Emergence of life: simulation in a particle system, short trailer. Passe-science 

Could you share them ? (use titles not link, sometimes youtube remove links)

@@PasseScience ... Relevant papers include the following: Gentle Force Of Entropy Bridges Disciplines by David Kestenbaum, Science, 279: 1849 (20th March 1998) Electrostatic Repulsion Of Positively Charged Vesicles And Negatively Charged Objects] by Helim Aranda-Espinoza, Yi Chen, Nily Dan, T. C. Lubensky, Philip Nelson, Laurence Ramos and D. A. Weitz, Science, 285: 394-397 (16th July 1999) Proliferating Coacervate Droplets As The Missing Link Between Chemistry And Biology In The Oorigins Of Life by Muneyuki Matsuo and Kensuke Kurihara, Nature Communications, 12: (2021) DOI: 10.1038/s41467-021-25530-6 Formation Of Bimolecular Membranes From Lipid Monolayers And A Study Of Their Electrical Properties by M. Montal and P. Mueller, Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 69(12): 3561-3566 (December 1972) Lipid Bilayer Fibres From Diastereomeric And Enantiomeric N-Octylaldonamides by Jürgen-Hinrich Fuhrhop, Peter Schneider, Egbert Boekema and Wolfgang Helfrich, Journal of the American Chemical Society, 110: 2861-2867 (1988) Molecular Dynamics Simulation Of The Formation, Structure, And Dynamics Of Small Phospholipid Vesicles by Siewert J. Marrink and Alan E. Mark, Journal of the American Chemical Society, 125: 15233-15242 (2003) The Lipid World by Daniel Segré, Dafna Ben-Eli, David W. Deamer and Doron Lancet, Origins of Life And Evolution of the Biosphere, 31: 119-145, 2001 Replicating Vesicles As Models Of Primitive Cell Growth And Division by Martin M. Hanczyc and Jack W. Szostak, Current Opinion In Chemical Biology, 8: 660-664 (22nd October 2004) RNA Catalysis In Model Protocell Vesicles by Irene A Chen, Kourosh Salehi-Ashtiani and Jack W Szostak, Journal of the American Chemical Society, 127: 13213-13219 (2005) Coevolution Of Compositional Protocells And Their Environment by Barak Shenhav, Aia Oz and Doron Lancet, Philosophical Transactions of the Royal Society Part B, 362: 1813-1819 (9th May 2007) Coupled Growth And Division Of Model Protocell Membranes by Ting F. Zhu and Jack W. Szostak, Journal of the American Chemical Society, 131: 5705-5713 (2009) Evolution And Self-Assembly Of Protocells by Ricard V. Solé, The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 41: 274-284 (2009) Formation Of Protocell-Like Structures From Glycine And Formaldehyde In A Modified Sea Medium by Hiroshi Yanagawa and Fujio Egami, Proceedings of the Japan Academy, 53: 42-45 (12th January 1977) Formation Of Protocell-Like Vesicles In A Thermal Diffusion Column by Itay Budin, Raphael J. Bruckner and Jack W. Szostak, Journal of the American Chemical Society, 131: 9628-9629 (2009) Generic Darwinian Selection In Catalytic Protocell Assemblies by Andreea Munteanu, Camille Stephan-Otto Attolini, Steen Rasmussen, Hans Ziock and Ricard V. Solé, Philosophical Transactions of the Royal Society Part B, 362: 1847-1855 (2007) Nutrient Uptake By Protocells: A Liposome Model System by Pierre-Alain Monnard and David W. Deamer, Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 31: 147-155 (2001) Synchronisation Phenomena In Internal Reaction Models Of Protocells by Roberto Serra, Timoteo Carletti, Alessandro Filisetti and Irene Poli, Artificial life, 13: 123-128 (2007) Synchronisation Phenomena In Protocell Models by Alessandro Filisetti, Roberto Serra, Timoteo Carletti, Irene Poli and Marco Villani, Biophysical Reviews and Letters, 3(1-2): 325-342 (2008) Template-Directed Synthesis Of A Genetic Polymer In A Model Protocell by Sheref S. Mansy, Jason P. Schrum, Mathangi Krisnamurthy, Sylvia Tobé, Douglas A. Treco and Jack W. Szostak, Nature, 454: 122-125 (4th June 2008) The Emergence Of Competition Between Model Protocells by Irene A Chen, Richard W. Roberts and Jack W. Szostak, Science, 305:1474-1476 (3rd September 2004) Thermostability Of Model Protocell Membranes by Sheref S. Mansy and Jack W. Szostak, Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 105(36): 13351-13355 (9th September 2008) This list may not reflect the complete status of my collectoon, but should suffice to provide relevant prior art.

No

Isn't that actually how life emerged?

It is

Same. I'm remaking this with a modified version of particle life.

You have the full episode showing this and other similar systems but in french (but at least you can enjoy it visually I guess) Here if you are interested: ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-Jdaz5e_a5xk.html

@@PasseScience thanks

Superbe merci. En voyant toutes tes vidéos sur les automates, le jeu de la vie etc etc... je me dis que la vie doit forcément exister ailleurs, peut-être pas partout mais probablement dans un nombre non négligeable de monde

Merci! quelle playlist ? que je vérifie qu'elle est à jour. ?

