Невозможное стало возможным: математическая модель опровергла теории о происхождении жизни

Проведен анализ вероятности спонтанного зарождения жизни с помощью математической модели, основанной на теории информации и алгоритмической сложности. Автором стал специалист Имперского колледжа Лондона Роберт Эндрес. Его работа может заставить ученых по-новому взглянуть на вопросы, связанные с происхождением жизни на Земле.

Математическая модель, противоречащая общим представлениям

Роберт Эндрес, опираясь на теории информации и алгоритмической сложности, выдвинул гипотезу, что зарождение жизни на нашей планете могло быть гораздо менее вероятным процессом, чем это предполагалось ранее. Для иллюстрации своей теории он использует аналогию с попыткой написать осмысленную научную статью, просто записывая случайные буквы. Чем сложнее должен быть текст, тем меньше вероятность того, что из случайных символов получится осмысленная работа. Эта аналогия показывает, как быстро вероятность успешного "создания" сложной структуры стремится к нулю.

Перенос этой идеи на биологические системы позволяет Эндресу сделать вывод, что вероятность самосборки первой простейшей клетки — протоклетки — из случайных химических компонентов крайне мала. Он также отмечает, что в природе, напротив, процессы чаще всего стремятся к беспорядку, а не к порядку, что делает само существование жизни на планете крайне маловероятным событием, если исходить из известных законов химии и физики.

Математика против биологии: шансы на жизнь

Эндрес подчеркивает, что его расчеты показывают, насколько сложным и маловероятным процессом является зарождение жизни. В математической модели, которую он предложил, на каждом шаге вероятность успешного формирования сложной молекулярной структуры уменьшается. Время, которое было доступно на ранней Земле для появления жизни, оказалось крайне ограниченным, что делает невозможным объяснение происхождения жизни исключительно случайными химическими реакциями.

В частности, когда учеными обсуждаются вопросы, связанные с происхождением жизни, наибольшее внимание уделяется именно таким процессам, как самосборка молекул, образующих клетки. Однако Эндрес обращает внимание на то, что для таких реакций должна существовать не просто случайность, а наличие специфических условий, которые крайне трудно воспроизвести. Например, так называемая "тёплая меланиновая теория" подразумевает достаточно определенные химические условия, но с учетом вероятности всех этих процессов быть реализованными одновременно — шансы на успех становятся ничтожными.

Исключение простых объяснений: что пропускают ученые

Эндрес не утверждает, что жизнь точно не могла зародиться случайным образом. Напротив, он указывает на то, что современные научные теории, которые пытаются объяснить этот процесс, возможно, упускают какие-то важнейшие аспекты.

"Это показывает, что наука еще не вполне понимает все физические принципы, которые лежат в основе превращения неживой материи в живую", — отмечает ученый.

В этом контексте он поднимает важный вопрос: возможно ли существование ещё не открытых физических законов или механизмов, которые могли бы объяснить процесс зарождения жизни на Земле? Хотя его выводы не отвергают теории, касающиеся естественного происхождения жизни, они, безусловно, ставят под сомнение многие гипотезы, которые использовались учеными для объяснения таких сложных биологических явлений. И Эндрес, и другие специалисты утверждают, что перед нами — лишь начало пути в изучении этого феномена.

Панспермия: взгляд на альтернативную гипотезу

Одним из самых обсуждаемых вопросов, связанных с происхождением жизни, является гипотеза панспермии — идея о том, что жизнь могла быть занесена на Землю не случайно, а целенаправленно. Эта гипотеза была предложена выдающимися учеными, такими как Фрэнсис Крик и Лесли Оргел, и по сей день вызывает много споров в научных кругах.

Эндрес также кратко рассматривает этот подход, отмечая, что, хотя его теоретическая возможность существует, она противоречит принципу бритвы Оккама, который предполагает, что наиболее простыми являются те объяснения, которые не требуют привлечения дополнительных, необоснованных факторов. Согласование гипотезы панспермии с научной парадигмой "простоты" и логики оказывается довольно сложным. К тому же, для того, чтобы эта гипотеза была принята, необходимо иметь доказательства существования более высокоразвитыми цивилизациями, способными заносить жизнь на другие планеты.

Новые перспективы для биологической физики

Исследования Роберта Эндреса представляют собой важный шаг к более строгому и количественно обоснованному пониманию процесса возникновения жизни. Однако его работа не дает окончательного ответа на вопрос, как и почему появилась жизнь на Земле. Вместо этого она подчеркивает, как много еще нужно понять о физических и химических законах, которые могут лежать в основе таких явлений.

Существующие научные модели, по мнению Эндреса, могут быть не вполне точными. Это означает, что для того, чтобы полностью объяснить происхождение жизни, ученым предстоит открыть новые законы или механизмы. Вероятно, именно такие открытия смогут пролить свет на этот великий вопрос и помочь точнее понять, как жизнь могла зародиться на нашей планете.