211service.com
Jedyna teoria, która może wyjaśnić powstanie, organizację i pochodzenie życia
Jednym z najbardziej zagadkowych pytań o pochodzenie życia jest to, w jaki sposób powstał bogaty krajobraz chemiczny, który umożliwia życie.
Ten krajobraz składałby się między innymi z aminokwasów, białek i złożonych cząsteczek RNA. Co więcej, cząsteczki te musiały być częścią bogatej sieci powiązanych ze sobą reakcji chemicznych, które wygenerowały je w niezawodny sposób.
Oczywiście wszystko, co musiało się wydarzyć, zanim pojawiło się samo życie. Ale jak?
Jednym z pomysłów jest to, że grupy cząsteczek mogą tworzyć zestawy autokatalityczne. Są to samowystarczalne fabryki chemiczne, w których produkt jednej reakcji jest surowcem lub katalizatorem innej. Rezultatem jest cnotliwy, samowystarczalny cykl tworzenia chemicznego.
Dzisiaj Stuart Kauffman z University of Vermont w Burlington i kilku kumpli przygląda się szerszym matematycznym właściwościom zbiorów autokatalitycznych. Badając ten szerszy obraz, doszli do zdumiewającego wniosku, który może mieć niezwykłe konsekwencje dla naszego zrozumienia złożoności, ewolucji i zjawiska emergencji.
Zaczynają od wyprowadzenia pewnych ogólnych właściwości matematycznych zbiorów autokatalitycznych, pokazując, że taki zbiór może składać się z wielu podzbiorów autokatalitycznych różnych typów, z których niektóre mogą się pokrywać.
Innymi słowy, zestawy autokatalityczne mogą mieć własną bogatą, złożoną strukturę.
Następnie pokazują, jak ewolucja może działać na pojedynczym zbiorze autokatalitycznym, tworząc w nim nowe podzbiory, które są od siebie wzajemnie zależne. Ten proces tworzy środowisko, w którym mogą ewoluować nowsze podzbiory.
Innymi słowy, samopodtrzymujące się, funkcjonalnie zamknięte struktury mogą powstać na wyższym poziomie (zbiór autokatalityczny zbiorów autokatalitycznych), tj., mówią, prawdziwe emergencje.
To ciekawe spojrzenie na emergencję i na pewno wydaje się rozsądnym podejściem do problemu pochodzenia życia. Nietrudno wyobrazić sobie grupy cząsteczek działające razem w ten sposób. I rzeczywiście, biochemicy odkryli niedawno proste zestawy autokatalityczne, które zachowują się dokładnie w ten sposób.
Ale to, co czyni to podejście tak potężnym, to fakt, że matematyka nie zależy od natury chemii – jest niezależna od substratu. Zatem bloki budulcowe w zestawie autokatalitycznym wcale nie muszą być cząsteczkami, ale dowolnymi jednostkami, które mogą manipulować innymi jednostkami w wymagany sposób.
Jednostki te mogą same w sobie być złożonymi jednostkami. Być może nie jest zbyt daleko idące myślenie, na przykład, o zbiorze gatunków bakterii w jelitach (kilkaset z nich) jako o jednym wielkim zestawie autokatalitycznym, powiedzmy Kauffman i spółka.
I idą jeszcze dalej. Wskazują, że gospodarka jest zasadniczo procesem przekształcania surowców w produkty, takie jak młotki i szpadle, które same w sobie ułatwiają dalsze przetwarzanie surowców i tak dalej. Być może możemy również postrzegać gospodarkę jako (wschodzący) zbiór autokatalityczny, wykazujący pewnego rodzaju funkcjonalne zamknięcie, spekulują.
Czy to możliwe, że ta sama idea – ogólna teoria zbiorów autokatalitycznych – może pomóc wyjaśnić pochodzenie życia, naturę pojawiania się i dostarczyć matematycznych podstaw organizacji w ekonomii?
Jak mówią Kauffman i przyjaciele z niewielkim niedopowiedzeniem: Wierzymy, że te idee są warte kontynuowania i dalszego rozwoju.
Z niecierpliwością czekamy na śledzenie prac w miarę ich postępu.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1205.0584 : Struktura zbiorów autokatalitycznych: ewolucja, aktywacja i pojawienie się