Magyar kutatók munkája segíti megérteni az élet eredetét

Magyar kutatók elméleti evolúcióbiológiai munkájáról jelent meg szintetizáló összefoglaló cikk a világ egyik legrangosabb kémiai folyóiratában, a Nature Review Chemistryben. A biológia – egyúttal a gondolkodó emberiség – egyik legizgalmasabb, természettudományon is túlmutató implikációkkal bíró kérdése az, hogy miként jött létre az élet, hogyan keletkezett – Szent-Györgyi szavaival élve – az „anyag élő állapota”. A két és fél milliárd évvel ezelőtt lezajlott események rekonstruálása nehéz, hiszen nincsenek „fosszíliák”, nem maradtak fenn a korból kezdetleges élő szervezetek nyomai.

Az élőből az élettelenbe vezető út keresésének legfontosabb iránytűje az evolúció elmélete, amely azonban

nemcsak biológiai, hanem összetett kémiai rendszerekben is központi szerepet tölt be:

azok a struktúrák maradnak fenn, amelyek az adott környezethez jobban illeszkedve, gyorsabban képesek saját maguk lemásolására. Az élet hajnalának kulcsszereplői között – minden valószínűség szerint – az RNS-molekulák is jelen voltak. Ezek a mai szervezetben is fontos szerepet játszó, a DNS-hez hasonló szerkezetű molekulák másolhatók, ezáltal szaporodnak, így az RNS-molekulák populációján a darwini evolúció már működőképes. Az evolúció hajtotta komplexitásnövekedés során pedig szinte szükségszerűen megjelennek azok az erősen összetett kémiai rendszerek, amelyeket már élőnek nevezhetünk. Így váltott át a kémiai evolúció biológiai evolúcióba, és így jelent meg Földünkön az élet.

A folyamat eredetét is figyelembe véve tehát bármely élő szervezet – beleértve saját magunkat is – nem más, mint egy komplex kémiai önreprodukáló automata.

A kémiai komplexitás növekedésének azonban sok gátja volt: a kezdetleges biokémiai masinéria például nem másolt pontosan, így sok hibás, alkalmatlan másolat keletkezett. Emellett már a kezdetleges kémiai rendszerek is tálcán kínálták a csalás/önzés lehetőségét a szereplőknek, azonban lehetőség nyílt a molekuláris szintű kooperációra, az együttműködés és a verseny együttes megjelenésére is.

A Nature Review Chemistry folyóiratban publikált tudományos cikk az ELKH Ökológiai Kutatóközpont főigazgatójának, egyben széles körben elismert kutatójának, Szathmáry Eörsnek a nevével fémjelzett magyar elméleti biológiai iskola elmúlt három évtizedének egyes eredményeit mutatja be, kiegészítve külföldi kutatócsoportok kísérleti eredményeivel. A cikk – amelynek magyar társzerzői Czárán Tamás, Kun Ádám és Szilágyi András – különlegessége, hogy az elmélet és a kísérlet együtt van benne jelen, így nyomon követhető a gondolatkör fejlődése, továbbá az is, hogy a biokémiai módszerek fejlődésével miként nyertek igazolást az akár évtizedekkel korábban megalkotott elméleti-számítógépes modellek.