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Uma equipa internacional de investigadores desenvolveu um novo quadro teórico que une a física e a biologia para fornecer uma abordagem unificada para a compreensão de como a complexidade e a evolução emergem na natureza. Este novo trabalho sobre “Teoria da Montagem”, publicado hoje em Naturezarepresenta um grande avanço em nossa compreensão fundamental da evolução biológica e de como ela é governada pelas leis físicas do universo.
Esta pesquisa baseia-se no trabalho anterior da equipe desenvolvendo a Teoria da Montagem como uma abordagem empiricamente validada para detecção de vida, com implicações para a busca por vida alienígena e esforços para desenvolver novas formas de vida em laboratório. Em trabalhos anteriores, a equipe atribuiu uma pontuação de complexidade às moléculas chamada índice de montagem molecular, com base no número mínimo de etapas de formação de ligações necessárias para construir uma molécula. Eles mostraram como esse índice é mensurável experimentalmente e como valores elevados se correlacionam com moléculas derivadas da vida.
O novo estudo introduz o formalismo matemático em torno de uma quantidade física chamada “Montagem”, que captura quanta seleção é necessária para produzir um determinado conjunto de objetos complexos, com base em seus índices de abundância e montagem.
“A Teoria da Montagem fornece uma lente completamente nova para olhar para a física, a química e a biologia como diferentes perspectivas da mesma realidade subjacente”, explicou a autora principal, professora Sara Walker, física teórica e pesquisadora da origem da vida da Arizona State University. “Com esta teoria, podemos começar a fechar a lacuna entre a física reducionista e a evolução darwiniana – é um grande passo em direção a uma teoria fundamental que unifica a matéria inerte e a matéria viva.”
Os pesquisadores demonstraram como a Teoria da Montagem pode ser aplicada para quantificar a seleção e a evolução em sistemas que vão desde moléculas simples até polímeros complexos e estruturas celulares. Explica tanto a descoberta de novos objetos como a seleção dos existentes, permitindo aumentos ilimitados na complexidade característica da vida e da tecnologia.
“A Teoria da Montagem fornece uma maneira inteiramente nova de olhar para a matéria que constitui o nosso mundo, definida não apenas por partículas imutáveis, mas pela memória necessária para construir objetos através da seleção ao longo do tempo”, disse o professor Lee Cronin, químico da Universidade. de Glasgow e co-autor principal. “Com mais trabalho, esta abordagem tem o potencial de transformar campos da cosmologia para a ciência da computação. Representa uma nova fronteira na intersecção da física, química, biologia e teoria da informação.”
Os pesquisadores pretendem refinar ainda mais a Teoria da Montagem e explorar suas aplicações para caracterizar vida conhecida e desconhecida e testar hipóteses sobre como a vida emerge de matéria não viva. “Uma característica fundamental da teoria é que ela pode ser testada experimentalmente”, disse Cronin. “Isso abre a excitante possibilidade de usar a Teoria da Montagem para projetar novos experimentos que poderiam resolver a origem da vida, criando sistemas vivos a partir do zero em laboratório.”
A teoria abre muitas novas questões e direções de pesquisa na fronteira das ciências físicas e da vida. No geral, a Teoria da Montagem promete fornecer novos insights profundos sobre a física subjacente à complexidade biológica e à inovação evolutiva.
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