Гидрогеологическая система – колыбель жизни?

Автор ArefievPV, августа 28, 2017, 15:05:34

« назад - далее »

Alexeyy

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 14:34:45
Приведите  пример  простой  химической  реакции  органического  синтеза,   которая    идет   сама  по  себе.   Ну   самую  простую ... И  которая идет с с   затратой  энергии.  ....  Химичесский   цикл в   студию.

В космосе было обнаружено более 130 органических соединений. Т.е. существуют соответствующие абиотические реакции синтеза органики. Органика при высоких температурах - разрушается. Например, после попадание в высокотемпературное поле вулкана.  Т.е. в нём реалиуем обратный процесс - распада. Вот и цикл - замкнулся.
  Вот - более конкретный пример. Ещё в опытах, начиная с 1953 г. в электрическом разряде, имитирующем грозу, аминокислоты получились из воды, метана, аммиака и водорода (http://ru.wikipedia.org/wiki/Химическая_эволюция).
  Как отмечается в (Maury C. P. J. 2018 со ссылкой на Miller S. L. 1953, Brack A. 2007, Li F. et al. 2008, Parker E. T. et al. 2014) хорошо известно, что аминокислоты и даже короткие пептиды легко образуются в условиях, имитирующих условия ранней Земли.
  У вулканов - распадаются. Цикл - замкнулся. 

Другой, менее экстремальный по температуре вариант - распад пептидов тоже от высоких температур вулкана (но не столь высоких, как это нужно для аминокислот). Пептиды тоже естественным олбразом, абиогенно могут получаться в условиях Земли (из абиогеннх аминокислот).
  Так в 1998 г. пептиды были получены из водного раствора аминокислот при участии коллоидных комплексов сульфидов железа и никеля в качестве катализатора в присутствии оксида углерода CO (Huber C., Wachtershauser G. 1998, Huber C., Wachtershauser G. 2006). Известно много путей абиогенного синтеза коротких белков.
  Вот один из самых простых: в 2015 г. была опубликована экспериментальная работа, в которой рассказывалось о наблюдении за периодическим высыхании капель воды на солнце с растворенными в них аминокислотами. Оказалось, что уже после трёх циклов иссыхания в капле сформировались короткие белки из 2-3 аминокислот, а после 20 циклов пересыхания появились белки, состоящие из почти 20 аминокислот (Forsythe J. G. et al. 2015).
  Распад таких коротких белков на аминокислоты может уже происходить и в геотермальных источниках. Геотермальный источник - "вылюнул" в результвте получившийся расствор аминокислот и сам затих. Вода пересохла - из аминокислот опять возникли короткие белки. Потом геотермальный источник опять заработал и белки опять - разрушились.  Т.е. цикл - замкнулся. А аминокислоты - поставляются абиогенными процессами.
  Но короткие белки вполне могут получаться и напрямую - минуя аминокислотную стадию.
В 2019 году было показано, что короткие белки (пептиды), состоящие из всех 20-ти аминокислот, входящих в белки живых организмов, могут быть синтезированы даже минуя стадию аминокислот из добиотических веществ: воды, сероводорода, тиоацетата {cложный тиоэфир (https://ru.wikipedia.org/wiki/Сложные_тиоэфиры )}, коротких нитрилов  и окислителя (красной кровяной соли или цианоацетилена) (Canavelli P. et al. 2019, Кротова А. 2019). Причём реакция с высоким выходом (до 95%) идёт в нейтральной (по кислотности), неочищенной воде с низкой концентрацией компонент (Кротова А. 2019 со ссылкой на Canavelli P. et al. 2019).
  Т.е. есть вполне реалистичные варианты поставок коротких белков для геотермальных источников, периодическая работа которых будет обеспечивать их циклический распад и синтезю
  Известны также разне процессы, которе обеспечивают абиогенный синтез аминокислот в космосе. В космосе так же известен и абиогенный синтез белка. Ультрафиолет, в принципе, может разрушить белок. В результате цикл - опять замкнулся. Т.е. абиогенные циклы синтеза и распада белка возможены и в космосе.
  Да и то же самое возможно и в условиях ранней Земли (или другой планеты) при высокой радиации.
  А так же возможно множество других циклов, свыязанных с разной другой абиогенной органикой, которая распадается под действием ультрафиолета.
  Например, такая органика, как сахара. Для них тоже известен абиогенный синтез. Да и абиогенный синтез нуклеотидов, липидов, разной клчевой для обмена веществ органики известен. Всё это тоже будет распадаться под действем ультрафиолета (т.е. цикл - замкнётся).

