To, co nieożywione, może ewoluować? Hipoteza, która nie pozwala zasnąć

Ewolucja to – według słownika PWN – „proces zachodzący w przyrodzie na przestrzeni wielu pokoleń, polegający na zmianach budowy organizmów i powstawaniu nowych”. Dzięki Darwinowi wiadomo, że głównym mechanizmem jest tu dobór naturalny, który sprawia, że kolejne pokolenia są coraz lepiej przystosowane do środowiska i do przekazywania swoich genów. Geny, pokolenia, organizmy – wszystko to pojęcia odnoszące się do materii ożywionej. Jednak biolodzy wiedzą, że w ekosystemie równie ważny jest tzw. biotop. Obejmuje on skały, wodę czy grunt – wszystko to, co współistnieje z organizmami, ale samo życia nie przejawia. W środowisku nieożywionym można jednak zaobserwować równie fascynującą złożoność form. Kryształy przybierają regularne kształty geometryczne, dendrytyczne formy minerałów przypominają lasy iglaste, a spiralne muszle wielu ludziom kojarzą się ze złotą spiralą. Fizycy i chemicy tłumaczą te struktury termodynamiką, jednak niektórzy badacze proponują nowe spojrzenie.

Robert Hazen z Carnegie Institution for Science bada minerały od lat. Analizował m.in. to, jak ich najwcześniejsze formy zmieniały się przez miliardy lat pod wpływem czynników środowiskowych i działania mikroorganizmów. I doszedł do wniosku, że zmiany w minerałach także można interpretować jako ewolucję. Obecnie naukowcy są w stanie przewidywać, gdzie w środowisku wykształcą się określone minerały i ich odmiany.

Hazen interesuje się także genezą życia. Wysunął hipotezę, że pierwsze enzymy mogły powstawać w gorących kominach hydrotermalnych (ta propozycja konkurencyjna wobec modelu Millera-Ureya została skrytykowana przez samego Millera – Hazen przyjął krytykę i przyznał mu rację). W ubiegłym roku amerykański mineralog razem z astrobiologiem Michaelem Wongiem, zasugerował nowe, szersze ujęcie procesu ewolucji. Na łamach „Proceedings of the National Academy of Sciences” zaproponował tzw. prawo funkcjonalnej informacji. Mówi ono, że funkcjonalna informacja systemu wzrasta (a on ewoluuje), jeśli różne konfiguracje jego elementów są selekcjonowane pod kątem jednej lub więcej funkcji. Oznacza to, że każdy system, posiadający zróżnicowane komponenty zdolne do tworzenia nowych, bardziej stabilnych struktur, będzie dążył do coraz większej złożoności, aby coraz bardziej złożone formy mogły jak najdłużej przetrwać.

Hipoteza Hazena i Wonga, w której twierdzą, że ewolucję można rozszerzyć na materię nieożywioną, spotkała się z zainteresowaniem. Biochemiczka Loren Williams z Georgia Institute of Technology uznała ją za elegancką i możliwą do wykorzystania w zrozumieniu procesów sprzed powstania życia. Biolog ewolucyjny Frédéric Thomas z Université Montpellier przyznał, że zafascynowała go tak bardzo, iż nie mógł spać. Nawet Google docenił pracę badaczy – Blaise Agüera y Arcas, główna technolog w dziale badań, zainteresowała się wykorzystaniem jej w IT. Pod koniec października Wong i Hazen zorganizowali specjalne warsztaty, gromadząc niemal stu specjalistów z różnych dziedzin, od mikrobiologii po neuronauki, aby omówić kwestię „poszerzonej ewolucji”. I wówczas Agüera y Arcas przedstawiła wizję aplikacji modelu w informatyce.

Jednak koncepcja Hazena i Wonga budzi także kontrowersje. Astrobiolożka Elisa Biondi skrytykowała ją jako niefalsyfikowalną i niepraktyczną, a biolog Johannes Jäger uznał, że jest ciekawa, ale nie można jej nazwać nowym prawem fizyki.

Obecnie większość badaczy traktuje chyba hipotezę jako intrygującą, lecz raczej akademicką. Jednak w dobie wzrastającego zainteresowania sztuczną inteligencją i rozwoju systemów niebiologicznych, poszerzone pojęcie ewolucji może nabierać na znaczeniu. Niewykluczone, że teoria funkcjonalnej informacji odegra jeszcze istotną rolę. I to w bliskiej przyszłości.