p Toda a vida na Terra realiza cálculos - e todos os cálculos requerem energia. De ameba unicelular a organismos multicelulares como os humanos, um dos cálculos biológicos mais básicos comuns na vida é a tradução:processar informações de um genoma e escrevê-las em proteínas. p Tradução, acontece que, é altamente eficiente.

p Em um novo artigo publicado na revista Transações filosóficas da Royal Society A , Os pesquisadores SFI exploram a eficiência termodinâmica da tradução. A obra faz parte de uma edição temática intitulada "Reconceituando as origens da vida".

p Para entender como a vida evoluiu na Terra, precisamos primeiro entender as restrições que os sistemas biológicos enfrentaram ao longo do tempo. Uma restrição que não foi amplamente explorada é como as leis da termodinâmica restringem a função biológica, e se a seleção natural favorece organismos com maior eficiência computacional.

p Para descobrir o quão eficiente é a tradução, os pesquisadores começaram com Landauer Bound. Este é um princípio da termodinâmica que estabelece a quantidade mínima de energia que qualquer processo físico precisa para realizar um cálculo.

p "O que descobrimos é que a tradução biológica é cerca de 20 vezes menos eficiente do que o limite físico inferior absoluto, "diz o autor principal Christopher Kempes, um SFI Omidyar Fellow. "E isso é cerca de 100, 000 vezes mais eficiente do que um computador. "A replicação do DNA, outro cálculo básico comum em toda a vida, é cerca de 165 vezes pior do que o limite de Landauer. "Isso não é tão eficiente quanto a tradução biológica, mas ainda assim incrivelmente bom em comparação com os computadores. "

p Aumentando a escala para calcular a eficiência termodinâmica de cálculos biológicos de nível superior, como o pensamento, e entender o quão importante é a eficiência para a seleção natural, oferecem questões desafiadoras para pesquisas futuras.

p "Em última análise, queremos juntar tudo isso com a teoria da ciência da computação, "diz o professor David Wolpert, um co-autor, "não apenas para explorar esses tipos de coisas para a ciência da computação, mas também para ver se a teoria da ciência da computação tem algo a nos dizer sobre as células. "