Социальная и биологическая организация систем

[АrefievPV]

Сложная жизнь возникла на полтора миллиарда лет раньше, чем считалось, но тут же вымерла
https://naked-science.ru/article/biology/slozhnaya-zhizn-voznikla
Со времен Чарлза Дарвина биологов крайне беспокоил кембрийский взрыв биоразнообразия: получалось, что множество сложных организмов почти одномоментно возникли из очень простых. Это казалось противоречащим естественному отбору. В новой научной работе ученые показали сходные события за полтора миллиарда лет до кембрийского взрыва.

Исследователи из Кардиффского университета (Великобритания) проанализировали отложения возрастом 2,1 миллиарда лет из Габона. Они пришли к выводу, что столкновение континентов в этом районе в ту эпоху привело к образованию небольшого мелководного моря, из-за уникальных условий получившего большое насыщение кислородом и фосфором — аналогичное тому, что возникло для всей Земли примерно 0,6 миллиарда лет назад в эдиакарском периоде и позднее. Результатом событий давностью в два миллиарда лет стало возникновение своего рода оазиса довольно сложных форм жизни. Статья об этом опубликована в журнале Precambrian Research.

Жизнь на Земле возникла приблизительно четыре миллиарда лет назад, вскоре после образования самой планеты (4,5 миллиарда лет назад). Однако основную часть своей истории она была представлена главным образом малыми по размерам одноклеточными-прокариотами, лишенными клеточного ядра. Это резко отличало ее от жизни нашей эпохи, где доминируют (в том числе по массе) эукариоты, организмы с клеточным ядром.

Считается, что доминирование эукариот стало возможным только после миллиардов лет медленного накопления кислорода в земной атмосфере. Без него настолько сложные клетки энергетически тяжело «прокормить». Поэтому, как полагают многие биологи, где-то до эдиакарского периода появление сложной биоты было практически невозможно.

Авторы новой научной работы исследовали породы, относящиеся к району столкновения двух древних докембрийских континентальных платформ — кратонов Конго и Сан-Франсиско. Оказалось, в этом районе примерно 2,1 миллиарда лет назад произошло резкое изменение содержания углерода-13. Его концентрация снизилась, что характерно для быстрого роста биомассы. Живые организмы «склонны» к использованию самых легких атомов углерода — изотопа углерод-12, — поэтому падение содержания углерода-13 указывает на то, что в том районе процветала жизнь.

Одновременно с этим событием в древних породах зафиксировали рост концентрации фосфора. Авторы работы полагают, что он стал результатом усиленной вулканической и гидротермальной активности в регионе в момент столкновения древних континентальных платформ. Высокие температуры частично вернули в оборот фосфор из донных отложений, подняв его уровень.

В результате цианобактерии в этом регионе перешли в необычный для той эпохи режим быстрого размножения. Море, изолированное от океана сталкивающимися континентами, быстро «зацвело». Но, в отличие от современных условий, когда такое «цветение» ведет к падению содержания кислорода в толще вод, тогда все пошло наоборот. В атмосфере еще не было изобилия кислорода, зато фотосинтез цианобактерий привел к быстрому росту содержания кислорода в воде.

Свидетельствами таких событий ученые посчитали простые формы многоклеточной жизни, следами которых они полагают ряд окаменелостей (часть из них — на фото выше). Ранее в научной среде связь этих окаменелостей с жизнью ставили под сомнение, поскольку это довольно крупные объекты. Если принять их биологическую природу за факт, то получается, будто 2,1 миллиарда лет назад на Земле уже была сложная жизнь.

Исходя из новых данных, исследователи предложили считать, что эволюция сложной жизни на нашей планете протекала в два этапа. В первый, 2,1 миллиарда лет назад, рост концентрации кислорода в морской воде привел к первой эпохе относительно сложной жизни.

Однако изоляция местного моря от океана не могла длиться вечно, как и высокая концентрация фосфора, необходимая жизни для процветания. Когда эти факторы перестали работать, местная сложная жизнь должна была погибнуть. Вернуться к подобным формам биота планеты смогла лишь через полтора миллиарда лет, в эдиакарии и последующем кембрийском взрыве.

[АrefievPV]

Haplorchis pumilio — пример экстремальной эусоциализации среди паразитических червей
https://elementy.ru/novosti_nauki/434249/Haplorchis_pumilio_primer_ekstremalnoy_eusotsializatsii_sredi_paraziticheskikh_chervey

При словах «эусоциальные животные» чаще всего на ум приходят пчелы, термиты, муравьи или, на худой конец, голые землекопы, — но никак не крошечные паразитические черви. Однако за последние годы было выявлено немало примеров разделения труда в колониях различных видов трематод, а недавно американские исследователи обнаружили, пожалуй, наиболее экстремальный пример такого разделения у пресноводной трематоды Haplorchis pumilio. Впервые доказано, что солдаты — «профессиональные» защитники колонии, жертвующие собой ради успешного размножения сородичей, — у H. pumilio полностью стерильны и являются результатом особой линии развития, отличной от развития «нормальных» особей. Присутствие такой специализированной касты в колониях червей может обусловливать их исключительную экологическую успешность и доминирование в сообществах пресноводных трематод.