Huber C., Wachtershauser G. 2006. alpha-Hydroxy and alpha-amino acids under possible Ha-dean, volcanic origin-of-life conditions. Science, 314, 630-632.
Maury C. P. J. 2018. Amyloid and the origin of life: self-replicating catalytic amyloids as prebiotic informational and protometabolic entities. Cell Mol Life Sci., 75(9): 1499–1507, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5897472/ .

Miller S. L. 1953. A production of amino acids under possible primitive earth conditions. Sci-ence 117: 528–529.

Brack A. 2007. From interstellar amino acids to prebiotic catalytic peptides: a review. Chem Biodivers 4: 665–679.

Li F., Fitz D., Fraser D. G., Rode B. M. 2008. Methionine peptide formation under primordial earth conditions. J. Inorg. Biochem. 102: 1212–1217.

Parker E. T., Zhou M., Burton A. S., Glavin D. P., Dworkin J. P., Krishnamurthy R., Fer-nandez F. M., Bada J. L. 2014. A plausible simultaneous synthesis of amino acids and simple peptides on the primordial Earth. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 53: 8132–8136.

Huber C., Wachtershauser G. 1998. Peptides by activation of amino acids with CO on (Ni, Fe)S surfaces: implications for the origin of life. Science, 281, 670-672.

Forsythe J. G., Yu S.-S., Mamajanov I., Grover M. A., Krishnamurthy R., Fernández F. M., Hud N. V. 2015. Ester-Mediated Amide Bond Formation Driven by Wet–Dry Cycles: A Possible Path to Polypeptides on the Prebiotic Earth. Angewandte Chemie, Volume 127, Issue 34, August 17, Pages 10009–10013, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201503792/abstract .

Canavelli P., Islam, S., Powner M. W. 2019. Peptide ligation by chemoselective aminonitrile coupling in water. Nature. https://www.nature.com/articles/s41586-019-1371-4 .

Кротова А. 2019. Химики синтезировали пептиды в условиях ранней Земли. 11 июля, https://nplus1.ru/news/2019/07/11/peptide-legation-and-life .

Питер

Ну   да,  ФИЛОСОФ.  Можно  придумать    любую  концепцию  возникновения   жизни   -   а  биология  и  химия    это   для  плебса.
Цитата: АrefievPV от октября 08, 2021, 12:49:57Даже простые круговороты вещества и энергии обрастают паразитными процессами (это происходит почти всегда). Зачастую, эти паразитные процессы также являются круговоротами (обзовём их вторичными кругооборотами вещества и энергии). Вокруг этих вторичных кругооборотов начинают формироваться третичные кругообороты (тоже, по своей сути паразитные процессы). И так далее – можно долго продолжать. Сложность такого клубка паразитных процессов, при прочих равных, будет зависеть от сложности окружающей среды – наличия границ раздела фаз, наличия большого количества разнообразных локальных круговоротов веществ и энергии, богатства химического состава сред в разных агрегатных состояниях, сложности поверхностей (трещиноватость, пористость и/или регулярных решёток т.д.), наличия центров кристаллизации и т.д. и т.п.

Переход количества в качество будет считаться состоявшимся тогда, когда очередной паразитный процесс замкнётся (закольцуется) не сам на себя, а на какой-то из базовых круговоротов вещества и энергии (таковое происходит достаточно часто). И с этого момента уже можно начинать отсчёт – пошёл процесс зарождения живой системы. Разумеется, такая система будет обладать только одним значимым регулирующим контуром (по какому-то параметру), но со временем обратные связи будут множится и система будет становится всё более автономной, самостоятельной и малозависимой от текущих условий. Внешне такая система будет демонстрировать стремление к самосохранению и способность реализовать это стремление.

Вода,  вода,  кругом      вода  ...
А  оно  вам  надо  ?

Питер

Цитата: Alexeyy от октября 08, 2021, 16:34:07В космосе было обнаружено более 130 органических соединений. Т.е. существуют соответствующие абиотические реакции синтеза органики. Органика при высоких температурах - разрушается. Например, после попадание в высокотемпературное поле вулкана.  Т.е. в нём реалиуем обратный процесс - распада. Вот и цикл - замкнулся.

Это  не    цикл.   Это    просто  органика   развалилась.  На    какие-то  не ясные   фрагменты.  Ну  и  потом  у  Арефьева  все   идет  в    одной  большой  протоплазме   -  где  нет  вулкана.  И    идут  сразу  все   циклы,   все  усложняясь  и  усложняясь.
Вы   приводите   массу   примеров   -  могу  привести   еще.   Но   это все   некие   локальные   реакции    -    не  создающие     цикла.   Ну  и  очень  важный   вопрос  (который     обычно   не  рассматривают)    -    количественный  выход  синтетических  процессов.
А  оно  вам  надо  ?

