[论文解读] THE UNIVERSAL EVOLUTION AND THE ORIGIN OF LIFE

Gennady Shkliarevsky|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2021

Origins and Evolution of Life参考文献 74被引用 3

一句话总结

本文提出了一种非还原性的、普遍适用的框架，用于理解生命起源与演化的本质，通过将生命与非生命视为单一演化连续体中互补的过程，实现统一。该框架将‘创造’作为与守恒和演化并列的基本过程提出，提供了一个超越还原论模型的统一视角，将生命的出现重新定义为由自组织与无止境创新驱动的动态、多层次现象。

ABSTRACT

The origin of life occupies a very important place in the study of the evolution. Its liminal location between life and non-life poses special challenges to researchers who study this subject. Current approaches in studying the origin and evolution of early life are reductive: they either reduce the domain of non-life to the domain of life or vice versa. This contribution seeks to provide a perspective that would avoid reductionism of any kind. Its goal is to outline a frame that would include both domains and their respective evolutions as its particular cases. The study examines the main theoretical perspectives on the origin and evolution of early life and provides a constructive critique of these perspectives. An objective view require viewing an object or a phenomenon from all available points of view. The goal of this contribution is not to prove the current perspectives wrong and to deny their achievements. It seeks to provide an angle that would be sufficiently wide and would allow synthesizing current perspectives for a comprehensive and objective interpretation of the origin end evolution of early life. In other words, it seeks to outline a frame for an objective view that will help understand life's place within the universe.

研究动机与目标

• 解决长期以来缺乏一个全面、非还原性理论来解释生命起源与演化的问题。
• 克服还原论方法的局限性，这些方法往往将生命与非生命混同或相互还原。
• 构建一个理论框架，将生命与非生命作为在普遍演化过程中相互关联但又各自独立的领域加以包含。
• 将生命的起源重新理解为一个过程，而非单一事件，将其视为嵌入宇宙演化与生物演化之中的创造过程。
• 提供一个整体性、客观的视角，将从原核生物到多细胞生物的多个组织层次整合进一个统一的理论结构中。

提出的方法

• 提出一个普遍演化框架，将守恒、演化与创造视为相互依存的过程。
• 借鉴系统理论、自产性（autopoiesis）与复杂性科学的概念，将生命建模为一种自我维持、动态的非平衡系统。
• 整合生物符号学、热力学与层级组织的洞见，以解释生物复杂性在不同层次间的跃迁。
• 通过比较现有生命定义（如达尔文演化、自产性、无止境复制）来识别其共同原则。
• 应用‘自上而下的因果作用’概念，解释高层组织如何影响演化系统中的低层过程。
• 重新诠释生命史上关键的跃迁——如原核生物到真核生物、单细胞到多细胞生命——作为更广泛宇宙演化叙事中‘创造’的体现。

实验结果

研究问题

• RQ1 我们如何发展一种非还原性的理论框架，以统一生命与非生命的演化？
• RQ2 ‘创造’作为一种独立过程，在生命起源与多样化中发挥何种作用？
• RQ3 在普遍演化框架下，生物组织层次（如原核生物、真核生物、多细胞生物）如何通过‘创造’过程产生？
• RQ4 自维持的非平衡化学系统在不将生命简化为纯粹化学过程的前提下，如何过渡为生命？
• RQ5 如何将无止境演化理解为创造的产物，而非仅仅是自然选择的结果？

主要发现

• 本文确立了仅靠将生命等同于化学或化学等同于生命的还原论模型，无法完全理解生命的起源。
• 研究识别出‘创造’是一种根本的、非衍生的过程，与守恒和演化并列，尤其在生物组织新层次的出现中发挥关键作用。
• 该框架将原核生物到真核生物的转变以及单细胞到多细胞生命的演化，解释为‘创造’的实例，而不仅仅是演化适应的结果。
• 通过整合自产性、生物符号学与系统理论，该模型为自维持、动态且无止境的系统如何产生提供了连贯的解释。
• 研究表明，生命的起源并非单一事件，而是嵌入更广阔的宇宙演化叙事中的一个过程。
• 该研究将生命起源的问题重新定义为：不是知识的缺失，而是未能认识到‘创造’作为自然界中一种独立、生成性力量的作用。