Molekulės mieliau renkasi „dykumos“ ir „laisvųjų jodintojų“, bet kai tik pablogėja sąlygos, jos
Ką nuveikė naujojo kūrinio autoriai?
Naujoji hipotezė buvo paskelbta kaip straipsnis žurnale „Life“. Jo autoriai yra doktorantas Alexandre'as Champagne-Ruelis ir jo vadovas Paulas Charbonneau, Monrealio universiteto Fizikos katedros profesorius.
Tyrimo autoriai rėmėsi hipoteze apiekad gyvybė Žemėje atsirado savaime besidauginančių molekulių tinkluose. Savaime besidauginančios molekulės yra dinamiška sistema, kurioje sukuriama identiška arba panaši savo kopija. Biologinės ląstelės tinkamoje aplinkoje dauginasi ląstelių dalijimosi būdu. Ląstelių dalijimosi metu DNR replikuojasi ir gali būti perduodama palikuonims dauginimosi metu.
Mokslininkai sukūrė kompiuterinius modeliusskirtingose aplinkose, kad būtų galima stebėti, kaip sąveikauja tokios savaime besidauginančios molekulės. Tai būtina norint imituoti įvykius, kurie galėjo įvykti gyvybės atsiradimo metu.
„Fizikai dažnai tiria įvairias sudėtingas formasypač gyvybės kilmė. Yra keletas modelių, pagal kuriuos gyvybės atsiradimo metu vyko aktyvus šio proceso dalyvių bendradarbiavimas “, - sakė Champagne-Ruel.
Tyrėjai sukūrė skirtingų aplinkų kompiuterinius modelius, kad galėtų stebėti, kaip sąveikauja tokios savaime besidauginančios molekulės.
Kodėl jiems prireikė Darvino evoliucijos teorijos?
Champagne-Ruel ir Charbonneau pirmiausia sukūrė savo modelį, pagrįstą kalinio dilema. Tai žaidimo teorijos scenarijus, naudojamas daugelyje mokslo sričių.
Šios problemos esmė yra sąmokslas apie du kalinius,kurie įtariami padarę nusikaltimą. Policija juos sulaikė ir pasodino į skirtingas kameras. Dabar kiekvienas kalinys turi nuspręsti, ar prisipažinti, ką padarė, ar tylėti.
Abu nusikaltėliai sėdi skirtingose kamerose, todėlnegali pasitarti, bet žino, kad jei abu neprisipažins, jie bus paleisti po 6 mėnesių dėl nusikaltimo įrodymų trūkumo. Jei abu pripažins kaltę, jie kalės dvejus metus. O jei vienas prisipažins, o antrasis – ne, pirmas bus paleistas, o antrasis – trejiems metams įkalintas. Dilemos esmė yra ta, kad kad ir ką darytų jūsų oponentas, pasitraukę (papasakokite savo bendrininkui) gausite daugiau, nei bendradarbiaudami (nutylėdami). Tačiau abiem bus geriau, jei jie nuspręs bendradarbiauti.
Naujojo kūrinio autoriai statydavomodeliuoti šią dilemą. Tada jie pridėjo tris pagrindinius Darvino sistemos principus – atranką, paveldimumą ir variaciją (arba mutaciją) – ir atliko modeliavimą tinklelyje, kuriame „žaidėjai“ veikė laisvai ir kartojasi.
„Modeliavimo metu apskaičiavome strategijas,kurie pelnė taškus. Mes juos atrinkome ir leidome laisvai cirkuliuoti, atkurdami dinamiką, kuri galėjo vyrauti prebiotinėje aplinkoje“, – paaiškino Champagne-Ruel.
Kas nustebino autorius modeliavimo metu
Per bendravimą Champagne-Ruel tai atradokad dominuoja prasižengę žaidėjai. Kai kuriais variantais tokie žaidėjai dar vadinami free rideriais. Tai, anot jo, yra žinomas tokio modeliavimo evoliucinės žaidimų teorijos rezultatas.
Tačiau kai žaidėjai gauna klaidų dažnį,kuri yra ne tik paveldima, bet ir veikiama mutacijų, tada sistemą pagauna tie, kurie bendradarbiauja. Kai jie patenka į evoliucinę aplinką, kurioje yra paveldimumas ir įvairovė, bendradarbiavimas klesti. Taip atsitinka, net jei iš pradžių buvo konkurencinė aplinka, kurioje visi pasitraukė.
Fizikai pažymėjo, kad toks staigus perėjimas priebendradarbiavimas primena tai, kas fizikoje vadinama faziniu perėjimu. Tai staigus spontaniškas sistemos pertvarkymas, pavyzdžiui, kai vanduo pasiekia virimo temperatūrą.
„Mūsų modelis palaiko idėją, kad gyvybės atsiradimas gali būti panašus į fazės perėjimą. Ši hipotezė yra panaši į tas, kurios jau buvo iškeltos“, – sakė Champagne-Ruel.
Modelis palaiko idėją, kad gyvybės atsiradimas gali būti panašus į fazės perėjimą.
Ar vyksta bendradarbiavimas kuriant gyvybę kitose planetose
Champagne-Ruel rezultatai rodo, kad net jei sistema neturi išsivysčiusių genomų ir sudėtingos organizmų elgsenos, bendradarbiavimas ir bendradarbiavimas vis tiek gali atsirasti.
„Jei bendradarbiavimas tarp molekulių irorganizmai taip lengvai atsiranda gamtoje, tai rodo, kad gyvybė gali egzistuoti ir nepalankiomis sąlygomis. Netolimoje ateityje galėtume jį rasti Jameso Webbo kosminio teleskopo pagalba, – pažymėjo Champagne-Ruel. – Astrobiologai neturėtų ignoruoti jokių užuominų, nes natūralus bendradarbiavimas, taigi ir gyvybė, gali atsirasti net nepalankioje aplinkoje. .
Skaityti daugiau
Diagnozė per minutę: kaip IT keičia sveikatos priežiūrą
Mokslininkai rado didžiausią augalą: jo ilgis – 180 km, o amžius – apie 4,5 tūkst.
Beždžionių raupai tampa pasauliniu virusu: kodėl jie taip greitai perduodami