P.S. Ссылки в дополнение:

Предложен новый взгляд на происхождение общественного образа жизни у животных
https://elementy.ru/novosti_nauki/431408/Predlozhen_novyy_vzglyad_na_proiskhozhdenie_obshchestvennogo_obraza_zhizni_u_zhivotnykh

У плоских червей обнаружена эусоциальность
https://elementy.ru/novosti_nauki/431418/U_ploskikh_chervey_obnaruzhena_eusotsialnost

Родственный отбор способствует кооперации между полами
https://elementy.ru/novosti_nauki/432957/Rodstvennyy_otbor_sposobstvuet_kooperatsii_mezhdu_polami

Социальность и общественный образ жизни были уже с момента зарождения жизни. Немного об этом здесь:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg235197.html#msg235197

[АrefievPV]

Как возникла жизнь на Земле

00:00:00 Вступление. Тема лекции.
00:01:24 Эксперименты в лаборатории.
00:04:48 Гипотезы абиогенеза – происхождения живого из неживого.
00:08:52 Репликаторы и эволюция.
00:15:27 Мир рибозимов.
00:19:59 Гипотеза клеточных мембран.
00:24:52 Возможно ли повторить зарождение жизни?

P.S. Видео долго загружается вначале (минут пять-шесть, примерно). И во время просмотра ещё пару раз подгружалось (уже недолго, минуты полторы-две).

[АrefievPV]

Бактерия позаимствовала гены моллюска, чтобы паразитировать в ядрах его клеток
https://elementy.ru/novosti_nauki/434260/Bakteriya_pozaimstvovala_geny_mollyuska_chtoby_parazitirovat_v_yadrakh_ego_kletok

Ряд бактерий приспособлен к внутриклеточному паразитизму, но такой «высший пилотаж» как жизнь внутри ядра клетки, — большая редкость. Обычно ядерным паразитизмом промышляют бактерии-патогены протистов, однако в новой публикации в журнале Nature Microbiology описан такой случай у глубоководных морских моллюсков. Бактерии 'Ca. Endonucleobacter' живут в жабрах двустворок Bathymodiolus puteoserpentis и Gigantidas childressi, делятся в клеточном ядре, где достигают численности до 80 тысяч. Они вызывают «раздувание» органеллы — размеры ядра увеличиваются до 50 раз.

Биологи выяснили, что в основе уникальных адаптаций эндонуклеобактера лежит горизонтальный перенос генов факторов-ингибиторов апоптоза (IAP) из генома моллюска-хозяина (возможно, опосредованный вирусами). Горизонтальный перенос генов от эукариот к бактериям считают редкостью, однако новая работа пополнила растущий список его примеров.

[АrefievPV]

Замечание к сообщению:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9297.msg273049.html#msg273049
(там много всего, но замечание только про сохранение)

Любые стратегии сохранения не гарантируют абсолютного сохранения.

1.Можно сохранить свою структуру (полностью или хотя бы базовую структуру) став суперпупер прочным/устойчивым/неизменным. Системы из прочного вещества имеются, но они тоже могут быть изменены/разрушены внешними действиями (и алмазы, и металлы, и пр. не являются абсолютно неразрушимыми и неизменными). Даже такие системы, как протоны уж насколько устойчивые, но в ускорителях тоже «разваливаются», порождая кучу обломков.

2.Можно сохранить свою структуру (полностью или хотя бы базовую структуру) обрезав/отключив все связи с окружением – то есть, чтобы ничто не смогло на тебя воздействовать и изменить твою структуру. Для этого надо свалить куда-то на край Вселенной в абсолютный вакуум, остыв до абсолютного нуля.

Кстати, стратегии сохранения из п.1 и п.2. хорошо сочетаются друг с другом.

3.Можно сохранить свою базовую структуру жертвуя второстепенной структурой – то есть, под действием среды система постоянно переходит в разные состояния, сохраняя в неизменности свою базовую структуру. Такую стратегию сохранения уже допустимо считать адаптацией.

4.Можно сохранить свою базовую структуру непрерывно реплицируясь/копируясь. При этом полностью скопировать второстепенную структуру обычно не удаётся. Эта стратегия годится для слабосвязанных и легкоизменяемых систем в среде, в которой эти системы легко реплицируются.

Опять-таки, стратегии сохранения из п.3 и п.4 хорошо сочетаются друг с другом.

Для живых систем (нашего (атомно-молекулярного) типа жизни – коллоидных растворов на основе соединений углерода и воды) в активной фазе существования характерна комбинация стратегий сохранения из п.3 и п.4. А в пассивной фазе существования стратегия сохранения напоминает комбинацию стратегий из п.1 и п.2 – живая система становится сухой, физически прочной, химически инертной, а оболочка способствует обрезанию/отключению связей с окружением.

P.S. Базовая структура системы, это такая структура, без которой система не существует именно как эта конкретная система – то есть, это будет либо уже другая система, либо не будет системы вообще. Изменение структуры системы при неизменности её базовой структуры называется состоянием этой системы.

[АrefievPV]

Перенесу сюда свои сообщения из других тем:

Определить жизнь, как стремление к самосохранению,

Здесь, на форуме, вроде никто так жизнь не определял. Хотя, возможно, я пропустил что-то...

Например, у меня так озвучено:

Привожу комплект определений (их следует рассматривать во взаимосвязи друг с другом):

Жизнь – это живая система (совокупность систем) и её среда обитания.
Живая система – это система, проявляющая в активной фазе своего существования: стремление к самосохранению и способность реализовать это стремление.
Интеллект системы – это вычислительный функционал (практически в физико-математическом смысле слова) системы.
Разум системы – это способность системы реализовать стремление к самосохранению средствами интеллекта.

Чем отличается живая система от косной системы, я пояснял. Живая система имеет внутреннюю «закольцовку» (внутренний, всё время воспроизводящийся, «закольцованный» процесс). В этом смысле, внутренняя «закольцовка», это просто механизм реализации внутренней динамики живой системы, сохраняющей своё постоянство.

