Жизнь как взаимодействие машин: новое понимание биологических процессов

Вопрос, что такое жизнь, продолжает оставаться одной из главных загадок биологии. Однако новое исследование предлагает свежий взгляд на эту проблему, рассматривая живую материю как каскад машин, создающих другие машины, начиная от молекул и заканчивая целыми экосистемами. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Фото из открытых источников

Согласно исследованию, проведённому профессором Цви Тлусти из Ульсанского национального института науки и технологий (Южная Корея) и Альбертом Либхабером из Рокфеллеровского университета (Нью-Йорк), жизнь может быть представлена как сложная сеть взаимодействующих механизмов, работающих на разных уровнях организации — от атомарного до глобального.

На микроуровне эти механизмы включают молекулы, такие как ионные насосы и ферменты, работающие внутри клеток. На макроуровне они представляют собой взаимодействие клеток, образующих ткани, органы и целые популяции организмов, формирующие биосферы.

Изучив работы философа XVII века Готфрида Лейбница, авторы исследования разработали концепцию, согласно которой жизнь представляет собой двойной каскад, простирающийся через восемнадцать порядков величины в пространстве и тридцать — во времени. Эти масштабы охватывают всё — от микроскопического мира отдельных молекул до огромных систем, составляющих нашу планету.

Исследователи также определили ключевую точку пересечения этих двух ветвей каскада — она находится на уровне одного микрона и тысячи секунд, что соответствует характерным параметрам жизнедеятельности микроорганизмов. Эта точка рассматривается как минимальный порог, необходимый для возникновения самовоспроизведения и взаимодействия живых существ с окружающей средой.

По словам профессора Тлусти, такая концепция создаёт основу для дальнейшего развития математических моделей, способных описать ключевые аспекты жизни. Эти модели могут стать основой для будущей теории жизни, которая поможет глубже понять природу живых организмов и их развитие.