«Теория сборки», новаторская теоретическая основа, объединяющая физику и биологию, предлагает революционное понимание биологической эволюции и ее места в универсальных физических законах. Благодаря приложениям от поиска инопланетной жизни до понимания происхождения жизни, она обещает изменить многие научные области.
Международная группа исследователей разработала новую теоретическую основу, которая объединяет физику и биологию и обеспечивает единый подход к пониманию того, как в природе возникают сложность и эволюция. Эта новая работа по «Теории сборки», представляет собой крупный прогресс в нашем фундаментальном понимании биологической эволюции и того, как она управляется физическими законами Вселенной.
Предыдущая работа и индекс молекулярной сборки
Это исследование основано на предыдущей работе команды по разработке теории сборки как эмпирически подтвержденного подхода к обнаружению жизни, что имеет значение для поиска инопланетной жизни и усилий по развитию новых форм жизни в лаборатории. В предыдущей работе команда присвоила молекулам оценку сложности, называемую индексом молекулярной сборки, основанную на минимальном количестве этапов образования связей, необходимых для построения молекулы. Они показали, как этот индекс можно измерить экспериментально и как высокие значения коррелируют с молекулами, полученными из жизни.
Математический формализм в теории сборок
Новое исследование вводит математический формализм в отношении физической величины под названием «Сборка», которая показывает, какой объем отбора требуется для создания заданного набора сложных объектов, на основе их количества и индексов сборки.
«Теория сборки обеспечивает совершенно новый взгляд на физику, химию и биологию как на разные точки зрения на одну и ту же реальность», — объяснила ведущий автор профессор Сара Уокер, физик-теоретик и исследователь происхождения жизни из Университета штата Аризона. «С помощью этой теории мы можем начать сокращать разрыв между редукционистской физикой и дарвиновской эволюцией – это важный шаг на пути к фундаментальной теории, объединяющей инертную и живую материю».
Приложения и будущий потенциал
Исследователи продемонстрировали, как теория сборки может применяться для количественной оценки отбора и эволюции в системах, начиная от простых молекул и заканчивая сложными полимерами и клеточными структурами. Это объясняет как открытие новых объектов, так и выбор существующих, позволяя неограниченно увеличивать сложность, характерную для жизни и технологий.
«Теория сборки предлагает совершенно новый способ взглянуть на материю, из которой состоит наш мир, определяемую не только неизменяемыми частицами, но и памятью, необходимой для создания объектов путем отбора с течением времени», — сказал профессор Ли Кронин, химик из университета. Глазго и соведущий автор. «При дальнейшей работе этот подход может трансформировать области от космологии до информатики. Это представляет собой новый рубеж на стыке физики, химии, биологии и теории информации».
К более глубокому пониманию
Целью исследователей является дальнейшее совершенствование теории сборки и изучение ее применения для характеристики известной и неизвестной жизни, а также проверки гипотез о том, как жизнь возникает из неживой материи. «Ключевой особенностью теории является то, что она поддается экспериментальной проверке», — сказал Кронин. «Это открывает захватывающую возможность использования теории сборки для разработки новых экспериментов, которые могли бы раскрыть происхождение жизни путем создания живых систем с нуля в лаборатории».
Теория открывает множество новых вопросов и направлений исследований на стыке физических и биологических наук. В целом, теория сборки обещает дать глубокое новое понимание физики, лежащей в основе биологической сложности и эволюционных инноваций.
No comments:
Post a Comment