Откуда и как появляется стремление, я тоже пояснял:
 

Теперь сведу определения в единый комплект (все определения следует рассматривать комплексно, во взаимосвязи друг с другом).

Суть гомеостаза системы – это постоянство внутренней динамики системы (динамическое равновесие).
Суть механизма поддержания гомеостаза системы – это реализация гомеостаза системы.
Суть реализации гомеостаза – это замкнутая на самое себя совокупность процессов, «закольцованная» внутри системы (и благодаря этому постоянно воспроизводящаяся).
Суть стремления – это направленный потенциал (не само направленное действие/движение, а только направленный потенциал этого движения/действия).
Суть потенциала – это напряжение/давление/нарушение в структуре, возникающее как ответная реакция на воздействие, и которая направлена против воздействия.
Суть стремления системы к самосохранению – это потенциал, возникший в механизме поддержания гомеостаза системы, и который направлен на восстановление механизма поддержания гомеостаза.

Грубо говоря, в результате «деформации» «закольцовки» в ней появляются напряжения (то есть, возникает потенциал), стремящиеся вернуть «закольцовку» к прежней форме (в прежнее состояние).

В качестве образного примера (типа, как у нас возникают интерпретации о наличии цели, стремления и пр.).

Когда вы растянете руками резиновый жгут, то почувствуете, что жгут, как бы, стремиться обратно сократится до прежней длины (до прежнего состояния). То есть, в растянутом состоянии в жгуте возникли напряжения, которые станут ослабляться, если жгуту позволить сократится.

Но если, не позволять жгуту сократится, то эти напряжения можно характеризовать как потенциал к сокращению. Потенциал к движению, это ведь не само движение, это только стремление к движению.

Как видите в примере со жгутом можно обнаружить: и стремление к сокращению, из-за появившегося напряжения (потенциала к сокращению), и направление стремления (в сторону сокращения длины жгута), и цель – прежняя форма жгута (конечная цель растянутого жгута – прежнее состояние).

Вот и с внутренней «закольцовкой» примерно то же самое: «деформировалась» «закольцовка» из-за внешнего действия → в «закольцовке» возникли направленные напряжения (то есть, появился направленный потенциал) → у «закольцовки» появилось стремление восстановить прежнюю форму (прежнее состояние) → в «оболочке» («оболочка», это внутренняя часть живой системы, расположенная «поверх» «закольцовки») это стремление преобразовалось в потребность/желание (извне мы это преобразованное стремление так и воспринимаем – живая система чего-то хочет) и так далее...

значит, ввести Цель, образование которой предшествует "стремлению".

Цель до возникновения стремления ещё не была целью.

Начальное состояние (которое после возникновения стремления станет прежним состоянием – то есть, целью) было до возникновения стремления (стремление к прежнему/начальному состоянию), но целью это начальное состояние стало после возникновения стремления (и его уже следует обзывать не начальным состоянием, а прежним состоянием).

То есть начальное состояние до «деформации» и не могло интерпретироваться как цель. Вот когда появилась «деформация», а следом возникло стремление, тогда и начальное состояние превратилось в прежнее состояние, к которому направлено стремление.

С растянутым жгутом ведь то же самое – цель (прежнее состояние жгута) у жгута возникает только после его растяжения и возникновения в нём направленных напряжений/потенциалов (то есть, стремления к прежнему состоянию). А до растяжения жгута у него нет цели, она появляется только после растяжения жгута.

На мой взгляд, главное отличие живых систем от косных систем – это наличие в первых внутреннего процесса, замкнутого на самого себя и постоянного воспроизводящегося внутри системы. И тут важный момент – для жизни какого-то уровня «закольцовка» должна быть того же уровня. Например, для жизни уровня сложной химии (а наш тип жизни именно такой – атомно-молекулярная форма жизни на основе соединений углерода и воды), «закольцовка» тоже должна быть уровня химии (типа, некоего гиперцикла химических реакций).

Открытая система воспринимает и отвечает, сохраняя своё внутренне постоянство (иначе она перестаёт быть системой). Живая система тоже открытая, она тоже воспринимает и отвечает, сохраняя своё внутреннее постоянство.
 
Для косной системы внутреннее постоянство может быть организовано просто как процесс, индуцированный средой и который не замкнут на самое себя, а полностью зависит от среды и напрямую непосредственно регулируется средой.
 
Для живой системы внутреннее постоянство организовано как замкнутый на самое себя процесс (внутренняя «закольцовка»), который первоначально тоже индуцирован средой, но зависит от среды частично и регулируется средой опосредованно (через «оболочку» системы). Вот эта внутренняя «закольцовка» и есть основа и первопричина субъектности живой системы.
 
Внутренняя «закольцовка» позволяет системе реагировать отложено (а не сразу, реактивно), позволяет системе накапливать разнородные воздействия и реагировать в соответствии со сложившимся балансом воздействий, позволяет системе сохранять целенаправленность реакции (вы удивитесь, но реакция на восстановление гомеостаза является целенаправленной, её цель – достижение  прежнего состояния).
 
О наличии субъектности у системы мы судим по косвенным признакам, например:
– по инициативности реакции системы (реакция проактивна, а не реактивна),
– по целенаправленности реакции системы,
– и так далее...
 
