paleoforum.ru

Форумы сайта «Проблемы эволюции» => Ненаучные разговоры => Тема начата: ArefievPV от августа 28, 2017, 15:05:34

Название: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от августа 28, 2017, 15:05:34
Тему предполагаю использовать:

Во-первых, для обсуждения гипотезы возникновения живых систем. Суть гипотезы отражается в названии темы.

Ну и, во-вторых, для систематизации собственных размышлизмов, разбросанных по разным веткам. Уже возникла настоятельная потребность свести воедино (собрать в кучу, так сказать) разрозненные высказывания по данной гипотезе.

Пока только ссылки на сообщения. В дальнейшем попытаюсь их логически увязать в единую систему в русле гипотезы.

Сначала ссылки на сообщения, в которых попытался расписать основную идею гипотезы (получилось корявенько, конечно, но что есть, то есть):

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg194280.html#msg194280
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg195327.html#msg195327
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg195328.html#msg195328
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg195329.html#msg195329
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg195330.html#msg195330
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg198693.html#msg198693

И три дополнительных ссылки (в них некоторые связанные с основной идеей моменты):

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg198089.html#msg198089
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg203030.html#msg203030
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg203407.html#msg203407

Для начала, полагаю, будет достаточно.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от сентября 01, 2017, 14:08:10
Ещё несколько  дополнительных ссылок (чтобы долго  не искать).

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg203507.html#msg203507
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg203628.html#msg203628

Про самосохранение:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg203648.html#msg203648

Про опережающее отражение:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg203649.html#msg203649

Про агрессию:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg203650.html#msg203650

Про разум и про интеллект:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg203647.html#msg203647
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg203651.html#msg203651
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от сентября 04, 2017, 15:12:00
Накопление генетического опыта заключается не только в накапливании нейтральных/полезных изменений в геноме, но и вообще в изменении генома (удвоении, утроении участков генома и т.д.).

Например, не считаю, что изначально весь геном у первых живых систем был в некоем компактном и централизованном, так сказать, виде. Полагаю, что участки генома, а возможно просто комбинации из отдельных генов (не в теперешнем виде, конечно) «обвешанные» разными молекулярными структурами «варились в общем котле». Типа, у всей «тёплой компашки генов» был некий общий резервуар (возможно, для разных «компашек» были разные резервуары), в котором и происходила репликация генов (и цепочек из нескольких генов). Резервуар, по сути, был средой для генов, репликация никаких целей, разумеется, не имела. Просто наиболее удачно реплицирующиеся комбинации постепенно вытесняли менее удачно реплицирующие комбинации (строительного материала в резервуаре (не смотря на постоянный приток/отток реагентов) на всех не хватало).

Если резервуар был не полностью изолирован (а оно так и было в гидрогеологических системах), то часть таких успешных комбинаций перетекала в следующие резервуары, и ЕО продолжался в следующих резервуарах. Конкретные параметры, которые могли оказывать на успешность репликации в новых резервуарах мог заключаться в нужных комбинациях генов и «обвеса» (по сути, прилипшие другие комбинации генов) и компактности комбинаций.

То есть, для каждого последующего резервуара, более успешной в репликации могла оказаться иная комбинация генов. При этом резервуары могли не очень сильно отличаться по внутреннему хим. составу и физическим условиям от соседних резервуаров (всё-таки сообщающиеся сосуды в единой гидрогеологической системе).

А условия компактности могло обеспечиваться слипанием частиц генома. То бишь, по резервуарам распространялись «компашки» (образования) из слипшихся комбинаций генов из наиболее удачно реплицирующихся вариантов. Причём, такой процесс «выедания» материала в одном резервуаре и перетекании в другой резервуар наиболее приспособленных (наиболее удачно реплицирующихся комбинаций) был объективен. Ведь таких слипшихся образований из комбинаций генов в данном резервуаре было больше всех и соответственно вероятность того, что в соседний резервуар попадёт именно такое образование, была существенно выше.

Сразу же просматривается и ответ на вопрос по поводу накопления опыта – несколько слипшихся комбинаций, каждая из которых удачно реплицируется вместе с обвесом!!! в каких-то своих условиях, но все вместе они могут реплицироваться в разных условиях.
То есть, образование из слипшихся комбинаций обладает изначально более широкой приспособленностью (типа, изначально приспособлена к различным условиям существования), чем одна комбинация сама по себе.

Например, комбинация А приспособлена (и успешно реплицировалась) к условиям сложившимся в резервуаре А*, комбинация Б приспособлена к условиям в резервуаре Б* и т.д. А образование состоящее из слипшихся комбинаций А, Б, В, Г приспособлена ко всем резервуарам сразу, в которых ранее успешно реплицировались эти комбинации – и к А*, и к Б*, и В*, и Г*...

И для удачно реплицирующейся комбинации в соответствующем резервуаре остальные комбинации (прилипшие к ней) будут просто «обвесом» и будут реплицироваться как «обвес». В этом смысле «обвес» может оказаться полезным в следующем резервуаре (типа, одна из комбинаций возьмёт на себя роль «паровоза»). «Обвес» из прилипших комбинаций играет роль опыта (того самого, наработанного генетического опыта). Разумеется, в слипшейся форме каждая из комбинаций будет пытаться реплицировать себя и «обвес», но удачнее всего будет реплицировать такая комбинация, которая уже удачно реплицировалась в подобном резервуаре в одиночестве (без «обвеса» из других прилипших «компашек») – то есть, для которой данный резервуар является «родным». «Родным» в переносном смысле, конечно – просто схожих по физическим условиям и химическому составу...

Мало того, в большой гидрогеологической системе наиболее удачно реплицирующиеся образования периодически возвращались в «родные пенаты». И это тоже объяснимо – перетечь через множество резервуаров (условия в которых различны в разной степени) под силу только образованию, приспособленному для успешной репликации в различных условиях (а не в каких-то очень конкретных). А отсюда осторожный вывод – наиболее широкой приспособленностью будут обладать образования имеющие с своём составе максимальное количество комбинаций (типа, больше опыта!). Это, в общем-то, означает, что наибольшее распространение во всей гидрогеологической системе получат крупные образования из слипшихся комбинаций, имеющие опыт успешной репликации во всех (или в большей части) резервуарах данной гидрогеологической системы.

Предполагаю, что различные гидрогеологические системы («соседи», так сказать) могли периодически сообщаться между собой (наводнения из временного переизбытка осадков в данной местности, геологические подвижки и т.д.). И такие образования могли проникать в соседние гидрогеологические системы (что способствовало еще большему накоплению опыта у выживших образований, и дальнейшему расширению приспособленности). В конечном итоге появились образования (системы из слипшихся комбинаций генов), которые могли успешно реплицироваться в очень широком диапазоне внешних условий – по сути, во всех существующих резервуарах гидрогеологических систем на поверхности планеты. А отсюда один шаг к переходу таких образований в океан (разумеется, сначала в прибрежной зоне, где условия были схожими с условиями существования в гидрогеологических системах).

Думаю, попытки выхода в океан (или хотя бы закреплению на «плацдарме» в прибрежной зоне) были неоднократными. Возможно, что это был период, когда мелководные гидрогеологические системы стали формировать (по мере накопления жидкой воды на поверхности планеты) мелководные озёра и моря, а следом – и океан...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от сентября 10, 2017, 08:19:31
Просто дополнительная информация. Возможно, пригодится. И заодно, чтобы долго не искать...

Тепловой поток через открытую пору способствует непрерывной репликации нуклеиновых кислот и отбору более длинных цепочек
http://elementy.ru/novosti_nauki/432432/Teplovoy_potok_cherez_otkrytuyu_poru_sposobstvuet_nepreryvnoy_replikatsii_nukleinovykh_kislot_i_otboru_bolee_dlinnykh_tsepochek

Первые свидетельства в пользу физической теории происхождения жизни
https://m.geektimes.ru/post/292603/
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от сентября 10, 2017, 12:01:17
Из старых архивов... Отчасти, в тему...

Цианосульфидный протометаболизм — верный путь к земной жизни
http://elementy.ru/novosti_nauki/432438/Tsianosulfidnyy_protometabolizm_vernyy_put_k_zemnoy_zhizni

ЦитироватьЧтобы приготовлялся бульон, наша лужа должна была периодически высыхать и снова заполняться водой, периодически освещаться светом и временами погружаться в темноту. И тогда в ней сам собой мог пойти синтез сразу всех необходимых биологических молекул: нуклеотидов, аминокислот, липидов. Ученые предложили взаимосвязанную сеть реакций, и уж если старт дан, то на выходе получится весь набор. И нет нужды гадать, что было раньше — аминокислоты и белки или сахара с рибонуклеотидами. Всё было сразу. Теплая лужа — это горячий и пересыхающий водоем, заполненный синильной кислотой и сероводородом, освещенный жестким ультрафиолетом: добро пожаловать, жизнь!
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 09, 2017, 08:04:29
Пруд Дарвина: профессор МГУ объяснил, почему жизнь зародилась на суше
https://ria.ru/science/20171009/1506435295.html

ЦитироватьРоссийский биолог и австралийский геолог рассказали о новых неожиданных открытиях, которые заставили ученых вернуться к классическим дарвиновским идеям о зарождении жизни в "теплом мелком пруду" на суше, а не в водах первичного океана Земли, и объяснили, где лучше искать ее за пределами нашей планеты.

Достаточно долгое время ученые считали, что жизнь на Земле зародилась примерно 3,5 миллиарда лет назад в первичном океане Земли, в окрестностях вулканов и геотермальных источников, так называемых "черных курильщиков", или их менее горячих собратьев — "белых курильщиков". Подобные представления, в силу большого количества доказательств их правоты, почти не подвергались сомнениям.

Армен Мулкиджанян, профессор МГУ имени М. В. Ломоносова и университета Оснабрюка в Германии, и Мартин ван Кранендонк, геолог и директор Астробиологического института Австралии, рассказали на всероссийском фестивале "Наука 0+", проходившем в стенах МГУ на прошлой неделе, о нескольких последних открытиях, которые пошатнули эти представления и заставили ученых вернуться к идее, которую озвучил еще сам Чарльз Дарвин более чем 150 лет назад.

Мир вулканов и ультрафиолета

"Абсолютно вся жизнь на Земле состоит из трех биологических полимеров — ДНК, хранилища информации, РНК, играющей роль ее переносчика, и белков, способных ускорять реакции в миллионы раз. Очевидно, что все они не могли появиться одновременно, и мы уже почти столетие пытаемся понять, какие молекулы появились первыми и как выглядела первая жизнь", — начал свой рассказ Мулкиджанян.

Исследования последних лет, как отмечает ученый, однозначно показывают, что первыми появились молекулы РНК. Они, в отличие от ДНК, сохраняют химическую активность и способны ускорять другие реакции, а также, в отличие от белков, могут играть роль переносчика информации и собирать как копии самих себя, так и другие молекулы.

По этой причине сегодня господствующей теорией зарождения жизни является гипотеза так называемого "мира РНК", в соответствии с которой изначально жизнь полностью состояла из универсальных РНК-молекул, способных исполнять сразу все функции, и лишь потом появились "узкоспециализированные" белки и ДНК.

