Исследователи из Университета штата Аризона обнаружили новую универсальную биохимическую последовательность, не связанную с известными формами жизни.
Все ныне известные формы жизни ведут свое начало от LUCA (Последнего универсального общего предка). Возможно, его биохимия не идентична всем видам жизни, включая неизведанные, например, инопланетные. Этот общий набор химических соединений, компонентов и реакций позволил определить класс универсальности при описании существующей жизни, но с ограничением – жизнью, известной нам.
Учёные из Аризонского университета, применяя статистический анализ, расширили концепцию универсальности, освободив её от привязки к химии земной жизни. Открытие имеет большое значение: модель будет направлять астробиологов в поиске жизни во Вселенной, ориентируя их на новые формы существования.
Статистический подход к биохимии
Изучение сосредоточено на ферментах — ключевых элементах биохимических реакций и перспективном объекте для поиска универсальных свойств.
В работе применена физическая статистическая методика для анализа множества данных о геномах, позволяющая выделить состав ферментов и охватить значительную часть биохимии Земли. Результаты анализа обнаруживают статистические закономерности в функциях ферментов, не зависящие от известных биохимических процессов.
Об этом свидетельствует появление нового универсального класса, способного дать учёным возможность изучать новые виды существующей биохимии.
«Мы выявили новый тип биохимической универсальности с помощью больших статистических моделей биохимии. Получилось, что этот тип универсальнее для неизвестных форм жизни, чем традиционный, опирающийся на специфические молекулы и реакции, общие для всех живых существ на Земле. «.
Биохимическая и физическая универсальность
Биохимия исследует сложные реакции, рождающие жизнь. Её универсальность связана с общими элементами во всех известных живых существах. В этом случае понятие «универсальности» отличается от физики, где оно относится к характеристикам или свойствам систем, видимых в большом масштабе.
В связи с этим можно определить классы универсальности, содержащие математические модели с одним и тем же поведением. Их описывают физические законы, не изменяющиеся при изменении масштаба наблюдения системы и характеризующиеся критическими показателями.
Это фундаментальные факторы для идентификации класса универсальности. Одинаковые критические показатели в разных моделях делают их составляющими равного класса универсальности.
Физическая универсальность в биохимии может быть важна для создания моделей новой жизни, помимо существующей биохимии и известной эволюционной истории. Помимо общего предка, соединяющего все земные формы жизни — LUCA.
Кто такой LUCA?
Аббревиатура LUCA расшифровывается как Последний Универсальный Общий Предк. По этой теории LUCA — предок всех известных сейчас организмов.
Классификация живых существ охватывает бактерии, археи (древние бактерии) и эукариот (животных, грибов, простейших). Все происходят от общего предка LUCA, существовавшего около 3-4 миллиардов лет назад. Остаётся неизвестным, был ли это отдельный организм или группа общих предков, разделивших генетическое наследство с современными организмами.
Изучение показало, что LUCA может быть ограничен лишь известными формами жизни. Открытие новых видов и биохимических процессов станет возможным. Как возникла жизнь во вселенной, которая безгранична по своей величине?
Исследование доступно по полному тексту в журнале. .