"Недостающий" закон природы позволяет распространить теорию Дарвина на все во Вселенной
Новая теория предполагает, что такие системы, как звезды и минералы (в том числе и космические), также могут эволюционировать по принципам, аналогичным принципам эволюции живых существ, изложенным Дарвином. Такой более широкий взгляд может повлиять на поиск внеземной жизни.
Со времен Дарвина эволюция считалась основой биологии, хотя и ограничивалась в основном земной жизнью. Однако сейчас появляется новая точка зрения, предполагающая, что эволюция может охватывать как гораздо более крупные, так и гораздо более мелкие системы, включая атомы, молекулы или клетки, которые могут быть многократно упорядочены и перестроены в эволюционном плане.
Междисциплинарная исследовательская группа недавно выявила закон, который может распространяться на такие разнообразные образования, как звезды и минералы. Согласно их недавней публикации в Proceedings of the National Academy of Sciences, этот "недостающий закон природы" впервые признает важную норму в функционировании мира природы.
Конечно, теория эволюции в том виде, в каком мы ее знаем, связана в основном с биологической жизнью. Однако вполне возможно распространить ее на гораздо более крупные и сложные системы. Новый закон природы, сформулированный в новом , говорит о том, что природные системы, будь то биологические или нет, имеют тенденцию эволюционировать в сторону более структурированных, разнообразных и сложных состояний.
В состав исследовательской группы вошли специалисты из различных областей — от философии и астробиологии до минералогии и теоретической физики. Джонатан Лунин, соавтор исследования и профессор Корнельского университета, в своем пресс-релизе подчеркивает важность такого сотрудничества ученых и философов в решении и раскрытии одной из самых глубоких загадок нашей Вселенной.
Совместными усилиями они сформулировали "закон возрастания функциональной информации". Он предполагает, что системы, состоящие из атомов, молекул или клеток, способны организовывать и реорганизовывать себя практически бесконечным числом способов. Однако в этом множестве возможных конфигураций выживает лишь малая часть.
Этот процесс выживания исследователи называют "отбором на функцию". Другими словами, если определенная конфигурация системы улучшает ее функциональность или эффективность, она с большей вероятностью сохранится и приведет к эволюции системы в целом, живой или инертной.
Три ключевые функции эволюции
Теория эволюции, разработанная Дарвином, в первую очередь направлена на выживание сильнейших в биологическом мире. Однако в недавнем исследовании предложено более тонкое и широкое видение этой теории, в которой выделены три ключевые функции, проявляющиеся в природе и выходящие за чисто биологические рамки.
Первая из них — функция стабильности. В этом контексте определенные схемы расположения атомов или молекул, в силу их внутренней структуры, естественно, более стабильны, чем другие. Такие стабильные конфигурации с большей вероятностью сохранятся во времени, поскольку они более устойчивы к внешним возмущениям.
Вторая функция относится к системам, которые, находясь в постоянном движении или изменении, сохраняют свою динамичность за счет непрерывного поступления энергии. Такие системы, несмотря на флуктуации, могут существовать и развиваться до тех пор, пока у них есть постоянный источник энергии.
Наконец, третья функция, которую исследователи называют исключительно интересной, — это функция "новизны". С этой точки зрения системы не довольствуются сохранением текущего состояния, а "активно стремятся" к поиску новых конфигураций. Иногда этот процесс поиска может приводить к совершенно неожиданным и инновационным формам поведения или характеристикам, как, например, фотосинтез.
Подобная эволюция происходит и в царстве минералов. Первые минералы имеют особенно стабильное расположение атомов. Эти первобытные минералы послужили основой для последующих поколений минералов, которые участвовали в зарождении жизни. Таким образом, эволюция жизни и эволюция минералов тесно связаны, поскольку живые организмы используют минералы для изготовления раковин, зубов и костей.
Последствия для поиска внеземной жизни
Поиск жизни за пределами нашей планеты всегда был одной из центральных тем астробиологии. Недавнее открытие эволюции сложных природных систем позволяет по-новому взглянуть на эти исследования. Если учесть, что эволюция не ограничивается биологией, а распространяется также на физические и химические системы, то это может повлиять на само наше понимание внеземной жизни.
По мнению Лунина, сотрудника Института Карла Сагана, "если рост функциональности эволюционирующих физических и химических систем регулируется каким-то естественным законом, то можно ожидать, что жизнь будет обычным результатом планетарной эволюции". Такая точка зрения позволяет предположить, что жизнь в той или иной форме может быть широко распространена во Вселенной. Это может стать ориентиром для поиска внеземной жизни, побуждая нас искать признаки жизни в среде, которую мы ранее не считали благоприятной для жизни.