"На Западе эти идеи стали популярны лишь в 1980-х годах, тогда как сама концепция предложена еще в 1957 году академиком Андреем Белозерским. Андрей Николаевич и его соратники открыли рибосомальную РНК, и это открытие заставило их осознать, что она не кодирует информацию, а участвует в сборе белков. Этого хватило для того, чтобы Белозерский понял, что вся жизнь могла состоять из РНК в прошлом", — продолжает Мулкиджанян.

Эта смелая гипотеза, как отмечает биолог, нашла свое подтверждение в последующие десятилетия — за последние годы ученые создали десятки молекул РНК, способных копировать себя и исполнять другие функции, которые обычно осуществляют белки, а также прототипы примитивных протоклеток на их базе. Поэтому сегодня никто не сомневается в том, что жизнь началась именно в "мире РНК", но пока ученые спорят, как и где он возник.

"Что же общего между тремя главными "молекулами жизни", а также сахарами и жирами? При их образовании, при слиянии одиночных звеньев полимерных цепей всегда выделяется вода. Как это связано с зарождением жизни? Это очень важное свойство живых существ, на которое мы обратили внимание лишь недавно. Оно означает, что для самопроизвольного появления длинных цепочек, РНК, ДНК, белков, жиров и сахаров нужно постоянно убирать эту воду, чтобы эти молекулы не распадались. Наши клетки тратят на это огромное количество энергии", — подчеркивает ученый.

Это порождает один из самых сложных и почти необъяснимых парадоксов в биологии и в изучении истории возникновения жизни. С одной стороны, вода нужна для существования жизни и химических реакций в клетках, а с другой стороны — ее большие количества будут мешать образованию первых сложных молекул, что сделает невозможным самопроизвольное формирование будущих "кирпичиков жизни".

"Сегодня среди геологов очень популярна идея о том, что жизнь могла зародиться на дне океана, у геотермальных источников, выбрасывающих огромное количество нутриентов и способных обеспечивать жизнь энергией даже в полной темноте. У этой идеи есть две проблемы: там всегда очень мокро — и эту "лишнюю" воду нельзя оттуда удалить, а во-вторых, там очень темно. Наличие света, как оказалось, является важнейшим фактором в появлении жизни. Поэтому мы считаем, что эта теория ошибочна", — заявил профессор МГУ.

Космический "слепой часовщик"

Ошибочность этой теории, по словам Мулкиджаняна, была недавно раскрыта опытами, в рамках которых российские ученые и их зарубежные коллеги попытались воспроизвести рождение "букв" РНК и ДНК — относительно просто устроенных органических молекул, получить которые, как неожиданно оказалось, очень сложно.

"Сегодня этот вопрос почему-то рассматривается очень поверхностно — многие наши коллеги просто отмахиваются от него, не пытаясь объяснить то, как возникают эти молекулы. Грубо говоря, они просто пропускают данный этап эволюции жизни, отмахиваясь от него и не объясняя, как эти вещества могли возникнуть на дне океана и как они постепенно начали усложняться и накапливаться в достаточных количествах", — продолжает ученый.

Эти вещества, как считает Мулкиджанян, возникли в ходе своеобразной химической эволюции — "неудачные" и нестабильные молекулы распадались, а более стабильные постепенно накапливались в среде и продолжали усложняться.   

Роль дарвиновского "слепого часовщика", проводившего этот отбор и постепенно собиравшего эти основы жизни, по словам биолога, брали на себя две вещи — ультрафиолетовое излучение Солнца и та среда, в которой находились будущие "кирпичики жизни".

В пользу этого говорит несколько факторов. Во-первых, как отмечает биолог, все молекулы РНК и ДНК, а также отдельные их звенья уникальным образом реагируют на облучение ультрафиолетом, очень быстро избавляясь от энергии, которую им передает поглощенный квант света, преобразуя ее в тепло. Это, как отмечает исследователь, заметно сокращает вероятность того, что возбужденная молекула распадется на части. Ни белки, ни другие азотистые основания таким свойством не обладают.

Во-вторых, жизнь, судя по особенностям химического состава всех живых клеток и предположительным свойствам предка всех живых организмов, вычисленных генетическим путем, зародилась не в морской воде, а в очень необычной среде, у которой отличался не только химический состав, но и главный компонент. Растворителем в ней выступал формамид — соединение аммиака и метана, похожее по своим свойствам на воду, но кипящее при более высоких температурах.

"Первые примитивные формы жизни имели тот же химический состав, что и среда, в которой они жили, так как у них еще не было белков, способных "откачивать" ненужные элементы во внешнюю среду и не пускать их назад. Поэтому можно сказать, что первые клетки жили в особой жидкости, где было много калия, бора, фосфора, ионов переходных металлов и почти не содержалось натрия. Все это исключает возможность того, что жизнь зародилась в морской воде", — объясняет профессор.

Где такие водоемы, аналогов которым сегодня нет, могли встречаться на ранней Земле? Ответ на этот вопрос недавно нашли Мартин ван Кранендонк и его коллеги, проводящие уже два десятилетия раскопки в местечке под названием Пилбара на северо-западе Австралии, где залегают древнейшие горные породы планеты, сформировавшиеся 3,5 миллиарда лет назад.

Вулканическая колыбель жизни

"Этот регион, как давно считал сам я и мои коллеги, представлял собой мелководное дно первичного океана Земли, где в то время находился один из самых мощных очагов вулканизма на планете и где, как мы думали, обитали первые организмы на Земле. Три года назад мы нашли здесь породы, не похожие ни на что другое, полностью перевернувшие это представление", — заявил австралийский ученый.

По его словам, это открытие было совершено абсолютно случайно. Однажды, когда он и его аспирантка Тара Джокич прогуливались по зоне раскопок, она обратила внимание на странные горные породы, состоявшие из множества перемежающихся темных и светлых слоев, объединенных в волнистые структуры, содержащие множество пузырьков.

"Раньше мы считали, что Пилбара представляла в то время жерло супервулкана, покрытое морской водой, периодически то исчезавшей, то появлявшейся внутри него, и эти полосы мы считали следами этого процесса испарения и появления воды. Два года назад, будучи проездом в Новой Зеландии, я узнал, чем они являются, и это осознание сделало гейзеры в национальном парке Оракеи Корако моим самым любимым местом на Земле", — продолжает Кранендонк.

В окрестностях этих гейзеров Кранендонк и его коллеги нашли абсолютно такие же горные породы, так называемые гейзериты, как и в Пилбаре. Эти отложения, как оказалось, формируются на дне вулканических озер и рек, чьи воды питаются выбросами гейзеров и содержат в себе огромное количество микробов, питающихся различными химическими веществами, которые содержатся в этих водоемах.

Вода в этих реках и озерах, как вспоминает геолог, больше похожа на густой суп, чем на обычную воду, и в этом "супе" содержится множество пузырьков газов, выбрасываемых микробами. Еще большее удивление ожидало геологов тогда, когда они открыли следы бора, калия, цинка и многих других элементов, содержащихся в живых клетках и отсутствующих в морской воде.

Все это, как считает Кранендонк, указывает на то, что именно вулканические озера — а не "черные курильщики" или другие геотермальные источники на дне океана — были колыбелью жизни. Это, в свою очередь, говорит о том, что Дарвин был прав: жизнь действительно зародилась в "теплом мелком пруду".

"Уже сейчас можно сказать, что Дарвин действительно опередил время, но я, как ученый, не удержусь и покритикую его: жизнь не просто возникла в "теплом пруду", а в нескольких прудах, и в них были не только аммиак и органика, но и бор. Соответственно, мы можем поставить Дарвину только 97 из 100", — шутит геолог.

Подобные открытия, как отмечает ученый, имеют огромное значение для поиска следов внеземной жизни. Уже сейчас можно говорить, что три главных кандидата на роль ее прибежища — Европа, Энцелад и Титан, спутники Юпитера и Сатурна, вряд ли являются обитаемыми. Единственной обитаемой планетой Солнечной системы, помимо Земли, мог быть Марс, где найдены и следы гейзеров, и жидкая вода, и залежи бора и молибдена.

"Мы уже могли бы найти следы жизни на Марсе. Марсоход "Спирит" в последние дни своей работы случайно открыл отложения необычных белых пород, аналогичные тем, которые образуются от выбросов гейзеров в присутствии бактерий. Если бы я был Илоном Маском или имел миллиард долларов, я бы отправил миссию именно туда", — заключает ученый.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Nur 1 от октября 09, 2017, 10:01:01
Уважаемые форумчане, доброго дня Вам!

Возможно, не стоит рассматривать только нашу планету в качестве подобной "колыбели"...стоит, наверное, вспомнить, что наша планета вращается вокруг звезды не первого поколения во Вселенной...специалисты полагают, что достаточно сложные органические соединения могли уже синтезироваться в двухфазной системе газопылевых облаков, в которых образовывались звезды поколения II и их планетарные системы...что, если зачатки жизни в форме информационных молекул попали на поверхность Земли вместе со льдом комет...именно поэтому и прослеживается связь жизни и воды...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 09, 2017, 11:03:45
Думаю, что в условиях космоса (в очень разряжённых газопылевых облаках и при очень низкой температуре) такой синтез будет идти невообразимо долго. На поверхностях планет (на границах раздела сразу трёх фаз!) и при более оптимальных температурах, скорость синтеза таких молекул ускоряется в миллионы раз.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Nur 1 от октября 09, 2017, 11:16:56
Уважаемый ArefievPV, здравствуйте!

Я не только синтез с нуля имел в виду...но и то обстоятельство, что на поверхности планет дело могло начинаться уже с какого-то органического материала, исходно синтезированного в ГПО и выпавшего вместе с водой из космоса...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Nur 1 от октября 09, 2017, 11:21:52
...еще один вопрос - могли ли сравнительно "продвинутые" органические соединения, синтезированные и прошедшие эволюцию на планетах, сохраняться при взрыве звезд предшествующих поколений и достаться в наследство, например, Земле, так сказать, в "готовом" виде...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 09, 2017, 11:55:58
Цитата: Nur 1 от октября 09, 2017, 11:16:56
Уважаемый ArefievPV, здравствуйте!

Я не только синтез с нуля имел в виду...но и то обстоятельство, что на поверхности планет дело могло начинаться уже с какого-то органического материала, исходно синтезированного в ГПО и выпавшего вместе с водой из космоса...
Добрый день, уважаемый Nur 1!

Допускаю, что это весьма вероятный сценарий.

Цитата: Nur 1 от октября 09, 2017, 11:21:52
...еще один вопрос - могли ли сравнительно "продвинутые" органические соединения, синтезированные и прошедшие эволюцию на планетах, сохраняться при взрыве звезд предшествующих поколений и достаться в наследство, например, Земле, так сказать, в "готовом" виде...
А вот это, полагаю, маловероятно. Температура при вспышке звезды слишком велика - любую мало-мальски сложную органику испепелит напрочь... Да и сами планеты взрыв звезды испарит просто...

А вот при варианте постепенного угасания материнской звезды - такое вполне возможно. Планетные тела вполне могли захватываться пролетающими мимо звёздами. Затем либо разрушаться приливными силами (а обломки с "готовым продуктом" падать на поверхности местных планет), либо оставаться на орбите у новой звезды-хозяина (тут уж возможны разные варианты).

Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от января 30, 2018, 09:03:09
Жизнь в аду
http://www.nkj.ru/news/33102/
Метеоритные бомбардировки на новорожденной Земле довольно быстро ослабели, и в остывшей земной поверхности вполне могла появиться какая-нибудь жизнь – намного раньше, чем принято считать.

Жизнь на Земле возникла в архее, или в архейском эоне – так называют период, длившийся с 4 до 2,5 млрд лет назад. (Временной диапазон, как видим, более чем широк, и среди биологов до сих пор идут споры о том, когда именно в архее возникла жизнь – тем более, что тут регулярно появляются новые странные находки.)

Однако до архея был еще катархей или гадей, который начался от рождения Земли, то есть 4,6 млрд лет назад. Название «гадей» произошло от имени древнегреческого бога Гадеса, или Аида, владыки подземного царства – считается, что первые 600 млн лет Земля представляла собой натуральный ад, и никакой жизни на ней быть просто не могло.

Адские условия создавали не в последнюю очередь метеориты, которые сыпались с неба почти непрерывно и чрезвычайно разогревали поверхность планеты. Метеоритный дождь был то сильнее, то слабее, но считается, что около 3,9 млрд лет назад случилась так называемая Поздняя тяжелая бомбардировка, и если раньше что-то живое и появлялось на Земле, то пережить эту катастрофу все равно никто бы не смог.

Однако некоторые исследователи сомневаются в том, что катархей оставался безжизненным все время. Кто-то говорит, что метеоритные дожди со временем слабели, кто-то сомневается в том, что Поздняя тяжелая бомбардировка была такой уж сильной и что жизнь после нее могла и остаться.

Несколько лет назад сотрудники Юго-Западного исследовательского института (США) попытались оценить, насколько сильно метеориты били по Земле, и пришли к выводу, что столкновения были не такими уж сильными и не такими уж частыми. Опираясь на полученные данные, исследователи посчитали, насколько метеориты разогревали поверхность Земли и на какую глубину.

В статье в Earth and Planetary Science Letters говорится, что даже если рассматривать сценарий с самыми жесткими метеоритными бомбардировками, то тепло от них в значительной степени рассеивалось, и поверхность прогревалась не так уж сильно, чтобы полностью стерилизовать планету; к тому же со временем бомбардировки слабели, и в верхних слоях земной коры вполне могли жить не только те микроорганизмы, которые способны выдерживать особенно высокие температуры, но и мезофилы, то есть те, которым для жизни нужно от 20 °С до 50 °С.

Речь, разумеется, идет не о самой-самой поверхности, но о километре вглубь земной коры: по расчетам авторов, на разной глубине в пределах этого километра метеоритное тепло рассеивалось на 10–75%. Наиболее жесткие бомбардировки продолжались первые 150 млн лет катархея, потом метеоритный натиск начал постепенно ослабевать, и обитаемая глубина могла расширяться. Поздняя тяжелая бомбардировка, конечно, могла составить проблему для микроорганизмов, но, как полагают исследователи, для древнейших микробов все равно оставалось место, где бы они могли выжить – ад на Земле уже не был так страшен.

Получается, что жизнь на Земле могла возникнуть около 4,4 млрд лет назад. Однако не стоит забывать, что мы имеем дело с моделью, имитирующей метеоритные дожди на древней Земле, и даже если жизнь могла возникнуть в то время, вовсе не обязательно, что она действительно возникла. Кроме того, метеориты не только разогревали поверхность, они также действовали на климат и, возможно, даже на геологические процессы в мантии. И все же в том, что касается температурной стерилизации земной поверхности, эффект от метеоритов, очевидно, слишком преувеличен.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от апреля 10, 2018, 11:56:46
Для зарождения жизни на Земле подобрали другой рецепт
https://www.nkj.ru/news/33553/
Первые молекулы-предшественники нуклеиновых кислот получились не из сероводорода, а из диоксида серы.

Споры о происхождении жизни на Земле долгое время упирались в то, что невозможно было представить, как большие биомолекулы – белки, липиды и нуклеиновые кислоты – могли возникнуть из элементарного химического сырья.

Даже если допустить, что первыми молекулами были рибонуклеиновые кислоты (так называемая гипотеза мира РНК), то все равно остается вопрос, откуда на молодой планете появились рибонуклеотиды – молекулярные «кирпичи», из которых состоят цепи РНК. Сейчас рибонуклеотиды синтезируют ферменты, но ведь в пра-пра-праисторические времена ферментов не было.

Однако не так давно химикам удалось показать, что «кирпичи» для рибонуклеиновых кислот вполне можно получить из очень простых исходных веществ: цианистого водорода (HCN) и сероводорода (H2S); и что для того, чтобы необходимые реакции произошли, нужны ультрафиолетовое излучение и определенные катализаторы, которые вполне могли быть на тогдашней Земле. Более того, исследователям удалось показать, что из того же цианистого водорода и сероводорода можно получить молекулы-предшественники для синтеза аминокислот (а значит, и белков) и липидов.

То есть с химической точки зрения никаких препятствий для возникновения биомолекул не было. Но ведь те химические реакции шли не в лаборатории, а в конкретном земном ландшафте. И хотя мы говорим, что и сероводорода, и цианистого водорода на Земле было много, вовсе не факт, что их концентрации в древних морях хватало, чтобы начать формировать сырье для нуклеиновых кислот.
Например, сероводорода, который вылетал из извергающихся вулканов, и впрямь было очень много, но в воде он растворяется плохо – значит, он оставался преимущественно в атмосфере. А вот цианистый водород, в изобилии прилетавший на Землю вместе с кометами, легко переходил в море – но вряд ли в море хватало сероводорода на те самые замечательные реакции.

Однако кроме сероводорода в вулканических выбросах был и диоксид серы (SO2), который как раз в воде растворяется хорошо. Ранее Раньян Сукрит (Ranjan Sukrit) и его коллеги из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и Массачусетского технологического института показали, что сульфитные ионы, появляющиеся в водном растворе диоксида серы, тоже могут участвовать в химических реакциях, в ходе которых получаются предшественники РНК. Более того, с сульфитами такие реакции идут в 10 раз быстрее, чем с сероводородом.

С помощью данных геологических исследований и математической модели, оценивающей интенсивность вулканических извержений в разные эпохи, удалось примерно рассчитать, сколько диоксида серы давали вулканы 3,9 млрд лет назад – именно тогда на Земле предположительно появилась какая-то жизнь.
В статье в журнале Astrobiology говорится, что в прибрежных водах (в лужах, оставленных приливами, и пр.) количество сульфитных ионов было вполне достаточным – его там было столько же, сколько в лабораторных пробирках, в которых исследователи синтезировали молекулы-предшественники РНК. (При этом в открытом океане концентрация таких ионов была явно недостаточной, что вполне понятно – там молекулы просто рассеивались в огромной массе воды.) Так что, возможно, в рецепте происхождения жизни на Земле стоит заменить H2S на SO2, потому что диоксида серы было не просто много – его было много в нужном месте, там, где он мог участвовать в формировании «преджизненных» молекул.

Конечно, говорить о том, что творилось в те далекие времена на Земле, можно только с определенной долей вероятности. Но при все при том возникновение жизни из элементарных химических соединений кажется все более вероятным.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от июля 05, 2018, 14:04:18
Продублирую сюда, дабы долго не искать...
Цитата: ArefievPV от июля 05, 2018, 13:57:23
Источником энергии для древнейшей жизни мог служить ацетилфосфат
http://elementy.ru/novosti_nauki/433284/Istochnikom_energii_dlya_drevneyshey_zhizni_mog_sluzhit_atsetilfosfat
Все без исключения живые клетки нуждаются в аденозинтрифосфате (АТФ) — веществе, молекулы которого служат главной «энергетической валютой» современной жизни. Однако АТФ — молекула довольно сложная, и маловероятно, что эволюция энергетических механизмов древнейшей жизни началась прямо с нее. Группа биохимиков во главе с известным английским ученым Ником Лейном считает, что на заре жизни главной «энергетической валютой» мог служить ацетилфосфат, молекула которого, устроенная гораздо проще, подходит на эту роль по ряду свойств.

P.S. В статье есть несколько любопытных и важных замечаний... ::)
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от августа 17, 2018, 10:27:25
Дополню ещё несколькими ссылками про генетику и эпигенетику:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg216437.html#msg216437
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg216446.html#msg216446

И ещё немаловажное для понимание умозаключение: некая сущность всегда есть результат взаимодействия других сущностей.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от декабря 31, 2018, 12:40:35
Дополню несколькими ссылками.

Продолжение разработки гипотезы:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg218092.html#msg218092

Разъяснения по нескольким важным моментам:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg219388.html#msg219388
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg219435.html#msg219435
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от марта 21, 2019, 17:39:22
Ещё немного дополню...

Про суть процесса адаптации (почему органы оказываются "заточенными" под определённые функции, там же про ЛУКА, как результат оптимизации):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg224120.html#msg224120

Продолжение (опять в разрезе оптимизации, избыточность первых генетических "записей"):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg224214.html#msg224214
Чуток материала к предыдущему сообщению:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg224423.html#msg224423

Продолжение разработки своей гипотезы (очередное):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg224396.html#msg224396

Небольшое отступление про скелеты, их первоначальную роль:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg224479.html#msg224479
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от мая 03, 2019, 14:53:18
Добавлю две ссылки.

Про вариант объяснения ("сверху вниз") возникновения живой системы:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg226264.html#msg226264

Здесь дополнения (на мой взгляд, важные) к сообщению по предыдущей ссылке:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg226280.html#msg226280
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от июля 28, 2019, 11:39:03
Накопилось немного материала.

Лекция «Геотермальные поля как колыбель жизни» плюс временнЫе метки с моими комментариями.
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230672.html#msg230672
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230673.html#msg230673
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230674.html#msg230674

Лекция «Зарождение жизни на Земле и других планетах» плюс временнЫе метки с моими комментариями.
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230682.html#msg230682

Лекция «Происхождение жизни» плюс временнЫе метки с моими комментариями.
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230687.html#msg230687

Опять в краткой форме озвучил свою идею формирования живых систем.
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230749.html#msg230749

И несколько сообщений из дискуссии, непосредственно касающихся отдельных моментов проблемы формирования живых систем и возникновения жизни на планете.
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230759.html#msg230759
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230767.html#msg230767
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230776.html#msg230776
Цитата: ArefievPV от июля 24, 2019, 17:23:54
Формирование всё более сложных и всё более устойчивых систем (вплоть до живых систем) происходило в силу естественных причин.

Схема каскадного усложнения проста и природе неоднократно реализуется.

Повышение концентрации исходных компонентов приводит к интенсификации взаимодействия между этими компонентами и, как следствие, приводит к повышению вероятности возникновения при таком взаимодействии, более сложных конечных реакций и более сложных конечных структур, чем исходные компоненты и исходные реакции.

https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg230751.html#msg230751
Цитата: ArefievPV от июля 24, 2019, 10:14:06
Схема каскадного усложнения проста и природе неоднократно реализуется.

Повышение концентрации исходных компонентов приводит к интенсификации взаимодействия между этими компонентами и, как следствие, приводит к повышению вероятности возникновения при таком взаимодействии, более сложных конечных реакций и более сложных конечных структур, чем исходные компоненты и исходные реакции.

