Теория панспермии - за и против.

Автор Комбинатор, ноября 09, 2007, 18:35:03

« назад - далее »

Комбинатор

Цитата: "Дж. Тайсаев"Комбинатор.Я наверное неправильно сформулировал мысль, нужно учитывать преимущественно микроэлементы, думаю, что для того что бы исключить вероятность активных процессов против градиентов концентраций, нужно брать нейтральные или относительно нейтральные элементы. Впрочем наверное тут вообще сложно что либо корректное накопать.

Не очень понятно, как можно оценить содержание микроэлементов в первичном океане, оно же могло существенно отличаться от нынешнего, да и нынешнее содержание, имхо, может быть во многом  создано  самой биотой...

Цитата: "Дж. Тайсаев"
Кстати, есть еще аргумент, что все что до сих пор было обнаруженно из сложной органики все сплошь рацемические смеси. Значит, либо они абиогенного происхождения, либо (кстати я не понимаю почему нет) жизнь не обязательно хирально ассиметрична.

На сколько я помню, у аминокислот есть свойство постепенно терять изначальную хиральность. На этом даже основаны некоторые альтернативные методы определения возраста палеонтологических находок. Так что, если, положим, некий белок путешествовал на метеориете несколько сот миллионов лет, то аминокислоты, из которых он состоял, могут  за это время потерять изначальную хиральность
Но, в любом случае, я думаю, что по крайней мере 99.99% органики в космосе - небиологического происхождения.

DNAoidea

Цитата: "Сергей"Длина их ДНК в тысячу раз больше, соответственно и вероятность удачной точечной мутации в тысячу раз меньше.
А это ещё почему?

Комбинатор

Цитата: "Сергей"
Комбинатор, бактерия может делиться каждые 20 минут. Длина её ДНК несколько  миллионов пар.
Животные и растения размножаются раз за несколько лет. Длина их ДНК в тысячу раз больше, соответственно и вероятность удачной точечной мутации в тысячу раз меньше.

Отсюда удивительно не то, что эволюция замедлилась, а то, что она ещё продолжается.

Это всё верно в предположении, что вероятность "удачности" мутации не зависит от степени эволюционной продвинутости организма.
Очевидно, что ваше утверждение, это ещё один аргумент в копилку тех, кто, как и я считает, что чем более эволюционно совершенен организм, тем лучше (умнее, осмысленнее и т.д.) он умеет управлять своими мутациями, достигая меньшим числом мутаций большего эффекта.
А теперь представьте, каково было "самым первым", с крохотной ДНК, у которых ещё вообще не было никакого опыта. :)

Сергей

Цитата: "Комбинатор"Это всё верно в предположении, что вероятность "удачности" мутации не зависит от степени эволюционной продвинутости организма.
Очевидно, что ваше утверждение, это ещё один аргумент в копилку тех, кто, как и я считает, что чем более эволюционно совершенен организм, тем лучше (умнее, осмысленнее и т.д.) он умеет управлять своими мутациями, достигая меньшим числом мутаций большего эффекта.

Именно потому, что Вы приписываете эволюции разумность, Вас и удивляет её нелогичность.

На самом деле никаких парадоксов нет - чем ниже уровень, тем быстрее скорость перебора и тем быстрее выход на глобальный оптимум на этом уровне. Потом начинается перебор более высокого уровня, который медленнее, но число удачных комбинаций больше.

Комбинатор

Кстати, по поводу аргумента с низкой вероятностью "попаданиям" метеорита с одной определённой планеты на другую определённую планету. Если тупо считать вероятность того, что с одной планеты метеорит по прямой направляется к другой планете, то тоже получится смехотворная величина. Тем не менее, на Земле найдено уже около десятка метеортов, имеющих, как считается, марсианское происхождение. И это при том, что для того, что бы найти такой метеорит, нужно, что бы нам очень повезло (например, что бы кто-нибудь непосредственно наблюдал его падение) или, что бы он упал в такое удачное место как, например, Антарктида, и с этого момента не прошло слишком много времени (скажем, не более нескольких десятков тысяч лет). И, тем не менее, мы уже нашли много таких метеоритов! А сколько  из тех, что падали в последние несколько тысяч лет мы попросту не нашли? А сколько упало в океан?  А сколько всего упало за миллиарды лет существования Земли? Думаю, что счёт идёт по крайней мере на миллионы!

