界限鼓励复杂的化学反应,但独创性也很重要

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来源:©Donna Grethen/Ikon Images

生命是复杂化学系统所能创造的最终展示。许多化学家受到启发,尝试复制一些生命的基本技巧,比如新陈代谢,自我复制和上。我们在7月底重点介绍了这项研究勾选了前两项

然而,这个系统缺少的是一个边界。当然,确切地定义什么是生命系统是一个有争议的问题菲尔·鲍尔几周前进行了探索.然而,为什么封装至少看起来对生命至关重要呢?拥有一个能够捕捉并利用能量产生更多能量的系统固然很好,但保持物质分离会让大量的反应独立、同时、重复和近距离地发生。它还可以保护系统免受寄生虫的侵害。在隔间内保持精确的分子梯度可以驱动其中的反应网络。隔间提高了复杂性。

化学几乎只关注纯化合物,所以看到系统化学的兴起以及一些化学家拥抱复杂性而不是试图消除复杂性是令人兴奋的。作为一个领域,系统化学仍处于自我定义的过程中。从生命起源研究中诞生的这个新兴领域都是关于涌现属性的——一个系统具有其单个组件不具备的特征。

为了系统化学的成长和成熟,分析和计算化学将需要与它一起发展,以更好地研究整个过程,而不是它们的单个组成部分。还有工作要做,以确保探索系统化学的实验是可重复的。在探索不平衡的系统时,这将特别棘手——越来越清楚的是,这是我们找到复杂化学系统的功能势的地方。

虽然生命系统激发了我们对系统化学的探索,但我们不要把自己局限于玩细胞模仿游戏。复杂的化学系统根本不需要包括任何生物分子。如果科学家能够熟练地建造能够自我组装、生产和消耗能源、处理信息、制造材料和复制的系统,可能性是无限的。

试图满足我们对无生命的物体如何变成有生命物质的固有好奇心的研究绝对是值得的。但是创造复杂的化学系统不仅仅是回答关于我们过去的问题——让我们创造性地思考它们如何能改善我们的未来。