Нова теорія життя говорить про те, що це не випадковість біології. Це була фізика.
«Скелі, що рухаються вниз»
Як життя спочатку відбувалася з нічого? Це було в центрі уваги біологів, зокрема астробіологи, а популярні теорії включали все, від метеоритів до здаються випадковими хімічними речовинами, та удачі. У 1859 році Чарльз Дарвін вважав, що «всі органічні істоти, які жили на Землі, можуть відбуватися з якоїсь початкової форми», у «Походження видів». Його основна ідея полягала в тому, що хімічні компоненти та джерела енергії як-то спонтанно породили життя в первісному супі.
Однак в 2013 році біофізик MIT Джеремі Інгленд запропонував нову теорію, яка термодинамікою замінила удачу. Він отримав математичну формулу, яка пояснює, як атоми, керовані зовнішньої енергією (наприклад, знайдені в первісному супі) і тепло (як ви знаходили в атмосфері), будуть поступово реструктурувати себе, щоб розсіяти всі більше енергії. Іншими словами, матерія природним чином набуває основне фізичну якість - схильність до захоплення енергії з навколишнього середовища і розсіювання її як тепла, пов'язаного з життям, заснованого на законі зростаючої ентропії або другого закону термодинаміки, також називають «стрілою часу».
Якщо ця теорія правильна, Інгленд прокоментувала в 2013 році, удача не має до цього ніякого відношення, і життя повинно еволюціонувати після цих законів і «повинна бути такою ж не дивно, як скелі, що скачуються під гору».
Стріла часу
Інгленд з тих пір тестує свою формулу і свою ідею в більш загальному плані, використовуючи комп'ютерне моделювання. Він опублікував два дослідження в липні, і обидва експерименти, схоже, підтримують його основну теорію про адаптацію, обумовленою розсіюванням. Однак те, що ці результати в кінцевому підсумку означають для витоків життя, залишається неясним.
В симуляції суп з 25 хімічних речовин взаємодіяв у множині, оскільки джерела енергії енергії «змушують» певні хімічні реакції, подібно до того як АТФ забезпечує хімічне паливо для клітинного метаболізму. У деяких випадках система досягає рівноважного стану, найбільш знайомого результату, отриманого другим законом термодинаміки. Однак в інших випадках мережу хімічної реакції розвивається в міру того, як реакції збирають якомога більше енергії з навколишнього середовища, закінчуючись на фіксованих точках далеко від рівноваги.
Ці «рідкісні стану екстремального термодинамічної форсування» подібні екстремальних впливів на те, що живі істоти беруть участь, коли ми спалюємо хімічну енергію. Інгленд вважає, що атоми набувають дуже специфічну форму і функцію, призначені для оптимального споживання хімічної енергії, і стають бактерією, тому що термодинаміка диктує цей природний результат в далеко-рівноважних системах. Багато біофізики згодні з Інглендом, але оскільки як і раніше існує незгода з сутністю життя, важко пояснити, наскільки пояснювальна ця теорія в термінах походження життя.
Отже, що далі? Можливо, фізичний симулятор первинного супу за межами комп'ютерного середовища - це наступний крок, але це пов'язано з деякими припущеннями. І, хоча Інгленд розглядає свою теорію як основну еволюцію Дарвіна, деякі не згодні з тим, що ця теорія адаптації, заснована на розсіюванні, може розрізняти речі, які просто структуровані певним чином і живими. Наприклад, здатність сприймати, обробляти і передавати інформацію у формі відтворення не може бути повністю пояснена теорією Інгленда. У будь-якому випадку ця робота дає захоплююче уявлення про один можливий поясненні того, як наша планета зробила щось з нічого.
Література: Wired, Science Daily, Quanta, Quanta