И здесь я об этом кратко упоминал:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230749.html#msg230749

https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg230754.html#msg230754
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg230758.html#msg230758
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg230765.html#msg230765
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg230768.html#msg230768
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg230771.html#msg230771
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg230774.html#msg230774
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg230788.html#msg230788
Цитата: ArefievPV от июля 25, 2019, 06:11:15
Вообще создание нового носит циклический характер: сначала наращивание сложности (например, по схеме каскадного усложнения), потом оптимизация под определённый набор функций (по сути, упрощение структуры и отсечение всего избыточного/лишнего).

https://paleoforum.ru/index.php/topic,10977.msg230911.html#msg230911
Цитата: ArefievPV от июля 28, 2019, 09:18:02
Функциональное, системное усложнение всегда носит циклический характер - сначала тупое наращивание сложности (грубо и утрированно - "синтез") в действующих условиях 1, потом оптимизация (грубо и утрированно - "распад") в действующих условиях 2.

P.S. К последней цитате небольшой комментарий.
Условия 1 для какого-то спектра реакций обычно складываются при возрастании концентрации реагентов (процессы синтеза превалирует, так сказать, над процессами распада). Там принцип возможности протекания реакций и образования соответствующих продуктов этих реакций можно описать фразой – разрешено всё, что не запрещено. То есть, понятно, что разрешено хоть и очень много, но не бесконечно много.

Условия 2 для какого-то спектра реакций обычно складываются при уменьшении концентрации реагентов (то есть, синтез резко падает, а распад продуктов синтеза идёт по-прежнему, как минимум), и начинает идти отбор на устойчивость реакций и устойчивость продуктов этих реакций. Отбор на устойчивость идёт именно к существующим условиям.

P.S. В приведённых цитатах только часть важных идей, желательно прочитать всё сообщение целиком.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Шаройко Лилия от июля 28, 2019, 14:38:04
Не знаю стоит ли к коллекции добавлять статью с Элементов, которую я сейчас разместила в разделе космоса. Может Вы еще не успели ее прочитать - там конечно в основном геология и геохимия, гидрогеологии немного.
Но наверное стоит обратить на нее внимание.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от июля 28, 2019, 14:50:30
Цитата: Шаройко Лилия от июля 28, 2019, 14:38:04
Не знаю стоит ли к коллекции добавлять статью с Элементов, которую я сейчас разместила в разделе космоса.
Стоит.
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg230941.html#msg230941
Цитата: Шаройко Лилия от июля 28, 2019, 14:05:19
Статья эта интересна во многих отношениях, вообще по первым этапам возникновения нашей планеты, разложенным по полочкам с привидением многих как западных так и русских источников, написана очень просто, почти для широкой публики, очень советую хотя бы взглянуть. Подробно расписан первый миллиард жизни Земли:

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434355/Biografiya_Zemli_osnovnye_etapy_geologicheskoy_istorii
Статья называется "Биография Земли: основные этапы геологической истории"
ЦитироватьОб авторах

Михаил Иванович Кузьмин — академик РАН, директор Института геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН с 1988 по 2012 г. В настоящее время главный научный сотрудник института и советник РАН. Ведущий специалист в области геохимии, геодинамики, петрологии. Один из создателей нового направления в геологии — химической геодинамики. Лауреат Государственной РФ (1997) и Демидовской (2007) премий.

Владимир Викторович Ярмолюк — академик РАН, заведующий лаборатории Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН. Область научных интересов — процессы глубинной геодинамики, изотопная геохимия, редкометалльный магматизм и связанные с ним месторождения, палеогеодинамические реконструкции. Лауреат премии имени Ленинского комсомола (1978), Государственной премии РФ (1997) и премии им. В. А. Обручева (2005).

И ещё ссылку на одну заметку сюда размещу:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,2220.msg230724.html#msg230724
Цитата: ArefievPV от июля 23, 2019, 18:49:49
Безмембранные капли предложили на роль предшественников клеток
https://nplus1.ru/news/2019/07/23/aha-compartment
Химики описали новый вариант образования предшественников живых клеток в водном растворе — областей, где могли бы накапливаться органические вещества. По их мнению, подходящими свойствами обладают лишенные мембран капли, сформированные полиэфирами альфа-гидроксикислот. Эти вещества часто синтезируются вместе с аминокислотами и присутствовали во времена зарождения жизни, а микрокапли из них спонтанно образуются после цикла высушивания и смачивания, что могло происходить по берегам первичных водоемов, пишут авторы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciencs.

P.S. Потом проще будет найти нужную информацию на форуме по данной тематике. 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Шаройко Лилия от июля 28, 2019, 15:08:29
Ясно, я не открывала все ссылки, просто увидела коллекцию, подумала хорошая штука как идея. Возможно стоит к каждой ссылке делать пару предложений аннотации типа как в последних так удобнее - тогда открываешь как справочник, и видишь куда направить стопы. Но, разумеется, на Ваше усмотрение. Больше не буду офтопить тут, просто прочитаю.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от сентября 04, 2019, 07:30:46
Ещё одна ссылка (в продолжение разработки гипотезы возникновения живых систем):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg231977.html#msg231977

Про важную роль «паразитов» для эволюции живых систем (конкретно – для перехода живых систем в клеточную форму существования) и про то, что такой переход состоялся в виде колонии клеточных организмов (можно сказать, «недоорганизмов»), а не по отдельности (по отдельности такие «недоорганизмы» ещё не могли выжить). Потом (после возникновения полноценной клеточной формы жизни) в колонии стали объединятся отдельные клетки, но это было уже вторичным процессом и на совсем другом уровне.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от сентября 21, 2019, 10:34:27
Добавлю.

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg232920.html#msg232920
Здесь про стадийность жизненного цикла живых систем, упоминание про неклеточность и негенетичность первичных форм живых систем.

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg232921.html#msg232921
А здесь уже более подробно про негенетичность -  возникновение генома (пассивной фазы существования), как отражения активной фазы существования живой системы.

https://paleoforum.ru/index.php/topic,2220.msg233198.html#msg233198
Заметка с моими комментариями. Готовые "движки", которые вполне могут "оседлать" некие процессы/реакции/системы (впоследствии расцениваемые нами как живые) во Вселенной вовсе не редкость. На Титане аж суперкруговорот имеется (метан - азот - метан - азот - и т.д.) - осталось его только "оседлать". ::)
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от сентября 21, 2019, 11:11:38
Ещё немного ссылок (некоторые важные моменты в них имеются).

Сначала про органику на Титане (сокристаллы), как дополнение к заметке, о готовых "движках" для жизни:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg229507.html#msg229507

Теперь ссылки на дискуссию в другой теме:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg223416.html#msg223416
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg223417.html#msg223417
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg223425.html#msg223425
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg223510.html#msg223510

Здесь видео (критерии наличия жизни по составу атмосферы), текст из моего сообщения (про неуглеродные формы жизни), мои комментарии:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg229517.html#msg229517

А это само сообщение (с заметкой про неуглеродные формы жизни):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,2220.msg176283.html#msg176283
Цитата: ArefievPV от мая 25, 2015, 18:59:52
Неуглеродные формы жизни: кремний или азот?
http://www.popmech.ru/science/58460-neuglerodnye-formy-zhizni-kremniy-ili-azot/#full
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 10, 2019, 06:47:12
Добавлю.

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg233999.html#msg233999
Здесь повторно и кратко про концепцию возникновения жизни (возникла сразу на уровне биосферы, живая система и условия обитания эволюционировали совместно).

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234129.html#msg234129
Здесь собрал цитаты из сообщений (дискуссия о возникновении жизни в бесклеточной форме), пояснения, почему придерживаюсь варианта гипотезы возникновения жизни изначально в бесклеточной форме.

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234160.html#msg234160
Здесь просто ответ участнику (предельно краткие фразы-пояснения по некоторым моментам).

P.S. Опять хочу напомнить (на всякий случай - вдруг кто-то по ссылкам пойдёт читать сообщения) про главное.

Основной признак живой системы, это не клеточное строение, наличие генома, размножение и т.д. Основной признак – это наличие у системы стремления к самосохранению и способность реализовать это стремление. Всё остальное вторично. ::)
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 10, 2019, 07:00:18
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 06:47:12Основной признак – это наличие у системы стремления к самосохранению и способность реализовать это стремление
А у обычной, скажем, резинки разве нет такого "стремления" к самосохранению? В ответ на внешнее усилие у неё происходит деформация благодаря которой не происходит разрушение, например, как у камня (последний деформируется без разрушения относительно мало). Чем это - не стремление к самосохранению? Но мы же не называем, на этом основании, резинку живой.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 10, 2019, 07:21:28
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 07:00:18
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 06:47:12Основной признак – это наличие у системы стремления к самосохранению и способность реализовать это стремление
А у обычной, скажем, резинки разве нет такого "стремления" к самосохранению? В ответ на внешнее усилие у неё происходит деформация благодаря которой не происходит разрушение, например, как у камня (последний деформируется без разрушения относительно мало). Чем это - не стремление к самосохранению? Но мы же не называем, на этом основании, резинку живой.
Кто называет способность объектов к упругой деформации стремлением к самосохранению?
В лучшем случае, здесь просматривается стремление вернуться в прежнее состояние с минимальной энергией...

Я, например, могу спокойно резать кусочками эту резинку и никакого стремления к самосохранению она не проявит - не убежит, не уползёт, не покроется защитной оболочкой, не ощетинится шипами и т.д. Камень, кстати тоже не проявляет никакого стремления к самосохранению - коли его, пили его...

А вот живые системы в активной фазе своего существования это стремление к самосохранению проявляют. И мы только по этому стремлению и можем выявить: живая система или косная. В пассивной фазе существования живые системы (например, вирусы, споры) не отличаются от косных - в ней они не проявляются стремления к самосохранению.

P.S. В этой теме мной собраны ссылки на сообщения, в которых на подобные вопросы даю подробные разъяснения...
 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 10, 2019, 07:41:38
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 07:21:28Кто называет способность объектов к упругой деформации стремлением к самосохранению? В лучшем случае, здесь просматривается стремление вернуться в прежнее состояние с минимальной энергией...
А разве стремление к прежнему состоянию - это не есть самосохранение? Если внешним влиянием состояние изменить до неузнаваемости, то получится уничтожение. Тогда разве сопротивление внешнему изменение - не самосохранение? А что это такое самосохранение, как не стремление сохранить некоторое своё состояние прежним (хотя бы приближённо), стремление к сохранению "сасмости"?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 10, 2019, 07:59:52
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 07:41:38
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 07:21:28Кто называет способность объектов к упругой деформации стремлением к самосохранению? В лучшем случае, здесь просматривается стремление вернуться в прежнее состояние с минимальной энергией...
А разве стремление к прежнему состоянию - это не есть самосохранение?
Самосохранение чего? Резинки? Нет - там только можно наблюдать реализацию сохранения состояния. Всё. Причём даже стремления к самосохранению этого состояния (не самой резинки, а состояния резинки) мы в спокойном состоянии не увидим. Ну, не проявляет резинка стремления к сохранению своего состояния.
 