Ещё один момент. На мой взгляд, если придерживаться гипотезы панспермии, то можно приоткрыть завесу тайны столь глубоких различий между почти одновременно появившимися на Земле бактериями и археями. Они ведь, во многом, как будто из разных миров! Или, по крайней мере, долгое время эволюционировали независимо, не замечая друг друга. А может и вправду, был у них в "биографии" такой период? Скажем, жила-была давным-давно какая-то примитивная протобактерия. Потом её "представители" разными путями попали на разные планеты (возможно, что и разных звёзд!), и долго эволюционировали независимо. А потом судьба вдруг столкнула их вновь на планете Земля. Пару миллиардов лет они присматривались друг к другу, а потом поняли, что им выпал счастливый билет, и объединились, так вот и появились на свете эвкариоты...
Ладно, чувствую, Остапа понесло! :)

Комбинатор

Цитата: "Сергей"
Именно потому, что Вы приписываете эволюции разумность, Вас и удивляет её нелогичность.

На самом деле никаких парадоксов нет - чем ниже уровень, тем быстрее скорость перебора и тем быстрее выход на глобальный оптимум на этом уровне. Потом начинается перебор более высокого уровня, который медленнее, но число удачных комбинаций больше.

Я никакой нелогичности не вижу. Всё логично, от простого - к сложному, всё быстрее и быстрее...
Кстати, задумайтесь, когда Вы говорите "Потом начинается перебор более высокого уровня", то почему он вдруг начинается сам собой? Если у эволюции нет разума, то Кто или Что принимает решение, что на этом уровне уже хватит, ничего интересного больше не выжмешь, пойдём повыше?  Другими словами, Кто или Что управляет перебором? Ведь что бы хотя бы не потерять достигнутый глобальный оптимум на нижних уровнях, мутации на них нужно прекратить, или, по крайней мере, существенно ограничить.
Положим, мы строим панельный дом. Как архитектор может управлять его строительством, если марка бетона всё время меняется случайным образом, окна и двери непрерывно меняются местами, часть панелей устонавливается вверх ногами и т.д.? Неужели не очевидно, что прежде чем начинать стоить следующий уровень, нужно быть уверенным, что элементы, из которых он будет строиться, не будут непредсказуемым образом менять свои свойства?

Сергей

Цитата: "Комбинатор"Я никакой нелогичности не вижу. Всё логично, от простого - к сложному, всё быстрее и быстрее...
Кстати, задумайтесь, когда Вы говорите "Потом начинается перебор более высокого уровня", то почему он вдруг начинается сам собой? Если у эволюции нет разума, то Кто или Что принимает решение, что на этом уровне уже хватит, ничего интересного больше не выжмешь, пойдём повыше?  Другими словами, Кто или Что управляет перебором? Ведь что бы хотя бы не потерять достигнутый глобальный оптимум на нижних уровнях, мутации на них нужно прекратить, или, по крайней мере, существенно ограничить.
Положим, мы строим панельный дом. Как архитектор может управлять его строительством, если марка бетона всё время меняется случайным образом, окна и двери непрерывно меняются местами, часть панелей устонавливается вверх ногами и т.д.? Неужели не очевидно, что прежде чем начинать стоить следующий уровень, нужно быть уверенным, что элементы, из которых он будет строиться, не будут непредсказуемым образом менять свои свойства?

Если сыпать шарики в кастрюлю и слегка её трясти, первые шарики будут беспорядочно перекатываться, но когда образуется первый правильный слой, они это дело прекратят. Второй правильный слой образуется  при значительно меньшем 'брауновским' перемещением.
Мутации нижнего уровня действительно прекращаются, начинают работать механизмы, их подавляющие - это медицинский факт.

