L'unica teoria che potrebbe spiegare l'emergere, l'organizzazione e l'origine della vita

Una delle domande più sconcertanti sull'origine della vita è come sia nato il ricco panorama chimico che rende possibile la vita.

Questo paesaggio sarebbe stato costituito tra l'altro da amminoacidi, proteine ​​e complesse molecole di RNA. Inoltre, queste molecole devono aver fatto parte di una ricca rete di reazioni chimiche interconnesse che le ha generate in modo affidabile.

Chiaramente, tutto ciò deve essere accaduto prima che la vita stessa emergesse. Ma come?

Un'idea è che gruppi di molecole possono formare insiemi autocatalitici. Queste sono fabbriche chimiche autosufficienti, in cui il prodotto di una reazione è la materia prima o il catalizzatore per un'altra. Il risultato è un ciclo virtuoso e autonomo di creazione chimica.

Oggi, Stuart Kauffman dell'Università del Vermont a Burlington e un paio di amici danno un'occhiata alle più ampie proprietà matematiche degli insiemi autocatalitici. Esaminando questo quadro più ampio, giungono a una conclusione sorprendente che potrebbe avere notevoli conseguenze per la nostra comprensione della complessità, dell'evoluzione e del fenomeno dell'emergenza.

Iniziano derivando alcune proprietà matematiche generali degli insiemi autocatalitici, mostrando che un tale insieme può essere costituito da molti sottoinsiemi autocatalitici di tipo diverso, alcuni dei quali possono sovrapporsi.

In altre parole, gli insiemi autocatalitici possono avere una propria struttura ricca e complessa.

Proseguono mostrando come l'evoluzione può funzionare su un singolo insieme autocatalitico, producendo al suo interno nuovi sottoinsiemi che dipendono l'uno dall'altro. Questo processo crea un ambiente in cui possono evolversi sottoinsiemi più recenti.

In altre parole, le strutture autosufficienti e funzionalmente chiuse possono sorgere a un livello superiore (un insieme autocatalitico di insiemi autocatalitici), cioè una vera emergenza, dicono.

Questa è una visione interessante dell'emergenza e sembra certamente un approccio sensato al problema dell'origine della vita. Non è difficile immaginare gruppi di molecole che operano insieme in questo modo. E infatti, i biochimici hanno recentemente scoperto semplici insiemi autocatalitici che si comportano esattamente in questo modo.

Ma ciò che rende l'approccio così potente è che la matematica non dipende dalla natura della chimica: è indipendente dal substrato. Quindi gli elementi costitutivi di un set autocatalitico non devono essere affatto molecole, ma qualsiasi unità in grado di manipolare altre unità nel modo richiesto.

Queste unità possono essere entità complesse in sé stesse. Forse non è troppo inverosimile pensare, ad esempio, alla raccolta di specie batteriche nell'intestino (diverse centinaia di esse) come a un grande set autocatalitico, affermano Kauffman e co.

E vanno anche oltre. Sottolineano che l'economia è essenzialmente il processo di trasformazione delle materie prime in prodotti come martelli e vanghe che a loro volta facilitano l'ulteriore trasformazione delle materie prime e così via. Forse possiamo anche vedere l'economia come un insieme (emergente) autocatalitico, che esibisce una sorta di chiusura funzionale, ipotizzano.

Potrebbe essere che la stessa idea - la teoria generale degli insiemi autocatalitici - possa aiutare a spiegare l'origine della vita, la natura dell'emergenza e fornire un fondamento matematico per l'organizzazione in economia?

Come affermano Kauffman e i suoi amici con un piccolo eufemismo: crediamo che valga la pena perseguire e sviluppare ulteriormente queste idee.

Non vediamo l'ora di seguire i lavori man mano che procedono.

Rif: arxiv.org/abs/1205.0584 : La struttura degli insiemi autocatalitici: evolubilità, abilitazione ed emergenza

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