sábado, 19 de mayo de 2012

Los bioquímicos han imaginado desde hace mucho los conjuntos autocatalíticos que pueden explicar el origen de la vida. Ahora, un nuevo enfoque matemático a estos conjuntos puede tener unas implicaciones incluso mayores.

Créditos: Per Ola Wiberg ~ Powi.

Una de las preguntas más desconcertantes sobre el origen de la vida es como un rico paisaje químico hizo posible que la vida llegará a existir.

Este paisaje se considera, estaba formado entre otras cosas de aminoácidos, proteínas y complejas moléculas de ARN. Es más, estas moléculas deben haber sido parte de una vasta red de reacciones químicas relacionadas entre sí que las generaron de forma fiable.

Evidentemente, todo tiene que haber ocurrido antes de que la vida misma surgió. Pero, ¿cómo?

Una idea es que los grupos de las moléculas pueden formar conjuntos autocatalíticos. Estos son fábricas autosostenibles de productos químicos, en los que el producto de una reacción es la materia prima o catalizador para otro. El resultado es un virtuoso y autónomo ciclo de creación química.

Hoy en día, Stuart Kauffman en la Universidad de Vermont en Burlington y un par de amigos echaron un vistazo a las propiedades matemáticas de conjuntos autocatalíticos más amplios. Al examinar este panorama, llegan a una asombrosa conclusión que podría tener consecuencias notables para nuestra comprensión de la complejidad, la evolución y el fenómeno de la emergencia.

Comienzan mediante la derivación de algunas propiedades generales de los conjuntos matemáticos autocatalíticos, demostrando que este conjunto puede estar formado por muchos subconjuntos autocatalíticos de diferentes tipos, algunos de los cuales se pueden solapar.

En otras palabras, los conjuntos autocatalíticos puede tener una propia estructura compleja y rica.

La evolución, de esta forma, puede trabajar en un solo conjunto autocatalítico, la producción de nuevos subconjuntos dentro de ella son mutuamente dependientes uno del otro. Este proceso crea un entorno en el que los nuevos subconjuntos pueden evolucionar.

"En otras palabras, estructuras funcionalmente autosuficientes cerradas pueden surgir en un nivel más alto (un conjunto autocatalítico de los conjuntos autocatalíticos), es decir, verdadera emergencia", añaden.

Esa es una visión interesante de la emergencia y, ciertamente, parece un enfoque razonable para el problema del origen de la vida. No es difícil imaginar a grupos de moléculas que funcionen juntas de esta manera. Y, en efecto, los bioquímicos han descubierto recientemente simples conjuntos autocatalíticos que se comportan exactamente de esta manera.

Pero lo que hace que el enfoque sea tan poderoso es que las matemáticas no dependen de la naturaleza de la química - que es el sustrato independiente-. Así que los bloques básicos de construcción de un conjunto autocatalítico no tienen que ser moléculas en absoluto, sino que las unidades pueden manipular a otras unidades de la manera requerida.

Estas unidades pueden ser entidades complejas en sí mismas. "Tal vez no es demasiado descabellado pensar, por ejemplo, en la colección de especies de bacterias en su intestino (varios cientos de ellas) como un conjunto autocatalítico grande", explica Kauffman y compañía.

Y van aún más lejos. Señalan que la economía es esencialmente el proceso de transformación de materias primas en productos tales como martillos y palas que se facilitan en su posterior transformación de las materias primas, etc. "Tal vez también podemos ver la economía como un conjunto (emergente) autocatalítico, exhibiendo algún tipo de cierre funcional", especulan.

¿Podría ser que la misma idea - la teoría general de conjuntos autocatalíticos - pueda ayudar a explicar el origen de la vida, la naturaleza de la emergencia y proporcione una base matemática para la organización de la economía?

Como Kauffman y colegas explican: "Creemos que estas ideas valen la pena trabajarlas y desarrollar aún más".

Esperemos mientra la investigación avanza.

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