Ce este viața? Întrebarea rămâne puzzle-ul central al științelor biologice, înglobând complexitatea și diversitatea uimitoare a formelor de viață. Un nou studiu propune abordarea acestei complexități imense prin conceptualizarea materiei vii sub forma unei cascade de mașinării ce produc alte mașinării.
Această cascadă ilustrează modul în care celulele sunt alcătuite din submașinării mai mici, până la nivel atomic, unde operează mecanisme moleculare precum pompele de ioni și enzimele.
Noul cadru conceptual este rezultatul unei colaborări între profesorul Tsvi Tlusty, de la Departamentul de Fizică al Institutului Național Uslan de Știință și Tehnologie (UNIST) din Coreea de Sud, și Albert Libchaber, de la Centrul de Fizică și Biologie al Universității Rockefeller din New York, Statele Unite. Studiul a fost inspirat de polimatul Gottfried Leibniz, care a trăit în secolul al XVII-lea și care a afirmat că „mașinile naturii, adică organismele vii, sunt tot mașini în părțile lor cele mai mici, până la infinit.”
Tlusty și Libchaber au construit un limbaj simplificat ce caracterizează materia vie drept o cascadă dublă (aproape) infinită, care se întinde pe 18 ordine de mărime în spațiu și pe 30 de ordine de mărime în timp.
Punctul critic al cascadei
Ramificațiile la scară mare și cele la scară mică ale acestei cascade converg la un punct critic de 1.000 de secunde și 1 micron, care corespund scărilor temporale și spațiale tipice ale vieții microbiene. Studiul explică originea punctului critic pe baza principiilor fundamentale ale fizicii și logicii, identificându-l drept condițiile minime pentru ca o mașină cu auto-reproducere să creeze o interfață cu apa sărată.
Acest punct critic marchează evoluția de la construirea mașinilor minimale cu auto-replicare spre emergența societăților acestor mașini, ducând în final la formarea biosferelor.
„Acest studiu pune bazele conceptuale pentru dezvoltarea limbajelor matematice care încapsulează semnele distinctive ale vieții”, spune profesorul Tlusty. „Asemenea formalisme sunt esențiale pentru construirea unei teorii a vieții.”
Sursa: SciTechDaily