Дж. Тайсаев

Комбинатор.
ЦитироватьЕщё один момент. На мой взгляд, если придерживаться гипотезы панспермии, то можно приоткрыть завесу тайны столь глубоких различий между почти одновременно появившимися на Земле бактериями и археями. Они ведь, во многом, как будто из разных миров! Или, по крайней мере, долгое время эволюционировали независимо, не замечая друг друга. А может и вправду, был у них в "биографии" такой период? Скажем, жила-была давным-давно какая-то примитивная протобактерия. Потом её "представители" разными путями попали на разные планеты (возможно, что и разных звёзд!), и долго эволюционировали независимо. А потом судьба вдруг столкнула их вновь на планете Земля. Пару миллиардов лет они присматривались друг к другу, а потом поняли, что им выпал счастливый билет, и объединились, так вот и появились на свете эвкариоты...
Ладно, чувствую, Остапа понесло!
А почему понесло. Как сказал, кажется Нильс Бор, "эта гепотеза слишком очевидная, чтобы быть верной" или наоборот, не важно, важно, что хоть например Доктор Бо не любит романтики в науке, а мне такие гепотезы нравятся. Десять не подтвердятся, а одинадцатая будет научным прорывом.
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Комбинатор

Цитата: "Сергей"
Если сыпать шарики в кастрюлю и слегка её трясти, первые шарики будут беспорядочно перекатываться, но когда образуется первый правильный слой, они это дело прекратят. Второй правильный слой образуется  при значительно меньшем 'брауновским' перемещением.

Хм, так в этой модели Вы сами заранее задаёте некий искуственный внешний каркас, некие внешние усовия, предопределяющие поведение Вашей системы.  А что явлеятся аналогом этого каркаса, управляющего мутациями, и "решающего", что очердной уровень заполнен, в реальной живой клетке? Это ведь у Вас в модели все шарики "одинаково полезные", а в реальной жизни оказывается, что не все йогурты, сиречь, мутации, одинаково полезны, и нужно решать сложную задачу оптимизации, определяя, когда переключаться  на следующий уровень, а когда можно попробовать ещё раз поменять шарики в верхнем слое. При этом, совсем не обязательно, а точнее, практически никогда, у Вашей кастрюли не будет ровных краёв. Скорее всего, это должно быть что то типа реторды с сужающимся вверху горлышком. Зато, что бы насыпать очердной слой, вам нужно будет всё меньше и меньше шариков. :)

Цитата: "Сергей"
Мутации нижнего уровня действительно прекращаются, начинают работать механизмы, их подавляющие - это медицинский факт.

Ну вот именно  этот факт я и называю "разумом эволюции". :wink:

Alexy

А могла бы жизнь сохраняться в виде спор 300 млн. лет? Или такая длительность сохранения в неактивном состоянии в космосе абсолютно не реальна? Какая реальна?

Imperor

Цитата: "Alexy"А могла бы жизнь сохраняться в виде спор 300 млн. лет? Или такая длительность сохранения в неактивном состоянии в космосе абсолютно не реальна? Какая реальна?
Да, этот вопрос крайне интересен. Судя по органике, найденной в костях динозавров, сейчас можно, как-будто бы, сделать вывод, что органика (естественно, нежизнеспособная) способна сохраняться хотя бы 60 млн. лет. Однако некий Лунный считает, что это нереально. И факт наличия белка в костях динозавра свидетельствует о том, что этим костям не миллионы, а тысячи лет.
Таким образом, данные по оценке длительности сохранения органики были бы крайне интересны. Было бы интересно:
1. Сколько времени существует сложная органика, перед тем, как распасться до простой (я имею в виду в идеальных условиях  - в реальных условиях даже древней Земли она моментально распадется).
2. Сколько времени способен быть жизнеспособным замурованный в метеорит организм.
У кого-нибудь есть такие данные? Я лично что-то слышал о бактериях, поднятых из древнего льда Антартиды, которые сохраняют жизнеспособность, а также о семенах лотоса, сохранивших жизнеспособность, возрастом несколько тысяч лет.

Кстати, вот, Комбинатор писал:
ЦитироватьНа сколько я помню, у аминокислот есть свойство постепенно терять изначальную хиральность. На этом даже основаны некоторые альтернативные методы определения возраста палеонтологических находок. Так что, если, положим, некий белок путешествовал на метеориете несколько сот миллионов лет, то аминокислоты, из которых он состоял, могут  за это время потерять изначальную хиральность
Понятно, что если аминокислоты в путешествующей бактерии со временем "потеряют хиральность", то данная бактерия уже ничего не заразит :)

