Evrimi genişleten önerilen “doğal yasa” destek buldu

Carnegie Bilim Enstitüsü’nde mineralog olan Robert Hazen’a göre Charles Darwin yeterince büyük düşünmemişti. Pencereye bakın, diyor. “Çiçekleri görüyorsunuz. Ağaçları görüyorsunuz. Tüm binaları, inşa ettiğimiz tüm şeyleri, inşa ettiğimiz dili görüyorsunuz.” Zamanla, Dünya’daki her şeyin—sadece canlılar değil—neden giderek daha zengin ve karmaşık göründüğünü ne açıklayabilir?

Geçtiğimiz yıl, Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri’nde yayınlanan bir makalede , Hazen ve Carnegie’de bir astrobiyolog olan Michael Wong liderliğindeki bir ekip bir cevap önerdi . Evrim kavramını genişleten, yalnızca yaşamın değil, mineraloji, kimya ve yıldızların iç işleyişindeki sistemlerin karmaşıklığını artıran eksik bir “doğal yasa” olduğunu söylüyorlar. Geçtiğimiz hafta Wong ve Hazen, mikrobiyolojiden sinirbilime kadar çeşitli 100 bilim insanını, karmaşıklığın nasıl ortaya çıktığı ve evrimleştiği üzerine bir çalıştay için ağırladılar. Ayrıca, Wong’un bir konuşmasında söylediğine göre, “biyoloji dahil ancak bununla sınırlı olmamak üzere, büyük ölçekte fiziksel sistemlerin evrimi için açıklayıcı bir çerçeve” olan cüretkar önerileri için bir referandumdu.

Basitçe ifade etmek gerekirse, makale, çeşitli etkileşimli bileşenlerden oluşan sistemlerin, bazı yapılandırmaların diğerlerinden daha iyi devam etmesine izin veren ortamlara yerleştirildiğinde, kaçınılmaz olarak “artan işlevsel bilgi” durumlarına doğru nasıl ilerleyeceğini açıklıyor. Yani, zaman geçtikçe, bir sistem daha çeşitli ve karmaşık hale gelecek, bir tür doğal seçilim yoluyla hayatta kalmak için gereken işlevlerle zenginleşecektir. DNA mutasyonlarının üreme ve doğal seçilim yoluyla devam eden yapılandırmaları yarattığı biyolojik evrim, bu daha geniş yasanın yalnızca bir alt kümesi olacaktır

.Georgia Teknoloji Enstitüsü’nde yaşamın kökenini inceleyen ve çalıştaya katılan biyokimyacı Loren Williams, bunun çekici bir fikir olduğunu söylüyor. “Bana göre biyolojinin dışında da evrimin olduğu çok açık.” Tüm amino asitlerin omurgasını oluşturan molekül zinciri olan polipeptit omurgasını ele alalım diyor. “[Biyolojik] evrim buna dokunmuyor, değil mi? Canlı olan her şeyde aynıdır. Her zaman böyle olmuştur. Ama bunun bir evrim ürünü olduğuna ikna oldum.” Sadece evrimin yaşam başlamadan önce gerçekleştiğini söylüyor. Ve bu yüzden Hazen ve ortak yazarları kapsamlı teorilerini önerdiklerinde, “bu bende yankı buldu” diyor.

Bu fikrin kökleri, Hazen’in minerallerin evrimini belgelemek için harcadığı yaklaşık 20 yıla dayanır; kayaların kristal yapı taşlarıdır. Dünya tarihi boyunca, başlangıçta sadece birkaç düzineden günümüzde binlercesine evrilmişlerdir. Örneğin, Dünya’nın en erken kalsit formları, meteorların sulu değişimiyle gelişmiştir; mikroplar daha sonra 2,5 milyar yıl önce diğer kalsit yapılarını inşa etmeye başlamışken, salyangozlar ve istiridyeler sadece 100 milyon yıl önce yeni kombinasyonlar yaratmışlardır.

Hazen, 2008 yılında ilk kez bu fikri ortaya attığında meslektaşlarının şüpheci olduğunu söylüyor. “Bu, sadece öylesine bir hikaye gibiydi.” Ancak o zamandan beri, binlerce minerali jeolojik kayıtlarda ilk ortaya çıktıkları tarihlere bağlayan araştırmalar, bunların biyolojideki filogenetik ağaçlar gibi zamanla dallanan bir ağaç oluşturduğunu doğruladı. Disiplin artık belirli değerli veya kritik minerallerin nerede ve ne zaman ortaya çıktığını ve hangi kayalarda ortaya çıktığını belirlemeye başlıyor. Bu gerçek, madencilik endüstrisi tarafından fark edilmeden kalmadı diyor Hazen. “Eski bir deyiş vardır, altın onu bulduğun yerdir,” diyor. “Şimdi ise makine öğrenimi algoritmalarımızın altının nerede olacağını tahmin ettiğini söylüyoruz.”