Alexeyy

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 17:12:16Вы   приводите   массу   примеров   -  могу  привести   еще.   Но   это все   некие   локальные   реакции    -    не  создающие     цикла. 
Нет. Читайте внимательнее.

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 16:54:48Вода,  вода,  кругом      вода  ...
Это - естественнонаучая философия. В Древней Грецией за развитием такой философии последовали естественнонаучные прорывы для своего времени: она их подготовила. Другое дело, философия философии - рознь ...

Питер

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ  система.   То  есть   где-то в  космосе    образуются  органические   соединения.  А  потом в  вулкане  они  разваливаются. И   как  это  связано с  той  самой  системой  ?   

Да,   Древняя   Греция.  Философия.   А   остался   закон  Архимеда  -    глубокого   практика.  И        у  Пифагора    мы  помним про  штаны   -   а  не  про  его  религиозную    философию.
А  оно  вам  надо  ?

АrefievPV

Цитата: Konof от октября 07, 2021, 16:24:59
Мне кажется, от днк "танцевать" надо.
Не знаю, можете ли вы смотреть видео и читать большие тексты (возможно, со смартфона это неудобно делать), но на всякий случай предлагаю вам ознакомиться со следующими материалами (там, по ссылкам: видеолекция + навигатор + мои комментарии).

Уточняю, что эти материалы предлагаю в качестве необходимого контекста для лучшего понимания моей концепции (да и вообще, почему я в вопросе происхождения жизни так уцепился за гидрогеологическую систему, как некую колыбель/утробу для зарождения жизни).

Здесь про геотермальные поля (Бычков):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230672.html#msg230672

Здесь про зарождение жизни (Никитин):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230682.html#msg230682

Здесь о происхождении жизни (Марков):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230687.html#msg230687

Здесь о первом глобальном потеплении и происхождении жизни (Мулкиджанян):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250332.html#msg250332

Желательно с лекциями ознакомиться именно в такой последовательности. Надеюсь, тогда станет более понятно, почему я скептически отношусь к некоей первичности или важности ДНК в вопросе абиогенеза (в общем, не от ДНК следует «танцевать»).

И ещё. В данной теме собраны все необходимые ссылки (ну, и по дискуссиям в теме  можно пробежаться – я там много пояснений давал по куче важных моментов).

P.S. Ответа моё сообщение не требует.

Alexeyy

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 17:40:34
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ  система.   То  есть   где-то в  космосе    образуются  органические   соединения.  А  потом в  вулкане  они  разваливаются. И   как  это  связано с  той  самой  системой  ?   
Вы просили привести пример химического цикла, который идёт «сам по себе».
Читайте выше приведённые примеры ещё внимательнее: в них речь - далеко не только об абиогенном синтезе органики в космосе.

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 17:40:34
Да,   Древняя   Греция.  Философия.   А   остался   закон  Архимеда  -    глубокого   практика.  И        у  Пифагора    мы  помним про  штаны   -   а  не  про  его  религиозную    философию.
Это (то, что не помним) не отменяет того, что философия Древней Греции оказала мощнейшее влияние на возникновении прорывных естественнонаучных достижений Древней Греции.
Философию Пифагора не помним (она была идеалистической). В Древней Греции процветала так же и материалистическая, атомистическая философия (например, Демокрит – атомистическая философия). А она то оказала самое непосредственное влияние на возникновение современной картины мира относительно структуры вещества.

василий андреевич

  Распад вероятнее синтеза - это как "отче наш" - усвоить что бы не кичиться случайностью сбора простАго белка.
  Да, белок-протобелок - это своеобразный колебательный контур, порождающий представление о синусоиде обменных реакций. Но такая синусоида будет вырожденной в обязательном порядке. Раз возникнув "в космосе случайностей" - вымрет без последствий.
  Итак, пептид в воде - что это такое для воды? Начинать треба так, что это есть агрегат, который понижает (о боги!) энтропию среды. Восстановить энтропию к максимуму - вода осуществляет через коагуляцию пептидов в глобулу.
  Первейший вопрос - какие окончания пептида будут обращены к среде, а какие внутрь? Это опять-таки "отче наш".
  Синтез внутри глобулы маловероятен, ибо это будет противоречить генеральному принципу "вероятности распада". Или проще так: как только синтез внутри глобулы состоится, как случайность, вся глобула распадется до тех пептидов, которые будут собираться водой в новую глобулу. То есть "нулевые флуктуации".

