Файл: vecteezy
В октябре статья под названием «Теория сборки объясняет и количественно оценивает отбор и эволюцию» появилась в одном из самых авторитетных научных журналов Nature. Авторы — группа ученых из University of Glasgow и Arizona State University — утверждают, что их теория является «интерфейсом между физикой и биологией», то есть объясняет, как могут развиваться сложные биологические формы на основе законов физики.
Статья вызвала бурный резонанс. С одной стороны, в СМИ появились заголовки вроде «Смелая новая «теория всего» может объединить физику и эволюцию», а с другой — холодные реакции ученых. Некоторые честно признались, что не до конца поняли, о чем вообще идет речь. The Conversation опубликовал комментарий биолога, профессора Билла Бейтмана из Curtin University, в стремлении разобраться, является ли «теория сборки» действительно новой радикальной парадигмой?
Существует ли вообще проблема?
Изначально вопросы возникли к постановке проблемы. Как утверждают авторы новой теории, уже много десятилетий «ученые пытались согласовать биологическую эволюцию с неизменными законами Вселенной, определенными физикой». На самом деле мало биологов имеют проблемы с законами физики и большинство не видит проблем в примирении физических законов с эволюцией.
Для ученых-биологов давно не секрет, что разнообразие биологических форм существует через генетический дрейф, мутации и отбор. «Должно ли это соответствовать парадигме физики, пока это не нарушает никаких физических законов? «, — задается вопросом профессор Бейтман.
Далее в аннотации к новой работе отмечается, что законы физики не предсказывают «происхождение жизни, эволюцию и развитие человеческой культуры и технологий». Авторы «теории сборки» утверждают, что нужен новый подход, чтобы понять, как могут разнообразные и открытые формы возникнуть из физики без первоначального замысла.
Подобные заявления, что биологическая эволюция кажется несовместимой с законами физики, напоминают аргументы креационистов против эволюции (согласно приверженцам теорий креационизма, мир и человек были созданы неким «высшим» существом (Богом) путем сверхъестественного «акта творения»). Поэтому неудивительно, что артериальное давление биологов-эволюционистов подскочило от подобных утверждений.
Одним из принципов эволюционной теории является отсутствие «телеологии» — то есть в эволюционном процессе нет определенного конечного пункта или какой-то цели. Таким образом, с точки зрения современной эволюционной биологии на самом деле нет никакого «первоначального замысла» или «высшего дизайнерского плана» — поэтому и отсутствие его не нужно объяснять.
Подсчет шансов эволюции
Так что же пытается сделать «теория сборки»? По словам авторов, она «направлена на объяснение отбора и эволюции до [возникновения] биологии». Таким образом, ее цель — объединить неживую и живую материи и объяснить их сложность. В самом документе говорится, что это «каркас, который не изменяет законы физики, но переопределяет концепцию «объекта», на который эти законы влияют».
Теория сборки понимает объекты не как точечные частицы, а как сущности, определенные их возможной историей формирования. Это позволяет объектам демонстрировать доказательства отбора в четко очерченных пределах отдельных или выбранных блоков. Проще говоря, «объект» в теории сборки — это то, на что действуют «законы физики». Для любого объекта мы можем вычислить его «индекс сборки» — цифру, которая измеряет, насколько сложным будет этот объект.
Любой объект, который широко распространен и одновременно имеет высокий «индекс сборки», вряд ли возник случайно — поэтому он должен быть продуктом эволюции и отбора. Сама по себе эта идея не является ни проблематичной, ни новой — за исключением этого вычисленного «индекса».
Так как же вычислить «индекс сборки»? Нужно подсчитать количество шагов, которое потребуется для создания, например, молекулы, или органа, либо целого организма. Чем выше индекс, тем больше вероятность развития объекта. Таким образом, теория сборки — это попытка количественно оценить сложность чего-то и вероятность его развития.
Как утверждают авторы новой теории, они могут уже сейчас определять «индекс сборки» некоторых объектов в лабораторных условиях с помощью масс-спектрометрии (аналитический инструмент, который может измерить соотношение между массой и зарядом в молекулах). Фрагментируя молекулы и анализируя их масс-спектры, исследователи якобы могут оценить, сколько шагов требуется, чтобы различные фрагменты собрались вместе для образования молекулы (кстати, индекс сборки можно также измерить с помощью других способов, например, методом инфракрасной спектроскопии).
Зачем это все?
Полезна ли эта новая работа? Трудно сказать. С одной стороны, теория предполагает, что есть только один путь для получения сложного (с высоким индексом сборки) объекта: например, биохимической молекулы. Но, как отметил другой ученый, комментируя статью: «Очевидно, что если молекула сложная и существует множество ее копий, то она, скорее всего, возникла в результате какого-то процесса эволюции. И большинство химиков могли заметить такие случаи без потребности в теории сборки».
С другой стороны все же выглядит довольно интересной сама идея привести это все к каким-то конкретным вычислениям и цифрам.
Сама теория сборки, кажется, была разработана во время усилий ее авторов найти общий способ распознавания признаков жизни на других планетах и даже создания искусственного жизни. И, возможно, в этом контексте теория может оказаться полезной. Однако в качестве новой парадигмы, направленной на объединение эволюции и физики, теория сборки, как представляется многим ученым, решает проблему, которой не существует.
Читайте также:
История Homo sapiens завершается? Он может стать рабом высшего интеллекта
Физики объясняют, что будет дальше после прорыва в термоядерном синтезе
