Mineralele evoluează sub presiune în același mod în care o face viața

Cercetătorii spun că au descoperit dovezi pentru „legea creșterii informației funcționale” propusă recent, demonstrând că mineralele evoluează la fel ca viața.

Anul trecut, oamenii de știință au propus că toate sistemele complexe din Univers evoluează într-un mod similar vieții – inclusiv stelele, planetele și tehnologia. Acum, cercetătorii susțin că au găsit dovezi ale acestei legi unificatoare în minerale.

Noul studiu este o dovadă de concept pentru „legea lipsă” propusă recent, care explică de ce atât de multe sisteme complexe par să devină mai complexe în timp. Această lege a creșterii informației funcționale, prezentată în octombrie 2023, a extins teoria lui Charles Darwin a evoluției prin selecție naturală pentru a include sistemele care nu sunt vii.

Cercetătorii din spatele noului studiu au demonstrat că, la fel ca viața, mineralele devin în mod constant mai complexe în timp atunci când sunt supuse presiunilor de selecție. Ei și-au publicat concluziile în volumul revistei PNAS Nexus.

„În cele din urmă, sperăm ca această lucrare să contribuie la dezvoltarea unei teorii care să unifice modul în care toate sistemele complexe, atât cele vii, cât și cele care nu sunt vii, evoluează în timp”, a declarat pentru Live Science coautorul studiului Michael Wong, astrobiolog și cercetător planetar la institutul de cercetare Carnegie Science din Washington, D.C.

Legea creșterii informațiilor funcționale afirmă că „informațiile funcționale ale unui sistem vor crește dacă multe configurații diferite ale sistemului sunt supuse selecției pentru una sau mai multe funcții”.

Legea explică de ce sistemele complexe devin și mai complexe în timp

Dacă legea propusă este corectă, atunci mineralele și alte sisteme complexe ar trebui să devină mai complexe și să prezinte o creștere a informațiilor funcționale sub presiuni continue de selecție. Această informație funcțională reprezintă numărul de configurații dintr-un sistem care pot îndeplini o anumită funcție, conform studiului. În acest caz, configurațiile sunt mineralele, iar funcția este stabilitatea în timp sau persistența statică, astfel încât complexitatea este măsurată prin numărul de minerale stabile.

Pentru a testa legea, cercetătorii au folosit un model computerizat pentru a măsura complexitatea mineralelor de-a lungul a nouă etape propuse ale evoluției mineralelor și pentru a estima fracțiunea din toate formulele chimice posibile observate în acele minerale de la o etapă la alta.

Pe parcursul unei perioade de peste 4,6 miliarde de ani, începând cu cele mai vechi minerale cunoscute dinaintea formării Pământului, în urmă cu aproximativ 4,54 miliarde de ani, și terminând cu toate mineralele de pe planeta noastră de astăzi, numărul tipurilor de minerale a crescut de la 27 la aproximativ 9 000, conform studiului.

Această creștere a complexității minerale a Pământului a avut loc, de asemenea, în fiecare etapă de evoluție a mineralelor – prima etapă fiind formarea primelor minerale și ultima etapă fiind Pământul din zilele noastre, unde crearea mineralelor este facilitată de viață.

O creștere a informațiilor funcționale

„Fiecare etapă se bazează pe ceea ce a fost înainte”, a declarat pentru Live Science autorul principal al studiului, Robert Hazen, un om de știință care cercetează rolul mineralelor în originile vieții la Carnegie Science. „Aveți această piatră de temelie în care trebuie să ajungeți la o etapă a evoluției mineralelor înainte de a putea trece la următoarea”.

Această evoluție propusă a mineralelor este în mare similară cu evoluția vieții, care a început cu organisme simple unicelulare care au evoluat în forme de viață complexe multicelulare. Cu toate acestea, cercetătorii au observat că pare să existe o limită a diversității mineralelor din cauza unui număr finit de combinații chimice – și, conform modelului lor, mineralele Pământului se apropie de această limită.

Această restricție ar face ca evoluția mineralelor să fie „limitată”, în timp ce evoluția organismelor vii este „nelimitată”, fără limite în ceea ce privește complexitatea vieții, conform studiului.

Hazen și Wong au declarat că vor continua să lucreze la lege, căutând teme comune între sistemele complexe, care ar putea include chiar limbajul, muzica și alte eforturi umane.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Mineralele metalice din adâncul oceanului generează „oxigen întunecat”

Comportamentul bizar al mineralelor din adâncurile Pământului, explicat într-un nou studiu

Minerale necunoscute au fost descoperite într-un meteorit de 15 tone

Cercetătorii spun că lumile extraterestre au minerale care nu seamănă cu nimic din Sistemul Solar