(замечание в скобках: сначала надо зафиксировать хотя бы направленность реакции, а наличие цели, требует более высокого уровня реагирования, ведь сиюминутное  направление реакции на пути/траектории достижения цели может меняться)
 
Обратите внимание, насколько внутренняя «закольцовка» системы подходит на роль первопричины и субъкетности системы, и инициативности системы, и целенаправленности реакций системы.
 
Теперь подробнее.
 
Сначала поговорим о «закольцовках».
 
«Закольцовка» в среде возникает самопроизвольно, как энергетически более выгодное состояние локального объёма среды (примеры: вихри, смерчи, торнадо, водовороты и пр.).
 
Обратите внимание, что естественным образом сначала в среде формируется некая «закольцовка», а уж потом появляется (или не появляется) вокруг этой «закольцовки» «оболочка», которая как бы частично изолирует локальный объём среды от остальной среды.
 
Появление «оболочки» вокруг «закольцовки» зачастую сводится к «внедрению/вселению» уже сформировавшейся «закольцовки» в уже сформировавшуюся «оболочку» (как в пустой пузырь). Напомню, что именно так, по моим представлениям, вселились первые живые системы из объёма пруда в прибрежные и/или в приповерхностные массивы пены из пузырьков с «дырявой» мембраной.
 
И, кстати, вселиться первые живые системы могли только в массив, поскольку сама их основа (замкнутый гиперцикл сложных химических реакций) требовала для функционирования достаточного объёма.
 
Напомню:

В широком смысле и репликация РНК/ДНК, как совокупность сложнейших многоэтапных процессов, тоже является внутренней «закольцовкой» в живой системе.
 
Кстати, и замкнутые на самое себя гиперциклы сложных химических реакций в какой-то обособленной области, тоже следует рассматривать как подобную «закольцовку». До уровня живой системы там не хватает поддержки/обеспечения обособленности данной области. Типа, если есть оболочка/мембрана вокруг области, то надо чтобы продукты реакций гиперциклов и/или сами реакции гиперциклов поддерживали оболочку/мембрану, не допускали её разрушения от внутренних и внешних воздействий.

Тут вопрос возникает, считать ли стенки пруда «оболочкой» для гиперциклов? Считать можно, но эту «оболочку» гиперциклы не поддерживают и не восстанавливают, а вот с «оболочкой» из массива пены ситуация иная (об этом чуть ниже). По сути, пруд с функционирующими внутри него гиперциклами химических реакций, это самая первая живая система (я обозвал это протоплазменной формой жизни), с весьма малой автономностью, независимостью и самостоятельностью.
 
Изначально «закольцовки» из гиперциклов возникли в большом объёме среды (в объёме пруда), как энергетически более выгодное состояние именно той области среды (пруда). А затем часть «закольцовок» переместилась (возможно, они были попросту выдавлены туда более мощными/интенсивными/быстрыми конкурентами) в массивы пены.
 
Скорее всего, туда переместились самые медленные с низкой интенсивностью функционирования гиперциклы – низкая интенсивность обменных процессов позволяла им продолжать функционировать даже при наличии огромного сопротивления/замедления обменных реакций (даже «дырявые» мембраны пузырьков пены создают серьёзные препятствия для обменных химических реакций и сильно их замедляют).
 
И, как это ни странно звучит, для пены (для самого существования этой пены), с заключенными в том объёме функционирующими гиперциклами, это было выгодно. Хотя слово выгодно в данном контексте использовать не очень корректно, тут скорее был отбор на устойчивость – просто, при прочих равных, более устойчивыми оказывались те массивы пены, в которых функционировали гиперциклы. Без гиперциклов массив пены быстрее разрушался и хуже восстанавливался после высыхания.
 
Поясню.
 
То есть, при внешнем действии (потоком жидкости, например) на массив, пузырёк отрывался от массива и возникал риск его уноса (обратно его подтянуть к массиву было нечем), а увеличение расстояния между пузырьками приводило к распаду массива и уносу оторвавшихся пузырьков. И хотя изначально массив пены формировался при наличии адгезии у пузырьков (типа, пузырьки были способны прилипать и удерживаться) после отрыва пузырька его вернуть обратно могли только какие-то внешние силы (типа, опять потоком жидкости вернуть пузырёк к массиву), своих внутренних сил у массива не было.
 
А вот массив с гиперциклами был более живучим – гиперциклы, функционирующие внутри массива пены, играли связующие и восстанавливающие роли:
– во-первых, гиперциклы дополнительно (к силам адгезии) связывали воедино массив своими обменными реакциями, 
– во-вторых, эти связи (обменные реакции) продолжали удерживать даже при исчезновении (когда пузырёк уже немного оторвался) сил адгезии, как слабые «желеобразные ниточки»,
– в-третьих, эти связи, как слабые «резинки», позволяли притянуть его обратно (возможно, не вплотную, а на расстояние, оптимальное для обменных реакций),
– в-четвёртых, эти обменные реакции в силу взаимодействия с веществом мембран и, соответственно, включения этого вещества в эти реакции, способствовали и поддержанию целостности структуры самих мембран (это важный момент – теперь «закольцовка» сама поддерживает свою «оболочку»).
 
Кроме того, массив с гиперциклами легче, быстрее и более полно восстанавливался после высыхания – остатки компонентов (промежуточных продуктов реакций гиперциклов) не позволяли пузырькам до конца схлопываться при высыхании, а при попадании воды активировались обменные реакции и размеры пузырьков и расстояние между ними восстанавливались.
 
Вот и получается, что в результате такого «симбиоза» сформировались наиболее устойчивые системы, как среди пенных массивов, так и среди гиперциклов (типа, гибриды рулят). Эту форму жизни (гиперциклы, функционирующие в массивах пены) я обозвал протоклеточной.
 
