不断发展的化学系统改变了它的环境
合成复制基因的化学系统显示出达尔文进化论的第一个迹象：两种不同的复制基因竞争一个共同的构建模块，哪一个获胜取决于环境。由于复制基因也可以改变它们的环境，生态进化动力学随之而来。这一发现表明达尔文原理超越了生物学，延伸到了合成系统。这些结果可用于开发新的催化剂，由格罗宁根大学(荷兰)的化学家于 8 月 31 日在《自然化学》杂志上发表。
生活是什么?这个问题多年来一直困扰着科学家。格罗宁根大学系统化学教授 Sijbren Otto 通过尝试从头开始合成一种简单的生命形式来解决这个问题。他对单体系统进行了广泛的实验，这些单体相互反应生成环。这些反过来又组装成纤维。在此过程中，环被复制，纤维生长并分裂。先前的研究表明，纤维还可以在光的影响下进行催化，加速它们生长的分子的形成：这是新陈代谢的原始形式。
适应
在最近的研究中，奥托和他的团队专注于生命的另一个关键方面：达尔文进化论。他们研究了由两种不同尺寸的自我复制环制成的纤维：3 环和 6 环。奥托解释说：“所有环都由同一个单体组装而成，它们相互竞争”。“然后，我们将这些系统放入流动池中，同时以恒定速率添加单体溶液。与此同时，我们从细胞中取出等量的液体。然后，科学家们观察了这些纤维通过改变其环尺寸的繁殖和进化。
复制者只有在复制速度快于被流出物移除的速度时才能生存。在这个系统中，两个复制基因在不同的环境中表现出不同的生长速度：如果处于高度氧化的环境中，3环生长最快，而如果环境氧化程度较低，则6环会赢得竞争。奥托：“我们发现，当环境的氧化态发生变化时，复制基因可能会突变成不同的环尺寸。因此，这些复制基因似乎能够适应不断变化的环境。
动力学
研究人员进一步开发了这个系统，让复制基因能够响应光而自行改变环境的氧化态。弱光条件只引起很少的氧化，从而使 6 环复制基因占主导地位。然而，在强光下，6环复制子会增加氧化水平，从而害其自身环境。这降低了复制基因的生长能力，突变的三环纤维现在占据了主导地位。
奥托说：“我们的系统非常简单，但它显示了一些通常只在生命系统中才能看到的动态。” “我们展示了一种自然选择如何决定哪种类型的复制基因占主导地位，并且这些复制基因可以改变它们自己的环境，这反过来又影响复制基因的进化。这种生态进化动力学在生物学中是众所周知的，现在很明显它们也延伸到(我们的)合成系统。但奥托尚未称该系统为“活着”的，因为这需要额外的功能，例如细胞状结构中复制器的划分。
生物学
“然而，有趣的是，作为生物学基石的达尔文原理也可以引入到我们的合成系统中。我们有复制、新陈代谢，现在还有一种有限的达尔文进化论。”奥托总结道。“这仍然非常初级，但我们很想知道是否可以推动我们的系统变得更加逼真。” 例如，除了揭示化学系统如何转变为生命系统之外，此类系统还可以利用达尔文进化论的创造力来开发新型催化剂或材料。
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