Imperor

Цитата: "Сергей"rogov.zwz.ru/Macroevolution/galimov2006.doc
Спасибо за ссылку. Кое-что новое я из нее почерпнул. Но, к сожалению, ничего принципиально нового. В статье новенькое - только личная гипотеза автора, что молекула №1 - это не РНК, а АТФ.
Тут уж так повелось - кто во что горазд. Кому-какая молекула больше нравится, тот свой "первобытный мир" и создает :) У кого коацерватный мир (Опарин), у кого RNA-мир, а у кого липидный мир... Теперь вот Адонозит-три-фосфатный мир уже вырисовывается... Кстати, автор сам об этом пишет:
ЦитироватьКроме аминокислот и нуклеиновых оснований происходил абиогенный синтез и многих других соединений. Помимо «мира РНК» и «мира белков» обсуждались и другие модели, например, «сахарная модель» («Sugar Model») А. Вебера (Weber 1997, 2001), «мир липидов» («The lipid world») Д. Сегре (Segre et al., 2001). Представление об относительной роли тех или иных соединений в первичном мире часто зависит от пристрастий авторов и сложившейся научной моды. Однако все эти конституэнты живого вещества играли свою роль в биологической эволюции
Данные авторы просто не понимают, что таких "миров" просто не может быть. Вернее, они в принципе, могли быть, но такие "миры" можно смело называть "залежами полезных ископаемых", но уж никак не преджизнью. Авторы не понимают, что для образования минимально простой жизни нужны ВСЕ эти компоненты, собранные в КЛЕТКУ. Собственно, именно поэтому клетка и является единицей живого. Попытки же авторов вычленить из этой клетки какую-то "молекулу №1" - вызывают улыбку.
Вот, например, академик Заварзин это хорошо понимает:
http://macroevolution.narod.ru/zavarzindok.htm
ЦитироватьТаким образом, жизнь изначально дискретна и не может быть представлена в виде "супа живого вещества". Она представлена организмами. Слово прямо предполагает определенную организацию, основанную на взаимодействии компонентов. Простейший организм представлен прокариотной клеткой, включающей 4 компонента: мембрану, генофор ДНК, аппарат синтеза белка (рибосому), цитоплазму, представляющую кастрюлю, где создаются предшественники и идут процессы метаболизма. Ни один компонент не может существовать без взаимодействия с другими. Отсюда жизнь и является свойством системы, в то время как отдельные компоненты несут лишь отдельные функции.
Ссылки же на эксперименты (собственно, это я и просил) - все на уже хорошо известные. Те же эксперименты Миллера, опять - Фокс, та же реакция Бутлерова и образование аденина... Автор почему-то забыл рассказать, что опыты Миллера были проделаны некорректно (это не опыты по само-синтезу, а опыту по синтезу, т.е. данный эксперимент нельзя рассматривать, как воспроизводящий). Автор забыл рассказать, что в экспериментах Фокса как раз пептиды не образовывались... Опять упоминание тех же пресловутых рибозимов (которые, кстати, сами себя не ускоряют, а ускоряют что-то совершенно "левое").
В общем, возможно, я наберусь духа и прокомментирую данную статью подробней, но позже и не в этой теме.
Общее ощущение от статьи - буйный полет фантазии автора. Приведены реальные механизмы образования аденина и сахара. Но уже реакция по их объединению в довольно-таки простую молекулу АТФ - это уже сплошная цепь предположений, неподтвержденных ничем. Более того, автору приходится делать еще и целую кучу произвольных допущений о специфике древней атмосферы (вразрез с общепринятой точкой зрения), просто потому, что образование цианида и формальдегида требует взаимоисключающих условий, но эти вещества нужны автору (для образования его любимой молекулы АТФ).

sss

Интересная гипотеза Островского о происхождении полинуклеотидов.

