Abiogenezis: A Theory on The Origins of Life

Már mindannyian tudjuk, hogyan működik az evolúció. Legalábbis a legtöbben alapvetően értjük, hogyan működik. A legalapvetőbb szinten az evolúció az idő múlásával bekövetkező változás. Pontosabban, egy biológiai populáción belüli, egymást követő generációk során bekövetkező változások.

A biológiai komplexitás végső soron az evolúció egyik legfontosabb eredménye. A dolgok egyszerűen kezdődtek. Aztán a gének mutálódtak, a sejtek kölcsönhatásba léptek a környezetükkel, a mitokondriumok megszűntek élő organizmusok lenni, és elkezdtek egy sejt részévé válni, és – tada – komplex élet.

Az élet komplexitása és sokfélesége tehát tudjuk, honnan ered. Az evolúciónak köszönhetően vannak elefántjaink, és kígyóink, HIV-ünk, és a tardigrade. Ez az elmélet megvan. De azt nem tudjuk, hogy maga az élet honnan jött. Nem értjük mindennek a kezdetét, az abiogenezist.

Az abiogenezis az élet keletkezése élettelen anyagból. És ez már régóta égető kérdés (már jóval azelőtt, hogy Darwin előállt volna az evolúció elméletével). De lehet, hogy a válasz már a láthatáron van. És ez a válasz meglepően egyszerű: Az élet elkerülhetetlen.

A fizikusok számos tanulmányban állították, hogy az élet kialakulása elkerülhetetlen, és állításaik alátámasztására egy megalapozott képlettel rendelkeznek. A fizikusok által kidolgozott új(abb) modelleket a fizika korábban felállított elméletei alapján fogalmazták meg, és arra a következtetésre jutottak, hogy az anyag általában olyan rendszerekké fog fejlődni, amelyek “külső energiaforrás által hajtva” és “hőfürdővel körülvéve” egyre hatékonyabbá válnak az energia levezetésében.

Ez egy kicsit bonyolultan hangzik, ezért bontsuk le.

Az elmélet megértéséhez meg kell értenünk a termodinamika második törvényét, amelyet a növekvő entrópia törvényének vagy az “idő nyilának” is neveznek. A második törvény kimondja: “Egy izolált, nem egyensúlyban lévő rendszer entrópiája az idő múlásával növekszik, megközelítve az egyensúlyban lévő maximális értéket.”

Nagyon nyersen fogalmazva, az entrópia azt jelenti, hogy a dolgok szétesnek. Forró dolgok kihűlnek, gázok diffundálnak a levegőben, egy ház összedől, de nem ad hozzá azonnal egy új konyhát. Tehát, ahogy korábban is mondtam, a dolgok szétesnek, szétterülnek, az energia az idő előrehaladtával hajlamos diffundálni. Az entrópia alapvetően ennek a tendenciának a mérőszáma.

Méri, hogy az energia mennyire szóródik szét egy rendszer részecskéi között, és ezek a részecskék mennyire diffúzak a térben.

Tudjuk, hogy összességében az entrópia mindig növekszik (hogy a dolgok szétszóródnak), mert egyszerű valószínűségi kérdés: Több módja van annak, hogy az energia szétszóródjon, mint annak, hogy koncentrálódjon. Így, ahogy egy rendszerben a részecskék mozognak és kölcsönhatásba lépnek, a puszta véletlen folytán hajlamosak lesznek olyan konfigurációkat felvenni, amelyekben az energia szétszóródik.

Ez az a pont, ahol a képlet bejön. Jeremy England, az MIT fizikusa így magyarázza: “A képletből nagyon egyszerűen ki tudjuk mutatni, hogy az evolúció során azok az eredmények lesznek a legvalószínűbbek, amelyek több energiát nyeltek el és vezettek el a környezet külső hajtóerejéből az oda vezető úton.”

Ez azt jelenti, hogy az atomok csomói, amelyeket egy bizonyos hőmérsékletű fürdő vesz körül, mint például a légkör vagy az óceán, idővel úgy rendeződnek el, hogy egyre jobban rezonáljanak a környezetükben lévő mechanikai, elektromágneses vagy kémiai munkaforrásokkal.”

Az önreprodukció (vagy biológiai értelemben a reprodukció), az a folyamat, amely a földi élet evolúcióját hajtja, egy ilyen mechanizmus, amellyel egy rendszer idővel egyre nagyobb mennyiségű energiát oszlathat el. Ahogy England fogalmazott: “Egy nagyszerű módja annak, hogy többet szórjunk el, ha több másolatot készítünk magunkról.”

Mások azzal érvelnek, hogy nincs olyan elv, amely szerint az entrópiának hatékonynak kell lennie. Mégis, ezen a területen már végeztek munkát. Ilya Prigogine, a disszipatív struktúrákkal kapcsolatos munkáiról ismert kiemelkedő belga fizikai kémikus, megfigyelte, hogy egy általánosított kémiai potenciál alatt azt látjuk, hogy az anyag önszerveződik olyan rendszerekké, amelyek növelik a potenciál disszipációját.

Másrészt Karo Michaelian, az UNAM Kísérleti Fizika Tanszékének munkatársa egy tanulmányában a következőket feltételezi: “Az RNS és a DNS az összes ismert molekula közül a leghatékonyabb az intenzív ultraibolya fény elnyelésére, amely áthatolt a sűrű korai légkörön, és figyelemre méltóan gyorsan átalakítja ezt a fényt hővé a folyékony víz jelenlétében. Ebből a szempontból az élet eredete és evolúciója, amely elválaszthatatlan a víztől és a víz körforgásától, úgy értelmezhető, mint ami abból a természetes termodinamikai kényszerből ered, hogy a Föld entrópiatermelését növelje a napkörnyezetével való kölcsönhatásában.”

Ezek a ponton megjegyzendő, hogy az elképzelések erősen spekulatívak. Azonban ne olvassuk el az utolsó mondatot, és ne gondoljuk, hogy ez azt jelenti, hogy az elképzelések tudománytalanok vagy alaptalan találgatások (kérjük, olvassuk el a linkelt cikkeket, ahol további információkat találunk ezekről az elméletekről). Sőt, az elméleti eredmények (itt) érvényesnek tekinthetők. Az értelmezés az, ahol egyesek szerint a spekuláció meglehetősen magas (az értelmezés az az állítás, hogy az ő képlete jelenti az élet kialakulásának mozgatórugóját). Pedig már vannak elképzelések arra vonatkozóan, hogyan lehetne ezt laboratóriumban tesztelni.

A képletet itt láthatja, vagy az alábbi videóban többet megtudhat ezekről az elképzelésekről:

Amellett érdemes néhány percet szakítani a napból, és ide kattintva átnézni Michaelian kutatásait.

A Futurism olvasójaként meghívjuk Önt, hogy csatlakozzon a Singularity Global Communityhöz, anyavállalatunk fórumához, ahol a futurisztikus tudományos & technológiáról beszélgethet a világ minden tájáról származó hasonlóan gondolkodó emberekkel. A csatlakozás ingyenes, regisztráljon most!