Автор Тема: Зарождение жизни в среде сверхкритичного CO и/или CO2  (Прочитано 1598 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Комбинатор

  • Участник форума
  • Сообщений: 1441
    • Просмотр профиля
Какие будут мысли по этому поводу? На первый взгляд, преимущества очевидны - практически неограниченный доступ к углероду в легкоусвояемой форме и благоприятные условия для синтеза белков и длинных цепочек РНК.
 

Оффлайн Nur 1

  • Участник форума
  • Сообщений: 2491
    • Просмотр профиля
Уважаемый Комбинатор, здравствуйте!

Возможно, речь идет о сверхкритическом диоксиде углерода. Именно о сверхкритичном ничего не читал, может быть, Вы сможете пояснить, что это такое.
Что касается сверхкритического СО2, то он расценивается многими исследователями как активная среда для процессов синтеза полимеров, обладающая рядом экологических преимуществ перед прочими. В частности, тот же переход диоксида углерода в сверхкритическое состояние удается осуществлять при низких давлении, до 7,38 МПа и температуре, не выше 31,1 градуса С. Процессы синтеза полимеров в соответствующей среде не требуют очистки продукта синтеза от СО2. Кроме того, сверхкритический диоксид углерода негорюч, нетоксичен и весьма химически инертен.
Если я правильно понял, именно об этих свойствах Вы и хотели предложить поговорить, верно?

Оффлайн Nur 1

  • Участник форума
  • Сообщений: 2491
    • Просмотр профиля
В дополнение к написанному мною вниманию форумчан, заинтересовавшихся настоящей темой, предлагаю ознакомиться с интересным материалом по этому вопросу, ссылка: http://www.scf-tp.ru/articles/2012_04/download/scf-tp_v007_04_2012_pp_59-71.pdf.

Оффлайн Комбинатор

  • Участник форума
  • Сообщений: 1441
    • Просмотр профиля
Уважаемый Комбинатор, здравствуйте!

Возможно, речь идет о сверхкритическом диоксиде углерода. Именно о сверхкритичном ничего не читал, может быть, Вы сможете пояснить, что это такое.
Что касается сверхкритического СО2, то он расценивается многими исследователями как активная среда для процессов синтеза полимеров, обладающая рядом экологических преимуществ перед прочими. В частности, тот же переход диоксида углерода в сверхкритическое состояние удается осуществлять при низких давлении, до 7,38 МПа и температуре, не выше 31,1 градуса С. Процессы синтеза полимеров в соответствующей среде не требуют очистки продукта синтеза от СО2. Кроме того, сверхкритический диоксид углерода негорюч, нетоксичен и весьма химически инертен.
Если я правильно понял, именно об этих свойствах Вы и хотели предложить поговорить, верно?

Уважаемый Nur 1, доборого Вам дня! Да, конечно, я имел в виду диоксид и монооксид углерода, находящиеся в сверхкритическом состоянии. Извиняюсь за опечатку. Для затравки можно привести отрывок из книги М.Никитина о происхождении жизни (стр. 274):
======================================================
Еще воду можно заменить жидкой углекислотой. При обычном давлении она не существует (сухой лед сразу переходит в газ, минуя жидкую стадию), но при повышении давления становится жидкостью. При давлении 70 атмосфер СО2 остается жидким в диапазоне температур от –50 до +31 °C, а при более высоких температурах и уровнях давления переходит в сверхкритическое состояние. Сверхкритическое состояние вещества наступает при температуре и давлении выше критической точки (для СO2 это 31 °C и 74 атмосферы, для воды – 374 °C и 218 атмосфер), оно сочетает плотность жидкости и подвижность газа и растворяет разные вещества гораздо активнее, чем обычная жидкость.

Жидкая углекислота растворяет многие вещества не хуже воды. Более того, она во многом совместима с существующей биохимией. Например, липазы и ряд других ферментов в сверхкритическом СО2 работают даже активнее, чем в водной среде, и в биотехнологии это свойство уже нашло применение. Хотя сверхкритический СО2 используется для мягкой стерилизации пищевых продуктов, его антибактериальное действие связано только с растворением клеточных мембран. Ни белки, ни нуклеиновые кислоты в СО2 не страдают. Известны штаммы плесени и бактерий (например, Pseudomonas putida), которые благодаря особому составу липидов устойчивы к некоторым органическим растворителям. Они сохраняют жизнеспособность и в сверхкритическом СО2 (Budisa и Schulze-Makuch, 2014).