@@PasseScience la liste ''science de la vie'' J'en profite... Je ne sais pas si vous l'avez déjà fait, mais une ou quelques vidéos sur les preuves de l'évolution serait le bienvenu. En tout cas, merci beaucoup pour tout le travail effectué !

@@MrKalmindo Alors j'ai au moins fait ceci, l'adaptation française d'une video issue d'une chaine anglaise, on y parle d'une preuve très compacte et très solide pour démontrer "common descent" ici dans le cas particulier du chimpanzé et de l'homme: ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-O96sj2IotuY.html

@@PasseScience top ! Merci beaucoup

Hi, on the channel you have a long episode about the origin of life (abiogenesis) and a second long episode on simulations related to some kind of origine of life event (among which the above simulation is more detailled). But both are in french (but some part are quite visual and self explainatory I guess). The only other content extension I can suggest in english is the arxiv paper about the above simulation, see description or pinned comment. Right now I do not plan to improve the simulation but maybe some others are already trying to implement the improvments I suggest in the paper using the allien-project core engine (there is a link in the paper conclusion and a discord for this project)

Yes it would be the idea to create the universe with a set of rules allowing something similar to emerge. Here the dots are more or less at molecule level, to allow a richer representation of molecules, dots should be more atom level. Then it would be indeed possible for polymers able to template copy to convey information that could be used to build various contraptions and function, increasing the fitness of those proto cells.Alien project is a good engine to try to adapt this simulation: www.youtube.com/@alien-project/videos

@@PasseScience Hello, is this a simulation that can be downloaded?

@@bonk747klm You can download the code from the GitHub link in the description and follow the instructions to build the program and run it locally. As well as the instructions (settings) to reproduce the two experiments.

@@PasseScience ty imma try to figure it out

@@bonk747klm Tips: nowadays solutions like GPT-4 can greatly assist you in setting these things up.

Ce type de simulation n'a pas pour but de reproduire le réel, et le fait de ne pas reproduire le réel ne leur donne pas une valeur nulle. Ça montre un mécanisme, ça montre le concept d'auto -organisation, d'évolution chimique, d'autopoièse ainsi que son lien avec la reproduction. Ca peut aussi invalider beaucoup d'arguments du type "on ne fait pas une montre en secouant ses parties" en illustrant en quoi c'est une pensée simpliste. Obtenir ce type de résultats chimiquement dans le monde réel serait une grande avancée, mais en pratique ça ne convaincra pas non plus les sceptiques, qui feraient comme ils font d'habitude: prétendre que ce n'est pas possible en vrai tant que c'est une simulation, prétendre que ce n'est pas de la vie et que ca n'a pas de rapport avec une fois la chose réalisée expérimentalement. J'ai déjà eu des commentaires de gens comparant cela à de simples bulles de savons sans rapport avec le vivant. Pour information, beaucoup de gens font des travaux concrets (en vrai, chimiquement) autour de ces idées et ont déjà des résultats partiels, par exemple: molbio.mgh.harvard.edu/szostakweb/

@@PasseScience Créer des êtres vivant en laboratoire, capable de se reproduire et cela juste avec des éléments chimique et avec un peu d'eau et de lumière (cela doit aidé 😁) je vois pas quel arguments on pourrait opposer ! Mais bon c'est pas demain la veille que ca risque d' arriver.

@@mrm0max *je vois pas quel arguments on pourrait opposer* L'argument qu'un vitaliste (ou affilié) opposera ne concernera pas la reproduction mais concernera la notion de "vivant", il dira que c'est juste un truc simpliste chimique qui se réplique mecaniment et refusera de l'appeler vivant (selon une définition qui ne sera comprise que de lui même ^^). *Mais bon c'est pas demain la veille que ca risque d' arriver.* Ça dépend si on considère juste la conception de structure qualifiables de vivantes, ou la mise en évidence d'un processus qui permette de les voir spontanément émerger (car ce n'est pas la même question). Construire de la vie synthétique on sait faire beaucoup de chose déjà ^^ voici qq exemples: onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202110855?af=R Figure 12, par exemple, considere des vesicules, contruites depuis 0 (mais construit à la main pas "emergente") capable de decoder des brins d'adn contenu, lorsqu'on eclair ces vesicules avec de la lumiere rouge. En ce qui concerne l'émergence du vivant, on ne connaît en effet que des petits bouts pour le moment, et on est un peu tributaire de la réalité, il se pourrait très bien, que même si le vivant a émergé par le passé, des durées inaccessibles en laboratoire soient nécessaires. Mais pour le moment on peut espérer ne pas être dans ce cas, et que des résultats sont en pratique possibles, ne ressens plus qu'à les trouver :)

Un clavier

@@Qubot trop drole je parlais de la technologie/bibliothèque

@@brucewayne2480 C++ avec SFML pour la bibliothèque graphique.

@@brucewayne2480 tu peux faire ça sans problème avec javascript et un canvas . ce sont juste des lignes et des cercles. tu pourrais aussi le faire en python avec Cairo (mais pas en temps réel).