Дарвинист

Цитата: василий андреевич от октября 09, 2021, 08:32:20Итак, пептид в воде - что это такое для воды? Начинать треба так, что это есть агрегат, который понижает (о боги!) энтропию среды. Восстановить энтропию к максимуму - вода осуществляет через коагуляцию пептидов в глобулу.

Интересно получается. И где тут самопроизвольность формирования глобулы? Получается, что глобула - это результат работы воды над молекулой.
То есть, была вода в некотором равновесном состоянии. Но получила порцию макромолекул - и перешла в состояние возбуждения. Возврат в равновесие идет с изменением конформации макромолекул.

С этого момента можно поподробнее, уважаемый оппонент. А то тут легко договориться до того, что и жизнь, тогда, не возникла самопроизвольно, а есть результат дальнейшей работы среды над молекулярными структурами. 

Дарвинист

Это все при том, уважаемые господа, что представления о конформационной энтропии опираются на известную практическую базу. Имея, к примеру, конформационные карты, можно вычислить кое-какие термодинамические показатели, а, затем, используя матричный метод, рассчитать средний квадрат расстояния между концами полипептидной цепи.
Насколько мне известно, в природных полимерах соседние мономеры не взаимодействуют, а конформационная энергия зависит только от углов вращения разнесенных участков макромолекулы, следовательно, энтропия зависит от интервала разбиения молекулы на углы. Это объясняет, почему энтропия определяется как некоторая аддитивная постоянная, а ее точная величина на промежуточных этапах вычислений не имеет большого практического смысла.

Дарвинист

Мне вспомнилось, в связи со всем этим, правило исключенного объема. Если некоторый мономер в глобуле определенную область пространства, то другой мономер занять эту область не может. Эффект исключенного объема специалисты называют набуханием, которое зависит от свойств низкомолекулярного растворителя.

Так, пока приостановлюсь в ожидании ответа уважаемого оппонента.

Дарвинист

Вроде такого - скажем, пептидная глобула есть, она набухла и теперь у воды есть возможность "надоедливую" нить нуклеиновой кислоты, которая никак не "желает" поменять состояние спирали на глобулу, в этот клубок, проще говоря, запихнуть. Предварительно очистив свой объем от включений и согнав эти включения - нити, глобулы - в прибрежные зоны. Также, как моря и океаны это делают с мусором сегодня.

Так, что ли? 

Дарвинист

Повторюсь, все это происходит на фоне понижения глобальной температуры в среде. Что делает соответствующие процессы несколько похожими на акт рекомбинации в композицию противоположно заряженных частиц.

василий андреевич

Цитата: Дарвинист от октября 09, 2021, 20:05:45Так, что ли?
Вы, дорогой Дарвинист, хотите разом привлечь слишком много физ-моделей описания. Есть классическая динамика, есть волновая физика, переходящая в статистическую и квантовую. Сразу скопом описать через термин "отбор" - голова лопнет.
  Молекула кислорода с водородом состоялась, как устойчивая, потому, что при соитии тепло ушло в космическое беспространство. И это не синтез - это распад изначально данной потенции. Синтез - это поглощение того тепла из среды, которое без данного синтеза улетучилось бы в беспределы. То есть жизнь (философски) уберегает вселенную от распада в тепловой рок.

  По "большой сути", электромагнетизм - это расталкивающее, обесценивающее действо. Нельзя "на скользком льду" перебрасываться мячиками и при этом сближаться. Вопрос, как перекидывая условный мячик, добиться той притягательности, которую мы назовем "отбором"?
  Естественнный ответ - надо кидать мячики "от партнера" и получится окей. При этом вся запасенная энергия, естественно, обнулиться. И сближение будет пшиком.

  Я Вам влегкую докажу-объясню почему вода заталкивает пептиды в глобулу. И будет это повторять до "экстаза". А вот что происходит в глобуле - это противоречие. Ибо глобула - это система, понизившая свою энтропию и ищущая способы повысить ее так, что бы не вызвать "праведный гнев" воды-среды.
  Короче, какие окончания пептид выставляет наружу, а какие прячет внутри? Следующий вопрос будет о том, насколько пептид "волен перевернуться", что бы подставить под удары судьбу голову или задницу.

Дарвинист

Цитата: василий андреевич от октября 10, 2021, 06:27:30Вы, дорогой Дарвинист, хотите разом привлечь слишком много физ-моделей описания.

Ничего я не хочу, не приписывайте, пожалуйста, мне какие-то желания.
Я, тут, вообще, по случаю обретаюсь. Пока моему дорогому человеку новую программную среду не переустановят и не почистят компьютер. Тогда вот он продолжит желать чего-то доказать оппонентам.