Wissenschaftler der Universität Bristol (UK) haben anhand eines mathematischen Modells bewiesen, dass es vor dem Auftreten des Lebens einen Wettbewerb zwischen einfachen chemischen Reaktionen gab. Dies ermöglichte ein Analogon der natürlichen Selektion, das es ermöglichte, erfolgreiche Veränderungen in Makromolekülen zu konsolidieren und schädliche auszusortieren. Ein Artikel von Wissenschaftlern wurde im Journal of The Royal Society Interface veröffentlicht.
Nach der Theorie des deutschen Physikochemikers Manfred Eigen gab es vor dem Erscheinen des Lebens auf der Erde die sogenannten Hyperzyklen - stabile chemische Zyklen, die aus mehreren Gruppen sich selbst reproduzierender Makromoleküle bestehen und Lebenszeichen aufweisen.
Laut dem Wissenschaftler trug dies zur Entstehung großer organischer Verbindungen bei, die ansonsten anfällig für schädliche Mutationen wären und verschwinden würden. Im Hyperzyklus werden die defekten Mutanten eliminiert. Es ist jedoch unklar, wie in Hyperzyklen, in denen keine DNA oder RNA vorhanden war, eine Evolution stattfinden könnte, die zur Entstehung realer Organismen führen würde.
Ein Modell namens Finitary Process Suppe setzt die Existenz autarker chemischer Prozesse voraus, die als ɛ-Maschinen (Automaten) bezeichnet werden. Der Automat kann als Eingabe-Ausgabe-Kanal dargestellt werden: Am Eingang kann die ɛ-Maschine einen Zustand und am Ausgang einen anderen enthalten. Insgesamt untersuchte die Studie das Verhalten von 15 Arten von Automaten, deren Wechselwirkung zu einer neuen ɛ-Maschine führen kann.
Wissenschaftler führten Computersimulationen instabiler Bedingungen durch, bei denen einige Automaten häufiger vorkamen als andere. Jede solche Umgebung, die als Informationsnische bezeichnet wird, enthielt 90.000 ɛ -Maschinen. Im Laufe der Zeit änderte sich die Nische, als einige Automaten verschwanden und durch andere ersetzt wurden, was zu einer Art natürlicher Selektion führte. Einige Arten von ɛ-Maschinen starben vollständig aus, aber schließlich wurde die Nische stabil, was ein friedliches Zusammenleben zwischen den Maschinen implizierte.
Wie die Forscher glauben, fanden vor dem Erscheinen des Lebens auf der Erde primitive chemische Prozesse in Gewässern statt, die als ɛ-Maschinen fungierten. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass Evolutionsprozesse, die für die Entstehung so komplexer Objekte wie Zellen notwendig sind, bereits in ihrer "Population" stattfinden können.
