购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

在IMFBC前体上共价键自发产生的神奇副作用:正反馈自组织

如果作为结构换能量循环节点的IMFBC的确可以自催化或者遇到其他催化组分而被异催化,在保持碳骨架组分以分子间力关联的相互作用面的前提下自发形成新的共价键而形成稳定的但复杂性增加的新碳骨架组分,此时可能出现一个情理之中的新情况:即在原本形成IMFBC的碳骨架组分上,以共价键连接上去的新碳骨架组分有可能出现新的、与其他碳骨架组分发生分子间力的相互作用面!如果形成IMFBC的两个碳骨架组分都各自以共价键连接上了新的碳骨架组分而变成更为复杂的组分,比如碳骨架组分链,那么新连接上去的碳骨架组分之间就应该很容易形成新的IMF而相互作用(图4-3)!如果新连接上去的碳骨架组分之间的确出现了新的基于IMF的相互作用,会出现什么情况?正反馈!

什么正反馈?从对结构换能量循环的分析中,我们指出,IMFBC之所以会自发形成,是因为以IMF相互作用形成的碳骨架组分复合体的能态低于组分独立存在时的能态。碳骨架组分的两种状态之间存在自由能梯度,可以顺着自由能下降方向自发地形成复合体,即IMF-BC。如果在形成IMFBC的两个碳骨架组分上都以共价键连接上了新的碳骨架组分,并且两个新的碳骨架组分之间也可以形成基于IMF的互作,那么原来的IMFBC就可能从两个碳骨架组分之间的互作变成了两个碳骨架组分链之间基于两个IMF的IMFBC + 。两个碳骨架组分链之间的两个IMF的互作应该强于两个碳骨架组分之间的单个IMF,如果两个碳骨架组分链之间形成的新的IMFBC + 仍然保持相对于其碳骨架组分链单独存在时较低的能态,那么新的IMFBC + 仍然可以自发形成,但要维持新组分的结构换能量循环,则需要更多的外来能量去打破关联IMFBC + 的分子间力。这意味着新的、由基于共价键形成的碳骨架组分链所形成的IMFBC + ,相比于共价键连接新碳骨架组分之前的IMFBC更加稳定。由此推论,在具备结构换能量循环发生所需的5个要素的环境中,IMFBC + 将具有更高的生存概率。这意味着基于IMBFC自催化或者异催化形成的碳骨架组分上,共价键连接所形成新的碳骨架组分对于结构换能量循环而言,基于共价键连接的碳骨架组分越多,所形成的碳骨架组分链所形成的IMFBC +n 的生存概率就越高,于是,整个系统对于IMFBC +n 的形成以及以其为节点的结构换能量循环而言,形成了一个自发的,不仅有利于碳骨架组分构成的复杂性增加,而且有利于组分之间互作的复杂性增加的正反馈效应。这同时还为生命大分子为什么都是链式分子提出了一个简单而逻辑自洽的解释。

图4-3 在IMFBC前体上自发产生共价键并形成正反馈。图中两个IMFBC之间的爆炸图标表示在自/异催化条件下,自发产生共价键。共价键一旦形成,IMFBC + 相比于IMFBC具有更多的形成IMF的机会,最终形成链式分子。

如果上面所分析的情况的确可能发生,那么我们将可以看到,在一个满足结构换能量循环发生的5个要素的环境中,简单的碳骨架组分可以自发地形成以IMFBC为节点的非可逆循环,然后再以IMFBC为前体出现自催化或者异催化而形成共价键产生碳骨架组分链,这种自发产生的共价键为结构换能量循环带来了组分以及组分间相互作用复杂性的增加。不需要任何的人为设计或者超自然力的作用,也不需要任何未知的“设计原理”,在大爆炸宇宙中出现的碳骨架组分就可以在特定的环境中,遵循目前已知的物理和化学规律,自发地形成组分和形式越来越复杂的“活”的系统。这个系统中复杂性的增加并不是出于系统本身或者其中任何形式的组分/状态的“意愿”。整个过程只不过是基于非常简单的碳骨架组分的化学属性和几个非常简单的假设而自然发生的现象。前面提到的计算机模拟生命分子起源的实验,已经给出了证明这种可能性的例子。如果我们将第3章所描述的具有“活”的特征的结构换能量循环看作是一个自组织过程,那么可以把在这里所描述的以IMFBC作为共价键形成前体的、在结构换能量循环运行过程中简单的碳骨架组分与组分间的相互作用关系都越来越复杂的自发过程看作是一个正反馈自组织过程。 yVcdf+VN2iD+2ZvY+66QxWvacLk/9ZUVw8DI/nUQBljNcuBBHEFA/kIkVHlEQast

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×

打开