Проучване, публикувано през юли 2025 г., разгледа един от най-големите нерешени въпроси на науката: как за първи път е възникнал животът от нежива материя на ранната Земя. Изследването, ръководено от Робърт Ендрес от Импириъл Колидж Лондон, използва математика, за да проучи колко трудно би било да се образува първата жива система, известна като протоклетка, преди началото на Дарвиновата еволюция.

Произходът на живота оставаше отворен въпрос във физиката и химията. Учените вече бяха проучвали как прости молекули биха могли да се образуват при условията на ранната Земя, но това проучване се съсредоточи върху различно предизвикателство: как тези молекули биха могли да се организират във функционираща жива система.

За да проучи това, Ендрес разработи математическа рамка, основана на теорията на информацията и алгоритмичната сложност. Теорията на информацията е клон на математиката, който изучава как се съхранява, измерва и организира информацията. В това проучване тя беше използвана, за да се оцени колко значима информация би била необходима на една биологична система, за да функционира. Алгоритмичната сложност измерва колко информация или колко инструкции са необходими, за да се опише или възпроизведе нещо. По-сложните системи изискват по-подробна организация.

В проучването тези идеи бяха приложени към протоклетката – проста структура, наподобяваща клетка, която учените считат за възможна ранна стъпка към възникването на живота. Протоклетката би трябвало да притежава основни характеристики, като граница, отделяща вътрешната ѝ химична среда от околната среда, преди да могат да се развият по-сложни биологични процеси. Използвайки съвременни компютърни модели, изследователите оцениха колко трудно би било да се събере организираната биологична информация, необходима за протоклетката, при вероятни пребиотични условия. Под пребиотични условия се разбира химичната и физичната среда на Земята преди появата на живота, включително океаните, минералите и енергийните източници, които биха могли да поддържат химични реакции.

Резултатите сочат, че образуването на жизнеспособна протоклетка би се сблъскало със значителни информационни и физически пречки през относително ограниченото време, налично в ранната история на Земята. С усложняването на биологичните системи количеството необходима организирана информация също се е увеличавало, което е правело спонтанното събиране чрез случайни процеси все по-трудно.

В проучването това предизвикателство беше сравнено с опит да се напише статия за произхода на живота за известен уебсайт, посветен на Космоса, като буквите се подреждат произволно на страницата. Отделни букви можеха да се появят случайно, но вероятността да се получи цялостна и смислена статия намаляваше значително с нарастването на необходимата информация. Сравнението илюстрираше защо създаването на високоорганизирана биологична система представляваше толкова значително научно предизвикателство.

Изследването разгледа и ентропията – понятие от физиката, което описва броя на възможните подредби в дадена система и често се свързва с нарастващ хаос. Тъй като природните процеси са склонни да се придвижват към състояния с по-голяма ентропия, обяснението как високоорганизираните структури, открити в живите системи, са се развили от нежива материя, остава сериозно научно предизвикателство.

Проучването не стигна до заключението, че животът не би могъл да възникне по естествен път на Земята. Вместо това то предполага, че настоящото научно разбиране може да е непълно и че може да са необходими допълнителни физични принципи или механизми, за да се обясни как за първи път е възникнала биологичната организация.

В статията се посочва, че „в крайна сметка разкриването на физичните принципи за спонтанното възникване на живота остава голямо предизвикателство за биологичната физика“. Биологичната физика е областта, която прилага принципите на физиката за разбиране на живите системи – от молекули и клетки до по-големи биологични структури.

В проучването се разглежда и темата за т.нар. панспермия – спекулативна хипотеза, според която животът може да е бил умишлено внесен на Земята от напреднала извънземна цивилизация. Насочената панспермия е предложена за пръв път от Франсис Крик и Лесли Оргел. Идеята остава възможно, но непотвърдено обяснение и не е подкрепена с преки доказателства.

Статията продължава: „Макар идеята, че Земята е била тераформирана от напреднали извънземни, да нарушава принципа на Окам в рамките на господстващата наука, насочената панспермия – първоначално предложена от Франсис Крик и Лесли Оргел – остава спекулативна, но логически възможна алтернатива“.

Принципът на Окам е научният и философски принцип, според който, когато няколко обяснения съответстват на наличните доказателства, обикновено се предпочита това, което изисква най-малко догадки. В проучването се отбелязва, че насочената панспермия въвежда повече предположения, отколкото моделите за естествен произход.

Изследването не представя насочената панспермия като предпочитано обяснение, нито изключва възможността животът да е възникнал естествено на Земята. Вместо това то измерва мащаба на информационното предизвикателство и предполага, че може да са необходими по-нататъшни открития, за да се идентифицират механизми, които биха могли да обяснят прехода от неживата химия към живота.

Учените продължиха да изследват произхода на живота чрез химията, биологията, геологията и физиката. Предишни изследвания бяха проучвали среди като хидротермални извори, плитки басейни и минерални повърхности, където би могло да са се случили ранни химични процеси. Настоящото проучване не тестваше директно тези хипотези. Вместо това то разгледа по-широките изисквания, на които всяко успешно обяснение би трябвало да отговаря.

Чрез съчетаването на математиката с биологията изследването имаше за цел да предостави по-количествен подход към изучаването на произхода на живота. Въпреки че не даде отговор на въпроса как е възникнал животът, то подчерта сложността на проблема и необходимостта от по-нататъшни изследвания на една от най-дълготрайните загадки на науката.

Снимка: Unsplash

Виж още: Е-суперколата BYD Denza Z хвърля ръкавицата на Porsche, Ferrari и Lamborghini с 1582 к.с. и светкавично зареждане