"Полимерные цепочки ДНК и РНК образовались не в «органическом бульоне», каким был Мировой океан ранней Земли, а под землей, внутри гидратов метана. Огромные их залежи существуют в земной коре и сейчас — это лед, в котором молекулы воды окружают молекулы метана.
...
Главное свойство гидратов — правильная ячеистая структура, молекулярные соты: молекулы воды числом 20, 24 или 28 образуют полости, внутри которых находится метан.
...
Самое замечательное во всей этой несложной механике, что размер каждой большой ячейки гидрата точно соответствует размеру азотистого основания и немного больше молекулы рибозы. А размер малой ячейки как будто специально подогнан под фосфатную группу.
...
Но и это еще не все. Во-первых, такие структуры очень термодинамически стабильны, то есть выгодны энергетически, к чему природа всегда стремится. Значит, если этот процесс в принципе мог идти, то он был просто обязан идти. Учитывая большие залежи метана — просто повсеместно там, где рядом оказывались селитра и фосфат. Во-вторых, эта схема объясняет даже так называемую хиральность биологических молекул.
...
Впрочем, это пока лишь догадка, и именно сейчас Островский с коллегами собирается ее проверить численно на компьютерных моделях.
...
Гипотеза Островского оставляет много вопросов, среди которых, например, такой важный как образование генетического кода. Но огромное преимущество этой гипотезы в том, что она может быть полностью проверена в экспериментах.
...
P.S. Виктор Лупатов, ведущий эксперименты по синтезу АТФ, говорит, что аденин в реакционной колонке уже получен: «Вы думаете, зачем мы проводим эксперименты, если еще десятки лет назад показано, что нуклеотиды можно синтезировать? Затем, что у нас условия другие. Раньше аденин получали в окислительной атмосфере. Но представить аммиачную атмосферу на ранней Земле довольно трудно. И мы выбросили СО2 и аммиак. Остался метан и азот. Никто, конечно, точно не знает, что было четыре миллиарда лет назад, но даже из этих двух газов получается нуклеотид. Добавляем воду — и получаем рибозу и целый спектр органических молекул. Разве это не замечательно?»
<конец цитаты>
http://www.expert.ru/printissues/russian_reporter/2007/10/kak_nachalas_zhizn/

Там же - интервью с Галимовым (тоже на тему происхождения Жизни). И ссылка на то, что обзорную статью по гипотезе Островского опубликовал журнал «Успехи физических наук». К сожалению, не указан выпуск журнала.

Imperor

Теперь по поводу вероятности панспермии.
Комбинатор, как там ни считай, вероятность попадания метеора с одной планеты на другую - стремится к нулю. Если такое и случится пару раз за миллиард лет, то характер эпидемии уж точно не примет :)
Перед тем, как рассуждать о "космических эпидемиях", нужно четко представить себе, что наша галактика - это практически пустота. Объем галактики, занятый веществом (звезд и планет) можно смело игнорировать по сравнению с объемом пустоты в этой же галактике.
Возьмем систему из нашей звезды и ближайшей соседки (а-центавра). Луч света за 3 секунды пролетит мимо Солнца, затем за 8 минут долетит до Земли, затем за 0.04 сек - пролетит мимо Земли, потом за 5.5 часов достигнет орбиты Плутона, и далее будет лететь в пустоте до а-центавра целых 4.2 года! Что же будет, когда он долетит до нее? А он пролетит данную звезду еще за 3 секунды :)

Теперь рассмотрим Ваше предположение по поводу "попадания в поле тяготения". Данный фактор, безусловно, поднимает вероятность попадания метеора, но, к сожалению, лишь в ничтожной степени. Давайте рассмотрим подробней вероятность попадания метеора с учетом "поля тяготения".
Предполагается, что Солнце захватывает кометы из пространства за орбитой Плутона. Плутон находится на расстоянии 5.5 св. часов от Солнца. Допустим, наше Солнце еще сохраняет способность захватить движущийся метеор (т.е. существенно изменить его траекторию) с расстояния 10 световых часов (т.е. с двойного расстояния до Плутона).
1 парсек составляет 34 триллиона километров. 10 световых часов составляют ~ 11 млрд. километров. Таким образом, перед тем, как быть захваченным полем тяготения Солнца, "зараженный" метеор с соседней звезды должен пролететь расстояние, в 3000 раз (!) превышающее "область влияния" Солнца, точнехонько в направлении этой "области влияния"!  :shock:
Для иллюстрации отметим, что Земля находится на расстоянии "всего лишь" 150 диаметров Солнца, и этой Земле достается лишь 1/2.000.000 часть солнечной энергии.

