Ученые заявили об обнаружении "недостающего закона эволюции природы"

Дарвин применил теорию эволюции к жизни на Земле, но не к другим сложным системам, таким как планеты, звезды, минералы и атомы. Теперь группа междисциплинарных ученых заявляет об обнаружении недостающего аспекта этой теории, который можно применить практически ко всему.

Об этом рассказывают в Колледже искусств и наук Корнелльского университета, передают OstanniPodii.com.

Работа "О роли функции и отбора в эволюционирующих системах" опубликована 16 октября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. В публикации описывается "недостающий закон природы", который впервые признает важную норму, действующую в мире природы. Новый закон утверждает, что сложные природные системы эволюционируют к состояниям большей упорядоченности, разнообразия и сложности.

"Это было настоящее сотрудничество ученых и философов, направленное на решение одной из самых глубоких загадок космоса: почему сложные системы, включая жизнь, эволюционируют в сторону увеличения функциональной информации с течением времени?", - сказал соавтор Джонатан Лунин, профессор физических наук и заведующий кафедрой астрономии в Колледже искусств и наук.

В состав междисциплинарной группы вошли три философа наук, два астробиолога, специалист по обработке данных, минералог и физик-теоретик. Они — из Научного института Карнеги, Калифорнийского технологического института и Университета Колорадо, а также из Корнелла. Первый автор — астробиолог из Карнеги Майкл Л. Вонг.

В новой работе представлено современное дополнение к "макроскопическим" законам природы, которые описывают и объясняют явления, ежедневно наблюдаемые в мире природы. В ней постулируется "закон роста функциональной информации", который утверждает, что система будет эволюционировать, "если много различных конфигураций системы пройдут отбор для выполнения одной или нескольких функций".

Этот новый закон применим к системам, образованным из множества различных компонентов, таких как атомы, молекулы или клетки, которые можно многократно упорядочить и перестроить, которые подвергаются естественным процессам, приводящим к образованию бесчисленного множества различных конфигураций, но в которых только небольшая часть этих конфигураций выживает в процессе, называемом "отбором для функции".

Исследователи считают: независимо от того, является ли система живой или неживой, когда новая конфигурация хорошо работает и улучшает свои функции, происходит эволюция.

Применительно к биологии Дарвин отождествлял функцию прежде всего с выживанием — способностью жить достаточно долго, чтобы производить плодовитое потомство. Новое исследование расширяет эту точку зрения, отмечая, что в природе существует по крайней мере три вида функций.

Самой основной функцией является стабильность — стабильные расположения атомов или молекул отбираются для продолжения существования. Также выбираются для сохранения динамические системы с постоянными запасами энергии.

Третьей и самой интересной функцией, по мнению исследователей, является "новизна" — тенденция эволюционирующих систем к поиску новых конфигураций, которые иногда приводят к поразительно новым формам поведения или характеристик, как, например, фотосинтез.

Подобная эволюция происходит и в царстве минералов. Самые ранние минералы представляют собой особо устойчивые структуры атомов. Эти первобытные минералы послужили основой для последующих поколений минералов, которые приняли участие в зарождении жизни. Эволюция жизни и минералов взаимосвязаны, поскольку жизнь использует минералы для изготовления панциря, зубов и костей.

Что касается звезд, то, как отмечается в статье, первые звезды вскоре после Большого взрыва образовались всего из двух основных элементов — водорода и гелия. Эти первые звезды использовали водород и гелий для получения около 20 более тяжелых химических элементов. Следующее поколение звезд, основываясь на этом разнообразии, произвело еще почти 100 элементов.

По словам Лунина, сотрудника Института Карла Сагана, исследование имеет значение для поиска жизни в космосе. "Если рост функциональности эволюционирующих физических и химических систем обусловлен каким-то естественным законом, то можно ожидать, что жизнь будет обычным результатом планетарной эволюции", - отметил он.