Volgens een onderzoek van de Universiteit van Portsmouth kunnen genetische mutaties worden voorspeld voordat ze optreden met behulp van een nieuwe natuurwet.

Het artikel stelt vast dat de tweede wet van informatiedynamica, of 'infodynamica', zich anders gedraagt ​​dan de tweede wet van de thermodynamica - een ontdekking die enorme implicaties kan hebben voor toekomstige ontwikkelingen in genoomonderzoek, evolutionaire biologie, informatica, big data, natuurkunde en kosmologie .

Hoofdauteur Dr. Melvin Vopson is van de University's School of Mathematics and Physics. Hij zegt dat "in de natuurkunde wetten zijn die alles regelen wat er in het universum gebeurt, bijvoorbeeld hoe objecten bewegen, hoe energie stroomt, enzovoort. Alles is gebaseerd op de wetten van de natuurkunde."

"Een van de krachtigste wetten is de tweede wet van de thermodynamica, die stelt dat entropie - een maat voor wanorde in een geïsoleerd systeem - alleen kan toenemen of hetzelfde kan blijven, maar nooit zal afnemen."

Dit is een onbetwiste wet gekoppeld aan de pijl van de tijd, die laat zien dat de tijd maar één kant op gaat. Het stroomt in één richting en kan niet achteruit.

Hij zegt:"Stel je twee transparante glazen dozen voor. Aan de linkerkant heb je rode gasmoleculen, die je kunt zien, zoals rode rook. Aan de rechterkant heb je blauwe rook en daartussen is een barrière. Als je de barrière, de twee gassen zullen beginnen te mengen en de kleur zal veranderen. Er is geen proces dat dit systeem kan ondergaan om zichzelf weer blauw en rood te scheiden."

"Met andere woorden, je kunt de entropie niet verlagen of het systeem organiseren naar hoe het voorheen was zonder energiekosten, omdat de entropie alleen constant blijft of in de loop van de tijd toeneemt."

Dr. Vopson is een informatiefysicus. Zijn werk verkent informatiesystemen, dat kan van alles zijn, van de schijf in een laptop tot het DNA en RNA in levende organismen. Dit artikel is geschreven in samenwerking met Dr. Serban Lepadatu van de University of Central Lancashire.

Dr. Vopson voegde toe dat "als de tweede wet van de thermodynamica stelt dat entropie constant moet blijven of in de loop van de tijd moet toenemen, ik dacht dat informatie-entropie misschien hetzelfde zou zijn."

"Maar wat Dr. Lepadatu en ik ontdekten, was precies het tegenovergestelde:het neemt in de loop van de tijd af. De tweede wet van informatiedynamiek werkt precies in tegenstelling tot de tweede wet van de thermodynamica."

Dr. Vopson beweert dat dit de oorzaak kan zijn van genetische mutaties in biologische organismen.

"De wereldwijde consensus is dat mutaties willekeurig plaatsvinden en dat natuurlijke selectie vervolgens bepaalt of de mutatie goed of slecht is voor een organisme," legde hij uit. Als de mutatie gunstig is voor een organisme, wordt deze behouden.

"Maar wat als er een verborgen proces is dat deze mutaties aandrijft? Elke keer dat we iets zien dat we niet begrijpen, beschrijven we het als 'willekeurig' of 'chaotisch' of 'paranormaal', maar het is alleen ons onvermogen om het uit te leggen. "

"Als we genetische mutaties vanuit een deterministisch oogpunt kunnen gaan bekijken, kunnen we deze nieuwe natuurkundige wet gebruiken om mutaties - of de waarschijnlijkheid van mutaties - te voorspellen voordat ze plaatsvinden."

Dr. Vopson en collega's analyseerden echte COVID-19 (SARS-CoV-2) genomen en ontdekten dat hun informatie-entropie in de loop van de tijd afnam:"Het beste voorbeeld van iets dat in korte tijd een aantal mutaties ondergaat, is een virus. De pandemie heeft ons het ideale testmonster opgeleverd, aangezien SARS-CoV-2 in zoveel varianten is gemuteerd en de beschikbare gegevens ongelooflijk zijn."

"De COVID-gegevens bevestigen de tweede wet van de infodynamica en het onderzoek opent onbegrensde mogelijkheden. Stel je voor dat je naar een bepaald genoom kijkt en beoordeelt of een mutatie gunstig is voordat het gebeurt. Dit zou een baanbrekende technologie kunnen zijn die kan worden gebruikt in genetische therapieën, de farmaceutische industrie, evolutionaire biologie en pandemisch onderzoek."

Het artikel is gepubliceerd in AIP Advances . + Verder verkennen

Nieuw experiment zou de vijfde toestand van materie in het universum kunnen bevestigen