Molekule više vole biti "dezerteri" i "slobodni jahači", ali čim se uvjeti pogoršaju,
Što su napravili autori novog djela?
Nova hipoteza objavljena je kao članak u časopisu Life. Njegovi autori su doktorand Alexandre Champagne-Ruel i njegov mentor Paul Charbonneau, profesor na Odsjeku za fiziku Sveučilišta u Montrealu.
Autori studije uzeli su kao osnovu hipotezu oda je život nastao na Zemlji u mrežama samoreplicirajućih molekula. Samoreplicirajuće molekule su dinamički sustav u kojem se stvara identična ili slična kopija samih sebe. Biološke stanice u prikladnom okruženju razmnožavaju se diobom stanica. Tijekom diobe stanica DNK se replicira i može se prenijeti na potomstvo tijekom reprodukcije.
Istraživači su razvili računalne modelerazličitim okruženjima za promatranje interakcije takvih samoreplicirajućih molekula. To je neophodno za simulaciju događaja koji su se mogli dogoditi tijekom nastanka života.
“Fizičari često proučavaju različite složene oblike, uosobito podrijetlo života. Postoji nekoliko modela prema kojima je tijekom nastanka života postojala aktivna suradnja između sudionika u ovom procesu “, rekao je Champagne-Ruel.
Istraživači su razvili računalne modele različitih okruženja kako bi promatrali kako takve samoreplicirajuće molekule međusobno djeluju.
Zašto im je trebala Darwinova teorija evolucije?
Champagne-Ruel i Charbonneau prvi su izgradili svoj model koji se temelji na dilemi zatvorenika. Ovo je scenarij teorije igara koji se koristi u nizu znanstvenih područja.
U središtu ovog problema je zaplet o dvojici zatvorenika,koji su osumnjičeni za počinjenje kaznenog djela. Policija ih je privela i smjestila u različite ćelije. Sada svaki zatvorenik mora odlučiti hoće li priznati što je učinio ili će šutjeti.
Oba kriminalca sjede u različitim ćelijama, daklene mogu se sporazumjeti, ali znaju da ako oboje ne priznaju, bit će pušteni za 6 mjeseci zbog nedostatka dokaza o zločinu. Ako obojica priznaju krivnju, odležat će dvije godine. A ako jedan prizna, a drugi ne, onda će prvi biti pušten, a drugi će biti u tamnici tri godine. Suština dileme je da bez obzira što vaš protivnik učini, više ćete dobiti ako dezertirate (rečete na suučesnika) nego ako surađujete (šutite). No za oboje će biti bolje ako se odluče na suradnju.
Autori novog djela nekada su gradilimodelirati ovu dilemu. Zatim su dodali tri temeljna principa darvinističkog sustava – selekciju, nasljednost i varijaciju (ili mutaciju) – i pokrenuli simulacije na mreži u kojoj su “igrači” djelovali slobodno i ponavljajuće.
“Tijekom simulacije izračunali smo strategije,koji je osvojio bodove. Odabrali smo ih i omogućili im slobodno kruženje, rekreirajući dinamiku koja je možda prevladavala u prebiotskom okruženju”, objasnio je Champagne-Ruel.
Ono što je iznenadilo autore tijekom simulacije
Tijekom interakcija, Champagne-Ruel je to otkrioda igrači koji su prebjegli dominiraju. U nekim se varijantama takvi igrači nazivaju i slobodni jahači. To je, kaže, poznati rezultat evolucijske teorije igara za ovu vrstu modeliranja.
Ali kada igrači dobiju stope grešaka,koji je ne samo naslijeđen, već i podložan mutacijama, tada sustav zahvaćaju oni koji surađuju. Kada se nađu u evolucijskom okruženju u kojem postoji nasljednost i varijacije, suradnja cvjeta. To se događa čak i ako je u početku postojalo natjecateljsko okruženje u kojem su svi prebjegli.
Fizičari su primijetili da je tako oštar prijelaz nasuradnja nalikuje onome što se u fizici naziva faznim prijelazom. To je iznenadna spontana reorganizacija sustava, kao kada voda dosegne točku vrenja.
“Naš model podupire ideju da bi nastanak života mogao biti sličan faznom prijelazu. Ova je hipoteza slična onima koje su već iznesene”, rekao je Champagne-Ruel.
Model podržava ideju da nastanak života može biti sličan faznom prijelazu.
Postoji li suradnja u nastanku života na drugim planetima
Rezultati Champagne-Ruela pokazuju da čak i ako sustav nema razvijene genome i složeno ponašanje organizama, još uvijek može doći do suradnje i suradnje.
"Ako suradnja između molekula iorganizmi tako lako nastaju u prirodi, to sugerira da život može postojati iu nepovoljnim uvjetima. Mogli bismo ga potencijalno pronaći u bliskoj budućnosti uz pomoć svemirskog teleskopa James Webb," primijetio je Champagne-Ruel. "Astrobiolozi ne bi trebali zanemariti nikakve tragove, jer se prirodna suradnja - a time i život - mogu čak pojaviti u okruženju koje se čini nepovoljnim .”
Čitaj više
Dijagnoza u minuti: kako IT mijenja zdravstvenu zaštitu
Znanstvenici su pronašli najveću biljku: njezina duljina je 180 km, a starost je oko 4,5 tisuća godina
Majmunske boginje postaju globalni virus: zašto se tako brzo prenose