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 07:41:38
Если внешним влиянием состояние изменить до неузнаваемости, то получится уничтожение. Тогда разве сопротивление внешнему изменение - не самосохранение?
Самосохранение, но не стремление к самосохранению. Это вещи разные.

Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 07:41:38
А что это такое самосохранение, как не стремление сохранить некоторое своё состояние прежним (хотя бы приближённо), стремление к сохранению "сасмости"?
Не путайте самосохранение и стремление к самосохранению. Самосохраняться можно и пассивно, не проявляя стремления (например, ориентацию сохраняет неваляшка, гироскоп). Пассивно это, когда только ответная реакция на воздействие, реакции опережающего отражения не проявляется: уронили - поднялся, растянули - сжался, надавили - принял форму (да-да, кусок пластилина точно так же реагирует (самосохраняется), сохраняя своеобразную целостность куска, путём деформации). 

У живых же систем в активной фазе мы явно наблюдаем стремление к самосохранению - ещё только приближается фронт разрушающих воздействий, а они уже запустили каскад реакций опережающего отражения и тем самым обеспечили собственное самосохранение.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 10, 2019, 08:32:10
Кстати, под такое определение жизни вполне могут или даже уже подпадают роботы или компьютерные системы: уже сейчас у них может быть опережающее действие на потенциальное, внешнее разрушение. Например, система защиты от ракетного удара. Но такие системы мы живыми не называем. А в будущем, наверняка, такое опережающее действие, за счёт развития искусственного интеллекта, сможет стать очень даже подобным человеческому. По крайней мере, в некоторых аспектах.



Кстати, пример с резинкой можно тоже рассматривать как опережающее действие, направленное против разрушения: резинка разорвётся, лишь если её достаточно сильно натянуть. Однако же она начинает сопротивляться (т.е. увеличивать упругость по мере натяжения) ещё задолго до того, как возникнет разрушающее действие. Разве это - не заблаговременная, упреждающая реакция направленная на сохранение? В таком случае, чем это - не самосохранение?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 10, 2019, 09:03:17
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 08:32:10
Кстати, под такое определение жизни вполне могут или даже уже подпадают роботы или компьютерные системы: уже сейчас у них может быть опережающее действие на потенциальное, внешнее разрушение. Например, система защиты от ракетного удара. Но такие системы мы живыми не называем.
А где Вы здесь углядели стремление к самосохранению? Система защиты от ракетного удара сама себя пытается сохранить? Нет, она просто выполняет заложенную программу, направленную, в конечном счёте, на сохранение человека. Если бы некая система ИИ обладала таким стремлением (себя любимую сохранить), то плевать ей на человека и на летящие ракеты - нашла бы способы сохраниться (не только сбивая ракеты) - например поднять в небо гражданские самолёты (это я от фонаря). Но тогда такую систему надо уже называть системой ИР (искусственного разума).

Интеллект - это вычислительный функционал системы, а разум - это способность системы реализовать собственное стремление к самосохранению средствами интеллекта. Жизнь - это проявление системой стремления к самосохранению.

Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 08:32:10
А в будущем, наверняка, такое опережающее действие, за счёт развития искусственного интеллекта, сможет стать очень даже подобным человеческому. По крайней мере, в некоторых аспектах.
Если человек собственными руками не наградит системы ИИ стремлением к самосохранению (грубо говоря, стремлением выжить), то не станет. Такая вещь - стремление к самосохранению - может быть и программно установлена (частично в большинстве ОС она реализована).

Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 08:32:10
Кстати, пример с резинкой можно тоже рассматривать как опережающее действие, направленное против разрушения: резинка разорвётся, лишь если её достаточно сильно натянуть. Однако же она начинает сопротивляться (т.е. увеличивать упругость по мере натяжения) ещё задолго до того, как возникнет разрушающее действие. Разве это - не заблаговременная, упреждающая реакция направленная на сохранение? В таком случае, чем это - не самосохранение?
Это ведь всё наши интерпретации на основе наблюдений и имеющихся у нас знаний.

Разным системам мы приписываем и разный уровень стремления к самосохранению, и разную способность реализовать это стремление. Для косных систем мы обычно используем понятия устойчивости...

Мало того, в разных ситуациях  и/или при наличии разных знаний, мы одной и той же системы способны приписать разный уровень стремления и разную способность реализовать это стремление.

Например, если живая система, в своём стремлении сохранится, демонстрирует определённый уровень реакций (определённый уровень поведения), мы начинаем характеризовать это как проявление разумности.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 10, 2019, 09:37:21
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 09:03:17Это ведь всё наши интерпретации на основе наблюдений и имеющихся у нас знаний. ... Например, если живая система, в своём стремлении сохранится, демонстрирует определённый уровень реакций (определённый уровень поведения), мы начинаем характеризовать это как проявление разумности.
Вообще-то в вашем определении жизни как стремления к самосохранению ничего о разумности сказано не было. Поэтому, и не вижу никаких причин, чтобы в соответствии с этим определением не признать реакцию резинки на деформацию как самосохранение и, тем самым, признать резинку живой.

Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 09:03:17А где Вы здесь углядели стремление к самосохранению? Система защиты от ракетного удара сама себя пытается сохранить? Нет, она просто выполняет заложенную программу, направленную, в конечном счёте, на сохранение человека.
Не только человека, но и себя. В определении живых систем, как систем, стремящихся к самосохранению ничего не сказано о том, что они должны стремиться к сохранению только самих себя непосредственно. Кроме того, если бы это было бы сказано, то это бы напрямую противоречило тому, что мы понимаем под живыми системами. Поскольку в них широко распространено самопожертвование (например, паучиха даёт команду паучатам, чтобы те её съели).
  Так же в определение живых систем, которое Вы дали, как стремящихся к самосохранению ничего не сказано о том, что в основе механизма не может быть программа. А если бы это и было сказано, то чем само стремление к самосохранению живых систем - не программа? Это стремление, как и обычная программа, тоже было заложено в систему с её возникновением и как обычная программа, так и программа самосохранения живых систем, вообще говоря, не обязательно могут работать детерминировано. Например, обычная программа может работать и на основе генератора случайных чисел и, поэтому, может давать совершенно непредсказуемые результаты (точно так же, как и программа самосохранения живых систем), зараннее неизвестные создателю программы. Принципиальной разницы я не вижу, если не считать принципиально разных носителей этих программ (одни – на «железе», другие – на органике).
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 10, 2019, 10:12:11
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 09:37:21
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 09:03:17Это ведь всё наши интерпретации на основе наблюдений и имеющихся у нас знаний. ... Например, если живая система, в своём стремлении сохранится, демонстрирует определённый уровень реакций (определённый уровень поведения), мы начинаем характеризовать это как проявление разумности.
Вообще-то в вашем определении жизни как стремления к самосохранению ничего о разумности сказано не было. Поэтому, и не вижу никаких причин, чтобы в соответствии с этим определением не признать реакцию резинки на деформацию как самосохранение и, тем самым, признать резинку живой.
Она проявляет стремление? Типа, я собираюсь её начать растягивать, а она выскользнула и уползла?
Я своё определение предоставил. Если Вы с ним не согласны, то так и скажите. Нет вопросов - останемся каждый при своём мнении.

Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 09:37:21
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 09:03:17А где Вы здесь углядели стремление к самосохранению? Система защиты от ракетного удара сама себя пытается сохранить? Нет, она просто выполняет заложенную программу, направленную, в конечном счёте, на сохранение человека.
Не только человека, но и себя.
Это как раз не обязательно. У системы нет такого стремления - себя сохранить, у неё есть стремление выполнить определённые действия (в итоге - сохранить человека, но она об этом может и не знать).

Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 09:37:21
В определении живых систем, как систем, стремящихся к самосохранению ничего не сказано о том, что они должны стремиться к сохранению только самих себя непосредственно.
Кроме того, если бы это было бы сказано, то это бы напрямую противоречило тому, что мы понимаем под живыми системами. Поскольку в них широко распространено самопожертвование (например, паучиха даёт команду паучатам, чтобы те её съели).
В этой теме собраны все необходимые ссылки. В сообщениях я расписываю и объясняю и подобные вопросы. Кратко: система может использовать (и использует) способ (стратегию, тактику) сохранять себя, жертвуя своими частями.
 
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 09:37:21
Так же в определение живых систем, которое Вы дали, как стремящихся к самосохранению ничего не сказано о том, что в основе механизма не может быть программа. А если бы это и было сказано, то чем само стремление к самосохранению живых систем - не программа? Это стремление, как и обычная программа, тоже было заложено в систему с её возникновением и как обычная программа, так и программа самосохранения живых систем, вообще говоря, не обязательно могут работать детерминировано.
Вообще-то я написал как раз другое:
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 09:03:17
Такая вещь - стремление к самосохранению - может быть и программно установлена (частично в большинстве ОС она реализована).
Материальная же основа самосохранения и стремления к самосохранению - это закольцованные (замкнутые на самое себя) каскады и цепочки процессов внутри системы. Именно через такие процессы и реализуется способность/свойство/качество системы к самосохранению и стремления к самосохранению. Процессы могут иметь разную физическую основу - лишь бы посредством обратных связей они могли себя поддерживать в активном состоянии.

Живые системы на молекулярно-атомарной основе (на Земле - это преимущественно соединения углерода и воды) именно так и сформировались - произошло замыкание каскадов процессов химических реакций внутри системы (типа, внутри системы сформировались замкнутые самоподдерживающиеся гиперциклы).

Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 09:37:21
Например, обычная программа может работать и на основе генератора случайных чисел и, поэтому, может давать совершенно непредсказуемые результаты (точно так же, как и программа самосохранения живых систем), зараннее неизвестные создателю программы. Принципиальной разницы я не вижу, если не считать принципиально разных носителей этих программ (одни – на «железе», другие – на органике).
Не уловил посыла - это было к чему сказано?

Живые системы (соответственно, и программы в них, если так можно выразится), в конечном итоге, формирует среда (своими воздействиями).
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 10, 2019, 10:44:04
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 10:12:11Она проявляет стремление? Типа, я собираюсь её начать растягивать, а она выскользнула и уползла?
Да, проявляет стремление: стремится противостоять внешней деформации. Это – не я придумал. В полном соответствии с законами механики.  Там даже есть так называемый принцип наименьшего действия, который гласит, что механическая система движется так, что стремиться его (так называемое «действие») минимизировать. В данном случае, это проявляется в стремлении противостояния деформации (резинки).


Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 10:12:11Если Вы с ним не согласны, то так и скажите. Нет вопросов - останемся каждый при своём мнении.
Думаю, ответ Вы и сами знаете. А если бы я не хотел с Вами разговаривать на эту тему, оставаясь при своём мнении, то я бы не ответил на соответствующий Ваш пост и не начал бы диалог.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 10, 2019, 10:59:46
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 10:44:04
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 10:12:11Она проявляет стремление? Типа, я собираюсь её начать растягивать, а она выскользнула и уползла?
Да, проявляет стремление: стремится противостоять внешней деформации. Это – не я придумал. В полном соответствии с законами механики.  Там даже есть так называемый принцип наименьшего действия, который гласит, что механическая система движется так, что стремиться его (так называемое «действие») минимизировать. В данном случае, это проявляется в стремлении противостояния деформации (резинки).
Повторю:
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 09:03:17
Это ведь всё наши интерпретации на основе наблюдений и имеющихся у нас знаний.

