Molekuly jsou raději „dezertéry“ a „freeridery“, ale jakmile se podmínky zhorší, oni
Co udělali autoři nového díla?
Nová hypotéza byla publikována jako článek v časopise Life. Jejími autory jsou doktorand Alexandre Champagne-Ruel a jeho školitel Paul Charbonneau, profesor na katedře fyziky na univerzitě v Montrealu.
Autoři studie vzali za základ hypotézu ože život vznikl na Zemi v sítích sebereplikujících se molekul. Samoreplikující se molekuly jsou dynamickým systémem, ve kterém se vytváří identická nebo podobná kopie sebe sama. Biologické buňky se ve vhodném prostředí množí buněčným dělením. Během buněčného dělení se DNA replikuje a může být předána potomkům během rozmnožování.
Výzkumníci vyvinuli počítačové modelyrůzných prostředích, aby bylo možné pozorovat, jak takové samoreplikující molekuly interagují. To je nezbytné pro simulaci událostí, které mohly nastat při vzniku života.
„Fyzici často studují různé složité formy, vpředevším původ života. Existuje několik modelů, podle kterých, když se objevil život, došlo k aktivní spolupráci mezi účastníky tohoto procesu, “řekl Champagne-Ruel.
Vědci vyvinuli počítačové modely různých prostředí, aby mohli pozorovat, jak takové samoreplikující molekuly interagují.
Proč potřebovali Darwinovu evoluční teorii?
Champagne-Ruel a Charbonneau nejprve postavili svůj model, který je založen na vězňově dilematu. Jedná se o scénář teorie her, který se používá v řadě vědeckých oborů.
Jádrem tohoto problému je zápletka o dvou vězních,kteří jsou podezřelí ze spáchání trestného činu. Byli zadrženi policií a umístěni do různých cel. Nyní se každý vězeň musí rozhodnout, zda se přizná k tomu, co udělal, nebo bude mlčet.
Oba zločinci sedí v různých celách, takženemohou vypovídat, ale vědí, že pokud se oba nepřiznají, budou za 6 měsíců propuštěni pro nedostatek důkazů o trestném činu. Pokud oba přiznají vinu, odsedí si dva roky. A pokud se jeden přizná, ale druhý ne, pak bude první propuštěn a druhý bude uvězněn na tři roky. Podstatou dilematu je, že bez ohledu na to, co váš protivník udělá, získáte více, když dezertujete (řeknete to svému komplici), než když budete spolupracovat (mlčet). Pro oba ale bude lepší, když se rozhodnou spolupracovat.
Autoři nového díla dříve stavělimodelovat toto dilema. Poté přidali tři základní principy darwinovského systému – selekci, dědičnost a variace (nebo mutace) – a spustili simulace na mřížce, kde „hráči“ jednali volně a opakovaně.
„Během simulace jsme vypočítali strategie,kteří získali body. Vybrali jsme je a nechali je volně distribuovat, čímž jsme obnovili dynamiku, která mohla převládat v prebiotickém prostředí,“ vysvětlil Champagne-Ruel.
Co autory při simulaci překvapilo
Během interakcí to Champagne-Ruel zjistilže hráči, kteří přeběhli, dominují. V některých variantách se takovým hráčům říká také volní jezdci. To je podle něj známý výsledek evoluční teorie her pro tento typ modelování.
Ale když hráči dostanou chybovost,který se nejen dědí, ale také podléhá mutacím, pak je systém zachycen těmi, kteří spolupracují. Jakmile jsou v evolučním prostředí, kde existuje dědičnost a variabilita, spolupráce vzkvétá. To se děje, i když zpočátku existovalo konkurenční prostředí, kde všichni dezertovali.
Fyzici poznamenali, že takový ostrý přechod kkooperace připomíná to, co se ve fyzice nazývá fázový přechod. Je to náhlá spontánní reorganizace systému, například když voda dosáhne bodu varu.
„Náš model podporuje myšlenku, že vznik života může být podobný fázovému přechodu. Tato hypotéza je podobná těm, které již byly předloženy,“ řekl Champagne-Ruel.
Model podporuje myšlenku, že vznik života může být podobný fázovému přechodu.
Existuje spolupráce při vzniku života na jiných planetách?
Výsledky Champagne-Ruela ukazují, že i když systém nemá vyvinuté genomy a složité chování organismů, stále může vznikat spolupráce a kooperace.
„Pokud spolupráce mezi molekulami aorganismy vznikají v přírodě tak snadno, že to naznačuje, že život může existovat i v nepříznivých podmínkách. Potenciálně bychom ho mohli najít v blízké budoucnosti s pomocí vesmírného dalekohledu Jamese Webba," poznamenal Champagne-Ruel. "Astrobiologové by neměli ignorovat žádné vodítka, protože přirozená spolupráce - a tedy život - se může dokonce objevit v prostředí, které se zdá být nepříznivé. .“
Přečtěte si více
Diagnóza za minutu: jak IT mění zdravotnictví
Vědci našli největší rostlinu: její délka je 180 km a její stáří je asi 4,5 tisíce let
Opičí neštovice se stávají globálním virem: proč se přenášejí tak rychle