化学反应系统中自我复制的自发涌现
适应与自组织系统
2020-12-18 v2 分子网络
摘要
解释生命起源需要我们说明自我复制是如何产生的。具体而言，一个自我复制的实体如何能从没有一种反应是自我复制的化学反应系统中自发产生？先前提出的数学模型要么为最小生命系统提供显式框架，要么只考虑催化反应，因而未能提供综合理论。我们建立了一个考虑能量学、动力学与守恒律的化学反应系统通用模型。我们发现：(1) 某些系统具有集体催化性，反应物在中间产物辅助下转化为终产物（如柠檬酸循环），而另一些系统具有自我复制性，不同部分相互复制且系统作为整体自我复制（如甲醛反应）；(2) 许多替代化学宇宙常含一个或多个此类系统；(3) 可构造一种自我复制系统，其中某些部分的熵自发降低，方式类似于薛定谔所讨论者；(4) 复杂自我复制分子可通过一系列转变从简单化学反应系统自发且相对容易地涌现。这些结果共同开始解释前生物进化的起源。
引用
@article{arxiv.1801.05872,
title = {Spontaneous emergence of self-replication in chemical reaction systems},
author = {Yu Liu and David Sumpter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.05872},
year = {2020}
}
备注
Supplementary Information (SI) attached. It is the pdf file "Supplementary.pdf" listed under "Ancillary files"