33
Как собрать живую клетку из неживых молекул без посторонней помощи?
Новая математическая модель показывает, что эта задача намного сложнее, чем представлялось раньше.
В недавнем исследовании физик Роберт Эндрес поставил под сомнение идею, что жизнь могла возникнуть на Земле исключительно случайным образом и в пределах доступного времени.
Роберт Эндрес, профессор Имперского колледжа Лондона, применил методы теории информации и алгоритмической сложности, чтобы оценить, насколько реально образование первой живой клетки из простых химических соединений.
Он сравнил этот процесс с попыткой написать связный текст, наугад нажимая кнопки на печатной машинке: чем сложнее должен быть текст, тем менее вероятно, что он получится случайно.
С ростом структурной и информационной сложности вероятность самопроизвольного формирования жизни точно так же падает.
В центре работы — математическая модель, основанная на так называемой теории скорости-искажения (rate–distortion theory). Она учитывает, как часто и насколько сильно химическая система может отклоняться от упорядоченного состояния, необходимого для жизни.
Согласно второму закону термодинамики, в изолированной системе энтропия (мера беспорядка) либо возрастает, либо остается постоянной, и никогда не уменьшается.
А чтобы собрать живую систему, наоборот, нужно сформировать высокоорганизованную структуру — и сделать это без внешнего вмешательства. Эндрес приходит к выводу, что для этого могла потребоваться не только удача, но и какие-то пока неизвестные физические закономерности.
Он не утверждает, что жизнь не могла появиться на Земле сама по себе. Однако его расчеты показывают, что одних известных химических и физических процессов может быть недостаточно.
Исследователь говорит, что если мы хотим понять происхождение жизни, нужно искать новые принципы, способные объяснить, как в хаосе ранней Земли могла появиться упорядоченная клетка.
В своей работе Эндрес также упоминает гипотезу панспермии — предположение, что жизнь могла быть занесена на Землю разумной внеземной цивилизацией.
Эту идею предложили в 1970-х годах молекулярные биологи Фрэнсис Крик и Лесли Оргел.
Исследователь оговаривается, что подобные сценарии противоречат принципу бритвы Оккама, согласно которому научные объяснения должны быть максимально простыми.
Но он признает: пока мы не нашли убедительной модели появления жизни на Земле, исключать такую возможность тоже нельзя.
Важность этой работы заключается не столько в ответах, сколько в постановке правильных вопросов.
Она не отменяет теории естественного происхождения жизни, но показывает, что она пока неполная.
Чтобы объяснить, как из неживых молекул возникли организмы, одного химического подхода может быть недостаточно. Возможно, математика способна помочь найти недостающие звенья.
via
yaplakal.com