化学复杂性空间中生命的起源与早期演化

生命可被视为一个局域化化学系统，它坐落于一个亚稳态动力学吸引子态上或处于其吸引盆中，该态与环境保持非平衡。此种生命观允许新的生命态通过局域化学浓度（=突变）的偶然改变而出现，这些改变将空间中的点移入某生命态的吸引盆——该吸引子是一种自催化集，其必需（=关键种）物种的生成速率高于其经扩散流失于环境的速率，从而预期有增长。这一生命概念给出了若干新见解与猜想。(1) 该框架提示，最先出现的新生命态很可能位于关键种扩散率受限于低扩散机制、而前体与废物以较高速率扩散的界面处。(2) 有理由预期，一旦首个生命态出现（最可能在矿物表面），额外突变将产生衍生生命态，并与原态竞争。(3) 我提出，在由此产生的适应过程中，存在复杂性更高的生命态（即更远离与环境平衡者）主导给定矿物表面的普遍倾向。(4) 该框架提示了细胞演化的一条简单且可预测的路径，并就此类细胞为何可能获得颗粒遗传提供了线索。总体而言，所发展的动力系统理论框架提供了生命起源与早期演化的整合视图，并支持新颖的实证方法。