Сформульовано загальний закон еволюції живої та неживої природи.

Цей новий закон стосується систем, які підлягають природним процесам, що спричиняють утворення незліченної кількості різних компонувань, і лише невелика частина цих конфігурацій виживає в процесі, який називається "відбір за функцією". Незалежно від того, чи є система живою або неживою, коли нова конфігурація добре працює і її функціональність покращується, відбувається еволюція.

Дарвін застосував теорію еволюції до життя на Землі, але не до інших надзвичайно складних систем, таких як планети, зірки, атоми й мінерали. Тепер міждисциплінарна група дослідників виявила забраклий аспект цієї теорії, який стосується практично всього.

Їхня стаття "Про роль функції і селекції в еволюційних системах", опублікована в журналі "Proceedings of the National Academy of Sciences", описує "забраклий закон природи", який вперше встановлює важливу норму, закладену в роботу природного світу. Новий закон стверджує, що складні природні системи еволюціонують до станів більшої впорядкованості, різноманітності та складності.

"Це була справжня співпраця між вченими і філософами для вирішення однієї з найглибших загадок космосу: чому складні системи, включаючи життя, з часом еволюціонують до більшої функціональної інформації?" – сказав співавтор Джонатан Лунін, професор фізичних наук імені Девіда К. Дункана і завідувач кафедри астрономії Коледжу мистецтв і наук.

До складу мультидисциплінарної команди ввійшли три філософи науки, два астробіологи, дослідник даних, мінералог і фізик-теоретик з Інституту науки Карнегі, Каліфорнійського технологічного інституту та Університету Колорадо, а також із Корнельського університету. Науковець із Карнегі Майкл Л. Вонг є першим автором; астробіолог, він разом із Луніним працює над майбутнім другим виданням підручника Луніна "Астробіологія: Міждисциплінарний підхід".

Нова праця представляє сучасне доповнення до "макроскопічних" законів природи, які описують і пояснюють явища, що відбуваються щодня у природному світі. Вона постулює "Закон збільшення функціональної інформації", який передбачає, що система буде еволюціонувати, "якщо багато різних конфігурацій системи пройдуть відбір для однієї або декількох функцій".

Цей новий закон застосовується до систем, що складаються з багатьох різних компонентів, таких як атоми, молекули або клітини, які можуть багаторазово упорядковуватися і перегруповуватися, і підлягають природним процесам, що спричиняють утворення незліченної кількості різних компонувань – але в яких лише невелика частина цих конфігурацій виживає в процесі, який називається "відбір за функцією".

Незалежно від того, чи є система живою або неживою, коли нова конфігурація добре працює і функція покращується, відбувається еволюція, кажуть дослідники.

У випадку біології Дарвін ототожнював функцію насамперед з виживанням – здатністю жити достатньо довго, щоб залишити плідне потомство. Нове дослідження розширює цю перспективу, зазначаючи, що в природі існують щонайменше три види функцій.

Найпростіша функція – це стабільність: стабільні розташування атомів чи молекул обираються для продовження існування. Для збереження також вибираються динамічні системи з постійним постачанням енергії.

Третьою і найцікавішою функцією, на думку дослідників, є "новизна" – тенденція систем, що еволюціонують, досліджувати нові конфігурації, які іноді призводять до разючих нових моделей поведінки або характеристик, як, наприклад, фотосинтез.

Подібна еволюція відбувається і в мінеральному світі. Найдавніші мінерали являють собою особливо стабільні розташування атомів. Ці первісні мінерали заклали основу для наступних поколінь мінералів, які брали участь у зародженні життя. Еволюція життя і мінералів тісно пов'язана, оскільки життя використовує мінерали для створення шкаралуп, зубів і кісток.

Що стосується зірок, то в статті зазначається, що лише два основні елементи – водень і гелій – утворили перші зірки відразу після Великого вибуху. Ці перші зірки використовували водень і гелій для створення близько 20 важчих хімічних елементів. Наступне покоління зірок, ґрунтуючись на цьому розмаїтті, утворило ще майже 100 елементів.

За словами Луніна, члена Інституту Карла Сагана, дослідження має значення для пошуку життя в космосі. "Якщо підвищення функціональності фізичних і хімічних систем, що еволюціонують, зумовлене природним законом, ми можемо очікувати, що життя буде поширеним результатом планетарної еволюції".