Molekuly sú radšej „dezertérmi“ a „voľnými jazdcami“, no akonáhle sa podmienky zhoršia, sú
Čo urobili autori nového diela?
Nová hypotéza bola publikovaná ako článok v časopise Life. Jeho autormi sú doktorand Alexandre Champagne-Ruel a jeho školiteľ Paul Charbonneau, profesor na katedre fyziky na univerzite v Montreale.
Autori štúdie vychádzali z hypotézy ože život vznikol na Zemi v sieťach samoreprodukujúcich sa molekúl. Samoreplikujúce sa molekuly sú dynamickým systémom, v ktorom sa vytvára identická alebo podobná kópia. Biologické bunky sa vo vhodnom prostredí množia bunkovým delením. Počas delenia buniek sa DNA replikuje a môže sa preniesť na potomstvo počas rozmnožovania.
Výskumníci vyvinuli počítačové modelyv rôznych prostrediach, aby bolo možné pozorovať, ako takéto samoreprodukujúce sa molekuly interagujú. Je to nevyhnutné na simuláciu udalostí, ktoré sa mohli stať pri vzniku života.
„Fyzici často študujú rôzne zložité formy, vnajmä pôvod života. Existuje niekoľko modelov, podľa ktorých, keď sa objavil život, došlo k aktívnej spolupráci medzi účastníkmi tohto procesu, “povedal Champagne-Ruel.
Výskumníci vyvinuli počítačové modely rôznych prostredí, aby pozorovali, ako takéto samoreprodukujúce sa molekuly interagujú.
Prečo potrebovali Darwinovu evolučnú teóriu?
Champagne-Ruel a Charbonneau najskôr postavili svoj model, ktorý je založený na väzňovej dileme. Toto je scenár teórie hier, ktorý sa používa v mnohých vedeckých oblastiach.
Jadrom tohto problému je zápletka o dvoch väzňoch,ktorí sú podozriví zo spáchania trestného činu. Boli zadržaní políciou a umiestnení do rôznych ciel. Teraz sa každý väzeň musí rozhodnúť, či sa prizná k tomu, čo urobil, alebo zostane ticho.
Obaja zločinci sedia v rôznych celách, takženemôžu vypovedať, ale vedia, že ak sa obaja nepriznajú, budú do 6 mesiacov prepustení pre nedostatok dôkazov o trestnom čine. Ak obaja uznajú vinu, odsedia si dva roky. A ak sa jeden prizná, ale druhý nie, tak prvého prepustia a druhého na tri roky zatvoria. Podstatou dilemy je, že bez ohľadu na to, čo robí váš protivník, získate viac, ak dezertujete (povedzte to svojmu komplicovi), ako keď budete spolupracovať (mlčíte). Pre oboch však bude lepšie, ak sa rozhodnú spolupracovať.
Autori nového diela zvykli stavaťmodelovať túto dilemu. Potom pridali tri základné princípy darwinovského systému – výber, dedičnosť a variáciu (alebo mutáciu) – a spustili simulácie na mriežke, kde „hráči“ konali voľne a opakovane.
„Počas simulácie sme vypočítali stratégie,ktorí získali body. Vybrali sme ich a dali sme ich voľne distribuovať, čím sme obnovili dynamiku, ktorá mohla prevládať v prebiotickom prostredí,“ vysvetlil Champagne-Ruel.
Čo prekvapilo autorov počas simulácie
Počas interakcií to Champagne-Ruel zistilže hráči, ktorí prebehli, dominujú. V niektorých variáciách sa takíto hráči nazývajú aj voľní jazdci. Toto je podľa neho známy výsledok evolučnej teórie hier pre tento typ modelovania.
Ale keď hráči dostanú chybovosť,ktorý sa nielen dedí, ale aj podlieha mutáciám, vtedy je systém zachytený tými, ktorí spolupracujú. Akonáhle sú v evolučnom prostredí, kde existuje dedičnosť a variácie, spolupráca prekvitá. Stáva sa to, aj keď spočiatku existovalo konkurenčné prostredie, v ktorom všetci dezertovali.
Fyzici poznamenali, že takýto ostrý prechod dokooperácia pripomína to, čo sa vo fyzike nazýva fázový prechod. Je to náhla spontánna reorganizácia systému, napríklad keď voda dosiahne bod varu.
„Náš model podporuje myšlienku, že vznik života môže byť podobný fázovému prechodu. Táto hypotéza je podobná tým, ktoré už boli predložené, “povedal Champagne-Ruel.
Model podporuje myšlienku, že vznik života môže byť podobný fázovému prechodu.
Existuje spolupráca pri vzniku života na iných planétach?
Výsledky Champagne-Ruela ukazujú, že aj keď systém nemá vyvinuté genómy a zložité správanie organizmov, stále môže vzniknúť spolupráca a kooperácia.
„Ak spolupráca medzi molekulami aorganizmy vznikajú v prírode tak ľahko, čo naznačuje, že život môže existovať aj v nepriaznivých podmienkach. Potenciálne by sme ho mohli nájsť v blízkej budúcnosti s pomocou vesmírneho teleskopu Jamesa Webba," poznamenal Champagne-Ruel. "Astrobiológovia by nemali ignorovať žiadne stopy, pretože prirodzená spolupráca - a teda život - sa môže dokonca objaviť v prostredí, ktoré sa zdá byť nepriaznivé. .“
Čítaj viac
Diagnóza za minútu: ako IT mení zdravotníctvo
Vedci našli najväčšiu rastlinu: jej dĺžka je 180 km a jej vek je asi 4,5 tisíc rokov
Opičie kiahne sa stávajú globálnym vírusom: prečo sa prenášajú tak rýchlo