Нова теория дава много различна представа за това какво е животът

Б иолозите обикновено определят "живота" като нещо съществуващо, което се възпроизвежда, реагира на околната среда, метаболизира химикали, консумира енергия и расте. Според този модел "животът" е бинарно състояние - нещо или е живо, или не.

Life/Not-life is not a binary measurement - we can be alive in one observable and not in another

— Sara Walker (@Sara_Imari) August 26, 2021

Тази дефиниция работи сравнително добре на планетата Земя, като вирусите са едно забележително изключение. Но ако има живот и някъде другаде във Вселената, той може да не е изграден от същите "съставки" като нас. Той може да не изглежда, да не се движи и да не общува като нас. Как тогава ще го определим като живот?

Астробиологът от Държавния университет в Аризона Сара Уокър и химикът от Университета в Глазгоу Лий Кронин смятат, че са намерили начин. Те твърдят, че случайността не може сама по себе си да създаде изключително сложните молекули, които се срещат във всички живи същества.

За да се създадат милиарди копия на сложни обекти като протеини, човешки ръце или Айфони, Вселената се нуждае от "памет" и начин за създаване и възпроизвеждане на сложна информация - процес, който много прилича на "живот".

In assembly theory, we are not using ‘information’ as external to describe some properties or correlation in matter, instead matter is ‘information’

— Sara Walker (@Sara_Imari) October 7, 2021

"Електронът може да бъде създаден навсякъде във Вселената и няма история", казва Уокър пред New Scientist.

"Вие също сте фундаментален обект, но с голяма историческа зависимост. Може да посочите възрастта си, като я пресметнете до момента на раждането си, но части от вас са милиарди години по-стари. От тази гледна точка трябва да мислим за себе си като за линии разпространяваща се информация, която временно се оказва събрана в индивида", обяснява Уокър.

"Теорията на сглобяването" на Уокър и Кронин предвижда, че молекулите, произведени от биологични процеси, трябва да са по-сложни от тези, произведени от небиологични процеси.

An idea called assembly theory uses complexity as a way to identify extraterrestrial life, and to explain why apparently unlikely things even exist at all. @philipcball reports: https://t.co/1V1v1i8S0X

— Quanta Magazine (@QuantaMagazine) May 4, 2023

За да провери това предсказание, екипът им анализира редица органични и неорганични съединения от цял свят и от космоса, включително бактерии E. coli, дрожди, урина, морска вода, метеорити, наркотици, домашно приготвена бира и шотландско уиски.

Те разбиват съединенията на парчета и използват масспектрометрия, за да идентифицират молекулярните им градивни елементи.

Изчислили са най-малкия брой стъпки, необходими за сглобяването на всяко съединение от тези блокове, което са нарекли "индекс на молекулярно сглобяване".

Единствените съединения с 15 или повече стъпки на сглобяване произхождат от живи системи или технологични процеси.

Assembly theory is going to change things. Since Darwin, we have tried to understand how the countless forms of life can evolve in a universe with fixed laws. The laws of physics are connected to life, evolution, and human culture, but they can't predict their emergence. Assembly…

— Prof. Lee Cronin (@leecronin) April 23, 2023

"Това може да бъде клетка, която изгражда молекули с висока степен на сглобяване, като например протеини, или химик, който произвежда молекули с още по-висока стойност на сглобяване, като например противораковото лекарство таксол", обясняват Уокър и Кронин.

Докато някои съединения от живи системи имат по-малко от 15 стъпки на сглобяване, нито едно неорганично съединение не е преминало този праг.

"Нашата система ни позволява да търсим във Вселената агностично доказателства за това какво прави животът, а не да се опитваме да определим какво е животът", пишат Уокър, Кронин и други в статия в Nature Communications от 2021 г.

Хубавото на индекса за сглобяване е, че той не изисква извънземните да са направени от същите органични материали на въглеродна основа като съществата, които живеят на Земята, за да бъдат идентифицирани.

Assembly Theory is the general theory of heritability beyond the gene.

— Prof. Lee Cronin (@leecronin) July 5, 2022

Индексът за сглобяване също така е безразличен към това дали извънземният живот едва започва да се появява или е преминал в технологичен стадий, който е извън нашето разбиране. При всички тези състояния се получават сложни молекули, които не биха могли да се появят без жива система.

Екипът на Уокър и Кронин сега прилага идеята за индекс на сглобяване 15 към бъдещи мисии на НАСА.

В средата на 30-те години на 21 век Dragonfly на НАСА ще прелети през гъстата атмосфера на Титан, съставена от азот и метан, преминавайки от един обект към друг. Луната на Сатурн Титан е единственото място в Слънчевата система, освен Земята, където има стоящи течни тела. На повърхността му има езера от течни въглеводороди и се предполага, че под земята се намира течна вода.

Assembly Theory quantifies selection & shows why ‘god-like intelligent design’ is nonsense. Rather Assembly Theory shows how the designer emerges on the causal chain via selection in the environment. #assemblytheory

— Prof. Lee Cronin (@leecronin) April 17, 2022

Роботизираният роторен кораб ще пробива ледената повърхност на всяко място за кацане и ще извлича проба с размер под 1 грам. Тази проба ще бъде взривена с бордови лазер, който ще разкъса по-големите молекули, за да може да се анализира химическият състав на скалата.

"Това е добър пример за предимството на по-общия подход към това какво представлява животът, защото Титан е много различен от Земята. Не очакваме нещо подобно на земния живот да еволюира или да живее в тази среда, така че ако искаме да разберем дали има живот на Титан, се нуждаем от агностична техника", казва Уокър.

"Моят екип сега работи върху определянето на това как бихме могли да открием молекули с висока степен на сглобяване. Работим с НАСА, за да се уверим, че съществуващите им масспектрометрични уреди имат достатъчно висока разделителна способност, за да откриват молекули с висок сбор", добавя Уокър.