Mineraller ayrıca Hazen ve Wong’un yeni yasası için en iyi geliştirilmiş vaka çalışmasıdır. Temmuz ayında PNAS Nexus’ta yayınlanan bir makalede , mineral evriminin birden fazla aşamasından geçerek olası mineral kimyasal yapılandırmalarının sayısını hesaplıyorlar ve zamanla, bu minerallerin sayısının durmaksızın arttığını gösteriyorlar – toplam işlevsel bilgilerinde bir büyüme.

Bazı bilim insanları Hazen ve Wong’un fikrini kabul ediyor ancak bunun mutlaka yeni bir doğa yasası haline gelip gelmeyeceğinden emin değiller. Viyana Üniversitesi’nde faaliyet biyolojisini inceleyen bir projeye liderlik eden sistem biyoloğu Johannes Jäger, “Fizikçileri kızdırmamak için buna yeni bir fizik yasası demezdim, ” diyor. Diğerleri ise bunun test edilecek hipotezleri kolayca üretmediğini söylüyor. Uygulamalı Moleküler Evrim Vakfı’nda astrobiyolog olan Elisa Biondi, “Henüz gerçekten kullanamıyoruz,” diyor ve bu fikri beğendiğini vurguluyor. “Kapsamaya çalıştıkları genellik için değil.”

Bununla birlikte, Hazen ve Wong diğer alanlarda taraftar kazanıyor gibi görünüyor. Montpellier Üniversitesi’nde tümör büyümesini inceleyen bir evrimsel biyolog olan Frédéric Thomas, “Makaleyi ilk gördüğümde iki gece uyuyamadım,” diyor. Onları oluşturan hücrelerin ve öldürdükleri hayvanların aksine, tümörler kendileri geleneksel Darwinci evrimi takip etmez: Bir tümör çoğalmaya çalışmaz veya tipik olarak bir organdaki diğer tümörlerle rekabet etmez. Thomas, “Ancak belirli tümörlerin evrimleştiğini ve daha karmaşık ve sofistike hale geldiğini biliyoruz,” diyor. Eylül ayında Evolution, Medicine, & Public Health’de yayınlanan bir çalışmada, Thomas ve meslektaşları tümör evrimini açıklamalarında Hazen ve Wong’dan ödünç alıyorlar .

İkilinin önerisi mikrobiyal ekolojide de benimsendi. Bu yılın başlarında EcoEvoRxiv’de yayınlanan bir ön baskıda, Northern Arizona Üniversitesi’nden Nancy Johnson ve Santo Tomas Üniversitesi’nden César Marín adlı iki mikorizal ekolojist, yerli bitkilerin ve köklerinin, bozulmaya karşı dayanıklılıklarını artırmak için yıldan yıla farklı toprak mikropları ve mantar kombinasyonlarını nasıl seçtiğini açıklamanın bir yolu olarak “işlevsel takım seçimi”ni önermek için fikri uyarladılar. Johnson, “Bu yasa gerçekten gerekli,” diyor. “Benim dünyamda, mikrobiyal ekolojide, çok yardımcı oluyor.”

Google’da teknoloji ve toplum baş teknoloji sorumlusu Blaise Agüera y Arcas, yapay yaşam üzerine bilgisayar bilimi araştırmalarında bile bunun yankılarının olduğunu söylüyor. “Ben buna tamamen katılıyorum,” diyor. “Devam eden şey, var olur.”

Atölye sırasında Agüera y Arcas, ekibinin sanal bir çorbada rastgele bilgisayar talimatı dizileri oluşturmak için minimalist programlama dillerini kullanarak yaptığı çalışmayı sundu ve bu çalışma Ağustos ayında arXiv’de ön baskı olarak yayınlandı. Her turda, iki kod dizisi bir araya getirilir, yürütülür ve parçalanır. Hiçbir mutasyon eklenmez ve ortamda uygunluk baskısı yoktur. İlk başta sonuç hiçbir şey değildi, sadece birleştirilmiş kodlar çalıştırıldığında hatalar ortaya çıktı. Ancak milyonlarca tur boyunca karmaşık kodlar ortaya çıktı; sanki doğal bir evrim yasası iş başındaymış gibi.

Bu karmaşık döngü kod parçacıklarının ne yaptığını anlamak zordu, dedi. “Ama tabii ki yaptıkları şey çoğalmaktı.”

Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.