Om vi reflekterar över det jordiska livet, minns vi vanligtvis specifika exempel - från djur till bakterier. Men när det gäller astrobiologers arbete måste de ta hänsyn till inte bara enskilda organismer, men ekosystemet och biosfären som helhet.
Forskare vill förstå huruvida livet är ett freak av en uteslutande markutveckling eller det finns mer allmänna organisationsprinciper. Om det senare är sant, då borde det finnas universella regler, inte bara för livet på jorden, men också för andra planeter. Förekomsten av en universell biologi skulle i hög grad påverka processen med att leta efter utländska representanter. Dessutom skulle det vara möjligt att förutsäga åtminstone en viss del av livets egenskaper på andra planeter.
Diagrammet visar biosfären, ekosystemen och organismens individuella biokemi i form av anslutande molekyler som deltar i allmänna reaktioner. Här kan du se att olika skaleringslagar är vanliga på olika nivåer av biologisk organisation.
Tidigare studier inom ett visst område har fokuserat på specifika organisationsnivåer inom biologi, som enskilda organismer eller ekologiska samhällen. Nivåer skapar en hierarki där arter består av att kontakta molekyler och ekosystem består av interaktiva individer. Den nya studien bestämde sig för att fokusera inte på enskilda nivåer, utan på hierarkin själv (biosfären som helhet). Om du vill studera principerna för biologi, behöver du veta hur levande system är organiserade på olika nivåer, och inte på en.
Det visade sig att biokemi (både på organismer och ekosystems nivåer) styrs av allmänna organisatoriska principer. Det vill säga i organisationen av planetskalans biokemi finns det en känsla. För analys har forskare skapat biokemiska nätverk med en global databas på 28 246 annoterade genomer och metagenomer och 8 658 katalogiserade biokemiska reaktioner. De avslöjade också skaleringslagar som reglerar biokemisk mångfald och nätverksstruktur.
Att kvantifiera de allmänna principerna i livet är en svår uppgift. Dess lösning bestod av en kombination av verktyg från nätverksvetenskap och skalningsteori, med hjälp av stora uppsättningar genomiska data från katalogen. Medvetenhet om principerna för biokemisk organisation på global nivå gör det möjligt för oss att förstå livets funktionalitet i form av en planetprocess. Så det blir mycket lättare att hitta livet på en annan planet.
