Biológia 1976/1. [antikvár]

Részlet: A CHEMOTONOK EVOLÚCIÓKÉPESSÉGÉNEK ÉS STABILITÁSÁNAK SZÁMÍTÓGÉPES VIZSGÁLATA GÁNTI TIBOR, BÉKÉS FERENC és NAGY ÁKOS Agrártudományi Egyetem Fizika Tanszék, Gödöllő, Budapesti Műszaki Egyetem, Biokémiai és Élelmiszertechnológiai Tanszék, Budapest. Beérkezett: 1975. november 22-én Kulcsszavak: evolúció, reakciókinetika, chemoton Bár a chemoton elmélet eredetileg az élő rendszerek organizációs alapelveinek feltárása céljából született (4), hamarosan kideriüt, hogy az élő rendszerek abiogén keletkezésének is magyarázatát tudja adni (6), beleértve a genetikai anyag szerkezetének kialakulását is (7). Az önreprodukáló, térben szaporodó, anyagcserét folytató és önfenntartó rendszerek puszta megjelenése (8) önmagában még nem vezet el a biológiai rendszerek megjelenéséhez, ez csak hosszú evolúciós folyamat eredménye lehet, amelynek során az egyszerű önreprodukáló kémiai rendszerek egyre bonyolultabbak, összetettebbek lesznek, elérve végül is a biológiai komplexitás mértékét. A chemoton modellből nem olvasható le közvetlenül az a képesség, hogy a chemoton ok spontán evolúciós folyamatokon képesek átmenni, jóllehet rendelkeznek az öröklődő változás, a mutáció képességével (5, 9). Ezért a chemotonok evolúciós viselkedését külön vizsgálat tárgyává kellett tenni. Ismeretes, hogy Prigogine irreverzibilis termodinamikai megfontolások alapján levezette a termodinamikai rendszerek változásának általános termodinamikai feltételeit, amelyet evolúciós kritériumnak nevezett el (10, 11). Kimutatható azonban, hogy az „evolúciós kritérium" legfeljebb mindenféle változásnak általános előfeltétele, de nem tartalmazza a szorosan vett evolúcióra vonatkozó specifikumokat (8), bár Prigogine és munkatársai ezt biológiai és életkeletkezési vonatkozásokban egyaránt próbálták alkalmazni (12). Eigen, aki nagy matematikai apparátust igénylő modellt dolgozott ki az evolutív rendszerekre, ugyancsak arra a következtetésre jutott, hogy a szelekció elmélete túlnyúlik az irreverzibilis termodinamikán és az egyed információtartalma, valamint annak a szaporodáshoz viszonyított „értéke" a mértékadó az evolúció szempontjából, nem pedig az aspecifikus entrópiamérleg (3). Vizsgálatainknál mi is ebből az alapelvből indultunk ki. Számítógépes szimulációval vizsgáltuk a különböző információtartalommal rendelkező, de ®^ébként azonos felépítésű chemotonok viselkedését különböző körülmények között. E célra a chemoton működésének kinetikai leírására korábban kidolgozott reakciókinetikai egyenletrendszereket használtuk fel (1, 2). A számitógépes vizsgálatok módja Az 1. ábrán a szimuláció tárgyát képező chemoton network-jét mutatjuk he. Az elemi lépésekből felírható koncentrációfluxusok differenciálegyenlet rendszere a chemotonnak, mint folytonosan működő kémiai szuperrendszernek