La teoría de ensamblajes es un marco teórico innovador que une la física y la biología, proporcionando conocimientos transformadores sobre la evolución biológica y su lugar en las leyes físicas universales. Sus aplicaciones van desde la búsqueda de vida extraterrestre hasta la comprensión del origen de la vida, y se espera que remodele muchos campos de la ciencia.
Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado un nuevo marco teórico que vincula la física y la biología para proporcionar un enfoque unificado para comprender cómo surgen la complejidad y la evolución en la naturaleza. Este nuevo trabajo sobre "teoría del ensamblaje", publicado hoy (4 de octubre) en la revista Nature, marca un progreso significativo en nuestra comprensión fundamental de la evolución biológica y cómo se rige por las leyes físicas del universo.
Trabajo preliminar e índice de ensamblaje molecular.El estudio se basa en trabajos anteriores del grupo de investigación, que desarrolló la teoría del ensamblaje en un método empíricamente probado para detectar vida, con implicaciones para los esfuerzos por buscar vida extraterrestre y desarrollar nuevas formas de vida en el laboratorio. En trabajos anteriores, el equipo asignó a las moléculas una puntuación de complejidad llamada índice de ensamblaje molecular, basada en el número mínimo de pasos de unión necesarios para construir la molécula. Muestran cómo este índice se puede medir experimentalmente y cómo se pueden asociar valores altos con moléculas de vida.
Formalismo matemático en la teoría del ensamblaje.
La nueva investigación introduce un formalismo matemático en torno a una cantidad física llamada "ensamblaje", que captura el grado de selección requerido para producir un conjunto complejo de objetos en función de su abundancia e índice de ensamblaje.
La profesora Sarah Walker, física teórica e investigadora del origen de la vida en la Universidad Estatal de Arizona, explica: "La teoría de ensamblaje proporciona una perspectiva completamente nueva, permitiéndonos mirar la misma realidad fundamental de la física, la química y la biología desde una perspectiva diferente. Con esta teoría, podemos empezar a cerrar la brecha entre la física reduccionista y la evolución darwiniana, un paso importante hacia unificar las teorías fundamentales de la materia inerte y la materia viva".
Aplicaciones y potencial futuro
Los investigadores muestran cómo se puede aplicar la teoría del ensamblaje para cuantificar la selección y la evolución en sistemas que van desde moléculas simples hasta polímeros y estructuras celulares complejos. Explica tanto el descubrimiento de nuevos objetos como la selección de los existentes, permitiendo el aumento ilimitado de la complejidad que caracteriza la vida y la tecnología.
El profesor Lee Cronin, químico de la Universidad de Glasgow y co-primer autor, dijo: "La teoría de ensamblaje ofrece una forma completamente nueva de ver la materia que compone nuestro mundo, definida no sólo por partículas inmutables sino también por la memoria necesaria para construir objetos mediante selección a largo plazo. Con más trabajo, este enfoque tiene el potencial de transformar campos desde la cosmología hasta la informática. Representa una nueva frontera en la intersección de la física, la química, la biología y la teoría de la información".
Profundizar la comprensión
Los investigadores pretenden perfeccionar aún más la teoría del ensamblaje, explorar sus aplicaciones para describir las características de la vida conocida y desconocida y probar hipótesis sobre cómo surge la vida a partir de materia no viva. "Una característica importante de la teoría es que se puede probar experimentalmente", dijo Cronin. "Esto abre la interesante posibilidad de utilizar la teoría del ensamblaje para diseñar nuevos experimentos que podrían abordar cuestiones sobre el origen de la vida mediante la creación de sistemas vivos desde cero en el laboratorio".
Esta teoría abre muchas nuevas preguntas y direcciones de investigación en los límites de la física y las ciencias de la vida. En conjunto, la teoría del ensamblaje promete proporcionar nuevos conocimientos profundos sobre las bases físicas de la complejidad biológica y la innovación evolutiva.