Naukowcy z Uniwersytetu w Bristolu (Wielka Brytania), używając modelu matematycznego, udowodnili, że przed pojawieniem się życia istniała konkurencja między prostymi reakcjami chemicznymi. To sprzyjało analogowi doboru naturalnego, który umożliwił utrwalenie udanych zmian w makrocząsteczkach i wyeliminowanie szkodliwych. Artykuł naukowców został opublikowany w Journal of The Royal Society Interface.
Zgodnie z teorią niemieckiego fizykochemika Manfreda Eigena przed pojawieniem się życia na Ziemi istniały tak zwane hipercykle - stabilne cykle chemiczne składające się z kilku grup samoodtwarzających się makrocząsteczek i posiadających oznaki życia.
Zdaniem naukowca przyczyniło się to do powstania dużych związków organicznych, które w przeciwnym razie byłyby podatne na szkodliwe mutacje i zniknęłyby. W hipercyklu defektywne mutanty są eliminowane. Jednak nie jest jasne, w jaki sposób w hipercyklach, w których nie było DNA ani RNA, mogła nastąpić ewolucja, która doprowadziłaby do pojawienia się prawdziwych organizmów.
Model zwany zupą procesów finitarnych zakłada istnienie samopodtrzymujących się procesów chemicznych zwanych ɛ-maszynami (automatami). Automat można przedstawić jako kanał wejścia-wyjścia: na wejściu maszyna ɛ może zawierać jeden stan, a na wyjściu inny. W sumie w badaniu zbadano zachowanie 15 typów automatów, między którymi interakcja może doprowadzić do powstania nowej ɛ-maszyny.
Naukowcy przeprowadzili symulacje komputerowe niestabilnych warunków, w których niektóre automaty występowały częściej niż inne. Każde takie środowisko, zwane niszą informacyjną, zawierało 90 000 ɛ-maszyn. Z biegiem czasu nisza uległa zmianie, ponieważ niektóre automaty zniknęły, zastąpione innymi, co dało początek rodzajowi doboru naturalnego. Niektóre odmiany ɛ-maszyn całkowicie wymarły, ale ostatecznie nisza ustabilizowała się, co oznaczało pokojowe współistnienie maszyn.
Jak sądzą naukowcy, przed pojawieniem się życia na Ziemi prymitywne procesy chemiczne zachodziły w zbiornikach wodnych, które funkcjonowały jako ɛ-maszyny. Wyniki badań wykazały, że procesy ewolucyjne niezbędne do powstania tak złożonych obiektów, jak komórki, mogą już zachodzić w ich „populacji”.