Как оказалось, существуют природные микробные сообщества, приспособленные к жизни в жидкой углекислоте. На дне Окинавского желоба (Восточно-Китайское море) были найдены гидротермальные поля, на которых из недр на поверхность дна выходит жидкий СО2. Японские океанологи, исследуя этот район, обнаружили на поле Йонагуни Кнолл IV на глубине 1380 м целое озеро жидкого СО2, скрытого в толще осадков на морском дне (Inagaki et al., 2006). Диаметр озера достигает 200 м, толщина слоя жидкого СО2 – около 30 см, температура – от +3 до +10 °C. В пропитанных СО2 неконсолидированных глинистых осадках над озером обитает разнообразное микробное сообщество с численностью до 1 млрд клеток на 1 см?, которое питается, окисляя идущий снизу метан и сероводород. В толще углекислотного озера есть те же самые микробы, но их численность меньше. Так что среда жидкого СО2 вполне совместима с жизнью, и она может иметь много общего с привычной нам жизнью в водной среде. Если на Земле жидкий СО2 встречается в отдельных местах на глубине, то на более массивной планете («суперземля»), получающей меньше солнечного тепла, возможны океаны жидкого СО2 с небольшой примесью воды на поверхности. Жизнь на такой планете может использовать белки и нуклеиновые кислоты, похожие на земные, но иметь совершенно другие материалы клеточных мембран.
==================================

Монооксид углерода интересен, в частности, тем, что при его взаимодействии с сероводородом при наличии в качестве катализатора никеля синтезируется ацетет (что можно рассматривать как простейший аналог цепочки ацетогенеза) и простые липиды. Так же в смеси обнаруживается CH3-CO-SCH3, что можно рассматривать как простейший прекурсор CoA.
 

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 7148
    • Просмотр профиля
Так же в смеси обнаруживается CH3-CO-SCH3
  То есть, Вы предлагаете синтез высокомолекулярных карбоновых кислот возложить на геоусловия, а дальнейшую эволюцию вести в океане, как трансформации поверхностно активных веществ? Или идти к мемнбранам в той же критической среде СО?

Оффлайн Комбинатор

  • Участник форума
  • Сообщений: 1441
    • Просмотр профиля
Так же в смеси обнаруживается CH3-CO-SCH3
  То есть, Вы предлагаете синтез высокомолекулярных карбоновых кислот возложить на геоусловия, а дальнейшую эволюцию вести в океане, как трансформации поверхностно активных веществ? Или идти к мемнбранам в той же критической среде СО?

Я предполагаю, что эволюция в среде CO/CO2 зашла достаточно далеко, прежде чем вынуждена была начать постепенно адаптироваться к среде H2O. Если кому интересно, ниже фрагмент из статьи, которую я сейчас пишу. Кстати, буду весьма благодарен, если кто-нибудь выскажет свои соображения по поводу изложенного.

