คำว่าchemoton (ย่อมาจาก 'chemical automaton ') หมายถึงแบบจำลองเชิงนามธรรมสำหรับหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต ซึ่งนำเสนอโดยนักชีววิทยาเชิงทฤษฎีชาวฮังการีTibor Gánti Gánti คิดค้นแนวคิดพื้นฐานนี้ในปี 1952 และกำหนดแนวคิดนี้ขึ้นในปี 1971 ในหนังสือของเขาชื่อThe Principles of Life (เดิมเขียนเป็นภาษาฮังการี และได้รับการแปลเป็นภาษาอังกฤษในปี 2003 เท่านั้น) ^{[ 1 ] [ 2 ]}เขาเสนอว่า chemoton เป็นบรรพบุรุษดั้งเดิมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

ข้อสมมติฐานพื้นฐานของแบบจำลองนี้คือ ชีวิตควรมีคุณสมบัติพื้นฐานและสำคัญสามประการ ได้แก่การเผาผลาญการจำลองตัวเองและ เยื่อ หุ้มไขมันสองชั้น^{[ 3 ]}ฟังก์ชันการเผาผลาญและการจำลองตัวเองรวมกันเป็น ระบบย่อยแบบ เร่งปฏิกิริยาด้วย ตนเอง ซึ่งจำเป็นสำหรับฟังก์ชันพื้นฐานของชีวิต และเยื่อหุ้มจะล้อมรอบระบบย่อยนี้เพื่อแยกออกจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ ดังนั้น ระบบใดๆ ที่มีคุณสมบัติดังกล่าวอาจถือได้ว่ามีชีวิต และจะอยู่ภายใต้การคัดเลือกโดยธรรมชาติและมีข้อมูลเซลล์ที่ยั่งยืนด้วยตนเอง บางคนถือว่าแบบจำลองนี้เป็นการมีส่วนร่วมที่สำคัญต่อ^ต้นกำเนิดของชีวิตเนื่องจากเป็นปรัชญาของหน่วยวิวัฒนาการ [ ^{4 ]}

เคโมตอนเป็นโปรโตเซลล์ที่เจริญเติบโตโดยกระบวนการเมตาบอลิซึม ขยายพันธุ์โดยการแบ่งตัว ทางชีวภาพ และมีความแปรผันทางพันธุกรรมอย่างน้อยในระดับพื้นฐาน ดังนั้นจึงประกอบด้วยระบบย่อยสามระบบ ได้แก่ เครือข่ายเร่งปฏิกิริยาด้วยตนเองสำหรับกระบวนการเมตาบอลิซึม ชั้นไขมันสองชั้นสำหรับการจัดโครงสร้าง และกลไกการจำลองข้อมูล แตกต่างจากปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมของเซลล์ กระบวนการเมตาบอลิซึมของเคโมตอนอยู่ในวัฏจักรเคมีที่เป็นอิสระและไม่ขึ้นอยู่กับเอนไซม์การเร่งปฏิกิริยาด้วยตนเองสร้างโครงสร้างและหน้าที่ของตัวเอง ดังนั้นกระบวนการนี้จึงไม่มีความแปรผันทางพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม แบบจำลองนี้รวมถึงโมเลกุลอีกตัวหนึ่ง ( Tในแผนภาพ) ที่เกิดขึ้นเองและถูกรวมเข้ากับโครงสร้าง โมเลกุลนี้เป็นแอมฟิพาติกเช่นเดียวกับไขมันในเยื่อหุ้มเซลล์แต่มีความเปลี่ยนแปลงสูง ทำให้เกิดช่องว่างเล็กๆ ที่ปิดและเปิดบ่อยครั้ง โครงสร้างที่ไม่เสถียรนี้มีความสำคัญสำหรับการเพิ่มโมเลกุลแอมฟิพาติกใหม่ๆ เพื่อให้เกิดเยื่อหุ้มเซลล์ขึ้นในภายหลัง ซึ่งจะกลายเป็นไมโครสเฟียร์ เนื่องจากปฏิกิริยาเมตาบอลิซึม ความดันออสโมติกจะสะสมอยู่ภายในไมโครสเฟียร์ และจะสร้างแรงผลักดันให้เกิดการเว้าของเยื่อหุ้มเซลล์ และในที่สุดก็จะเกิดการแบ่งเซลล์ อันที่จริง นี่ใกล้เคียงกับการแบ่งเซลล์ของแบคทีเรียที่ไม่มีผนังเซลล์ เช่นไมโคพลาสมาปฏิกิริยาต่อเนื่องจะสร้างพอลิเมอร์ที่แปรผันได้ซึ่งสามารถถ่ายทอดไปยังเซลล์ลูกได้ ในเวอร์ชันขั้นสูงของเคโมตอน ข้อมูลทางพันธุกรรมจะทำหน้าที่เป็นสารพันธุกรรม คล้ายกับไรโบไซม์ ใน โลกของอาร์เอ็นเอ^{[ 5 ]}

การใช้งานหลักของแบบจำลองเคโมตอนคือการศึกษาต้นกำเนิดทางเคมีของชีวิต เนื่องจากเคโมตอนเองสามารถคิดได้ว่าเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์ดั้งเดิมหรือขั้นต่ำสุด เนื่องจากตรงตามคำจำกัดความของเซลล์ (ซึ่งเป็นหน่วยของกิจกรรมทางชีวภาพที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์และสามารถสืบพันธุ์ได้ด้วยตนเอง) การสาธิตเชิงทดลองแสดงให้เห็นว่าเคโมตอนที่สังเคราะห์ขึ้นสามารถอยู่รอดได้ในสารละลายเคมีที่หลากหลาย มันสร้างวัสดุสำหรับส่วนประกอบภายในของมัน มันเผาผลาญสารเคมีของมัน และมันเติบโตในขนาดและเพิ่มจำนวนขึ้น^{[ 6 ]}

