I mine to siste artikler beskriver jeg nytteløsheten i forskning på livets opprinnelse basert på kjemiske katalysatorer -her, og selvorganiserende prosesser -her. Her vil jeg utvide argumentet og forklare hvorfor hele foretaket med å utforske en ustyrt vei til liv er dømt til å mislykkes. Det viser også hvordan eksperimenter på livets opprinnelse, i stedet for å demonstrere den kreative kraften i ustyrt kjemi, gjentatte ganger avslører den uunnværlige rollen design spiller i å produsere noe som helst som er i det minste relevant for biologi.
Den andre kategorien består av eksperimenter som er nøye konstruert for å generere produkter med en viss biologisk relevans (se figur 1). Forskerne oppnår det ønskede resultatet ved å velge passende utgangskjemikalier, konstruere det ideelle eksperimentelle miljøet og implementere en nøyaktig spesifisert prosedyresekvens. De resulterende produktene oppstår ikke fra prosesser som ligner på de i naturen, men fra informasjon innebygd i spesifikasjonene for eksperimentell design (her, her, her).
Den utgående molekylkombinasjonen skiller seg markant fra alt som er mulig i miljøet. Blandingen inneholder et lite sett med spesifiserte molekyler som tilføres i unaturlige konsentrasjoner, noe som tilsvarer svært høy fri energi. Under eksperimentet går den kjemiske blandingen over til en tilstand med lavere fri energi som viser de ønskede egenskapene.
I likhet med eksperimentene som produserer spesifiserte resultater, er biologi avhengig av eksisterende informasjon (se figur 2). En celles organisering og drift er i samsvar med en arkitektonisk plan - en blåkopi skreddersydd til de sentrale målene om autonomi, tilpasning og reproduksjon. Denne blåkopien er instansiert i biologisk informasjon nedfelt i DNA, proteiner og andre cellulære strukturer. Informasjonen styrer molekylært maskineri til å konstruere cellulære komponenter, koordinere operasjoner og bevare cellens arkitektur. Maskineriet drives av høyenergimolekyler generert gjennom energiomdannelsessystemer. En kontinuerlig tilførsel av kanalisert energi er nødvendig for å drive energimessig ugunstige prosesser, som å transportere ressurser mot konsentrasjonsgradienter, for å opprettholde cellens langt fra likevektstilstand (her, her, her).Funksjon |
Celle |
Livets opprinnelse-eksperiment |
Mål |
Autonomi, tilpasning og reproduksjon |
Ønskede eksperimentelle produkter eller resultater |
Arkitektonisk plan |
Cellulær blåkopi |
Eksperimentell utforming |
Informasjon |
Biologisk informasjon i DNA, proteiner og andre cellulære strukturer |
Informasjon i eksperimentelle spesifikasjoner, protokoller og valg av kjemikalier |
Maskineri |
Molekylært maskineri og støttestrukturer |
Industrielt maskineri for å fremstille reagenser og laboratorieutstyr for å generere sluttproduktene |
Energiforsyning |
Kjemisk energi generert av cellulære energiomformingssystemer |
Eksternt tilført energi brukt til å fremstille reagenser og drive eksperimentelt utstyr |
Koordinering |
Tett koordinerte metabolske veier integrert med cellulære strukturer og reguleringssystemer |
Høyt orkorerte industri- og eksperimentoperasjoner som utfører ulike prosesser, inkludert reagenssyntese, rensing, blanding, oppvarming, trykksetting, separasjon og kontrollerte reaksjonsveier |
Oversettelse med tillatelse og bilder ved Asbjørn E. Lund