==================
Как показывают соответсвующие измерения, вместе с углекислым газом в термальных источниках с умеренной (ниже 100С) температурой в ощутимых концентрациях (более 1% от доли CO2) присутствуют так же угарный газ (CO) и сероводород (H2S) (Карцев А.А, стр. 202, Табл. 48).  С учётом того, что сверхкритический углекислый газ в большинстве случаев растворяет вещества не хуже воды, большой интерес представляют опыты по синтезу органики в водном растворе указанных выше веществ. Насколько известно автору, соответсвующий опыт был впервые осуществлён Гюнтером Вэхтерсхойзером и Клавдией Губер в 1997 году (2). Он показал, что при температурах в районе 100С  в присутствии в качестве катализаторов сульфидов железа и никеля из угарного газа и сероводорода в ощутимых количествах синтезируются ацетат (CH3-CO2) и метантиол (CH3-SH). С учётом того, что в реакции между метантиолом и угарным газом, в свою очередь, получается активированный тиоэфир уксусной кислоты CH3-CO-SCH3, который обладает свободной энергией, которую в дальнейшем можно использованть для синтеза более сложной органики, можно заключить, что цепь проходящих химических реакций весьма напоминает ту, что реализуется на последних этапах древнейшего биологического цикла - ацетогенеза. Действительно, у ацетогенов вначале на атоме никеля из метильной группы и угарного газа собирается ацетильная группа CO-CH3, которая затем передаётся на атом серы находящийся на конце кофермента A. Впоследствии эта ацетильная группа может быть либо гидролизована до уксусной кислоты (с запасением энергии в виде АТФ), либо использована для последующих реакций синтеза более сложных молекул, необходимых клетке. Последующие эксперименты (3) позволили сделать вывод, что ключевым катализатором, позволяющим создавать химические связи между атомами углерода в органических молекулах является именно никель. В них даже в отсутствии сульфида железа, при добавлении в водный раствор угарного газа и сероводорода лишь сульфида никеля и "варки" полученной смеси в автоклаве при температуре 90C через несколько дней в полученном "бульоне" были обнаружены несколько органических кислот, включая уксусную (ацетат), муравьиную и простейшего представителя семейства липидов (жирных кислот) - пропионовую. Дополнительные исследования позволили установить, что не только схема синтеза активированного ацетила (см. выше), но и более сложных органических молекул в общих чертах соответсвует популярному для биологических метаболических циклов принципу их итерационной сборки из составных частей на "конвеере", состоящем из атомов серы с присоединёнными к ним отдельными блоками собираемой молекулы. В частности, как выяснилось, собранная на атоме никеля из метильной группы метантиола и угарного газа ацетильная группа может не только передаватся на атом серы, но и восстанавливаться до ацетальдегида (CH3-CHO). Последний, в свою очередь, реагируя с двумя молекулами сероводорода гидролизуется до этантиола (CH3-CH2-SH), при этом выделяется вода и свободная сера. Далее углеводородная цепочка CH3-CH2 этантиола может быть передана обратно на атом никеля, где к ней может быть опять "пришита" очередная молекула угарного газа по той же схеме, что и при синтезе ацтильной группы из метильной. Теоретически данный процесс может итерационно повторяться множество раз постепенно наращивая длину углеводородного "хвоста", но на практике экспериметаторы не обнаружили в полученной смеси жирных кислот сложнее пропионовой кислоты. Причины этого довольно очевидны - когда система может "выбирать", какую-то одну из двух возможных реакций, при прочих равных вероятность выбора зависит от концентрации в среде нужных для этого реагентов. В данном случае, если, например,  система "выбирает" между гидролизом тиоэфира уксусной кислоты до до ацетата и её восстановлением до этантиола, то преимущественное направление реакций будет существенным образом зависеть от концентрации во внешней среде молекул воды и сероводорода, так как реакция гидролиза идёт с поглащением воды, а реакция синтеза этантиола с поглащением сероводорода. Таким образом, в водном расторе, с которым работали авторы работы (3) синтез жирных кислот ощутимой длины затруднён, но если заменить воду на CO2, то ситуация становится обратной - синтез длинных углеводородных цепочек может итерационно продолжаться достаточно долго, и в полученной смеси может обнаружиться ощутимая доля липидов с довольно  динными "хвостами". Данное обстоятельство, в свою очередь может способствовать самосборке липидов в небольшие шарики - мицеллы, которые можно рассматривать в качестве праобразов первых клеток. Таким образом, и в этом отношении замена воды на сверхкритический углекислый газ в плане перспектив абиогеного синтеза сложных органических молекул может оказаться весьма перспективной. В то же время, следует напомнить, что пока это лишь теоретические прикидки, более-менее уверенно делать какие-либо выводы можно будет лишь после проведения соотвествующих экспериментов.


Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 7148
    • Просмотр профиля
  Жаль, что на форуме не осталось достойных Вам опонентов. Меня же больше привлекает проблема энергообмена при синтезе длинных углеродных цепочек.
Теоретически данный процесс может итерационно повторяться множество раз постепенно наращивая длину углеводородного "хвоста", но на практике экспериметаторы не обнаружили в полученной смеси жирных кислот сложнее пропионовой кислоты.
  Как я понимаю, нужен донор электрона и поглотитель протона. Допустим, донором электрона будет двухвалентное железо, а поглотителем протона углерод. Тогда интересен пограничный слой в жидкости вода-двуокисьС. В воду будет "затащена кислотная головка", а хвост -СН окажется готовым для дальнейшего синтеза.

  Есть замечание относительно сероводорода - был ли он как восстановленная форма серы? Может в воде ион окиси серы, как потенциальный акцептор протона и промежуточное звено для синтеза С-С связей. Еще лучше, если Вам удастся подключить совместно с серой селен, на что Вы указывали в параллельной теме.

  Еще интересный момент - это попутный синтез алюмосиликатов. Роль кремния в паре с углеродом, такая же как в парах калий-натрий, магний-кальций, сера-селен, и, наконец, фосфор-азот.

Оффлайн Комбинатор

  • Участник форума
  • Сообщений: 1441
    • Просмотр профиля
Василий Андреевич, спасибо за проявленный инетрес к данной теме, мои комментарии ниже.

Как я понимаю, нужен донор электрона и поглотитель протона. Допустим, донором электрона будет двухвалентное железо, а поглотителем протона углерод. Тогда интересен пограничный слой в жидкости вода-двуокисьС. В воду будет "затащена кислотная головка", а хвост -СН окажется готовым для дальнейшего синтеза.

Мысль интересная, я и сам в своё время подмечал, что многие коферменты как бы состоят из двух частей - гидрофильной и гидрофобной, что теоретически позволяет локализовать их положение на границе скажем, слоя воды и слоя жира в определённой ориентации (они как бы плавают в воде, высунув свой гидрофильный "хвост" наверх). Но граница воды и CO2 может быть гораздо менее резкой, с промежуточным слоем намного большей ширины, чем характерный размер органических молекул, всё же вода и углекислый газ, на мой взгляд, являются меньшими антогонистами, чем вода и углеводороды.

Есть замечание относительно сероводорода - был ли он как восстановленная форма серы? Может в воде ион окиси серы, как потенциальный акцептор протона и промежуточное звено для синтеза С-С связей. Еще лучше, если Вам удастся подключить совместно с серой селен, на что Вы указывали в параллельной теме.

К сожалению, в химии я не особенно силён, в школе у меня по этому предмету выше четвёрки никогода не было. На мой взгляд, сервоводород был, в основном, в "классической" форме H2S, возможно, с частью молекул диссоциировавших до HS. По поводу возможности наличия в обсуждаемой среде SO2 пока ничего не могу сказать ни за, ни против, надо подумать...
 
Еще интересный момент - это попутный синтез алюмосиликатов. Роль кремния в паре с углеродом, такая же как в парах калий-натрий, магний-кальций, сера-селен, и, наконец, фосфор-азот.

Тоже не готов комментировать. Разве что по поводу фосфора есть интересная гипотеза, что на заре эволюции основные взаимодействия между молекулами шли за счёт использования энергии тиоэфирной, а не фосфоангидридной связи. И действительно, до сих пор очень многие реакции, включая нерибосомный синтез белков, идут на основе CoA и других коферментов с серой на конце "хвоста".

   

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 7148
    • Просмотр профиля
  Тема абиотического синтеза либо завораживает, либо отсылает в стан креации. Идея среды жидкого диоксида углерода позволяет окунуться в глубокий катархей при еще не сформированной атмо- и гидросферой, холодными недрами и только набирающим силу Солнцем.
  Заманчиво подключить альфа-бета-гамма распад тяжелых ядер, который решил бы многие проблемы, но лучше его отбросить, что бы не вводить какой бы то ни было экзотики.

  С точки зрения энергии, живое - это функционирование форм свободной энергии (энтальпии), которая является плодом (суммой) работ среды и системы. Траектория жизни от рождения, через возмужание к смерти, в целом единственна - это некий энергетический горб с аккумуляцией и поледующей растратой энтальпии, что диктует представление об обязательной цикличности биофунционирования. Однако нам известны циклы исключительно за счет обесценивания какого-либо ресурса (например излучения). По сути, мы ищем такой ресурс в простейшем соединении, растрата которого позволяет прогнозировать синтез с аккумуляцией (конценрацией).