Кстати, то, что у остальных гиперциклов вне пенных массивов (таких быстрых, сильных и красивых, вытеснивших медлительных слабаков на окраину – в прибрежную пену) не было собственной «оболочки» (оболочка была внешняя, она была взята в аренду), которую они могли сами восстанавливать и ремонтировать, при наступлении первичного океана, оказалось для них гибельным.   
 
И ещё.  Внутренние «закольцовки» позволяют повысить общий к.п.д. системы по утилизации энергии – многократное пропускание потока энергии по контуру позволяет этот поток энергии наиболее эффективно рассеивать (особенно это касается слабо концентрированной, уже частично рассеянной, энергии). Например, химические «закольцовки» могут утилизировать совсем слабые потоки энергии, которые всё ещё пригодны для синтеза или распада каких-то веществ.
 
Вообще-то, взгляд, что живая система – это эффективный и легко масштабируемый утилизатор энергии, не нов. И «закольцовки» в этом плане, это просто механизм, обеспечивающий эффективность такой утилизации. Кстати, «закольцовки» не только легко масштабируются по массе, размеру, интенсивности, но и реплицируются легко (и вихри/мерчи делятся/размножаются, легко вокруг себя множат и вторичные вихри/смерчи). Мало того, «закольцовки» направленно ищут себе «пропитание» (вихри/смерчи уверенно ползут по градиенту тепловой энергии, туда, где восходящий поток этой энергии выше).
 
Однако, даже если не учитывать внутренние «закольцовки», а просто посмотреть энергетический баланс всей гидрогеологической системы, то даже просто наличие прудов с протоками уже обеспечивало эффективную, с достаточно высоким к.п.д., утилизацию энергетического и вещественного потока из гидротермального источника гидрогеологической системы.
 
Именно такая конструкция (гидротермальный источник + сеть из прудов с протоками) по утилизации вещества и энергии, выходящих из гидротермального источника, позволяет утилизировать энергию наиболее более полным образом. То есть, идёт утилизация тепловой энергии через многоступенчатый каскад химических реакций и физических процессов. И на каждом следующем этапе утилизируется всё более рассеянная (результат работы предыдущего этапа) энергия – по сути, гидрогеологическая система «подъедает всё до последней крошки».
 
Но, как можно заметить, «крошки подъедаются» как раз в прудах (а в них уже есть «закольцовки») – «крошки» идут на поддержание, восстановление и репликацию гиперциклов химических реакций. При этом основной (самый концентрированный) поток энергии утилизируется на первых этапах через банальное кипение, испарение, растворение и производство механической работы (взрывообразное расширение перегретой газожидкостной фазы, выброс масс жидкости вверх, движение жидкости, промывание протоков и т.д.).
 
Так как после первых этапов остаётся ещё куча не утилизированной энергии, то эта энергия утилизируется сначала в ближайших к гидротермальному источнику горячих прудах (испарение + синтез различных химических веществ с затратой энергии), потом утилизация продолжается в тёплых прудах (именно в них обитают гиперциклы) и в конце утилизация энергии заканчивается в высыхающих холодных прудах (там идёт накопление конечных продуктов химических реакций + испарение). Разумеется, такая схема/конструкция приблизительная и не единственная (вариантов там, скорее всего, было множество).
 
Кроме того такая конструкция позволяет легко подстраиваться под интенсивность поступающего потока вещества и энергии. То есть, конструкция легко масштабируется: больше выход вещества и энергии из гидротермального источника – сеть из прудов растёт (возникают новые протоки, появляются новые пруды), меньше выход вещества и энергии из гидротермального источника – сеть уменьшается (часть прудов и проток пересыхает).
 
Мало того, и на уровне прудов с гиперциклами утилизация тоже легко масштабируется в определённых пределах за счёт увеличении/уменьшения площади испарения, количества функционирующих гиперциклов и т.д.
 
Можно сказать, что гидрогеологическая система с гиперциклами более эффективный утилизатор/рассеиватель энергии, чем гидрогеологическая система без гиперциклов.
 
Отсюда простые вопросы.
 
– Насколько вероятна эволюция (переход) гидрогеологической системы от состояния без гиперциклов к состоянию с гиперциклами в условиях (на фоне) падающего энергопотока?
 
– Какой из вариантов гидрогеологической системы окажется более стабильным в условиях падающего энергопотока?
 
А уже из ответов на эти вопросы можно ставить вопросы и о вероятности возникновения гиперциклов (соответственно, и о вероятности возникновения протоплазменной формы жизни). Ну, а далее (если ответ будет, что вероятность возникновения высокая) уже искать закономерности самого процесса возникновения.
 
Теперь поговорим об инициативности реакции.
 
Утверждение, что активность была всегда, требует уточнения. До Большого Взрыва (БВ) была какая-то активность? Если нет, то вся активность во вселенной после БВ является производной продолжающегося расширения вселенной (ну, и производной самого акта БВ, как «первоимпульса»).
 
Что есть активность? Мы зачастую активность увязываем с инициативой – то есть, намеренно или ненамеренно сужаем смысл понятия. Хотя активность мы наблюдаем повсюду – любое движение и/или изменение, это уже активность. Но обычно мы разделяем проявления активности по критерию причины и следствия – что проявило активность первым (активность-причина), а что проявило активность как следствие проявленной активности первого (активность-следствие). Живым системам мы приписываем активность-причину (типа, живую систему никто не трогал, а она возьми, да начни активничать).
 