เนื่องจากมีการตั้งสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ว่าระบบการจำลองตัวเองระบบแรกจะต้องมีโครงสร้างที่เรียบง่าย ซึ่งน่าจะเกิดขึ้นก่อนที่จะมีเอนไซม์หรือแม่แบบใดๆ เคโมตอนจึงเป็นสถานการณ์ที่เป็นไปได้ ในฐานะที่เป็นเอนทิตีที่เร่งปฏิกิริยาด้วยตนเองแต่ไม่ใช่พันธุกรรม มันจึงมีมาก่อนสารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิตที่ต้องพึ่งพาเอนไซม์ เช่น โลกของ RNA แต่ด้วยความสามารถในการจำลองตัวเองและสร้างเมตาโบไลต์ที่หลากหลาย มันจึงอาจเป็นเอนทิตีที่มีวิวัฒนาการทางชีวภาพเป็นครั้งแรก ดังนั้นจึงเป็นต้นกำเนิดของหน่วยของการคัดเลือกแบบดาร์วิน^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

เคโมตอนได้วางรากฐานของบางแง่มุมของชีวิตเทียมพื้นฐานการคำนวณได้กลายเป็นหัวข้อของการพัฒนาซอฟต์แวร์และการทดลองในการตรวจสอบชีวิตเทียม^{[ 10 ]}เหตุผลหลักคือเคโมตอนทำให้ฟังก์ชันทางชีวเคมีและโมเลกุลที่ซับซ้อนของเซลล์สิ่งมีชีวิตง่ายขึ้น เนื่องจากเคโมตอนเป็นระบบที่ประกอบด้วยโมเลกุลหลายชนิดที่มีปฏิสัมพันธ์กันจำนวนมากแต่คงที่ จึงสามารถนำไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในภาษาคอมพิวเตอร์ที่ใช้พีชคณิตกระบวนการ^{[ 11 ]}

เคโมตอนเป็นเพียงหนึ่งในทฤษฎีชีวิตหลายทฤษฎี รวมถึงไฮเปอร์ไซเคิลของManfred EigenและPeter Schuster [ ^{12 ] [ 13 ] [ 14 ] ซึ่ง} รวมถึงแนวคิดของควาซิสปีชีส์ระบบ( M,R ) ^{[ 15 ] [ 16 ]}ของRobert Rosenออโตโพเอซิส (หรือการสร้างตัวเอง ) ^{[ 17 ]}ของHumberto MaturanaและFrancisco Varelaและชุดออโตคะตาไลติก^{[ 18 ]}ของStuart Kauffmanซึ่งคล้ายกับข้อเสนอก่อนหน้านี้ของFreeman Dyson [ ^{19 ] ทฤษฎี} ทั้งหมดนี้ (รวมถึงเคโมตอน) ได้รับแรงบันดาลใจมาจาก หนังสือ What is Life?ของErwin Schrödinger ^{[ 20 ]}แต่ในตอนแรกดูเหมือนว่าทฤษฎีเหล่านี้จะมีสิ่งที่เหมือนกันน้อยมาก ส่วนใหญ่เป็นเพราะผู้เขียนไม่ได้ติดต่อสื่อสารกัน และไม่มีใครอ้างอิงถึงทฤษฎีอื่นๆ ในสิ่งพิมพ์หลักของพวกเขาเลย (หนังสือของ Gánti ^{[ 1 ]}มีการกล่าวถึง Rosen แต่เป็นการเพิ่มเติมความคิดเห็นจากบรรณาธิการ และไม่ได้เขียนโดย Gánti) อย่างไรก็ตาม มีความคล้ายคลึงกันมากกว่าที่เห็นได้ชัดเจนในตอนแรก เช่น ระหว่าง Gánti และ Rosen ^{[ 21 ]}จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}แทบไม่มีความพยายามใดๆ ที่จะเปรียบเทียบทฤษฎีต่างๆ และอภิปรายร่วมกัน

ผู้เขียนบางคนเทียบแบบจำลองต้นกำเนิดของชีวิตกับ LUCA ซึ่งเป็นบรรพบุรุษร่วมสากลสุดท้าย( Last Universal Common Ancestor )ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่มีอยู่^{[ 25 ]} นี่เป็นข้อผิดพลาดร้ายแรงที่เกิดจากการไม่ตระหนักว่าLหมายถึง บรรพบุรุษร่วม สุดท้ายไม่ใช่ บรรพบุรุษ แรกซึ่งมีอายุมากกว่ามาก: วิวัฒนาการจำนวนมากเกิดขึ้นก่อนการปรากฏตัวของ LUCA ^{[ 26 ]}

Gill และ Forterre ได้แสดงประเด็นสำคัญดังต่อไปนี้: ^{[ 27 ]}

LUCA should not be confused with the first cell, but was the product of a long period of evolution. Being the "last" means that LUCA was preceded by a long succession of older "ancestors."

• หน้าแรกของ Chemoton
• โครงการ Chemoton ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 28 มิถุนายน 2012 ที่Wayback Machine

• อามิรี, อาเรซกี (13 กุมภาพันธ์ 2025). "นักวิทยาศาสตร์ผู้ไม่เป็นที่รู้จักคนนี้ อาจไขความลับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกได้เมื่อ 50 ปีก่อน แต่ถูกประวัติศาสตร์กลบไป"เดอะเดลีกาแล็กซี - ช่องการค้นพบที่ยิ่งใหญ่. สืบค้นเมื่อ13 กุมภาพันธ์ 2025 .