Molekyler foretrækker at være "desertører" og "frie ryttere", men så snart forholdene forværres, bliver de
Hvad lavede forfatterne til det nye værk?
Den nye hypotese blev publiceret som en artikel i tidsskriftet Life. Dens forfattere er ph.d.-studerende Alexandre Champagne-Ruel og hans vejleder Paul Charbonneau, professor ved Institut for Fysik ved University of Montreal.
Forfatterne til undersøgelsen tog udgangspunkt i hypotesen vedrat liv opstod på Jorden i netværk af selvreplikerende molekyler. Selvreplikerende molekyler er et dynamisk system, hvor en identisk eller lignende kopi af sig selv skabes. Biologiske celler i et passende miljø formerer sig gennem celledeling. Under celledeling replikeres DNA og kan videregives til afkom under reproduktion.
Forskere har udviklet computermodellerforskellige miljøer for at observere, hvordan sådanne selvreplikerende molekyler interagerer. Dette er nødvendigt for at simulere begivenheder, der kunne have fundet sted under livets oprindelse.
”Fysikere studerer ofte forskellige komplekse former, iisær livets oprindelse. Der er flere modeller, hvorefter der, da livet opstod, var et aktivt samarbejde mellem deltagerne i denne proces,” sagde Champagne-Ruel.
Forskere har udviklet computermodeller af forskellige miljøer for at observere, hvordan sådanne selvreplikerende molekyler interagerer.
Hvorfor havde de brug for Darwins evolutionsteori?
Champagne-Ruel og Charbonneau byggede først deres model, som er baseret på fangens dilemma. Dette er et spilteoretisk scenarie, der bruges inden for en række videnskabelige områder.
Kernen i dette problem er et plot om to fanger,der er mistænkt for at begå en forbrydelse. De blev tilbageholdt af politiet og sat i forskellige celler. Nu skal hver fange beslutte, om han vil tilstå, hvad han gjorde, eller forblive tavs.
Begge kriminelle sidder i forskellige celler, såkan ikke konferere, men de ved, at hvis begge ikke tilstår, bliver de løsladt om 6 måneder på grund af manglende beviser for en forbrydelse. Hvis begge erkender sig skyldige, afsoner de to år. Og hvis den ene tilstår, men den anden gør det ikke, så vil den første blive løsladt, og den anden vil blive fængslet i tre år. Essensen af dilemmaet er, at uanset hvad din modstander gør, vil du vinde mere, hvis du desertere (fortælle om din medskyldige), end hvis du samarbejder (tier). Men det vil være bedre for begge, hvis de beslutter sig for at samarbejde.
Forfatterne til det nye værk plejede at byggemodellere dette dilemma. De tilføjede derefter de tre kerneprincipper i det darwinistiske system - udvælgelse, arvelighed og variation (eller mutation) - og kørte simuleringer på et gitter, hvor "spillerne" handlede frit og gentagne gange.
"Under simuleringen beregnede vi strategier,der scorede point. Vi udvalgte dem og gjorde dem frie til at cirkulere, og genskabte den dynamik, der kan have hersket i et præbiotisk miljø,” forklarede Champagne-Ruel.
Hvad overraskede forfatterne under simuleringen
Under interaktionerne opdagede Champagne-Ruel detat spillerne der hoppede af dominerer. I nogle variationer kaldes sådanne spillere også for free riders. Dette, siger han, er et kendt resultat af evolutionær spilteori for denne type modellering.
Men når spillere får fejlprocenter,som ikke kun er nedarvet, men også genstand for mutationer, så fanges systemet af dem, der samarbejder. Når de først er i et evolutionært miljø, hvor der er arvelighed og variation, blomstrer samarbejdet. Dette sker, selvom der oprindeligt var et konkurrencemiljø, hvor alle deserterede.
Fysikere bemærkede, at sådan en skarp overgang tilsamarbejde ligner det, man i fysik kalder en faseovergang. Det er en pludselig spontan reorganisering af et system, som når vandet når kogepunktet.
”Vores model understøtter ideen om, at livets fremkomst kan ligne en faseovergang. Denne hypotese ligner dem, der allerede er blevet fremsat," sagde Champagne-Ruel.
Modellen understøtter ideen om, at livets opståen kan ligne en faseovergang.
Er der samarbejde i livets oprindelse på andre planeter
Champagne-Ruels resultater viser, at selvom et system ikke har udviklet genom og kompleks adfærd hos organismer, kan der stadig opstå samarbejde og samarbejde.
"Hvis samarbejde mellem molekyler ogorganismer opstår så let i naturen, det tyder på, at liv også kan eksistere under ugunstige forhold. Vi kunne potentielt finde det i den nærmeste fremtid ved hjælp af James Webb Space Telescope," bemærkede Champagne-Ruel. "Astrobiologer bør ikke ignorere nogen spor, fordi naturligt samarbejde - og derfor liv - kan endda opstå i et miljø, der virker ugunstigt. ."
Læs mere
Diagnose på et øjeblik: hvordan IT ændrer sundhedsvæsenet
Forskere har fundet den største plante: dens længde er 180 km, og dens alder er omkring 4,5 tusind år
Abekopper er ved at blive en global virus: hvorfor det overføres så hurtigt