Молекулите предпочитат да бъдат „дезертьори“ и „свободни ездачи“, но щом условията се влошат, те
Какво направиха авторите на новото произведение?
Новата хипотеза е публикувана като статия в списание Life. Негови автори са докторант Александър Шампан-Рюел и неговият ръководител Пол Шарбоно, професор в катедрата по физика на Университета в Монреал.
Авторите на изследването са взели за основа хипотезата заче животът се е зародил на Земята в мрежи от самовъзпроизвеждащи се молекули. Самовъзпроизвеждащите се молекули са динамична система, в която се създава идентично или подобно нейно копие. Биологичните клетки в подходяща среда се размножават чрез клетъчно делене. По време на клетъчното делене ДНК се репликира и може да бъде предадена на потомството по време на репродукцията.
Изследователите са разработили компютърни моделиразлични среди, за да наблюдаваме как си взаимодействат такива самовъзпроизвеждащи се молекули. Това е необходимо за симулиране на събития, които биха могли да се случат по време на произхода на живота.
„Физиците често изучават различни сложни форми, вособено произхода на живота. Има няколко модела, според които по време на възникването на живота е имало активно сътрудничество между участниците в този процес “, каза Шампан-Рюел.
Изследователите са разработили компютърни модели на различни среди, за да наблюдават как взаимодействат такива самовъзпроизвеждащи се молекули.
Защо им трябваше теорията на Дарвин за еволюцията?
Шампан-Рюел и Шарбоно първо изградиха своя модел, който се основава на дилемата на затворника. Това е сценарий на теория на игрите, който се използва в редица научни области.
В основата на този проблем е сюжет за двама затворници,които са заподозрени в извършване на престъпление. Те са задържани от полицията и настанени в различни килии. Сега всеки затворник трябва да реши дали да признае какво е направил или да мълчи.
И двамата престъпници седят в различни килии, така чене могат да се съгласят, но знаят, че ако и двамата не си признаят, ще бъдат освободени след 6 месеца поради липса на данни за престъпление. Ако и двамата се признаят за виновни, ще лежат две години. И ако единият признае, а вторият не го направи, тогава първият ще бъде освободен, а вторият ще бъде затворен за три години. Същността на дилемата е, че независимо какво прави опонентът ви, ще спечелите повече, ако дезертирате (разкажете на съучастника си), отколкото ако сътрудничите (мълчите). Но ще бъде по-добре и за двамата, ако решат да си сътрудничат.
Авторите на новото произведение са построилимоделирайте тази дилема. След това те добавиха трите основни принципа на Дарвиновата система – селекция, наследственост и вариация (или мутация) – и проведоха симулации в мрежа, където „играчите“ действаха свободно и повтарящи се.
„По време на симулацията изчислихме стратегии,който вкара точки. Избрахме ги и ги направихме свободни за циркулация, пресъздавайки динамиката, която може да е преобладавала в пребиотична среда“, обясни Шампан-Рюел.
Какво изненада авторите по време на симулацията
По време на взаимодействията Шампан-Рюел откри товаче дезертиралите играчи доминират. В някои варианти такива играчи се наричат също безплатни ездачи. Това, казва той, е известен резултат от еволюционната теория на игрите за този тип моделиране.
Но когато играчите получат проценти на грешки,което не само се наследява, но и подлежи на мутации, тогава системата се залавя от тези, които си сътрудничат. След като попаднат в еволюционна среда, където има наследственост и вариации, сътрудничеството процъфтява. Това се случва, дори ако първоначално е имало конкурентна среда, в която всички са дезертирали.
Физиците отбелязаха, че такъв рязък преход къмсътрудничеството наподобява това, което във физиката се нарича фазов преход. Това е внезапна спонтанна реорганизация на система, като например когато водата достигне точката на кипене.
„Нашият модел подкрепя идеята, че появата на живот може да бъде подобна на фазов преход. Тази хипотеза е подобна на тези, които вече бяха изложени“, каза Шампан-Рюел.
Моделът подкрепя идеята, че възникването на живот може да бъде подобно на фазов преход.
Има ли сътрудничество в произхода на живота на други планети
Резултатите на Champagne-Ruel показват, че дори ако дадена система няма развити геноми и сложно поведение на организмите, пак може да възникне сътрудничество и сътрудничество.
„Ако сътрудничеството между молекулите иорганизмите възникват толкова лесно в природата, това предполага, че животът може да съществува и при неблагоприятни условия. Потенциално бихме могли да го открием в близко бъдеще с помощта на космическия телескоп Джеймс Уеб", отбеляза Шампан-Рюел. „Астробиолозите не трябва да пренебрегват никакви улики, защото естественото сътрудничество - и следователно животът - може дори да се появи в среда, която изглежда неблагоприятна .”
Прочетете още
Диагностика за минута: как ИТ променя здравеопазването
Учените откриха най-голямото растение: дължината му е 180 км, а възрастта му е около 4,5 хиляди години
Маймунската шарка се превръща в глобален вирус: защо се предава толкова бързо