"Drzewo początków życia". Jak rodziło się życie na Ziemi

Badacze prześledzili, w jaki sposób związki chemiczne mogły powstawać z prostych składników dostępnych na naszej planecie. Do badań wykorzystali opracowany kilka lat wcześniej komputerowy program Allchemy, który pozwala symulować reakcje chemiczne zachodzące w określonych warunkach pomiędzy zadanymi związkami chemicznymi.

Sztuczna inteligencja w służbie twórczego rozwoju wiedzy

Przy użyciu sztucznej inteligencji oraz zaawansowanego programu komputerowego udało się zrozumieć, jak powstały cząsteczki życia. Przedstawione badania są pierwszym przykładem zastosowania sztucznej inteligencji nie tylko do usystematyzowania wiedzy chemicznej, ale też do jej twórczego rozwoju.

- Oprogramowanie Allchemy jest platformą obliczeniową umożliwiającą przeprowadzanie symulacji reakcji chemicznych - wyjaśnia dr Sara Szymkuć, start-up technologiczny Allchemy. - Program ma wiele modułów. W zależności do tego, z jakiego modułu chcemy korzystać, możemy skorzystać z danego zbioru materiałów początkowych (zbiór taki może przygotować użytkownik lub komputer sam generuje materiały początkowe). Potem komputer sam symuluje przebieg reakcji chemicznych, a konkretnie [dowiadujemy się - red.], jaki produkt może zostać uzyskany w wyniku tej reakcji chemicznej oraz jakie mamy produkty uboczne w wyniku danej reakcji - kontynuuje badaczka.

Struktura produktu i ścieżka

Oprogramowanie przeprowadza reakcje chemiczne w świecie wirtualnym, a przy tym zmniejsza koszty; nie potrzebne są skomplikowana aparatura ani laboratoria. - Nasze oprogramowanie umożliwia ograniczenie wykonywanych reakcji chemicznych - precyzuje rozmówczyni Krzysztofa Michalskiego. - Dzięki temu chemik może się skoncentrować tylko na obiecujących produktach; dodatkowo nasze oprogramowanie zapewnia ścieżkę do danego produktu, czyli jakie reakcje należy wykonać, żeby otrzymać dany produkt. W wyniku działania programu chemik otrzymuje nie tylko samą strukturę produktu ale i ścieżkę, która do tego doprowadzi - wyjaśnia badaczka.

Czego nauczono komputer? 

Program nie wytwarza konkretnych substancji czy produktów, ale dostarcza predykcji. - Sposób, w który Allchemy była tworzona bazuje na bardzo starannie dobranej wiedzy chemicznej - tłumaczy dr Szymkuć. Jednym z etapów tworzenia Allchemy było nauczenie komputera reguł reakcji chemicznych. Nie tylko co może reagować z czym, ale także jakie elementy, grupy funkcyjne, obecne w cząsteczce, powodują, że dana reakcja nie może przebiec. To wszystko program zna. Dlatego też mieliśmy, jak do tej pory, stuprocentowy sukces w walidowaniu predykcji pochodzących z Allchemy - podkreśla.

Aktualna baza wiedzy programu to 15 tysięcy typów reakcji chemicznych, które zostały wprowadzone do mózgu programu przez chemików, jak dodaje badaczka.

Początki "Drzewa początków życia" 

Z wykorzystaniem programy Allchemy stworzono "Drzewo początków życia".- Naszą motywacją do stworzenia "Drzewa początków życia" było to, że zauważyliśmy, że wiedza dotycząca chemii prebiotycznej, czyli młodej Ziemi, na której jeszcze nie powstało życie (…) choć bardzo wiele dzieje się w tej dziedzinie, ta wiedza jest rozproszona - tłumaczy dr Szymkuć. - Postanowiliśmy sprawdzić, co się stanie, jeżeli stworzymy bazę wiedzy chemicznej z zakresu chemii prebiotycznej - wyjaśnia.

Czytaj również: