Brakujące prawo ewolucyjne – poznaliśmy je!

Pierwszy raz naukowcy spróbowali zdefiniować „brakujące prawo ewolucyjne”. Poznaliśmy je. Przede wszystkim zakłada ono, że ewolucja nie ogranicza się do organicznego życia na Ziemi, ale występuje także w innych złożonych systemach, np. w gwiazdach, atomach, minerałach.

Brakujące prawo ewolucyjne – podstawowe założenia

Autorami pracy nad „brakującym prawem ewolucyjnym” są badacze tworzący dziewięcioosobowy zespół, składający się z naukowców z Carnegie Institution for Science, California Institute of Technology (Caltech) i Cornell University oraz filozofów z University of Colorado.

Praca przedstawia prawo makroskopowe, które uznaje ewolucję za wspólną cechę złożonych systemów świata przyrody. Cechami charakterystycznymi tych systemów jest to, że są utworzone z wielu składników (atomy, cząsteczki, komórki, itp.), podlegają naturalnym procesom (które powodują postanie niezliczonej ilości różnych układów) i to, że tylko niewielka część tych konfiguracji przetrwa proces selekcji funkcji.

Według badaczy system będzie ewoluował, kiedy wiele różnych jego konfiguracji zostanie poddanych selekcji jednej lub więcej funkcji. Astrobiolog dr Michael L. Wong podkreśla, że selekcja funkcji jest ważnym elementem zaproponowanego prawa naturalnego (prawa natury — ruchu, grawitacji, elektromagnetyzmu, termodynamiki itd. — kodyfikujące ogólne zachowanie różnych makroskopowych systemów naturalnych w przestrzeni i czasie).

Rodzaje funkcji w przyrodzie

Karol Darwin, autor teorii ewolucji, utożsamiał funkcję z przetrwaniem, czyli zdolnością do życia wystarczająco długo, by wydać na świat płodne potomstwo. Współczesna nauka rozszerza tę perspektywę, odnotowując w przyrodzie trzy najważniejsze funkcje.

Najbardziej podstawowymi funkcjami są: stabilność, dynamiczność i oryginalność. Systemy, które charakteryzują się tymi trzema funkcjami, cechują się stabilnym rozmieszczeniem atomów lub cząsteczek, ciągłymi dostawami energii do rozwoju, a także mają tendencję do odkrywania nowych konfiguracji, które czasami prowadzą do zastosowania nowych cech lub zachowań. Ewolucja ma w swojej historii przykłady takich nowości: na przykład, kiedy pojedyncze komórki nauczyły się wytwarzać energię świetlną, doszło do ewolucji fotosyntezy; gdy komórki nauczyły się współpracować, powstało życie wielokomórkowe; a poszczególne gatunki ewoluowały dzięki wprowadzaniu nowych zachowań takich jak pływanie, chodzenie czy myślenie.

Podobnie w przypadku minerałów. Najwcześniejsze minerały charakteryzowały się stabilnymi układami atomów. Stanowiły podstawę dla następnych rodzajów minerałów, które uczestniczyły w powstawaniu życia. I tak liczba minerałów wzrosła z 20 podstawowych, powstałych na początku funkcjonowania Układu Słonecznego, do 6000 znanych dzisiaj. A wszystko to dzięki złożonym procesom, trwającym 4,5 miliarda lat.

Jeśli chodzi o gwiazdy, jest niemal identycznie. Pierwsze gwiazdy zostały uformowane szybko po Wielkim Wybuchu – przez tylko dwa główne pierwiastki – wodór i hel. Te najwcześniejsze gwiazdy używały wodoru i helu do wytworzenia około 20 cięższych pierwiastków chemicznych. Kolejna generacja gwiazd powstała na tej różnorodności produkuje prawie 100 pierwiastków więcej.

Teoria Darwina, która mówi, że wybór funkcji napędza ewolucję, jest ważnym elementem całej koncepcji ewolucji. Dotyczy w końcu nie tylko życia organicznego, ale także gwiazd i wielu innych konfiguracji atomów. Sami autorzy pracy o ewolucji reprezentują multidyscyplinarną strukturę: trzech filozofów nauki, dwóch astrobiologów, analityk danych, mineralog i fizyk teoretyczny. Jak twierdzą: Wszechświat generuje nowe kombinacje atomów, cząsteczek, komórek itp. Te kombinacje, które są stabilne i mogą wygenerować jeszcze więcej nowych cech i zachowań, będą nadal ewoluować. To właśnie sprawia, że ​​ewolucja będzie się odbywała zawsze i wszędzie.

Nowe prawo ewolucyjne – najważniejsze punkty

1. Zrozumienie, w jaki sposób różne systemy mogą w różnym stopniu ewoluować. Zaproponowano miary tego, jak bardzo złożony może stawać się ewoluujący system.

2. Jak można sztucznie wpływać na tempo ewolucji niektórych systemów. Pojęcie informacji funkcjonalnej sugeruje, że tempo ewolucji systemu można zwiększyć na co najmniej trzy sposoby: (1) zwiększając liczbę i/lub różnorodność czynników oddziałujących, (2) zwiększając liczbę różnych konfiguracji systemu; i (3) poprzez zwiększenie ciśnienia selektywnego w układzie (na przykład w układach chemicznych poprzez częstsze cykle ogrzewania/chłodzenia lub zwilżania/suszenia).

3. Głębsze zrozumienie sił stojących za powstaniem i istnieniem złożonych zjawisk we wszechświecie oraz roli informacji w ich opisie.

4. Zrozumienie życia w kontekście innych złożonych, ewoluujących systemów. Badacze wskazują przyszły kierunek badań.

5. Czy istnieje rozgraniczenie między życiem a nieożywieniem, które ma związek z selekcją ze względu na funkcję; czy możemy zidentyfikować „reguły życia”, które pozwalają nam rozróżnić tę biotyczną linię podziału w badaniach astrobiologicznych.

6. W czasach, gdy sztuczna inteligencja rodzi obawy, szczególnie mile widziane jest predykcyjne prawo informacji.

Adrianna Grajber