Но что случится, если метеор все-таки будет захвачен полем тяготения Солнца? Это мы знаем на примере нашей солнечной системы. Подавляющая часть метеоров просто падает на наше Солнце (т.е. солнце - это "суперпылесос" нашей солнечной системы). Кроме того, значительными "пылесосами" метеоров выступают наши планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн и пр.). Из-за всех этих "пылесосов" на долю планет земного типа приходится ничтожная часть падающих метеоров.
Понятно, что если зараженный метеор упадет на Юпитер, то он там ничего не заразит. Не говоря уже о Солнце.
Наконец, есть и третий вариант - какая-то часть метеоров лишь изменяет свою траекторию, проходя рядом с Солнцем, и не попав ни во что, просто покидает нашу Солнечную систему.

Итак, какова вероятность того, что метеор из соседней звездной системы, выбитый с поверхности планеты в среднестатистическом произвольном направлении, направится курсом точнехонько на соседнюю звезду... спустя 500.000 лет, захваченный полем тяготения этой звезды, приблизится к ней (при этом миновав весьма заметные поля тяготения Нептуна, Урана, Сатурна и Юпитера), далее не упадет на Солнце, а крутанется вокруг него, и угодит точнехонько в Землю, т.е. в тело размером всего в 12.000 километров в диаметре?

Теперь по поводу марсианских метеоритов, и вероятности их падения на Землю. Далеко ходить не будем. Вот цитата из Галимова (ссылка, приведенная Сергеем).
Цитировать...Таким фактом, прежде всего, является присутствие избыточного 13С (б13С = +42 %о) в древнейшем материале Марса — метеорите ALH 84001, возраст кристаллизации которого ~ 4,5 млрд лет (Jagoutz et al., 1995; Nyquist et al., 1995),
ЦитироватьВедь большинство метеоритов имеет возраст, сопоставимый с возрастом Земли, т. е. 4,56 млрд лет. Среди метеоритов известны так называемые углистые хондриты.
Обратите внимание на возраст падающих метеоритов. Как видим, большинство метеоров болтаются по нашей солнечной системе миллиарды лет, прежде чем попасть на нашу Землю. Это вполне согласуется с вероятностью подобного попадания.

Итак, я еще раз повторяю свои тезисы.

1. За радиомолчание Вселенной я не держусь. Его, действительно, можно объяснить как угодно. Хотя, безусловно, если бы мы услышали какие-то подозрительные радиосигналы в космосе, это для гипотезы панспермии было бы гораздо лучшим, чем наблюдаемая нами полная тишина. 150 млрд. звезд в нашей галактике... и нигде никаких всплесков радиоволн. Реликтовое излучение начала Нашей Вселенной мы слышим... а какие-либо сигналы цивилизаций полностью отсутствуют. Да, объяснить это можно. Но на эпидемию панспермии тоже мало похоже :)

2. Возраст Нашей Вселенной убивает гипотезу панспермии. Если бы Вселенной было не 13 млрд. лет, а хотя бы 130 млрд., то данная гипотеза была бы, безусловно, наиболее привлекательной. Но мы имеем то, что имеем. 13 млрд. лет - это недопустимо мало для "эпидемии" панспермии.

Alexy

О переходе от эволюции РНК к эволюции белков в некоем РНК-бульоне, где имеются свободные аминокислоты:
(Предполагаем, что механизм матричного синтеза уже каким-то образом появился)


РНК и синтезированный матрично с нее или с ее части белок остаются связанными своими концами. И отбор РНК продолжается, но теперь не только по их функциям, а и по функциям синтезируемых с них белков.
(Аналогичные экспериментальные методики называются РНК-дисплеем и, если РНК связана с дочерним белком через рибосому, - рибосомным дисплеем).
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Кстати, такой способ отбора мРНК "по плодам их" в принципе мог бы иметь место и внутри клеток. Если бы также существовали и механизмы очень сильного повышения частоты мутаций в генах отбираемых белков, то можно себе представить, какая могла бы быть эффективность отбора (количество различных вариантов белка, проверяемых в единицу времени в единице массы живого вещества).

Однако вряд ли эффективность отбора мРНК---белковых комплексов могла бы быть более, чем на где-то 15 порядков, выше, по сравнению с эффективностью обычного отбора организм(бактерия)---белковых комплексов или клональной селекции клетка(лимфоцит)---белковых комплексов. Хотя надо прикинуть по-точнее.