Если не лезть в метафизику и к моменту БВ, то инициативную активность можно обозвать проактивностью, а не инициативную (ответную) активность тогда следует обзывать реактивностью. Живые системы проявляют кроме реактивности ещё и проактивность. И, кстати, способность к проявлению проявление проактивности считают одним из признаков живого.
 
Вот «пнула» среда систему и она в ответ среагировала как-то – это проявление реактивности. Не «пинали» и вообще не трогали систему, а она вдруг начала активничать – это проявление проактивности.
 
Есть и промежуточный вариант – среда «пнула» систему, а та не сразу среагировала, а через продолжительное время (типа, долго «думала»). И если наблюдатель фиксировал только небольшой промежуток времени непосредственно перед проявлением активности системы, то он будет считать реакцию системы проявлением именно проактивности хотя в данном случае, это просто проявилась отложенная реактивность. Вы вечером завели будильник, а утром он зазвенел – внешне он проявил проактивность, но вы-то знаете, что это всего лишь отложенная реактивность. То есть, можно сказать, что проактивность, это проявление отложенной реактивности
 
Но если заметили, то все эти проявления мы фиксируем только на протяжении какого-то периода времени и на основании наблюдений делаем вывод о реактивности или о проактивности.
 
Откуда берётся проактивность в живых системах я неоднократно пояснял (выше тоже многие моменты развёрнуто пояснил).
 
При этом не стоит забывать, что в любом случае первопричиной хоть реактивности, хоть проактивности системы является именно среда. Для будильника вы внешняя среда и вы вечером завели будильник, а утром он зазвенел – типа, проявил проактивность.
 
То есть, если не знать, что проявляемая какой-то системой инициативная активность есть следствие активности окружения в прошлом этой системы, то можно прийти к выводу, что это сама система такая проактивная (такая самовольная/своевольная, такая инициаливная).
 
Ну, а теперь поговорим о целенаправленности реакции.
 
Понятно, что сначала возникает направленность реакции. Но такая направленность присутствует даже при обычной реактивности косных систем (действие = противодействию, «пнули» – «полетел»). 
 
Однако если в системе имеется внутренняя «закольцовка», то внешняя реакция системы становится весьма далёкой от простой реактивности.
 
Во-первых, внутренняя «закольцовка» уже сама по себе создаёт некоторую задержку реакции (отложенность реагирования). И, как следствие такой отложенности реакции, реакция системы расценивается как проактивная.
 
Во-вторых, внутренняя «закольцовка» устойчива к малым воздействиям (ведь этот процесс воспроизводится раз за разом внутри системы, он устойчив ко всяким помехам). «Закольцовка» «деформируется», в ней начинают возникать напряжения (которые ещё и влияют друг на друга, тем самым выстраивая некий баланс напряжений («закольцовка» ведь, это самобалансирующийся процесс)). И до определённого момента «закольцовка» просто копит в себе такие напряжения (параллельно формируется баланс напряжений) в своей структуре, а затем идёт «разрядка» напряжений, которая передаётся на внешнюю «оболочку» и становится видна внешняя реакция системы. 
 
Так как «разрядка» произошла в соответствии со сформировавшимся балансом напряжений, то будет и какой-то результирующий вектор реакции. Да, «оболочка» способна изменить направление вектора, способна его преобразовать в последовательность векторов, способна обеспечить временные паузы между реализацией того или иного вектора и т.д. и т.п. То есть, внешне будет наблюдаться последовательность реакций, каждая из которых направлена.
 
В-третьих, как бы ни менялись вектора и последовательности, конечное направление всех этих реакций одно – на восстановление гомеостаза. То есть, совокупность всех этих реакций – целенаправленна. Только цель в данном случае, внутренняя – восстановить гомеостаз. Повторю: сиюминутное  направление реакции на пути/траектории достижения цели может меняться, но сама конечная цель, как финальная точка, остаётся неизменной – прежнее (или наиболее устойчивое) состояние гомеостаза.
 
P.S. Подытожу.
 
Внутренняя «закольцовка» позволяет системе реагировать отложено, а не сразу (то есть, проактивно, а не реактивно), позволяет системе накапливать разнородные воздействия и реагировать в соответствии со сложившимся балансом воздействий, позволяет системе сохранять целенаправленность реакции (реакция на восстановление гомеостаза является целенаправленной, её цель – достижение  прежнего состояния). А по этим признакам (проактивности и целенаправленности реакций) обычно и определяется наличие субъектности у системы.

Добавлю (по поводу «закольцовок»).

Необходимо чтобы косные компоненты (реагенты и продукты реакций) интегрировались в единый каскадный процесс, который впоследствии смог бы «закольцеваться» (замкнуть основу процесса на самое себя – типа, чтобы продукты реакций последнего каскада реакций оказались реагентами для первого каскада реакций).

Предварительный этап такой интеграции обычно основывается на внешнем «принуждении» (например, вынужденное нахождение в стеснённых условиях какого-то частично ограниченного объёма).

И тогда этот «закольцованный» процесс вместе с тем объёмом среды, которого достаточно для «вращения» данной «закольцовки», приобретает статус полноценной живой системы. Разумеется, если сравнивать такую живую систему с современными простейшими живыми системами (например, с прокариотами), то она оказывается очень примитивной, но при этом очень универсальной (у неё ещё нет никакой специализации, и она может эволюционировать в любую «сторону», адаптируясь к любому набору параметров среды обитания).

P.S. Напоминаю – речь идёт о химической форме жизни (наш тип жизни тоже химический).