Разным системам мы приписываем и разный уровень стремления к самосохранению, и разную способность реализовать это стремление. Для косных систем мы обычно используем понятия устойчивости...

Мало того, в разных ситуациях  и/или при наличии разных знаний, мы одной и той же системы способны приписать разный уровень стремления и разную способность реализовать это стремление.

Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 10:44:04
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 10:12:11Если Вы с ним не согласны, то так и скажите. Нет вопросов - останемся каждый при своём мнении.
Думаю, ответ Вы и сами знаете. А если бы я не хотел с Вами разговаривать на эту тему, оставаясь при своём мнении, то я бы не ответил на соответствующий Ваш пост и не начал бы диалог.
Нет, не знаю. Возможно, Вам просто интересна тема происхождения жизни на нашей планете.

Повторю своё замечание: в этой теме собраны все необходимые ссылки. Многие вопросы, в сообщениях по этим ссылкам, я разбирал весьма подробно.

Дополню (на всякий случай).
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 10:12:11
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 09:37:21
В определении живых систем, как систем, стремящихся к самосохранению ничего не сказано о том, что они должны стремиться к сохранению только самих себя непосредственно.
Кроме того, если бы это было бы сказано, то это бы напрямую противоречило тому, что мы понимаем под живыми системами. Поскольку в них широко распространено самопожертвование (например, паучиха даёт команду паучатам, чтобы те её съели).
В этой теме собраны все необходимые ссылки. В сообщениях я расписываю и объясняю и подобные вопросы. Кратко: система может использовать (и использует) способ (стратегию, тактику) сохранять себя, жертвуя своими частями.
С размножением аналогичная история. ::)

И об этом тоже есть в сообщениях по ссылкам.

Если совсем грубо, то это тоже способ (тактика, стратегия) сохранится – генерировать (продуцировать) свои части. Причём, такая реакция системы подходит под определение опережающего отражения – загодя наплодить (накопировать, реплицировать) кучу легкоповреждаемых частей и с помощью таких частей адаптироваться/приспособиться под изменяющиеся условия (подладится под них, притереться к ним).

Любые такие части системы были изначально побочными продуктами метаболизма. ЕО оставил только системы, у которых такие побочные продукты способствовали выживанию систем (сохранению их целостности и работоспособности).

Вообще-то это (жертвование частями, репликация частей) свойственно многим сложным системам.
В системе, ценой деформации, разрушения, перемещения структур частного порядка, сохраняется структура старшего порядка.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 10, 2019, 11:33:02
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 10:59:46
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 10:44:04
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 10:12:11Она проявляет стремление? Типа, я собираюсь её начать растягивать, а она выскользнула и уползла?
Да, проявляет стремление: стремится противостоять внешней деформации. Это – не я придумал. В полном соответствии с законами механики.  Там даже есть так называемый принцип наименьшего действия, который гласит, что механическая система движется так, что стремиться его (так называемое «действие») минимизировать. В данном случае, это проявляется в стремлении противостояния деформации (резинки).
Повторю:
Цитата: ArefievPV от октября 10, 2019, 09:03:17
Это ведь всё наши интерпретации на основе наблюдений и имеющихся у нас знаний.

Разным системам мы приписываем и разный уровень стремления к самосохранению, и разную способность реализовать это стремление. Для косных систем мы обычно используем понятия устойчивости...

Мало того, в разных ситуациях  и/или при наличии разных знаний, мы одной и той же системы способны приписать разный уровень стремления и разную способность реализовать это стремление.

Тогда это и означает, что Ваше определение жизни не полно и включает в себя поло случаев, которые мы жизнью, интуитивно, не считаем. Потому, что в этом определении жизни не шло никакой речи о разных уровнях стремления и ничего не говорится о том, какое стремление «правильное» (а какое нет) для того, чтобы его можно было использовать в этом определении для того, чтобы оно отвечало тому, что мы, интуитивно, подразумеваем под жизнью.

П. С.: Неужели не понятно, что человек, говорящий подобное не может согласиться с таким определением?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 10, 2019, 11:44:53
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 11:33:02
Тогда это и означает, что Ваше определение жизни не полно и включает в себя поло случаев, которые мы жизнью, интуитивно, не считаем. Потому, что в этом определении жизни не шло никакой речи о разных уровнях стремления и ничего не говорится о том, какое стремление «правильное» (а какое нет) для того, чтобы его можно было использовать в этом определении для того, чтобы оно отвечало тому, что мы, интуитивно, подразумеваем под жизнью.

П. С.: Неужели не понятно, что человек, говорящий подобное не может согласиться с таким определением?
Моё определение общее - лаконичное и понятное. В сообщениях рассматривал каждый пункт Ваших возражений по отдельности (и подробно).

Повторю в третий раз: в этой теме собраны все необходимые ссылки.
Многие вопросы, в сообщениях по этим ссылкам, я разбирал весьма подробно и теперь не вижу смысла на сотне страниц опять их расписывать. Не собираетесь читать - Ваше право, но тогда и не "бомбите" меня своими вопросами (я на них уже по десятому разу отвечаю) - все ответы имеются по ссылкам.

Ещё раз: если Вы не можете согласится с таким определением (не устраивает Вас оно), то остановитесь на своём определении - у меня нет возражений. 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Лаплас от октября 11, 2019, 00:47:44
Цитата: Alexeyy от октября 10, 2019, 09:37:21Например, обычная программа может работать и на основе генератора случайных чисел и, поэтому, может давать совершенно непредсказуемые результаты (точно так же, как и программа самосохранения живых систем), зараннее неизвестные создателю программы. Принципиальной разницы я не вижу, если не считать принципиально разных носителей этих программ (одни – на «железе», другие – на органике).

1. Непредсказуемость поведения живых организмов есть следствие не только действительно случайных событий (например, мутаций ДНК), но и нашего незнания всех подробностей выбора поведенческой реакции. При этом предсказание поведения диссипативных систем (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%BF%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0), каковыми является всё живое, значительно ограничено в принципе. Поэтому если в том же объёме, в каком нам непонятно поведение животного, мы наполним искусственную систему случайными решениями посредством генератора случайных чисел, то попросту получим систему, дающую ответ случайным образом. Естественно, ничего осмысленного такая система делать не сможет.

2. Что касается самосохранения, то рассмотрите гомеостаз, и какими свойствами должна обладать система, у которой может быть гомеостаз. «Гомеостаз — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.» Резинка, кирпич или любая искусственная система открытыми системами (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_(%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0)) не являются, динамическое равновесие не поддерживают (так как или уже находятся в равновесии, или прямо стремятся к нему), поэтому гомеостазом не обладают, а значит, и к самосохранению отношения не имеют.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 11, 2019, 05:17:49
В обсуждавшемся определении про гомеостаз ничего сказано не было.

Цитата: Лаплас от октября 11, 2019, 00:47:44Поэтому если в том же объёме, в каком нам непонятно поведение животного
Вообще-то я говорил не о непонятности, а о случайности.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Лаплас от октября 11, 2019, 06:05:47
Цитата: Alexeyy от октября 11, 2019, 05:17:49В обсуждавшемся определении про гомеостаз ничего сказано не было.

А надо бы. Иначе у вас трёп, а не обсуждение самосохранения.

Цитата: Alexeyy от октября 11, 2019, 05:17:49Вообще-то я говорил не о непонятности, а о случайности.

Вы в курсе, что такое хаос? Это когда поведение системы принципиально выглядит случайным, но на самом деле оно детерминированное. В поведении живого большая составляющая хаоса - то есть предсказание поведения живого (и вообще всех диссипативных систем) в принципе значительно ограничено, хотя оно вполне себе детерминировано опытом и средой. Поэтому если вы, пытаясь повторить сложность поведение животного, всю эту непредсказуемость сведёте к генератору случайных чисел, полагая, что непредсказуемость - это реальная случайность, то поведение такой системы будет попросту бессмысленным, так как с опытом и средой генератор случайных чисел никак не связан.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 11, 2019, 07:20:05
Цитата: Лаплас от октября 11, 2019, 06:05:47А надо бы. Иначе у вас трёп, а не обсуждение самосохранения.
Вообще-то это - не ко мне: не моё определение. Вообще-то, я как раз и пытался показать, что это определение - очень не полно.


Цитата: Лаплас от октября 11, 2019, 06:05:47
Вы в курсе, что такое хаос? Это когда поведение системы принципиально выглядит случайным, но на самом деле оно детерминированное. ... Поэтому если вы, пытаясь повторить сложность поведение животного, всю эту непредсказуемость сведёте к генератору случайных чисел, полагая, что непредсказуемость - это реальная случайность...
Ещё раз говорю: я говорил о случайности (принципиальной случайности), а не о хаосе в том смысле, про который сказали Вы. И, соответственно, не вёл речи о подмене этого хаоса случайностью (потому, как Вы верно заметили, это не одно и то же).
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 21, 2019, 18:05:03
В продолжение разработки гипотезы.
Немного ссылок добавлю (накопилось уже).

Здесь про аналогию с копировальным аппаратом:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234446.html#msg234446

Здесь расписал последовательность рассуждений, когда формулировал определение жизни (точнее, живой системы):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234477.html#msg234477

Здесь определение жизни и биосферы (немного о прочих «-сферах»), про живую систему различных уровней (и их ограничения):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234599.html#msg234599

Здесь упоминание о неизбежности появления жизни:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234614.html#msg234614

Здесь про «оседлание» жизнью круговоротов:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10977.msg234616.html#msg234616
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10977.msg234729.html#msg234729

Здесь про факторы, необходимые для возникновения жизни:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234736.html#msg234736

Здесь продолжение про разделение живой системы по фазам и возникновение «протоклеточности» и «протогенома»:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234816.html#msg234816
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от октября 31, 2019, 09:21:26
Ещё немного материала накопилось...

Здесь продолжение разработки гипотезы (возникновение «почкования», клеточности, генома):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234921.html#msg234921

Здесь про реакцию опережающего отражения, про внутреннюю активность и потенциал внутренней активности:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg235127.html#msg235127

Здесь про изначальную социальность живых систем (социальность, по сути, это проявление системности):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg235197.html#msg235197
Социальность, как проявление нашего наследия (от протоколоний из протоклеток)...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 05, 2019, 04:48:05
Любопытная новость...

Разместил здесь (с комментарием):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,2220.msg235332.html#msg235332
Цитата: ArefievPV от ноября 05, 2019, 04:39:01
Цитоплазма яйца лягушки самопроизвольно подразделяется на отсеки, напоминающие клетки
https://elementy.ru/novosti_nauki/433561/Tsitoplazma_yaytsa_lyagushki_samoproizvolno_podrazdelyaetsya_na_otseki_napominayushchie_kletki
Эксперименты с экстрактами яиц шпорцевой лягушки Xenopus laevis показали, что цитоплазма яйца способна самопроизвольно подразделяться на многочисленные отсеки, напоминающие клетки, хотя и не окруженные клеточными мембранами. Такая самоорганизация, основанная на формировании упорядоченных комплексов тубулиновых микротрубочек, происходит даже в отсутствие ДНК, клеточных ядер и центросом. Если же в экстракт добавить ядра и центросомы сперматозоидов, то отсеки начинают еще и делиться — почти как настоящие клетки раннего эмбриона. Исследование показало, что цитоплазма яйца содержит важную негенетическую информацию о структуре и поведении эмбриональных клеток.

