În 2010, chimistul olandez Sijbren Otto a descoperit întâmplător unele dintre primele molecule sintetice capabile să se autoreplice. De atunci, cercetările sale au demonstrat că aceste molecule nu doar se multiplică, ci și „metabolizează” și evoluează, trăsături esențiale ale vieții. Descoperirea sugerează că viața ar putea fi, de fapt, o stare specială a materiei, idee teoretizată de chimistul Addy Pross de la Universitatea Ben-Gurion din Israel, potrivit NewScientist.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
„Este o punte între lumea fizicii și cea a biologiei”, spune Pross. Dacă această ipoteză se confirmă, viața nu ar mai fi o excepție bizară a universului, ci o consecință firească a unor legi mai generale care guvernează materia.
O definiție alunecoasă
Definirea vieții rămâne o provocare majoră. Biologul Edward Trifonov, de la Institutul de Fizică din Moscova, a numărat acum mai bine de un deceniu peste 120 de definiții propuse în literatura științifică. Două trăsături apar frecvent, capacitatea de autoreplicare și evoluția. Dar dincolo de aceste puncte comune, consensul lipsește.
Cercetătorii care studiază originea vieții sunt împărțiți în două tabere: unii cred că totul a început cu moleculele capabile să se autoreplice (precum ARN-ul), alții susțin că viața a pornit de la rețelele metabolice, reacții chimice care transformă energia și materia.
În încercarea de a depăși acest impas, Addy Pross a propus în 2003 o nouă perspectivă: stabilitatea cinetică dinamică (DKS – dynamic kinetic stability), un concept care redefinește viața nu ca o structură fixă, ci ca un proces aflat în echilibru instabil, susținut de fluxuri constante de energie și materie.
Stabilitatea care ține viața departe de moarte
În fizică, stabilitatea unui sistem înseamnă apropierea de echilibru termodinamic, starea în care nu mai are loc niciun transfer net de energie sau substanțe. Dar viața, spre deosebire de orice altceva din natură, funcționează exact pe dos: este mereu în dezechilibru, mereu consumând și producând.
Conform lui Pross, viața este o stare a materiei care se susține singură prin procese dinamice, nu prin stabilitate inertă, ci printr-un echilibru între formare și degradare. La fel ca nava lui Tezeu, care își păstrează identitatea deși piesele îi sunt înlocuite constant, un sistem aflat în DKS persistă tocmai prin schimbare continuă.
Acest model are rădăcini în ideile formulate de Erwin Schrödinger în cartea sa Ce este viața? (1944), dar și în teoriile despre autoorganizare ale chimistului Ilya Prigogine, laureat Nobel. Pross a făcut însă pasul decisiv: a transpus aceste concepte în ecuații chimice, demonstrând că legile cineticii pot explica de ce sistemele autoreplicative nu dispar, ci devin tot mai complexe.
Când evoluția începe înaintea vieții
Ideea revoluționară este că evoluția – în sens larg – nu este exclusiv biologică. „Supraviețuirea celui mai adaptat” devine „supraviețuirea celui mai stabil”. Dacă un replicator chimic are o probabilitate mai mare să existe acum, va avea o probabilitate și mai mare să existe în viitor. Cu alte cuvinte, sistemele care persistă au șanse mai mari să devină și mai persistente.
Otto a pus în practică aceste idei. În laboratorul său din Groningen, a reușit să creeze molecule sintetice care formează inele și apoi structuri tubulare capabile să se autoreplice. Mai mult, echipa sa a reușit să echilibreze rata de formare și distrugere a acestor molecule, menținându-le într-o stare activă, departe de echilibru.
În 2021, Otto a demonstrat pentru prima dată că asemenea sisteme pot evolua către complexitate. A creat un „ecosistem” artificial cu două tipuri de replicatori: unul mai mic, care se reproducea rapid, și unul mai mare, mai rezistent la degradare. Rezultatul? Cel mare a supraviețuit, iar cel mic a dispărut. A fost o simulare în miniatură a selecției naturale, dar într-un sistem pur chimic.
Spre o viață fără celule?
În 2024, Otto și colegii săi au arătat că replicatorii lor respectă și principiul excluderii nișei ecologice: două „specii” nu pot ocupa același rol într-un ecosistem. Aceste experimente sugerează că regulile evoluției pot apărea și în sisteme non-biologice, atâta vreme cât acestea se află într-o stare de DKS.
Implicațiile sunt profunde. Dacă viața este o stare emergentă a materiei, nu un accident chimic rar, atunci ea ar putea apărea oriunde condițiile permit menținerea unui sistem dinamic, autoreplicativ, capabil să rămână în dezechilibru. Asta ar putea rescrie nu doar povestea originii vieții pe Terra, ci și căutarea vieții în univers.
„Fă un sistem dinamic, fă-l replicativ și îți spun: va merge spre complexitate”, afirmă Addy Pross. Iar dacă are dreptate, viața nu este doar un fenomen biologic, este o proprietate universală a materiei care se organizează și persistă în ciuda entropiei.