[Дарвинист]

Сложная жизнь возникла на полтора миллиарда лет раньше, чем считалось, но тут же вымерла

Вообще, взглянешь на графики и создается впечатление, подобное следующей аналогии: жизнь словно выплавилась в горячем цехе, а потом подверглась холодной ковке - для изготовления ее многоклеточной форме.

[АrefievPV]

Информация не новая (зато с конкретными результатами расчётов), возможно, частично устарела.

Фрагменты земной коры, выброшенные в космос при ударах крупных астероидов, могли занести жизнь на спутники Юпитера и Сатурна
https://elementy.ru/novosti_nauki/432223/fragmenty_zemnoy_kory_vybroshennye_v_kosmos_pri_udarakh_krupnykh_asteroidov_mogli_zanesti_zhizn_na_sputniki_yupitera_i_saturna

[АrefievPV]

Никакого САМО в понятиях самоорганизация, самосохранение и в прочих «само-» по существу нет – все явления, процессы, системы и т.д. являются открытыми по умолчанию. То есть, среда, как минимум, влияет (хоть через объёмы и/или интенсивность подачи и отвода энергии) на процессы внутренней организации в явлениях, процессах, системах и т.д.
 
А если докапываться до первопричин, то она влияет и на структурирование элементов явлений/процессов/систем, и на структурирование элементов элементов и т.д. – вплоть до каких-то там первоначальных элементов. Соответственно, быстро выяснится, что именно среда организует явления/процессы/системы. Как уже говорил, любые сущности, явления, процессы, системы и т.д., создаются при взаимодействии сторонних/внешних (по отношению к создаваемым) факторов (сил, процессов, явлений и пр.). Это, в общем-то, следствие принципа «взаимодействие двух порождает третье».
 
(замечание в скобках: ну, и не стоит забывать, что в физике есть принцип эквивалентности массы и энергии, выраженный в формуле Е = m*с²)
 
Когда говорят, что система самоорганизуется за счёт взаимодействия элементов системы между собой, если получает (и, разумеется, отдаёт) энергию из среды, а не организуется этой средой, то почему-то забывают, что подача/отвод энергии из среды должны быть вполне определёнными, а не любыми. И подача энергии из среды должна быть дозирована (в каких-то границах по интенсивности, объёму, типу и т.д.), и отвод энергии должен быть дозирован (а для многих, якобы самоорганизующихся, систем ещё и направление подвода и/или отвода энергии важно). А что это как не внешнее управление внутренними процессами организации системы?
 
То есть, никакого САМО в самоорганизации системы нет, есть внешняя организация. Даже элементы (которые якобы самоорганизуются, только энергии им подкинуть надо) системы и элементы этих элементов когда-то были созданы сторонними силами. Просто понятия с «само-» удобны и привычны, а всякие там первопричины для моделирования организации и/или эволюции системы не существенны (типа, рассматриваем модель системы, а элементы системы и их свойства принимаем как данность).
 
Это была преамбула, теперь по существу.
 
Можно предложить сценарий, как из химической самоорганизации возникает биологическая (но, по сути, на базовом уровне (на уровне молекул нуклеиновых кислот и молекул-белков та же самая химическая, только очень сложная)) самоорганизация. Понятно, что этот сценарий будет условным, просто эдакой моделью, для дальнейших разборок с явлением биологической самоорганизации (типа, первым шагом для более глубокого понимания всего явления в целом).
 
И пусть этот сценарий будет «механистичным» (любит тут один использовать это слово в негативной коннотации – то есть, как ругательное), но он будет. Такой сценарий уже можно критиковать, модифицировать, придумывать способы для его проверки и т.д. – то есть, это будет материал (пусть и сырой), с которым уже можно хоть как-то работать. Я вообще не вижу какой-то проблемы в «механистических» моделях – они обычно интуитивно понятны и легко проверяемые.
 
А маскировать собственное непонимание (и страх в этом признаться?) ссылками на работы «авторитетов» (при этом, и подборка «авторитетов» и их работ предвзята уже изначально и отражает предвзятость взглядов автора подборки)  и отсылками к квантовому уровню, это подход «страуса, прячущего голову в песок».
 
(замечание в скобках: кстати, я неоднократно на форуме публиковал подобные сценарии (например, как может возникать новая функциональная сложность систем, как может возникать «живость» (соответственно, и самость и стремление к самосохранению) систем и т.д.)
 
Не можете или не хотите этим заниматься? Тогда вся эта бодяга с рассуждениями о какой-то там специфике биологической самоорганизации так и останется пустыми рассуждениями и отсылками к квантовому уровню (типа, на том уровне всё и происходит).
 
Замечание в сторону.
 
Кроме того, замечу, что мы ведь любое явление описываем (и моделируем) на соответствующем уровне, а не создаём описание и/или модель чуть ли не с квантового уровня.
 
Модель работы механического редуктора в целом обычно не требует уровня описания ниже долей миллиметра (это для самых маленьких шестерёнок, в которых размеры зубчиков доли миллиметра). Модель зацепления (между зубьями шестерён в редукторе) обычно не требует уровня описания ниже микрон (там уже и размер шероховатостей поверхностей и толщина масляной плёнки важны). Модель физико-химического износа трущихся поверхностей в редукторе обычно не требует уровня описания ниже нанометров (для механики) и ниже размера атомов/молекул (для химии). И так далее. Обратите внимание – нигде в моделях не используется описание квантового уровня (хотя незримо квантовый уровень везде оказывает влияние), он явно избыточен и только всё запутывает.
 