  Допустим, имеем водород, растворенный в металло-силикатах, кислород связанный с окисями и набор разупорядоченных углерод-угдеродных связей, т.е. практически полное отсутствие энергии химического потенциала для производства каких-либо концетратов. Есть лишь фактор прогрессирующего давления. Рост давления может обеспечить восстановление наиболее слабых окислов водородом и углеродом. Должны быть и условия для концентрации жидкого продукта О=С=О и даже О=С=С=О. Но нет условий для жидкой воды. Но они и не нужны, если есть синтез хотя бы формалина Н-С=О(-ОН). Тогда вода может функционировать в критическом состоянии внутри глобулы, окруженной =О и -ОН окончаниями. Собственно это не совсем вода, но строго поляризованный, дипольно асимметричный кластер.
  Имеем обратную (вывернутую наизнанку) мицеллу с мембраной из СН связей и химическим реактором из капли поляризованной воды. Антимицелла вполне трансформируема в тонкие молекулярные нити, вдоль которых будут идти волновые процессы, обеспечивающие энергию для работы углекислой среды над системой. Распад-смерть такой системы будет символична выбросу стройматериалов для дальнейшего синтеза углерод-водородных связей, а внутри антимицеллы, скорее всего через селен, как промежуточное звено, вероятно встраивание окиси серы.
  Длинный хвост углеводорода и серная голова карбоновой кислоты - это все что нужно для первого этапа абиогенеза. Когда создадутся условия для первичного океана, он уже будет представлять из себя "бульон" с пеной поверхностно активных веществ.

Оффлайн Комбинатор

  • Участник форума
  • Сообщений: 1441
    • Просмотр профиля
С точки зрения энергии, живое - это функционирование форм свободной энергии (энтальпии), которая является плодом (суммой) работ среды и системы.

Я бы всё же сказал, что работа в термодинамике это разность между полученным системой количеством теплоты и изменением в результате этого процесса её внутренней энергии. Другими словами, это та энергия, которую, в отличии от той, что диссипатировала, можно запасти и в дальнейшем использовать. 

Вот, кстати, фрагмент статьи, в котором я пытаюсь рассуждать на эту тему.
==========================================
Второй закон термодинамики констатирует, что энтропия замкнутой системы стремится к своему максимальному значению, а её свободная энергия, соответственно, к нулю. Но он ничего не говорит о том, по какой траектории движется система при достижении ею своего конечного состяния. С другой стороны, известно что природа "любит" движение именно по экстремальным траекториям. Например, в соответствии с приципом Ферма световой луч движется таким образом, что бы достичь конечной точки за минимальное время (как выяснилось впоследствии, этот принцип является частным случаем более общего принципа так называемого экстремального действия). Чисто по аналогии применив похожий принцип для термодинамических систем (тем более, что размерности действия и термодинамической энтропии совпадают) можно преположить, что и термодинамическая система эволюционирует таким образом, что бы достичь своего конечного состояния за минимально возможное время. В этом случае, если система за счёт локального увеличения своей сложности в какой-то локальной своей области может ускорить диссипацию свободной энергии, то она обязательно это сделает. В принципе, если присмотреться, любая живая система лишь многократно ускоряет термодинамическе процессы, которые и без того идут в обычных  условиях, но гораздо медленнее. В сущности, жизнь, это просто очень продвинутый и постянно самосовершенствующий катализатор сжигания свободной энергии! 

=================================

Допустим, имеем водород, растворенный в металло-силикатах, кислород связанный с окисями и набор разупорядоченных углерод-угдеродных связей, т.е. практически полное отсутствие энергии химического потенциала для производства каких-либо концетратов. Есть лишь фактор прогрессирующего давления. Рост давления может обеспечить восстановление наиболее слабых окислов водородом и углеродом. Должны быть и условия для концентрации жидкого продукта О=С=О и даже О=С=С=О. Но нет условий для жидкой воды. Но они и не нужны, если есть синтез хотя бы формалина Н-С=О(-ОН). Тогда вода может функционировать в критическом состоянии внутри глобулы, окруженной =О и -ОН окончаниями. Собственно это не совсем вода, но строго поляризованный, дипольно асимметричный кластер.
  Имеем обратную (вывернутую наизнанку) мицеллу с мембраной из СН связей и химическим реактором из капли поляризованной воды.

