Magyar kutatók: a mai élet alapja egy komplex kémiai önreprodukáló automata
A világ egyik legrangosabb kémiai folyóiratában, a Nature Review Chemistryben összefoglaló tanulmány jelent meg a hónap elején a Szathmáry Eörs nevével fémjelzett magyar elméleti biológiai iskola elmúlt három évtizedének eredményeiről.
A nemzetközi kutató elithez tartozó magyar evolúcióbiológus, aki jelenleg az Ökológiai Kutatóközpont főigazgatója és kollégái a kémiai evolúció biológiai törzsfejlődésben betöltött szerepét kutatja évtizedek óta. Vagyis azt, hogy miként jött létre az élet, hogyan keletkezett – a Nobel-díjas Szent-Györgyi Albert szavaival – az „anyag élő állapota”. A két és fél milliárd évvel ezelőtt lezajlott események rekonstruálása nehéz, hiszen nincsenek „fosszíliák”, nem maradtak fenn a korból kezdetleges élő szervezetek nyomai.
A magyar elméleti biológiai iskola tagjainak legfontosabb iránytűje az evolúció elmélete, amely nemcsak biológiai, hanem összetett kémiai rendszerekben is központi szerepet tölt be: azok a struktúrák maradnak fenn, amelyek az adott környezethez jobban illeszkedve, gyorsabban képesek saját maguk lemásolására.
Szathmáryék szerint az élet hajnalának kulcsszereplői között – minden valószínűség szerint – az RNS-molekulák is jelen voltak. Ezek a mai szervezetben is fontos szerepet játszó, a DNS-hez hasonló szerkezetű molekulák másolhatók, ezáltal szaporodnak, így az RNS-molekulák populációján a darwini evolúció már működőképes. Az evolúció hajtotta komplexitásnövekedés során pedig szinte szükségszerűen megjelennek azok az erősen összetett kémiai rendszerek, amelyeket már élőnek nevezhetünk. A magyar iskola tagjai azt állítják, hogy így váltott át a kémiai evolúció biológiai evolúcióba, és így jelent meg a Földön az élet.
A magyar elméleti biológiai iskola alapvetése, hogy
„bármely élő szervezet – beleértve saját magunkat is – nem más, mint egy komplex kémiai önreprodukáló automata”.
A kémiai komplexitás növekedésének azonban Szathmáry és kollégái szerint is sok gátja volt: a kezdetleges biokémiai masinéria például nem másolt pontosan, így sok hibás, alkalmatlan másolat keletkezett. Emellett már a kezdetleges kémiai rendszerek is tálcán kínálták a csalás/önzés lehetőségét a szereplőknek, azonban lehetőség nyílt a molekuláris szintű kooperációra, az együttműködés és a verseny együttes megjelenésére is.
A Nature Review Chemistry-ben megjelent összefoglaló részletezi a magyar kutatások elméleti és kísérleti eredményeit, nyomon követve a teória fejlődéstörténetét, kiemelve azt, hogy a biokémiai módszerek fejlődésével miként nyertek igazolást az akár évtizedekkel korábban megalkotott elméleti-számítógépes modellek.
Korábbi kapcsolódó cikkeink: