فكرة جديدة لكيفية تجميع الحياة

وفقًا لنظرية التجميع ، قبل أن يتمكن التطور الدارويني من المضي قدمًا ، يجب اختيار شيء ما لنسخ متعددة من كائنات عالية الذكاء الاصطناعي من التجميع الممكن. قال كرونين إن الكيمياء وحدها قد تكون قادرة على ذلك – عن طريق تضييق الجزيئات المعقدة نسبيًا إلى مجموعة فرعية صغيرة. التفاعلات الكيميائية العادية بالفعل “تختار” منتجات معينة من بين جميع التباديل الممكنة لأن لها معدلات تفاعل أسرع.

يمكن أن تكون الظروف المحددة في بيئة البريبايوتك ، مثل درجة الحرارة أو الأسطح المعدنية التحفيزية ، قد بدأت في غربلة مجموعة السلائف الجزيئية للحياة من بين تلك الموجودة في التجمع الممكن. وفقًا لنظرية التجميع ، سيتم “تذكر” تفضيلات البريبايوتك هذه في الجزيئات البيولوجية الحالية: فهي ترمز تاريخها الخاص. بمجرد أن تولى الاختيار الدارويني زمام الأمور ، فضل تلك الأشياء التي كانت قادرة بشكل أفضل على تكرار نفسها. في هذه العملية ، أصبح ترميز التاريخ هذا أقوى. لهذا السبب بالتحديد يمكن للعلماء استخدام الهياكل الجزيئية للبروتينات والحمض النووي لعمل استنتاجات حول العلاقات التطورية للكائنات الحية.

وهكذا ، فإن نظرية التجميع “توفر إطارًا لتوحيد أوصاف الاختيار عبر الفيزياء والبيولوجيا” ، كما كتب كرونين ووكر وزملاؤه. “كلما كان الكائن” أكثر تجميعًا “، كلما تطلب الأمر مزيدًا من الاختيار حتى يظهر إلى حيز الوجود.”

قال كرونين: “نحاول صنع نظرية تشرح كيف تنشأ الحياة من الكيمياء ، ونفعل ذلك بطريقة صارمة ويمكن التحقق منها تجريبيًا.”

مقياس واحد للحكم عليهم جميعا؟

يشعر Krakauer أن كلاً من نظرية التجميع ونظرية المنشئ تقدم طرقًا جديدة محفزة للتفكير في كيفية ظهور الأشياء المعقدة. قال “هذه النظريات تشبه التلسكوبات أكثر من كونها مختبرات الكيمياء”. “إنهم يسمحون لنا برؤية الأشياء ، وليس صنع الأشياء. هذا ليس بالأمر السيئ على الإطلاق ويمكن أن يكون قويا للغاية “.

لكنه يحذر من أنه “مثل كل العلوم ، سيكون الدليل في الحلوى.”

في غضون ذلك ، يعتقد زينيل أنه في ضوء قائمة كبيرة بالفعل من مقاييس التعقيد مثل تعقيد كولموغوروف ، فإن نظرية التجميع تعيد اختراع العجلة فقط. مارليتو لا توافق. وقالت: “هناك عدة مقاييس للتعقيد ، كل منها يلتقط فكرة مختلفة عن التعقيد”. لكنها قالت إن معظم هذه التدابير لا تتعلق بعمليات العالم الحقيقي. على سبيل المثال ، يفترض تعقيد Kolmogorov نوعًا من الأجهزة يمكنه تجميع أي شيء تسمح به قوانين الفيزياء. وقالت مارليتو إنه إجراء مناسب للجمعية “ممكن” ، لكن ليس بالضرورة أن تكون الجمعية ملحوظة. في المقابل ، تعتبر نظرية التجميع “نهجًا واعدًا لأنها تركز على الخصائص الفيزيائية المحددة عمليًا” ، كما قالت ، “بدلاً من المفاهيم المجردة للتعقيد”.

قال كرونين إن الشيء المفقود في مثل هذه المقاييس المعقدة السابقة هو أي إحساس بتاريخ الكائن المعقد – لا تميز القياسات بين الإنزيم وعديد الببتيد العشوائي.

يأمل كرونين ووكر في أن تعالج نظرية التجميع في النهاية أسئلة واسعة جدًا في الفيزياء ، مثل طبيعة الوقت وأصل القانون الثاني للديناميكا الحرارية. لكن تلك الأهداف لا تزال بعيدة المنال. قالت مارليتو: “لا يزال برنامج نظرية التجميع في مهده”. إنها تأمل أن ترى النظرية تمر بخطواتها في المختبر. ولكن قد يحدث ذلك في البرية أيضًا – أثناء البحث عن عمليات واقعية تحدث في عوالم فضائية.

القصة الأصلية أعيد طبعها بإذن من مجلة كوانتا منشور تحريري مستقل عن مؤسسة سيمونز تتمثل مهمتها في تعزيز الفهم العام للعلم من خلال تغطية التطورات والاتجاهات البحثية في الرياضيات والعلوم الفيزيائية وعلوم الحياة.