Я тоже думал на в чём-то близкие темы. Если вода на первых этапах жизни выделялась в качестве побочного продукта, то в итоге она действительно могла начать собираться в некие "инвертированные" мицеллы состоящие из одного слоя углеводородов, обращённого хвостами наружу, в среду с CO2. В дальнейшем эти мицеллы могли стать зародышами первых клеток.

Антимицелла вполне трансформируема в тонкие молекулярные нити, вдоль которых будут идти волновые процессы, обеспечивающие энергию для работы углекислой среды над системой.

Этот момент не очень понял, не могли бы Вы объяснить его несколько подробнее? Имеется в виду увеличение длины липидных "хвостов", или нечто другое?


Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 7148
    • Просмотр профиля
Имеется в виду увеличение длины липидных "хвостов", или нечто другое?
  Другое. Тут лучше термин не мицелла, а глобула, которая имеет много равновесных со средой форм, одна из форм - динные (капилярные) нити. В антимицелле нутрянка может состоять из, так называемой, Дерябинской водой, по вязкости глицерино подобной.
  Главное в идее нити - это организация серий механических (тепловых, звуковых) волн вдоль поверхности раздела химических фаз, по сути, организация фононов. Именно эти волны и могут являться источником свободной энергии для реакций синтеза, идущих в направлении утилизации "сободы" в консервативные системы, защенные на некоторое время от распада энергией активации (как бы отрицательной, консолидирующей энергии).
  И тут стоит подробнее остановиться на принципах работы
Второй закон термодинамики констатирует, что энтропия замкнутой системы стремится к своему максимальному значению, а её свободная энергия, соответственно, к нулю.
Термодинамика системы, лучше "температуростатика" ограничена условиями замкнутости и квазистатичности. При этом среда рассматривается, как имеющая источник тепла и холодильник. И естественно, что в таком раскладе живому остается быть катализатором перевода концентрата в холодильник. Именно с таким подходом я пытаюсь оппонировать!
  Эволюционирует не система или системность, а формация из набора систем и сред, где всякая среда, окружающая систему нижнего порядка, является системой высокого порядка. Избавится от свободной энергии стремится как система, так и среда. Отдельный организм (или орган), как носитель порции свободной энергии, является, таким образом, переносчиком взаимодействия. А это уже близко идеям квантования при обменных процессах и всем парадоксам с этим связанным.
  Вместо тепла лучше рассматривать химический потенциал. Естественны реакции в сторону понижения химичекого потенциала, при которых выделяется (обесценивается) тепло. Живое же аккумулирует!!! То есть ведет себя противоестественно!!!
  Но аккумулирует только на временном отрезке, после которого умирает с выбросом накопленной ранее энергии. Это и есть порция-квант, функционирующая с определенной частотой. Чем выше чатота, тем большая энергия участвует в системно-средовом (формационном) обмене. Следовательно, рост количества и ранжированности систем в сторону роста частотных характеристик является залогом энергетической аккумуляции. Усложнение и есть термин, отвечающий требованию сложения высоких частот внутреннего стороения в низкую частоту окружающей среды.
  ПП. понимаю, что вышло коряво, потому как пытался уместиить во фразе слишком много. Если заинтересует, можем расширить диалог. На мой взгляд энергетический подход краеуголен.

Оффлайн Комбинатор

  • Участник форума
  • Сообщений: 1441
    • Просмотр профиля
Другое. Тут лучше термин не мицелла, а глобула, которая имеет много равновесных со средой форм, одна из форм - динные (капилярные) нити.

Спасибо, теперь стало понятнее.

