Новая «Теория сборки» объединяет физику и биологию для объяснения эволюции

Международная группа ученых разработала новую теоретическую основу, которая объединяет физику и биологию, предоставляя единый подход к пониманию сложности и эволюции в природе. Новая работа по "Теории сборки" представляет значительный прогресс в нашем фундаментальном понимании биологической эволюции и того, как ее формируют физические законы Вселенной.

Исследование основано на предыдущей работе команды, которая разрабатывала теорию сборки как эмпирически подтвержденный подход к обнаружению жизни, что имеет важное значение для поиска инопланетной жизни и разработки новых форм жизни в лаборатории. В своей предыдущей работе команда вводила понятие "индекса молекулярной сборки", который оценивал сложность молекул на основе минимального числа этапов образования связей, необходимых для их создания. Они также демонстрировали, как этот индекс можно измерить экспериментально и как высокие значения связаны с молекулами, связанными с живой природой.

Новое исследование внедряет математическую формулировку "Сборки", которая показывает, сколько отбора требуется для создания сложных объектов на основе их количества и индексов сборки.

"Теория сборки представляет собой совершенно новый способ взглянуть на физику, химию и биологию, рассматривая их как разные точки зрения на одну и ту же реальность. С помощью этой теории мы можем сократить разрыв между редукционистской физикой и дарвиновской эволюцией, что является важным шагом к созданию фундаментальной теории, объединяющей инертную и живую материю", — объяснила профессор Сара Уокер, главный автор и физик-теоретик, исследователь происхождения жизни из Университета штата Аризона.

Ученые продемонстрировали, как теория сборки может применяться для количественной оценки отбора и эволюции в системах, начиная с простых молекул и заканчивая сложными полимерами и клеточными структурами. Это объясняет как открытие новых объектов, так и выбор существующих, что позволяет неограниченно увеличивать сложность жизни и технологий.

"Теория сборки предлагает новый взгляд на материю, составляющую наш мир, рассматривая ее как нечто, что не только состоит из неизменных частиц, но также имеет память, необходимую для создания объектов с течением времени. При дальнейших исследованиях этот подход может трансформировать области от космологии до информатики, представляя новый рубеж на стыке физики, химии, биологии и теории информации", — сказал профессор Ли Кронин, химик из Университета Глазго и соавтор исследования.

Цель исследователей заключается в дальнейшем развитии теории сборки и ее применении для анализа известной и неизвестной жизни, а также для проверки гипотез о происхождении жизни из неживой материи.

"Главной особенностью этой теории является ее проверяемость экспериментальными методами. Это открывает захватывающие перспективы для разработки новых экспериментов, которые могли бы раскрывать происхождение жизни, создавая живые системы с нуля в лаборатории", — добавил Кронин.

Теория сборки открывает множество новых вопросов и исследовательских направлений, связанных с объединением физических и биологических наук. В целом, она обещает привнести глубокое новое понимание физики, лежащей в основе биологической сложности и эволюционных инноваций.