자연에서 사라진 진화 법칙이 밝혀졌다

천문학

작성자 | A&S커뮤니케이션즈 직원

다윈은 진화론을 지구상의 생명체에 적용했지만 행성, 별, 원자, 광물과 같은 거대하고 복잡한 시스템에는 적용하지 않았습니다. 이제 학제간 연구자 그룹은 본질적으로 모든 것에 적용되는 이론의 누락된 측면을 확인했습니다.

10월 16일 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재된 "진화하는 시스템에서 기능과 선택의 역할에 관한" 그들의 논문은 자연계 내에서 중요한 규범을 처음으로 인식하는 "누락된 자연 법칙"을 설명합니다. 세상의 일. 새로운 법칙은 복잡한 자연계가 더 큰 패턴화, 다양성 및 복잡성 상태로 진화한다고 명시하고 있습니다.

“이것은 우주의 가장 심오한 미스터리 중 하나인 생명을 포함한 복잡한 시스템이 시간이 지남에 따라 더 큰 기능적 정보를 향해 진화하는 이유를 해결하기 위한 과학자와 철학자의 진정한 협력이었습니다.”라고 공동 저자인 David C. 던컨(Duncan) 자연과학 교수이자 예술과학대학 천문학 학과장입니다.

다학문적 팀에는 카네기 과학연구소, 캘리포니아 공과대학, 콜로라도 대학교, 코넬 출신의 과학철학자 3명, 우주생물학자 2명, 데이터 과학자 1명, 광물학자, 이론물리학자 1명이 포함되었습니다. 카네기의 과학자 Michael L. Wong이 제1저자입니다. 우주생물학자인 그와 Lunine은 곧 출간될 Lunine의 교과서 "우주생물학: 다학문적 접근"의 제2판을 작업하고 있습니다.

새로운 작품은 자연계에서 일상적으로 경험하는 현상을 묘사하고 설명하는 “거시적” 자연 법칙에 현대적인 추가를 제시합니다. 이는 "시스템의 다양한 구성이 하나 이상의 기능에 대해 선택되면" 시스템이 발전할 것이라고 말하는 "기능 정보 증가의 법칙"을 가정합니다.

이 새로운 법칙은 원자, 분자 또는 세포와 같은 다양한 구성 요소로 구성되어 반복적으로 배열 및 재배열될 수 있고 수많은 다른 배열이 형성되는 자연 과정에 적용되는 시스템에 적용됩니다. 이러한 구성 중 작은 부분은 "기능 선택"이라는 프로세스에서 살아남습니다.

시스템이 생명체인지 무생물인지에 관계없이 새로운 구성이 잘 작동하고 기능이 향상되면 진화가 일어난다고 연구진은 말합니다.

생물학의 경우, 다윈은 기능을 주로 생존, 즉 생식력이 있는 자손을 생산할 수 있을 만큼 오래 사는 능력과 동일시했습니다. 새로운 연구는 자연에서 적어도 세 가지 종류의 기능이 발생한다는 점을 지적하면서 그러한 관점을 확장했습니다.

가장 기본적인 기능은 안정성입니다. 원자나 분자의 안정적인 배열이 계속 선택됩니다. 또한 지속적으로 에너지를 공급하는 동적 시스템을 선택했습니다.

연구원들에 따르면 세 번째이자 가장 흥미로운 기능은 "참신함"입니다. 이는 광합성과 같은 놀라운 새로운 행동이나 특성으로 이어지는 새로운 구성을 탐색하기 위해 시스템을 진화시키는 경향입니다.

광물계에서도 같은 종류의 진화가 일어납니다. 최초의 광물은 특히 안정적인 원자 배열을 나타냅니다. 이러한 원시 광물은 생명의 기원에 참여하는 차세대 광물의 기초를 제공했습니다. 생명체는 껍질, 치아, 뼈에 미네랄을 사용하기 때문에 생명의 진화와 미네랄은 서로 얽혀 있습니다.

별의 경우, 논문에서는 수소와 헬륨이라는 두 가지 주요 원소만이 빅뱅 직후 최초의 별을 형성했다고 지적합니다. 그 초기 별들은 수소와 헬륨을 사용하여 약 20개의 더 무거운 화학 원소를 만들었습니다. 그리고 차세대 스타들은 이러한 다양성을 바탕으로 거의 100가지 이상의 원소를 생산합니다.