuations. When modest spatial structure is included, these fluctuations are stabilized and diversity is maintained. If and how these phenomena have parallels in biochemical reaction networks is currently unknown. Making this connection is of interest since life requires cooperation among a large number of molecular species. In this work, we find a reaction network whose large-scale behavior recovers the random Lotka–Volterra model recently considered in theoretical ecology. We clarify the assumptions necessary to derive its large-scale description, and reveal the underlying assumptions made on the noise to recover previous dynamical mean-field theories. Then, we show how local detailed balance and the positivity of reaction rates, which are key physical requirements of chemical reaction networks, provide obstructions towards the construction of an associated dynamical mean-field theory of biochemical reaction networks. Finally, we outline prospects and challenges for the future.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».