И, например, рукопожатие (то есть, социальное явление «рукопожатие») между людьми было бы странно описывать и моделировать на уровне молекул (или даже клеток), хотя при рукопожатии клетки кожи одного человека контактируют с клетками кожи другого человека, и молекулы поверхностей клеток кожи тоже контактируют. Попробуйте описать и создать модель явления «рукопожатие», используя только клетки. Уверен, адекватной модели явления, использующей только клеточный уровень (и соответствующую терминологию) не получится. А про молекулярный уровень я даже не говорю – с ума сойдёте, пытаясь создать модель явления.
 
Продолжу.
 
Аналогично и по другим сценариям:
 
– как «механистическая» интеграция процессов (присущая физическим (чисто механическим, гидравлическим и гидромеханическим, электрическим и т.д. и т.п.) и химическим системам) превращается в интеграцию биологическую;
– как «механистическая» целенаправленность (присущая физическим и химическим системам) превращается в биологическую целенаправленность;
– как «механистическое» стремление превращается в биологическое стремление (которое на более высоких уровнях приобретает форму потребностей, желаний и пр.);
– как «механистическое» сознание (например, простой акт осознания – сравнения/сопоставления осознаваемого с имеющимися знаниями с последующей генерацией сигнала о результате этого сравнения/сопоставления) превращается во всё более сложные процессы и состояния сознания, присущие биологическим системам;
– и так далее.
 
P.S. Предполагаю, что если последовательно разбираться подобным образом с сознанием, то и никакой «трудной проблемы сознания» попросту не возникнет – эта проблема только в мозгах приверженцев «квантового сознания».

[АrefievPV]

К сообщению:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg278302.html#msg278302

Закину в тему несколько мыслишек.

Во-первых, не забывать про «ошибку выжившего».

Во-вторых, не важно, на какой элементной базе сформировалась «закольцовка» в системе.

И, в-третьих, напомню: реплицирующим является среда, а система является реплицируемой.

Для нашего типа жизни – химического (атомно-молекулярная элементная база, на основе соединений углерода и воды) – «закольцовка» тоже должна быть химической. В живых системах нашего типа жизни роль базовой (самого нижнего уровня) «закольцовки» играет гиперцикл сложных химических реакций. 

До нас «доживают» наиболее удачно реплицируемые «закольцовки» (это к вопросу «ошибки выжившего»).

В таковой «удачности» важную роль играет не только адаптивность («притёртость/прилаженность/подогнанность» под условия среды) «закольцовки» к среде существования, но и количество таких закольцовок (расширенная репликация). То есть, при прочих равных, тех «закольцовок», которые реплицируются легче, быстрее, менее затратно и пр., будет больше (в моменте (на краткосроке) больше даже при плохой адаптивности).

Это к вопросу, почему мы видим в живом некое стремление не ограниченному распространению. Просто живое именно с такими свойствами (хорошая/приемлемая адаптивность при максимальной репликативности) и дожило до нас.

Замечу, что если в оригинал, в которого «печатаются» реплики внести слишком существенные изменения (то есть, оригинал слишком много средовых воздействий «запомнит»), то это ухудшит репликативность.

В приложении к ситуации с геномом это актуально – слишком много «записывать» в геном чревато, туда следует «писать» только наиболее общее, которое пригодится почти всегда. Ну, и по факту, при ЕО так и происходит – только наиболее общее, которое может пригодиться чаще всего (и в максимальном количестве ситуаций и условий среды), и попадает в геном.

А всё остальное можно «писать», так сказать, в эпигеном (для более точной настройки на средовые условия, на ближайшие несколько поколений максимум) или непосредственно в структуру особи (для ещё более точной настройки на актуальные условия существования только в течение жизни особи). По факту, это, опять-таки, в процессе эволюции сложилось естественным путём и так и происходит.

И ещё (частный вопрос, требует дальнейшей проработки, что может выполнять функцию организовать/упорядочить*).

Какой длины должен быть каскад реакций, в котором продукты реакций последнего этапа в каскаде оказались бы реагентами для первого этапа в каскаде? Предполагаю, что весьма длинным и разветвлённым.

Кстати, организовать/упорядочить* (в плане «логистики» – подача реагентов для реакции и отвод продуктов реакций, транспортировка в следующую локацию) может до некоторой степени внешний процесс – например, кругооборот/циркуляция раствора в толще пруда под действием совместно с поступательным движением потока жидкости через пруд.

Циркуляция может обеспечиваться, к примеру, совместным действием эрлифта в восходящем потоке (пузырьками газа, образующимися в результате химических реакций на поверхности минеральной подложки (апатитов) на дне пруда) и осаждение продуктов реакций (начинающих идти на поверхности пруда при контакте реагентов с воздухом и/или под действием солнечного света). Сами пузырьки после подъёма на поверхность могут лопаться и/или прибиваться к берегу, образуя массивы прибрежной пены.

(замечание в скобках: фотокаталитические реакции на поверхности планеты шли задолго (и сейчас идут) до возникновения фотосинтеза у живых организмов) 

Поступательное движение обеспечивается притоком жидкости из гидротермального источника (типа, фумаролы какой-нибудь) и утеканием жидкости из пруда в низину (ну, и плюс испарение тоже вносит свою лепту в удаление жидкости из пруда).

Также можно добавить и цикличность другого рода – намокание/высыхание (для пузырьков прибрежной пены).

В общем, каскады химических реакций в гидрогеологической системе могут быть очень длинными, разветвляться и соединяться, и даже замыкаться («закольцовываться»).