Термодинамика системы, лучше "температуростатика" ограничена условиями замкнутости и квазистатичности. При этом среда рассматривается, как имеющая источник тепла и холодильник. И естественно, что в таком раскладе живому остается быть катализатором перевода концентрата в холодильник. Именно с таким подходом я пытаюсь оппонировать!

Эволюционирует не система или системность, а формация из набора систем и сред, где всякая среда, окружающая систему нижнего порядка, является системой высокого порядка. Избавится от свободной энергии стремится как система, так и среда. Отдельный организм (или орган), как носитель порции свободной энергии, является, таким образом, переносчиком взаимодействия. А это уже близко идеям квантования при обменных процессах и всем парадоксам с этим связанным.
Вместо тепла лучше рассматривать химический потенциал. Естественны реакции в сторону понижения химичекого потенциала, при которых выделяется (обесценивается) тепло. Живое же аккумулирует!!! То есть ведет себя противоестественно!!!

В общем и целом не могу согласиться. Например, представьте себе планетозималь в процессе формирования солнечной системы. Исходно это некий однородный объект шарообразной формы. Но по мере начала его дифференцации из-за разности условий вблизи поверхности и в центре у него появляются и химический и термодинамический потенциалы. Но из этого факта вряд ли можно сделать вывод, что указанный процесс противоестественнен, а данный объект живой.

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 7148
    • Просмотр профиля
Но из этого факта вряд ли можно сделать вывод, что указанный процесс противоестественнен, а данный объект живой.
  Как бы мне не перефилофствовать...
  Имеем разреженную планетозималь, получаем концентрированную планету. Если из результата вычесть начало, не вдаваясь в подробности, то как раз и получим противоестественность. И если планета не живая, то и биосферу следует считать не живой. А вот элементы биосферы, как и элементы Земли вполне себе живые.
  Естественен, во-первых, процесс рассеяния, во-вторых, процесс движения, стремления, к минимальному потенциальному уровню. Сложим оба процесса, получим не нулевое значение - это и будет, так называемая, свободная энергия. Я недолюбливаю этот термин, предпочитаю энтальпию, как сумму положительной работы системы над средой и отрицательной работы среды над системой.
  Допустим, биосфера - среда, совершающая отрицательную работу над экосистемой. Соответственно экосистема совершает положительную работу над средой. Вопрос: что является носителем энтальпии (свободной энергии)? Я отвечаю, что организмы, как элементарные переносчики обменных процессов.
  С планетозималью таже картина. Среда - это гравитационное поле, совершающее отрицательную работу над системой сгущающихся, таким образом, тектонических блоков. Блоки, совершая положительную работу над гравитацией, рассеивают энергию гравитационного сжатия. Носители энтальпии - это геохимические элементы.

  Теперь к теме. Пусть жидкий СО2 - среда, совершающая отрицательную (консолидирующую) работу над системой водных кластеров-капель. Капли, совершая положительную работу над СО2 выталкивают гидрофобные окончания углеводородов. Носители энтальпии - это двояколюбые молекулы, вынужденные принимать упорядоченную ориентацию, т.е. пребывать в противоестественном состоянии с пониженной энтропией.
  Понижение энтропии есть вынужденное состояние и, следовательно, будет разрушено, как смерть данного упорядочивания, проигравшего борьбу за "выживание" новому еще более упорядоченному, усложненному, состоянию.

  А вот когда воды станет столь много, что наступит "водное отравление", случится аналог "кислородного отравления" с естественной революционной сменой молекулярных сообществ, которые продолжат борьбу за право достичь потенциального минимума, принципиально так же, как организмы борятся за природные ниши.

Оффлайн Комбинатор

  • Участник форума
  • Сообщений: 1441
    • Просмотр профиля
  Как бы мне не перефилофствовать...
  Имеем разреженную планетозималь, получаем концентрированную планету. Если из результата вычесть начало, не вдаваясь в подробности, то как раз и получим противоестественность. И если планета не живая, то и биосферу следует считать не живой. А вот элементы биосферы, как и элементы Земли вполне себе живые.
  Естественен, во-первых, процесс рассеяния, во-вторых, процесс движения, стремления, к минимальному потенциальному уровню. Сложим оба процесса, получим не нулевое значение - это и будет, так называемая, свободная энергия. Я недолюбливаю этот термин, предпочитаю энтальпию, как сумму положительной работы системы над средой и отрицательной работы среды над системой.
  Допустим, биосфера - среда, совершающая отрицательную работу над экосистемой. Соответственно экосистема совершает положительную работу над средой. Вопрос: что является носителем энтальпии (свободной энергии)? Я отвечаю, что организмы, как элементарные переносчики обменных процессов.

