Apa itu hidup? Para ilmuwan mengusulkan teori kehidupan berbasis mesin baru
Sebuah studi baru -baru ini menyajikan cara baru untuk memahami kehidupan dengan menggambarkannya sebagai kaskade mesin yang memproduksi mesin, yang membentang dari kadar molekuler ke biosfer.
Apa itu hidup? Pertanyaan ini tetap menjadi teka -teki klasik ilmu biologi, merangkum kompleksitas yang rumit dan keragaman bentuk kehidupan yang menakjubkan. Studi ini mengusulkan bahwa satu pendekatan yang layak untuk mengatasi kompleksitas yang sangat besar ini adalah untuk mengonseptualisasikan kehidupan sebagai kaskade mesin yang memproduksi mesin.
Cascade ini menggambarkan bagaimana sel terdiri dari sub -rema yang lebih kecil, memanjang ke tingkat atom, di mana mesin molekuler seperti pompa ion dan enzim beroperasi. Dalam arah yang berlawanan, ini menjelaskan bagaimana sel-sel mengatur diri sendiri ke dalam sistem yang lebih besar-jaringan, organ, dan populasi-yang pada saat memuncak di biosfer.
Kolaborasi yang terinspirasi oleh Leibniz
Kerangka kerja konseptual baru ini adalah buah kolaborasi antara profesor Tsvi Tlusty dari Departemen Fisika di Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), Korea Selatan, dan Albert Libchaber dari Pusat Fisika dan Biologi di Universitas Rockefeller, New York.
Studi ini diilhami oleh polymath Gottfried Leibniz abad ketujuh belas, yang mencatat bahwa “mesin-mesin alam, yaitu tubuh yang hidup, masih merupakan mesin di bagian terkecil mereka, hingga tak terbatas.”
Tlusty dan Libchaber membangun bahasa yang disederhanakan yang menjadi ciri hidup sebagai (hampir) kaskade ganda yang tak terbatas, mencakup delapan belas ordo besarnya dalam ruang dan tiga puluh waktu.
Titik kritis di kaskade
Cabang skala besar dan skala kecil dari kaskade ini menyatu pada titik kritis 1.000 detik dan 1 mikron, sesuai dengan skala temporal dan spasial kehidupan mikroba yang khas. Makalah ini menjelaskan asal-usul titik kritis berdasarkan prinsip-prinsip fisik dan logis mendasar, mengidentifikasinya sebagai kondisi minimum yang diperlukan untuk mesin yang mereproduksi diri untuk berinteraksi dengan air asin.
Titik kritis ini menandai evolusi dari pembangunan mesin yang mereplikasi diri minimal ke munculnya masyarakat mesin semacam itu, yang pada akhirnya mengarah pada pembentukan seluruh biosfer.
“Karya ini meletakkan dasar konseptual untuk mengembangkan bahasa matematika yang merangkum ciri khas kehidupan,” kata Profesor Tlusty. “Formalisme seperti itu sangat penting untuk membangun teori kehidupan.”
Referensi: “Life mengatur kaskade mesin” oleh Tsvi Tlusty dan Albert Libchaber, 24 Januari 2025, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
Doi: 10.1073/pnas.2418000122
