A teoria da montagem é uma estrutura teórica inovadora que une a física e a biologia, fornecendo insights transformadores sobre a evolução biológica e seu lugar nas leis físicas universais. As suas aplicações vão desde a procura de vida extraterrestre até à compreensão da origem da vida, e espera-se que remodele muitos campos da ciência.
Uma equipa internacional de investigadores desenvolveu um novo quadro teórico que liga a física e a biologia para fornecer uma abordagem unificada para a compreensão de como a complexidade e a evolução surgem na natureza. Este novo trabalho sobre “teoria da montagem”, publicado hoje (4 de outubro) na revista Nature, marca um progresso significativo na nossa compreensão fundamental da evolução biológica e de como ela é governada pelas leis físicas do universo.
Trabalho preliminar e índice de montagem molecularO estudo baseia-se em trabalhos anteriores do grupo de pesquisa, que desenvolveu a teoria da montagem em um método empiricamente comprovado para detecção de vida, com implicações nos esforços de busca de vida extraterrestre e evolução de novas formas de vida em laboratório. Em trabalhos anteriores, a equipe atribuiu às moléculas uma pontuação de complexidade chamada índice de montagem molecular, com base no número mínimo de etapas de ligação necessárias para construir a molécula. Eles mostram como esse índice pode ser medido experimentalmente e como valores elevados podem ser associados a moléculas de vida.
Formalismo matemático na teoria da montagem
A nova pesquisa introduz um formalismo matemático em torno de uma quantidade física chamada “montagem”, que captura o grau de seleção necessário para produzir um conjunto complexo de objetos com base na sua abundância e índice de montagem.
A professora Sarah Walker, física teórica e pesquisadora da origem da vida na Arizona State University, explica: "A teoria da montagem fornece uma perspectiva completamente nova, permitindo-nos olhar para a mesma realidade fundamental da física, da química e da biologia de uma perspectiva diferente. Com esta teoria, podemos começar a fechar a lacuna entre a física reducionista e a evolução darwiniana - um passo importante para unificar as teorias fundamentais da matéria inerte e da matéria viva."
Aplicações e potencial futuro
Os pesquisadores mostram como a teoria da montagem pode ser aplicada para quantificar a seleção e a evolução em sistemas que vão desde moléculas simples até polímeros complexos e estruturas celulares. Explica tanto a descoberta de novos objetos como a seleção dos existentes, permitindo o aumento ilimitado da complexidade que caracteriza a vida e a tecnologia.
O professor Lee Cronin, químico da Universidade de Glasgow e co-autor, disse:"A teoria da montagem oferece uma maneira completamente nova de olhar para a matéria que constitui o nosso mundo, definida não apenas por partículas imutáveis, mas também pela memória necessária para construir objetos por meio de seleção de longo prazo. 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. "
Aprofundar a compreensão
Os investigadores pretendem refinar ainda mais a teoria da montagem, explorar as suas aplicações na descrição das características da vida conhecida e desconhecida e testar hipóteses sobre como a vida surge a partir de matéria inanimada. "Uma característica importante da teoria é que ela pode ser testada experimentalmente", disse Cronin. "Isso abre a excitante possibilidade de usar a teoria da montagem para projetar novos experimentos que possam abordar questões sobre a origem da vida, criando sistemas vivos a partir do zero em laboratório."
Esta teoria abre muitas novas questões e direções de pesquisa nas fronteiras da física e das ciências da vida. Tomadas em conjunto, a teoria da montagem promete fornecer novos insights profundos sobre a base física da complexidade biológica e da inovação evolutiva.