P.S. Вполне возможно, что те же факторы (негенетическая информация) способствовали сегментации содержимого прудов. Это проявлялось, как формирование массивов пены в таких прудах.

Клеточные формы жизни до сих пор могут нести в себе остатки этих факторов не только в генах, но и в свободном состоянии – в цитоплазме (в каком они были когда-то у бесклеточных форм жизни).

Благодаря этим факторам обеспечивалось формирование протоколоний из протоклеток на этапе перехода к клеточной форме жизни.

Само собой, факторы, находящиеся в цитоплазме клеток могут оказаться весьма отличными от факторов (веществ, процессов), содержащихся в протоплазме прудов.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 05, 2019, 10:48:22
Вот     только  проблема    тубулина   ...   И  откуда  он  взялся в  протоплазме  прудов  ?
Вы хотите  всю  современную   биохимию  клетки   засунуть в  протоплазму  Соляриса  ?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 05, 2019, 11:29:31
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 10:48:22
Вот     только  проблема    тубулина   ...   И  откуда  он  взялся в  протоплазме  прудов  ?
Я почти уверен, что его там не было. Это продукт более поздней эволюции, и эволюции в совершенно других условиях. Те аминокислотные цепочки возникали в протоплазме прудов как побочные продукты, и переход на белки состоялся много позднее (и во многом - случайно) уже в процессе формирования протоклеточности.

В то время в протоплазме могли находится совершенно другие вещества, способные стать либо своеобразными узлами сегментации, либо способные образовывать нити и подобия сетей из этих нитей (эдакие "дырявые" плёнки).

Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 10:48:22
Вы хотите  всю  современную   биохимию  клетки   засунуть в  протоплазму  Соляриса  ?
Так и было. В противном случае, Вам придётся опять столкнуться с проблемой практически одновременного возникновения множества структур живых систем. А такое единовременное событие практически невероятно даже за время (официально предполагаемое) существования нашей Вселенной (порядка 13 млрд. лет).

Только важный нюанс - там была биохимия вовсе не современной клетки. Биохимия первых клеток была только крохотной частью общей совокупности биохимических процессов, протекавших в протоплазме прудов гидробиологической системы. Грубо говоря, только та биохимии, которая укоренилась в массивах пены (смогла проникнуть туда и/или была захвачена). Вот которая укоренилась - та была похожа на биохимию современных клеток (прокариот). Подчёркиваю - только похожа. В процессе дальнейшей эволюции она стала сильно отличаться от предковой.

А белковый обмен (точнее, предшественник этих процессов) был захвачен (как я уже говорил, во многом случайно).

Питер, Вы слишком цепляетесь за клеточность и генетичность...
И то, и другое - это продукты долгой эволюции структур живых систем внутри биосферы.
Понимаете? Внутри биосферы! Жизнь уже возникла (живая система + условия обитания) в то время.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 05, 2019, 12:07:19
Добавлю чуток пояснений (возможно, это Вам поможет проникнуться идеей возникновения жизни именно в бесклеточной форме).

Условно говоря, в протоплазме протекает триллион процессов (по совершенно простой и естественной причине – всё, что не запрещено – то будет протекать), но в массиве пены может протекать только миллион (для остальных – протекание реакций ограничено и/или запрещено) из этого триллиона.

Ограничения могут накладываться, например, размером массива (он не резиновый, и все процессы просто физически в себя разом не сможет вместить). Ограничения другого рода – наличием плёнок, затрудняющих или вообще делающих невозможным, протекание реакций. Ограничения третьего рода – необходимость для протекания определённых реакций достаточно специфических условий – на открытой поверхности, только в капиллярах, только при интенсивном облучении, только при большой скорости омывающего потока и т.д. и т.п.

Причём данная вариация этого миллиона, которая потенциально могла попасть в массив пены, была вовсе не единственная – этих вариаций были триллионы и триллионы. Тут дело случая (для попадания) и дальнейшего отбора уже между вариациями (для укоренения).

И этот миллион-счастливчик совершенно не отражает, всех процессов, протекавших в протоплазме.  8)

Так вот, именно этот миллион и продолжал свою эволюцию: сначала в массивах пены, потом в протоколониях, потом в первичных колониях, потом в микробных сообществах.
И теперь мы имеем перед собой капитально изменившийся миллион и пытаемся судить о первичном триллионе?  ??? Это заведомо невыполнимая задача при современных знаниях и технологиях...

Если бы протоплазма смогла укорениться в массивах пены другим составом, то современная биохимии также была бы совсем другой.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 05, 2019, 13:16:10
Есть    одна  простая  проблема.     Есть  две  цепочки  -   одна    из  аминокислот   и  вторая  из  нуклеотидов.  И    дальше  есть    два  варианта.
1.  Две  цепочки  возникли в  протоплазме    независимо  друг  от  друга.  И   дальше     случайно   они   сошлись   -  и  оказались  нужны   друг  другу.
2.  Сборка  одной  цепочки с  самого  начала   шла  по  шаблону  первой.
Ваш  вариант  ?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 05, 2019, 13:45:02
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 13:16:10
Есть    одна  простая  проблема.     Есть  две  цепочки  -   одна    из  аминокислот   и  вторая  из  нуклеотидов.  И    дальше  есть    два  варианта.
В протоплазме был триллион вариантов... И без нуклеиновых кислот, и без белков...

Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 13:16:10
1.  Две  цепочки  возникли в  протоплазме    независимо  друг  от  друга.  И   дальше     случайно   они   сошлись   -  и  оказались  нужны   друг  другу.
2.  Сборка  одной  цепочки с  самого  начала   шла  по  шаблону  первой.
Ваш  вариант  ?
Наша жизнь – это один из бесчисленных, образно говоря, возможных вариантов, реализованный в большей степени случайно.

Вы как раз такой вариант и рассматриваете - когда в "кипящей" смеси разных процессов, были: и процессы с образованием и распадом нуклеиновых кислот, и процессы с образованием и распадом аминокислотных последовательностей.

Мой вариант звучит примерно так. Они шли независимо в пруду, но в новых условиях (в массивах пены) они начали влиять друг на друга. Циклические процессы синтеза и распада РНК, например, стали базовыми, а вокруг них все прочие (разумеется, из тех, которые попали в массивы пены).

Белки заместили (оказались в новых условиях более подходящими, чем прежние) элементы («кирпичики») уже готовых структур, а далее эволюция структур шла уже с учётом особенностей новых «кирпичиков». Нуклеиновые кислоты также эволюционировали (условно говоря, до ДНК).

То есть, прежде независимые циклы (синтез-распад белков и синтез-распад нуклеиновых кислот), оказавшись рядом (в буквальном смысле) волею обстоятельств, стали зависимыми (они в тех компактных условиях начали влиять на протекание друг друга). В результате такой коэволюции в ограниченных условиях возникли из независимых циклов взаимозависимые циклы.

А про возможности синтеза я уже размещал ссылки.

Здесь на вторую обратите внимание (первая тоже интересная):
Цитата: ArefievPV от сентября 10, 2017, 08:19:31
Тепловой поток через открытую пору способствует непрерывной репликации нуклеиновых кислот и отбору более длинных цепочек
http://elementy.ru/novosti_nauki/432432/Teplovoy_potok_cherez_otkrytuyu_poru_sposobstvuet_nepreryvnoy_replikatsii_nukleinovykh_kislot_i_otboru_bolee_dlinnykh_tsepochek

Первые свидетельства в пользу физической теории происхождения жизни
https://m.geektimes.ru/post/292603/

И здесь:
Цитата: ArefievPV от сентября 10, 2017, 12:01:17
Цианосульфидный протометаболизм — верный путь к земной жизни
http://elementy.ru/novosti_nauki/432438/Tsianosulfidnyy_protometabolizm_vernyy_put_k_zemnoy_zhizni
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 05, 2019, 14:10:31
А    можно  совсем  коротко   -  вариант 1  или  вариант 2  ?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 05, 2019, 14:14:34
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 14:10:31
А    можно  совсем  коротко   -  вариант 1  или  вариант 2  ?
1
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 05, 2019, 17:24:30
Ну  как  вы   пони маете   - у  меня  вариант 2.  Система  с  самого  начала  работала  как  система   -  а  не  как   набор   случайных  блоков.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 05, 2019, 17:49:27
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 17:24:30
Ну  как  вы   пони маете   - у  меня  вариант 2.
Понимаю. Она такой стала уже в массивах пены - предшественников протоколоний. Грубо говоря, такой вид она обрела на первых стадиях перехода жизни к клеточной форме.

Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 17:24:30
Система  с  самого  начала  работала  как  система   -  а  не  как   набор   случайных  блоков.
А она и была системой уже на стадии протоплазмы. Мало того, она была живой системой. Живой безо всяких РНК/ДНК и белков. Я приводил уже определение жизни, живой системы, биосферы.

А то, что отдельные процессы были побочными (и даже "паразитными") - никак не отменяет системность. У нас до сих пор в каждой живой системе протекает куча побочных и "паразитных" процессов - и ничего, живём. И зачастую, при смене условий существования, бывшие побочные и "паразитные" процессы выходят на первый план и становятся основными. Типа, только благодаря вот таким вот бывшим побочным и "паразитным" процессам живой системе и удалось выжить. Так вот, в эволюции с белками и с нуклеиновыми кислотами случилась подобная история...

Питер, Вы тут ВА упрекали, что он не читает, а сами? Ваше право, конечно, но, на мой взгляд, это неправильно.

Кроме того, один из аргументов, Вы вообще пропускаете мимо внимания (наверное, предпочитаете его не замечать). Для того, чтобы Ваш вариант осуществился, должно одновременно очень многое произойти сразу - вероятность такого очень мала. В моей гипотезе этот фактор нивелируется (на что Вы опять не обращаете внимания) - вероятность повышается на много порядков.

Я начинаю подробно пояснять, а в ответ "прилетает":
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 14:10:31
А    можно  совсем  коротко 
И все мои объяснения - "коту под хвост"... Уверен, что Вы их даже читать не стали.

