A molekulák inkább "sivatagi" és "szabad lovasok" lenni, de amint a körülmények rosszabbodnak, azonnal
Mit csináltak az új mű szerzői?
Az új hipotézis cikkként jelent meg a Life folyóiratban. Szerzői Alexandre Champagne-Ruel PhD-hallgató és témavezetője, Paul Charbonneau, a Montreali Egyetem Fizika Tanszékének professzora.
A tanulmány készítői azt a hipotézist vették alapul, hogy kbhogy az élet a Földön önreplikálódó molekulák hálózataiban keletkezett. Az önreplikálódó molekulák egy dinamikus rendszer, amelyben önmaguk azonos vagy hasonló másolata jön létre. A biológiai sejtek megfelelő környezetben sejtosztódással szaporodnak. A sejtosztódás során a DNS replikálódik, és a szaporodás során továbbadható az utódoknak.
A kutatók számítógépes modelleket fejlesztettek kikülönböző környezetekben, hogy megfigyeljék az ilyen önreplikálódó molekulák kölcsönhatását. Erre azért van szükség, hogy olyan eseményeket szimuláljanak, amelyek az élet keletkezése során megtörténhettek.
„A fizikusok gyakran tanulmányoznak különféle összetett formákat, plkülönösen az élet eredete. Számos modell létezik, amelyek szerint az élet kialakulásakor aktív együttműködés volt a folyamat résztvevői között” – mondta Champagne-Ruel.
A kutatók számítógépes modelleket fejlesztettek ki különböző környezetekre, hogy megfigyeljék az ilyen önreplikálódó molekulák kölcsönhatását.
Miért volt szükségük Darwin evolúciós elméletére?
Champagne-Ruel és Charbonneau először megépítette modelljét, amely a fogoly dilemmáján alapul. Ez egy játékelméleti forgatókönyv, amelyet számos tudományos területen használnak.
A probléma középpontjában egy összeesküvés áll két fogolyról,akiket bűncselekmény elkövetésével gyanúsítanak. A rendőrök őrizetbe vették és különböző cellákba zárták őket. Most minden rabnak el kell döntenie, hogy bevallja-e tettét, vagy hallgat.
Mindkét bűnöző más-más cellában ül, tehátnem tud tanácskozni, de tudják, hogy ha mindketten nem vallják be, akkor 6 hónap múlva szabadulnak bűncselekményre utaló bizonyíték hiányában. Ha mindketten elismerik bűnösségüket, két évet kapnak. És ha az egyik bevallja, de a második nem, akkor az elsőt szabadon engedik, a másodikat három év börtönbüntetésre ítélik. A dilemma lényege, hogy bármit is tesz ellenfeled, többet nyersz, ha dezertálsz (mondod a cinkosodnak), mint ha együttműködsz (hallgatsz). De mindkettőjüknek jobb lesz, ha az együttműködés mellett döntenek.
Az új mű szerzői építeni szoktakmodellezi ezt a dilemmát. Ezután hozzáadták a darwini rendszer három alapelvét – a szelekciót, az öröklődést és a variációt (vagy mutációt) –, és szimulációkat futtattak egy rácson, ahol a „játékosok” szabadon és ismétlődően cselekedtek.
„A szimuláció során stratégiákat számoltunk ki,aki pontot szerzett. Kiválasztottuk őket, és szabadon cirkuláltattuk őket, újrateremtve azt a dinamikát, amely a prebiotikus környezetben uralkodhatott” – magyarázta Champagne-Ruel.
Mi lepte meg a szerzőket a szimuláció során
Az interakciók során Champagne-Ruel felfedezte azthogy a disszidált játékosok dominálnak. Egyes változatokban az ilyen játékosokat szabadlovasoknak is nevezik. Ez szerinte az evolúciós játékelmélet ismert eredménye az ilyen típusú modellezéseknél.
De amikor a játékosok hibaarányt kapnak,ami nem csak öröklődik, hanem mutációknak is ki van téve, akkor a rendszert az együttműködők elfogják. Ha egy evolúciós környezetben vannak, ahol örökölhető és változékony, az együttműködés virágzik. Ez akkor is megtörténik, ha kezdetben versenykörnyezet volt, ahol mindenki disszidált.
A fizikusok megjegyezték, hogy egy ilyen éles átmenet aAz együttműködés hasonlít ahhoz, amit a fizikában fázisátalakulásnak neveznek. Ez egy rendszer hirtelen spontán átszervezése, például amikor a víz eléri a forráspontot.
„Modellünk alátámasztja azt az elképzelést, hogy az élet megjelenése hasonló lehet egy fázisátalakuláshoz. Ez a hipotézis hasonló azokhoz, amelyeket már felállítottak” – mondta Champagne-Ruel.
A modell alátámasztja azt az elképzelést, hogy az élet kialakulása olyan lehet, mint egy fázisátalakulás.
Van-e együttműködés más bolygókon az élet keletkezésében
Champagne-Ruel eredményei azt mutatják, hogy még ha egy rendszernek nincs is fejlett genomja és az organizmusok összetett viselkedése, akkor is létrejöhet együttműködés és együttműködés.
„Ha a molekulák közötti együttműködés ésAz élőlények olyan könnyen keletkeznek a természetben, ami arra utal, hogy az élet kedvezőtlen körülmények között is létezhet. A James Webb Űrteleszkóp segítségével a közeljövőben potenciálisan megtalálhatjuk” – jegyezte meg Champagne-Ruel. „Az asztrobiológusoknak semmiféle nyomot nem szabad figyelmen kívül hagyniuk, mert a természetes együttműködés – és így az élet – akár kedvezőtlennek tűnő környezetben is kialakulhat. .”
Olvass tovább
Diagnózis egy percben: hogyan változtatja meg az IT az egészségügyet
A tudósok megtalálták a legnagyobb növényt: hossza 180 km, kora körülbelül 4,5 ezer év
A majomhimlő globális vírussá válik: miért terjed olyan gyorsan?