Als we nadenken over het aardse leven, herinneren we ons gewoonlijk aan specifieke voorbeelden - van dieren tot bacteriën. Maar als het gaat om het werk van astrobiologen, moeten ze niet alleen rekening houden met individuele organismen, maar ook met het ecosysteem en de biosfeer als geheel.
Onderzoekers willen begrijpen of het leven buitenbeentje is van een uitsluitend terrestrische evolutie of dat er algemenere organisatorische principes zijn. Als dit laatste waar is, dan zouden er universele regels moeten zijn, niet alleen voor het leven op aarde, maar ook op andere planeten. Het bestaan van een universele biologie zou het proces van zoeken naar buitenaardse vertegenwoordigers sterk beïnvloeden. Bovendien zou het mogelijk zijn om op zijn minst een bepaald deel van de eigenschappen van het leven op andere planeten te voorspellen.
De grafiek toont de biosfeer, ecosystemen en de individuele biochemie van organismen in de vorm van verbindende moleculen die deelnemen aan algemene reacties. Hier kun je zien dat verschillende schalingswetten op verschillende niveaus van biologische organisatie gebruikelijk zijn.
Eerdere studies op een bepaald gebied waren gericht op specifieke niveaus van organisatie in de biologie, zoals individuele organismen of ecologische gemeenschappen. Niveaus creëren een hiërarchie waarin soorten bestaan uit contactmoleculen en ecosystemen bestaan uit individuen die interactie hebben. De nieuwe studie besloot om niet te focussen op individuele niveaus, maar op de hiërarchie zelf (de biosfeer als geheel). Als je de principes van de biologie wilt bestuderen, moet je weten hoe levende systemen op verschillende niveaus zijn georganiseerd, en niet één.
Het bleek dat de biochemie (zowel op het niveau van organismen als ecosystemen) wordt beheerst door algemene organisatorische principes. Dat wil zeggen, in de organisatie van de biochemie van planetaire schaal is er een gevoel. Voor analyse hebben wetenschappers biochemische netwerken gemaakt met behulp van een wereldwijde database van 28.246 geannoteerde genomen en metagenomen en 8.658 gecatalogiseerde biochemische reacties. Ze onthulden ook schaalwetten met betrekking tot biochemische diversiteit en netwerkstructuur.
Het kwantificeren van de algemene principes van het leven is een moeilijke taak. De oplossing bestond uit een combinatie van instrumenten uit de netwerkwetenschap en de schalingstheorie, met behulp van grote sets genomische gegevens uit de catalogus. Bewustwording van de principes van de organisatie van biochemie op wereldschaal stelt ons in staat om de functionaliteit van het leven in de vorm van een planetair proces te begrijpen. Dus, het zal veel gemakkelijker zijn om het leven op een andere planeet te vinden.
