Jim Shelton, Yale Universiteti tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Michael S. Helfenbein

Yer üzündə həyatın ilk qığılcımını ayırd etmək biologiya, geologiya və kimya məsələsidir, eyni zamanda inanılmaz bir riyazi məsələdir. Ən azından, Varun Varanasi Yel tələbəsi olarkən buna belə baxırdı. Qısaca desək, sual budur: milyardlarla il əvvəl Yer səthindəki qarşılıqlı təsir göstərən molekulların ilkin qarışığı özünü tam xaosdan özünü təmin edən, çoxaldan kimyəvi maddələrdən ibarət mütəşəkkil bir sistemə necə çevirdi? Bu, milyonlarla il ərzində tədricən baş verdi, yoxsa qəfil baş verdi?

Tədqiqatçılar bir əsrdir ki, bu sual üzərində düşünürlər. Yel Universitetinin tələbəsi olarkən Yel geofiziki Jun Korenaga tərəfindən tədris edilən dərsdən ilhamlanan Varanasi, növbənin onun üçün olduğuna qərar verdi.

Sinif ideyasından dərc olunmuş tədqiqata qədər

Bu ilham mənbəyi Varanasi-nin baş dissertasiyası olacaq və bu, hazırda “Physical Review E” jurnalında yeni bir araşdırmanın əsasını təşkil edir. (Bu tədqiqatın həmmüəllifi Yel Universitetinin İncəsənət və Elmlər Fakültəsində Yer və planetar elmlər professoru Korenagadır.)

Hazırda Harvardda biofizika üzrə doktorantura tələbəsi olan Varanasi bildirib ki, “İşimiz prebiotik mühitlərin əsas kimyasını həyat bənzəri strukturların spontan yaranması ilə əlaqələndirmək üçün birbaşa yol təqdim edir. Bu, həyatın mənşəyi tədqiqatları və RNT avtokatalizində son dövrlərdə əldə edilən maraqlı irəliləyişlərə əlavə olaraq, bizi həyatın ən böyük sirrlərindən birinə cavab verməyə bir addım daha yaxınlaşdıracaq”.

Özünü təmin edən şəbəkələrin qəfil yüksəlişi

Avtokataliz, təxminən dörd milyard il əvvəl həyatın mənşəyi ilə bağlı aparıcı nəzəriyyədir. Bu nəzəriyyə, molekul qruplarının katalitik qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə yeni molekulların əmələ gəlməsini dəstəkləməyə başladığını irəli sürür. Bəs bu proses necə görünürdü?

Varanasi və Korenaga bunun milyonlarla illik hazırlıqdan sonra işıq açarının yandırılması kimi olduğunu deyirlər. İbtidai şorbada özünü təmin edən kimyəvi şəbəkənin olma ehtimalı kəskin şəkildə sıfırdan demək olar ki, müəyyənliyə yüksəldi.

Korenaga bildirib ki, “Kauffman şəbəkələrinə əsaslanan riyazi çərçivədən istifadə edərək, məqalə bu həyati strukturların nə vaxt ortaya çıxma ehtimalının çox yüksək olduğuna dair açıq bir proqnoz verir”.

Kauffman şəbəkələri və mürəkkəb sistemlər

Kauffman şəbəkələri, həmçinin Təsadüfi Boolean Şəbəkələri kimi də tanınır, özünütəşkil edən kollektiv fəaliyyətin mücərrəd riyazi modelləridir. Onlar bu konsepsiyanı ilk dəfə 1960-cı illərin sonlarında gen tənzimləmə şəbəkələrinə tətbiq edən nəzəri bioloq Stüart Kauffmanın adını daşıyırlar. Şəbəkələr həmçinin istehsalın iqtisadi modelləri kimi digər mürəkkəb sistemləri öyrənmək üçün də istifadə edilmişdir.

Varanasi və Korenaga, tapıntılarının mürəkkəb sistemlərin mücərrəd nəzəriyyələri ilə real dünya sistemlərinin özləri arasında körpü yaratdığını söyləyirlər. Onlar oxşar riyazi proqnozlaşdırma modellərinin bioloji və fənlərarası sistemlərə tətbiq oluna biləcəyini qeyd etdilər.

Varanasi bildirib ki, tədqiqat Yel Universitetinin “Mürəkkəb Sistemlər Elmi” kursundan ilhamlanıb. Bu kurs bakalavr tələbələrini bu cür sistemlərdə yaranan davranışları öyrənmək üçün riyazi yanaşmalarla tanış edir.

Varanasi dedi: “Yırtıcı-ovçu populyasiya dinamikasını təsvir edən rəqabətli Lotka-Volterra modeli haqqında öyrəndiyimi xatırlayıram. Jun diferensial tənliklərdən irəli gələn riyazi hadisələri təsvir edən bir neçə mühazirəni təzə bitirmişdi və sonra müəyyən ekoloji sistemlərin niyə özünü təmin edə biləcəyini, digərlərinin isə təmin edə bilmədiyini izah edən bu klassik modeli təqdim etmişdi.”

“Bir neçə həftə ərzində öyrəndiyimiz bəzi dəqiq tənliklər vasitəsilə real dünyada nə qədər mürəkkəbliyin təsvir edilə biləcəyi məni heyran etdi. Kursun sonunda dünya haqqında yeni bir düşüncə tərzi öyrənmiş kimi hiss etdim.”

Özünü “sərbəst stil” geofiziki kimi təsvir edən Korenaga, Varanasiyə marağını növbəti səviyyəyə qaldırmağa kömək etməkdən çox məmnun idi.

“Bakalavr sinifində başlayan bir layihənin həmyaşıdlar tərəfindən nəzərdən keçirilən jurnalda dərc olunmuş bir tədqiqata çevrilməsini görmək olduqca faydalı oldu”, – deyə o bildirib.

Nəşr detalları

Varun Varanasi və digərləri, Prebiotik reaksiya şəbəkələrində avtokatalizin yaranması, Fiziki İcmal E (2026). DOI: 10.1103/nmt5-qsym

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal E