Если мы размышляем о земной жизни, то обычно вспоминаем конкретные примеры – от животных до бактерий. Но, когда речь идет о работе астробиологов, то им приходится учитывать не только отдельные организмы, но экосистему и биосферу в целом.
Исследователи хотят понять, является ли жизни причудой исключительно земной эволюции или существуют более общие организационные принципы. Если верно второе, то должны быть универсальные правила не только для жизни на Земле, но и на других планетах. Существование универсальной биологии сильно бы повлияло на процесс поиска инопланетных представителей. Кроме того, удалось бы предсказать хотя бы определенную часть свойств жизни на других планетах.
Предыдущие исследования в конкретной области сосредотачивались на определенных уровнях организации в биологии, вроде отдельных организмов или экологических сообществах. Уровни создают иерархию, где виды состоят из контактирующих молекул, а экосистемы – из взаимодействующих индивидов.
В новом исследовании решили сосредоточиться не на отдельных уровнях, а на самой иерархии (биосфере в целом). Если вы хотите изучить регулирующие биологию принципы, то нужно знать, как живые системы организуются на разных уровнях, а не на одном.
Оказалось, биохимия (как на уровне организмов, так и экосистем) регулируется общими организационными принципами. То есть, в организации биохимии планетарного масштаба есть толк. Для анализа ученые создали биохимические сети, используя глобальную базу данных из 28246 аннотированных геномов и метагеномов и 8658 каталогизированных биохимических реакций. Они также раскрыли законы масштабирования, регулирующие биохимическое разнообразие и структуру сети.
Количественная оценка общих принципов жизни – сложная задача. Ее решение заключалось в комбинации инструментов из сетевой науки и теории масштабирования, при использовании крупных наборов геномных данных из каталога. Осознание принципов организации биохимии в глобальном масштабе позволяет разобраться в функциональности жизни в виде планетарного процесса. А значит, будет намного проще отыскать жизнь на другой планете.
