Teoria da montagem: uma nova e ousada ‘teoria de tudo’ poderia unir a física e a evolução

(Suzanne Bainton/iStock/Getty Images Plus)

A física é uma estrutura maravilhosa para a compreensão de como o Universo funciona, mas existem algumas lacunas na sua cobertura. Uma delas é a evolução.

Embora a biologia deva estar alinhada com a teoria física, como acontece com a maioria das coisas , essa teoria até agora não foi capaz de prever a evolução e o surgimento de características e cultura.

Com base no facto de que deveria ser capaz de o fazer, uma equipa internacional de cientistas liderada pela física teórica Sara Walker, da Universidade Estatal do Arizona, e pelo químico Lee Cronin, da Universidade de Glasgow, encontrou uma forma de colmatar essa lacuna.

Eles chamaram a sua nova estrutura de “Teoria da Montagem” e dizem que ela poderia ajudar na busca por vida em outros mundos.

“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”, explica Walker .

“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.”

Eles propõem que esta unificação é evidente quando consideramos os objectos não apenas como são actualmente, mas também através da dimensão do tempo, tendo em conta tanto a forma como se formaram como o seu potencial de mudança.

Para fazer isso, os pesquisadores basearam-se em seus trabalhos anteriores , nos quais compilaram o que chamaram de índice de complexidade molecular .

Para compilar um índice de complexidade molecular, eles determinaram o menor número de etapas necessárias para criar cada tipo de molécula e atribuíram-lhes uma complexidade com base no número dessas etapas. Somente a vida e os processos tecnológicos resultaram em moléculas que exigiram mais de 15 etapas de montagem.

Na sua nova investigação, eles geraram uma estrutura matemática para definir quanta seleção é necessária para produzir um objeto complexo – como proteínas, olhos ou escamas – a partir de blocos de construção moleculares.

É como o índice de complexidade molecular, mas numa escala mais avançada.

Esta teoria de montagem baseia-se no número mínimo de etapas necessárias para construir o objeto, sua memória mínima, e também considera a abundância de determinado objeto no mundo: seu número de cópias.

O número de cópias é importante porque à medida que a complexidade do objeto aumenta, a probabilidade de sua existência ser repetida por acaso diminui. A menos que haja alguma força ou pressão externa ajudando-o a desafiar as probabilidades ao longo do tempo. É exatamente assim que a seleção funciona na mutação aleatória no processo de evolução.

Usando os fundamentos resultantes da teoria da montagem, os pesquisadores foram capazes de quantificar teoricamente o grau de seleção e evolução necessário para produzir uma coleção de objetos evoluídos, desde moléculas até estruturas celulares.

Mas os resultados não funcionam apenas para objetos existentes. Eles também podem ser usados ​​para prever o surgimento de novos. Isto significa que podem aplicar algum nível de previsibilidade à possibilidade de emergência de vida num determinado sistema; por exemplo, a lua de Saturno , Titã , na qual muitos dos blocos de construção da vida conhecida podem ser encontrados.

A equipe trabalhará para refinar ainda mais seu trabalho para entender como a teoria da montagem pode definir a vida. Mas a teoria pode ser testada experimentalmente, o que significa que eles podem aplicá-la em laboratório para tentar recriar as origens da vida.

Isto significa que poderá fornecer respostas, não apenas para a vida noutras partes do Universo, mas também para o mistério de como a vida surgiu aqui na Terra.

“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”, diz Cronin .

“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.”

A pesquisa foi publicada na Nature .