اختيار مدفوع بالنفاذية في نموذج بروتوكيل شبه تجريبي: جذور تطور الأنظمة ما قبل الحيوية

تم تصور مشكلة أصل الحياة تقليديًا كالتحدي الكيميائي للعثور على نوع الجزيء وديناميكيات التفاعل في المحلول الحر التي يمكن أن تكون قد بدأت التطور الدارويني. تم التحقيق في أنواع جزيئية مختلفة من التفاعل الذاتي و"النسخ الذاتي" بشكل مكثف، بالإضافة إلى مسارات تركيبية معقولة قد تؤدي، بشكل غير حيوي، إلى مثل هذا السيناريو البسيط. ومع ذلك، بالإضافة إلى الديناميات الجزيئية أو الديناميات التطورية الجزيئية، قد تكون هناك قيود أخرى فيزيائية وكيميائية (مثل التقسيم، الانتشار التفاضلي، النقل الانتقائي، القوى الاسموزية، الارتباطات الطاقية) قد تكون حاسمة من أجل الترابط، والتكامل الوظيفي، والاستقرار/الصلابة الذاتية للأنظمة الوسيطة بين الكيمياء وعلم الأحياء. قد تكون هذه الآليات الأقل اعترافًا للتفاعل والتحكم الجزيئي قد جعلت الطرق الأولية لتطور الأنظمة ما قبل الحيوية أكثر تعقيدًا، لكنها بالتأكيد كانت ضرورية للحفاظ على الديناميات الكيميائية البعيدة عن التوازن، نظرًا لأهميتها الوظيفية في جميع الخلايا الحديثة. هنا نستكشف سيناريو بروتوكولي حيث يتم معالجة بعض هذه القيود/الآليات الإضافية، موضحين آثارها على "مستوى النظام". على وجه الخصوص، تتيح لنا دراسة تجريبية حول نفاذية أغشية الحويصلات ما قبل الحيوية المكونة من خليط ثنائي من الدهون، بناء نموذج شبه تجريبي حيث تكون البروتوكيلات قادرة على التكاثر والخضوع لعملية تطورية استنادًا إلى ارتباطها بكيمياء داخلية تدعم تخليق الدهون.