Если копать ещё глубже, то носители энтальпии внутри организмов это АТФ, НАДФ, хиноны, ферредоксины и т.д. Но, на мой взгляд, ключевой признак жизни, это всё же возможность выработки сохраняющих реакций за счёт памяти на основе, в первую очередь, ДНК и РНК.

С планетозималью таже картина. Среда - это гравитационное поле, совершающее отрицательную работу над системой сгущающихся, таким образом, тектонических блоков. Блоки, совершая положительную работу над гравитацией, рассеивают энергию гравитационного сжатия. Носители энтальпии - это геохимические элементы.

Честно говоря, не вполне уловил ход Ваших мыслей. Планетазималь сама создаёт гравитационное поле, под действием которого начинается дифференцация вещества. Тектанические блоки тоже вносят в него свой вклад. Таким образом, объект является одновременно и субъектом.  По моему, гораздо проще и логичнее будет сказать, что мы наблюдаем переход замкнутой системы в своё равновесное состояние. При этом некоторые элементы системы могут на фоне общего уменьшения энтальпии системы в целом на какое-то время локально уменьшать собственную энтальпию.

  А вот когда воды станет столь много, что наступит "водное отравление", случится аналог "кислородного отравления" с естественной революционной сменой молекулярных сообществ

Да, эта мысль интересна, я тоже думал примерно в этом-же направлении...


Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 7148
    • Просмотр профиля
Планетазималь сама создаёт гравитационное поле, под действием которого начинается дифференцация вещества.
  Не уверен, что на этом стоит сосредотачиваться, мы с Нуром уже не раз касались альтернативных взглядов на гравитацию... Просто представьте себе пыль на орбите, которая сгущается под действием того поля, которого еще нет. Слипание в хондрах - это скорее всего не результат действия гравитационных сил, а эффект неупругих столкновений с последующей перекриталлизацией в невесомости.
  Гравитационная дифференциация должна была бы идти постоянно, по мере сгущения планетозимали, или не происходить вовсе до завершения формирования планеты. Ну нет таких сил в плотном веществе, что бы тяжелые частицы просачивались сквозь легкие без, например, вибрации. В современности наоборот, легкие породы осадочных формаций, вытесняют из недр тяжелые метаморфические комплексы. Но это другая тема.

  Пока важно условиться, что функционирование углеводородных объединений без РНК и ДНК - это не жизнь. Но важно так же договориться возможно ли применять принцип ЕО к неживым образованиям, способным эволюционировать в сторону усложнения?
  Пока я пытаюсь поступить очень просто и тупо - придать энтальпии (свободной энергии) суть частицы-волны, осуществляющей взаимодействие между средой и системой. Передала и умерла. А это значит, что и родилась. Момент становления - это энергетический горб.
  Но ведь и живой организм так же: родился, забрал ресурс от источника, перенес к условному холодильнику и умер. Вот только в природе источники и холодильники меняются местами. Что для одного организма источник, то для другого холодильник. Ясно лишь одно, чем большая энтальпия задерживается на естественном пути, тем разнообразнее и мощнее жизнедеятельность.

  И тут мы возвращаемся к мицелле, как прото-прото-жизни. Функционалом (носителем энтальпии) служит лишь предмембрана из двояколюбой асимметричной молекулы. Если такая мембрана представлена трубкой, разделяющей две системы-среды: воду и жидкий СО, то можно пытаться ввести циклический процесс по обмену веществом и энергией, якобы через мембрану.
  Когда вода и СО присутствуют в близкоравных количествах, мы перестанем понимать, где мицелла, а где антимицелла, они будут переходить друг в друга, создавая сеть обменных процессов, результатом которых и будет развитие и совершенствование мембран.