science >> Wetenschap >  >> Fysica

Deeltjes in geladen oplossing vormen clusters die zich voortplanten

Krediet:moleculaire fysica

Dr. Martin Sweatman van de School of Engineering van de Universiteit van Edinburgh heeft een eenvoudig natuurkundig principe ontdekt dat zou kunnen verklaren hoe het leven op aarde begon.

Hij heeft aangetoond dat deeltjes die in oplossing geladen worden, zoals veel biologische moleculen, kunnen gigantische clusters vormen die zich kunnen voortplanten. Er wordt aangetoond dat reproductie wordt aangedreven door eenvoudige fysica - een balans van krachten tussen aantrekking op korte afstand en afstoting op lange afstand. Zodra de clusterreproductie begint, hij suggereert dat de chemische evolutie van clusters zou kunnen volgen, uiteindelijk tot leven leiden.

Veel biologische moleculen, zoals DNA en eiwitten, zou dit gedrag kunnen vertonen. Zelfs de bouwstenen van het leven, aminozuren en nucleobasen, zou dit gedrag kunnen vertonen. Reproductie in moderne cellen kan zelfs worden aangedreven door dit eenvoudige fysieke mechanisme, d.w.z. chemie is niet zo belangrijk.

Het onderzoek van Dr. Sweatman maakt gebruik van theoretische methoden en computersimulaties van eenvoudige deeltjes. Ze laten duidelijk zien dat gigantische clusters van moleculen zich met de juiste balans van krachten kunnen voortplanten. Er komt geen chemie aan te pas. Echter, deze theoretische voorspellingen moeten nog experimenteel worden bevestigd.

Dr Sweatman zei, "Hoewel het moeilijk zal zijn om dit gedrag te zien voor oplossingen van kleine biomoleculen, het moet mogelijk zijn om dit gedrag experimenteel te bevestigen met veel grotere deeltjes die onder een microscoop kunnen worden gezien, zoals geladen colloïden.

"Als dit gedrag wordt bevestigd, dan zetten we nog een stap in de richting van Darwins idee van leven dat begint in een warme kleine vijver. Een eenvoudige verdampings- en condensatiecyclus in een vijver kan in eerste instantie voldoende zijn om clusterreproductie te stimuleren. Survival of the fittest clusters van chemicaliën zou dan uiteindelijk tot leven kunnen leiden."

Het onderzoek is gepubliceerd in het internationale tijdschrift Moleculaire fysica .