Нашата Вселена изобилства от сложни, развиващи се системи, дори отвъд областите на биологията. От растежа на звездите до пребиотичната химия, различни смеси от материали често могат да приемат много по-сложни форми. Но за разлика от толкова много други физически явления, тяхната променяща се природа все още не е представена от отделен закон, пише ScienceAlert.
Това твърди американски екип от астробиолози, философи, минералог, теоретичен физик и специалист по обработка данни, които описват „липсващия закон“ на природата в интригуваща нова рецензирана статия.
„Като се има предвид повсеместното разпространение на развиващите се системи в естествения свят, изглежда странно, че един или повече закони, описващи тяхното поведение, не са се появили по-бързо“, пишат авторите.
ОЩЕ: Нов модел обяснява еволюцията на земната повърхност през последните 100 милиона години (ВИДЕО)
Според новия „Закон за увеличаване на функционалната информация“ на учените еволюцията във всичките ѝ форми неизбежно води до увеличаване на структурата, разнообразието и сложността на сложните природни системи.
Еволюцията със сигурност не е уникална за биосферата на Земята; тя се случва в други изключително сложни системи, като нашата Слънчева система, звезди, атоми и минерали.
„Вселената генерира нови комбинации от атоми, молекули, клетки и т.н.“, казва първият автор на изследването, астробиологът Майкъл Уонг от Института за наука Карнеги във Вашингтон, окръг Колумбия.
„Тези комбинации, които са стабилни и могат да продължат да създават още повече новости, ще продължат да се развиват. Това прави живота най-яркия пример за еволюция, но еволюцията е навсякъде.“
Статията на учените описва как само водородът и хелият – двата най-разпространени елемента по време на Големия взрив – се сливат, за да образуват първите звезди. Докато звездата достигне края на живота си, тя може да генерира повече от 100 елемента с около 2000 разновидности на изотопи.
На Земята огромно разнообразие от минерални „видове“ е създадено от самото начало, когато планетата се е формирала преди 4,55 до 2,5 милиарда години. Сега на Земята има повече от 5900 известни вида минерали, които стават все по-сложни в химично отношение, тъй като нововъзникващите форми на живот освобождават кислород в атмосферата.
Реакцията на желязото с минерали на основата на кислород поставя началото на нова ера в древния живот и полага основите за нашата собствена еволюция в единство с други минерали.
ОЩЕ: Създадоха "извънземен живот" в лаборатория. И той заживя по законите на Дарвин
Сложността на минералогията на земната повърхност е нараснала още повече, когато животът еволюирал от едноклетъчни към многоклетъчни организми и се образували екосистеми. Широката гама от образувани минерали е променила хода на еволюцията и нейните възможности.
Биологичните и минералните системи непрекъснато си взаимодействат, за да влияят взаимно на разнообразието и животът, какъвто го познаваме, е резултат от това взаимодействие.
„Тези развиващи се системи изглеждат концептуално еквивалентни по това, че показват три забележителни качества“, пишат авторите.
Първо, те се формират от многобройни компоненти, които имат потенциала да приемат комбинаторно огромен брой различни конфигурации. Второ, съществуват процеси, които генерират множество различни конфигурации; и трето, конфигурациите са преференциално избрани на основа функция."
И така, има ли нещо в начина, по който информацията може да бъде прехвърлена, което отчита общите характеристики на привидно различни развиващи се системи? Може ли да има универсална основа за подбор? Екипът смята, че отговорът и на двата въпроса е „да“.
„Важен компонент на предложения природен закон е идеята за „подбор по функция“, казва Уонг.
Според Дарвин основната функция на организма в контекста на биологията е да осигури собственото си оцеляване достатъчно дълго, за да се възпроизвежда успешно. Според изследователите това ново предложение разширява нашето разбиране, като посочва съществуването на три различни вида функции в естествения свят.
Най-фундаменталната функция, която бихме могли да наречем „статично постоянство“, е поддържане на стабилни атомни или молекулярни подредби.
ОЩЕ: Генетична грешка е дала на хората способността да мислят и мечтаят
„Динамичното постоянство“ описва как системите, които са динамични и имат достъп до постоянни източници на енергия, също с по-голяма вероятност ще оцелеят.
И накрая, „генериране на новости“ се отнася до склонността на развиващите се системи да генерират нови конфигурации, което може да доведе до изненадващо ново поведение или характеристики.
Уонг и екипът му посочват, че физическите закони на движението, гравитацията, електромагнетизма и термодинамиката управляват функциите на макроскопичните природни системи в пространството и времето. Затова има смисъл да имаме природен закон за еволюцията.
„Асиметрична траектория, базирана на функционалност, може да изглежда противоположна на научния анализ“, заключава екипът.
„И все пак ние смятаме, че подборът, базиран на статична устойчивост, динамична устойчивост и генериране на новости, е универсален процес, който води до системи с повишена функционална информация.“
Изследването е публикувано в списание Proceedings of the National Academy of Sciences.