Le code de la simulation est disponible dans la vidéo complete

Green here is supposed to be a chemical element produced by the environnement. For structural purposes we could see green as a building block of this virtual chemistry. If we want to consider green as a source of energy then we should see it like an analogy of real life molecules that would be produce using other source of energy (like it's the case for hydrothermal vents by example, where high pressure and temperature allow the production of "energy rich" chemical elements that can then be used by life, search for "chemotrophs"). Real life also requires stuffs from the environnement intake of matter or intake of energy.

@@PasseScience or I got an idea that is there's a blue needs red and purple to merge in one and produces green.

It's a complex force profile that just makes neighbors yellow particles "want" to be side by side and almost parallel but not exactly (a slight angle imposes intrinsic curvature). It's crafted to be the case but it remains local (a yellow particle do not really see more than it's 2 neighbors yellow particles). To have the same kind of behavior with more natural rules it would be required to kind of simulate the solvant, like every "water molecules" filling the empty space. NB: to craft the force profile I just derived it from a potential where the minimal potential is this side by side almost parallel position of neighbors yellow particles. (see github or arxiv papers for more details)

@@PasseScience Thank you very much!

Hello, bonne question, ça dépend de quel système on parle. De manière générale une structure qui se forme à en effet moins d'entropie une fois formée que la somme de ses parties en avait avant formation, mais ca ne veut pas dire pour autant que ca ne peut pas se produire de manière spontanée, ca arrive tout le temps: par exemple la formation spontanée d'un flocon de neige etc... La raison pour laquelle ce n'est pas contradictoire avec les principes thermodynamiques c'est que pendant la formation de telles structures une partie de l'énergie potentielle initialement dans les parties de la structure finit diffusée dans l'environnement et du coup l'entropie globale (le système + son environnement) augmente comme elle se doit. Dans la simulation ci dessus certaines forces modélisées sont "dissipatives" c'est à dire que l'énergie ne semble pas être conservée, un peu comme si on imaginait des mouvements de particules dans de la colle (au fur et à mesure l'énergie potentielle + cinétique diminue alors qu'elle devrait en théorie rester la même). C'est un raccourci de simulation pour ne pas avoir à simuler toutes les molécules de solvant (molécules d'eau). Si on simulait les molécules d'eau on aurait du point de vue des structures qui nous intéressent des forces tout aussi dissipatives (puisqu'une partie de leur énergie cinétique serait diffusée progressivement dans le solvant), mais il y aurait bien conservation rigoureuse de l'énergie (on pourrait donc se passer du raccourci de simulation au prix de simuler les molécules d'eau). A la fin de l'episode sur les nanomachines biologiques j'illustre ce que je disais au debut de ce commentaire sur l'entropie: ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-TLBWxkx59yc.htmlsi=qMGe44nHKYBpc5MB&t=1227

@@PasseScience En effet vous apportez une réponse détaillée dans la vidéo mentionnée ainsi que dans l'article sur la conservation de l'énergie. Dans les améliorations il est mention de la plateforme alien-project ça laisse rêveur. Si seulement j'avais un peu de temps 🥲

I do! And so there is the longer version of this one, but in french :) ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-Jdaz5e_a5xk.htmlsi=FOMCruNMtobhNqon

Yes here (but read the what's next section as I mention a very powerful simulation engine on which it would be good to translate this one): github.com/ThomasCabaret/SimulationSkeleton you can see various demo of the other engine here: www.youtube.com/@alien-project/videos which is already using lot's of GPU optim and that's why I suggest more to migrate my proof of concept to it rather than reinvent the wheel! but if it's just to replicate the above or play a little, then the original github is fine.

@@PasseScience thank you ☺️

J'ai écouté des 10aines d'heures de contenus créationnistes ou déistes, et échangé des 100aines de messages, parfois de plus d'une page, avec plusieurs créationnistes. Donc je comprend deja pas mal les positions de chacun :) En revanche cet extrait en particulier n'est vraiment pas terrible, il y a des contenus déistes ou créationnistes beaucoup plus pertinent que celui ci, qui ne fait qu'énoncer, comme si c'était révolutionnaire, des arguments philosophiques d'une trivialité consternante et adressés pour certains depuis des siècles. Et ça fait aussi la confusion usuelle entre un dieux non interventionniste (pour lequel on ne peut pas prouver qu'il n'existe pas mais qui ne modifie pas l'univers pendant son existence) et un dieu interventionniste (et donc ayant des conséquences sur la réalité) dont on peut investiguer l'existence par l'observation et l'analyse. Un extrait plutôt mauvais en résumé, qui illustre surtout une forme d'ignorance notable des débats philosophiques en la matière, ça ne sert pas vraiment votre paroisse....

See the github in the description, you have details for compilation and how to reproduce the settings leading to emergences. But you'll not see much more than in the video :) It could be interesting if you want to tune the code.

🤷À quoi d'autre t'attendais tu ? Un artefact ? Dieu ? 42 ? 😜😜Cela dit je te comprends on aimerait tous que la formation cellulaire ait une origine aussi élégante que la logique.