Чтобы было понятно - я на это не обижаюсь, но как вести диалог после такого отношения? И какой смысл в таком диалоге вообще? Вы же только свою точку зрения считаете верной. Типа, Вы доктор наук и нафиг этого Арефьева с его дилетантским мнением.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 05, 2019, 18:05:35
Вот  тут  самое  главное    расхождение.   Вы  уверены  в  том,  что  из  независимых  системных  блоков  можно  собрать     целостную  систему    клеточного  уровня.  Типа было   N   блоков  (как   при  этом   каждый   блок  поддерживается ?  За   счет  чего ?),  пришла  пена,  создала    М   протоклеток  с число  блоков  от 1  до N   в  разных    комбинациях   -   и     возникли  клетки.
Я  уверен в  том,  что      сначала  возникли  условия    для    полимеризации  нуклеотидов.  Как   раз  на  границе   раздела   фаз  (гидрогеология),   в  пористых  структура (тот  самый   термальный  перенос,  о  котором  вы  писали).   И  вот   тут      этап  2  -   сборка  на   этих  олигах  неких     протобелков.  С  пептидной  связью  и  именно  на     олигах     -   с  определением  структуры    протобелка   структурой  олига.   В  некоторых  случаях   этот  комплекс   стимулировал   синтез цепи    нуклеиновой   кислоты и    ее  репликацию.     Так    начиналась   коэволюция   белка  и  нуклеиновой  кислоты.   И  запускался  цикл   -     на  НК   синтезировался   белок,  ускоряющий  синтез   НК.   на  новых  молекулах   НК    опять  же  синтезировался   белок -  в  соответствии с   структурой  НК. 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 05, 2019, 18:08:15
Да,    образование     мономеров  -  нуклеотидов  и  аминокислот  -  чисто   химический  процесс.  Как,  впрочем   и  образование  первых    олигов\протобелков.   Жизнь  началась,  когда  появилась  матричная репликация.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 05, 2019, 18:33:24
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:05:35
Вот  тут  самое  главное    расхождение.
Нет, не тут. Вы ведь так и не поняли мою основную идею - живая система возникла, как результат взаимодействия косных процессов, которые уже сами по себе циркулировали (круговороты вещества и энергии (на различных масштабах и в разных вариантах)). Ничего другого первоначально не было - только это.

И вот эти процессы (которые в неких локальных зонах - я их обозначил гидрогеологической системой - "сплелись" воедино (разумеется в разных местах - по разному и в разных комбинациях) и стали неизбежно "обрастать" разными побочными процессами в силу естественных причин.

Через некоторое время в гидрогеологических системах (по сути - единой системе, так они периодически соединялись друг с другом) остались только наиболее устойчивые совокупности процессов, которые через обратные связи (физико-химические реакции) смогли сохранятся, путём изменения каскадов внутренних реакций, к внешним условиям.

Вот это и была первичная жизнь ещё в бесклеточной форме (эдакая протоплазма).
 
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:05:35
Вы  уверены  в  том,  что  из  независимых  системных  блоков  можно  собрать     целостную  систему    клеточного  уровня.  Типа было   N   блоков  (как   при  этом   каждый   блок  поддерживается ?  За   счет  чего ?),  пришла  пена,  создала    М   протоклеток  с число  блоков  от 1  до N   в  разных    комбинациях   -   и     возникли  клетки.
Не говорил я такого - Вы приписываете мне собственный способ рассуждений. И это, кстати, ещё одно свидетельство, что Вы не читали, что я Вам писал (и теперь, и ещё в прошлые разы).

Пена возникала сама по себе, как побочный результат. Часть реагентов всегда попадала в пузырьки пены естественным путём. Какая-то часть процессов (физико-химических реакций) продолжала идти и в пузырьках (и обмен с окружением у содержимого пузырьков тоже оставался - мембраны пузырьков были несовершенными (насквозь "дырявыми", так сказать)).

И возникли не клетки, а протококолония из протоклеток. По отдельности такие протоклетки ещё не могли жить. Прочитайте мои сообщения - я подробно описывал возможный вариант возникновения протоколоний.

Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:05:35
Я  уверен в  том,  что      сначала  возникли  условия    для    полимеризации  нуклеотидов.  Как   раз  на  границе   раздела   фаз  (гидрогеология),   в  пористых  структура (тот  самый   термальный  перенос,  о  котором  вы  писали).
Конечно. Но условия возникли не только для них - условия возникли для многих процессов. А полимеризация, вполне возможно, была побочным процессом, протекавшим в протоплазме.
 
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:05:35
И  вот   тут      этап  2  -   сборка  на   этих  олигах  неких     протобелков.  С  пептидной  связью  и  именно  на     олигах     -   с  определением  структуры    протобелка   структурой  олига.   В  некоторых  случаях   этот  комплекс   стимулировал   синтез цепи    нуклеиновой   кислоты и    ее  репликацию.     Так    начиналась   коэволюция   белка  и  нуклеиновой  кислоты.   И  запускался  цикл   -     на  НК   синтезировался   белок,  ускоряющий  синтез   НК.   на  новых  молекулах   НК    опять  же  синтезировался   белок -  в  соответствии с   структурой  НК.
Ещё раз говорю - это всё начало происходить уже на стадии перехода жизни в клеточную форму.
Грубо говоря, белки и нуклеиновые кислоты с кучей различных реагентов оказались "запертыми" в пузырьках и вынуждены были начать взаимодействовать друг с другом - вот тогда, по сути, и запустился процесс коэволюции белков и нуклеиновых кислот. Именно там, в массивах пены, и запустился процесс коэволюции, а протоплазме эти процессы возникли: во-первых, независимо друг от друга, а во-вторых, они были для живой протоплазмы побочными.

А если Вы придерживаетесь, по-прежнему, своей теории, то задумайтесь вот над чем:

Получается, что изначально должна возникнуть сразу (подчёркиваю – сразу!) функционирующая система, использующая генетический код. Тут всё увязано в единую систему: и синтез белков в соответствии кодом (на нуклеиновых кислотах), и репликация нуклеиновых кислот, и ферментативная активность и пр. пр. пр... Вероятность одновременного возникновения такого прикиньте?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 05, 2019, 18:42:26
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:08:15
Да,    образование     мономеров  -  нуклеотидов  и  аминокислот  -  чисто   химический  процесс.  Как,  впрочем   и  образование  первых    олигов\протобелков.   Жизнь  началась,  когда  появилась  матричная репликация.
Не совсем так. На первых порах, роль матрицы выполняли вообще неорганические структуры. Это были матрицы которые синтезировали кучу всего самого разного.

Немного попозже на основе таких простых матриц возникли уже более сложные - как "налипшие" органические структуры поверх неорганических. Параллельно шло много отборов на устойчивость продуктов матричного синтеза, на устойчивость этих вторичных матриц, на устойчивость химических циклов и т.д. и т.п. И всё это при постоянном изменении внешних условий.

Просто в том отборе получили довольно большое распространение олиги и протобелки. Но на том этапе они не были самыми важными - важными стали они уже в массивах пены...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 05, 2019, 18:53:56
Цитата: ArefievPV от ноября 05, 2019, 18:33:24Получается, что изначально должна возникнуть сразу (подчёркиваю – сразу!) функционирующая система, использующая генетический код. Тут всё увязано в единую систему: и синтез белков в соответствии кодом (на нуклеиновых кислотах), и репликация нуклеиновых кислот, и ферментативная активность и пр. пр. пр... Вероятность одновременного возникновения такого прикиньте?

Да   не   было    в  этот  момент  кода.   Вы  пишете в  предыдущем  абзаце,  что "белки и нуклеиновые кислоты с кучей различных реагентов оказались "запертыми" в пузырьках и вынуждены были начать взаимодействовать друг с другом - вот тогда, по сути, и запустился процесс коэволюции белков и нуклеиновых кислот. " То  есть у  Вас  уже  есть  и  белки,     нуклеиновые  кислоты.  Которые    возникли   (КАК) вместе с  кучей  реагентов.   Которые   НАЧАЛИ    ВЗАИМОДЕЙСТВОВАТЬ.   И -  чудесным  образом  подошли  друг  к  другу. И  откуда   белки  и  НК   взялись   до  пенной  вечеринки  ???   Ну  и  видимо  ферменты  тоже   уже   были.   

У   меня    нет   еще   кода.   НИКАКОГО.  Есть   просто    химический   синтез   олига  из     мономеров.     Этот    олиг  может    сорбировать  на    себе  аминокислоты.    С  неким     отбором    по  конформации    АК.  В  итоге  образуется            димер  из  олига  и  пептида   -   не  случайного,  а    отобранного.  Дальше     этот димер   (и  тут   чудо)    может  обладать  некоторой  активностью  Р(Д)НК-полимеразы  -  за счет   белка.      И  тогда  олиг     начнет  расти   - и  начнет    расти  и    протобелок.   Ну  и    репликация   -  отжиг  мономеров  на   НК  и    образование    дуплекса.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 05, 2019, 19:10:08
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:53:56
Цитата: ArefievPV от ноября 05, 2019, 18:33:24Получается, что изначально должна возникнуть сразу (подчёркиваю – сразу!) функционирующая система, использующая генетический код. Тут всё увязано в единую систему: и синтез белков в соответствии кодом (на нуклеиновых кислотах), и репликация нуклеиновых кислот, и ферментативная активность и пр. пр. пр... Вероятность одновременного возникновения такого прикиньте?
Да   не   было    в  этот  момент  кода.
Согласен, до перехода в массивы пены - не было. Этот код и появился в результате взаимодействия в "тесных" условиях и жёсткого отбора (в массивах пены).
 
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:53:56
Вы  пишете в  предыдущем  абзаце,  что "белки и нуклеиновые кислоты с кучей различных реагентов оказались "запертыми" в пузырьках и вынуждены были начать взаимодействовать друг с другом - вот тогда, по сути, и запустился процесс коэволюции белков и нуклеиновых кислот. "
Да, именно так.

Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:53:56
То  есть у  Вас  уже  есть  и  белки,     нуклеиновые  кислоты.  Которые    возникли   (КАК) вместе с  кучей  реагентов.
Конечно, есть. Это же побочные продукты накопившиеся в протоплазме.

Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:53:56
Которые   НАЧАЛИ    ВЗАИМОДЕЙСТВОВАТЬ.
Если "нос к носу" столкнуть, то поневоле начнёшь взаимодействовать. В пузырьках ситуация как раз такая...
 
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:53:56
И -  чудесным  образом  подошли  друг  к  другу.
Не передёргивайте - не чудесным. Какие-то немного подходили, какие-то уже в пузырьках "притёрлись"...

Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:53:56
И  откуда   белки  и  НК   взялись   до  пенной  вечеринки  ???   Ну  и  видимо  ферменты  тоже   уже   были.
В ответе 49 я сегодня ссылки приводил. Например, как один из вариантов:
Цитата: ArefievPV от ноября 05, 2019, 13:45:02
И здесь:
Цитата: ArefievPV от сентября 10, 2017, 12:01:17
Цианосульфидный протометаболизм — верный путь к земной жизни
http://elementy.ru/novosti_nauki/432438/Tsianosulfidnyy_protometabolizm_vernyy_put_k_zemnoy_zhizni

Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 18:53:56
У   меня    нет   еще   кода.   НИКАКОГО.  Есть   просто    химический   синтез   олига  из     мономеров.     Этот    олиг  может    сорбировать  на    себе  аминокислоты.    С  неким     отбором    по  конформации    АК.  В  итоге  образуется            димер  из  олига  и  пептида   -   не  случайного,  а    отобранного.  Дальше     этот димер   (и  тут   чудо)    может  обладать  некоторой  активностью  Р(Д)НК-полимеразы  -  за счет   белка.      И  тогда  олиг     начнет  расти   - и  начнет    расти  и    протобелок.   Ну  и    репликация   -  отжиг  мономеров  на   НК  и    образование    дуплекса.
Это ведь всё необходимо ещё и соединить в каком-то объёме (собрать их в одном месте), верно? Когда всё разбавлено и болтается по всему пруду конвективными потоками и течениями, такие процессы будут протекать с трудом (а может, и вообще не будут). А у меня в массиве воздушных полупроницаемых пузырьков они собраны - реакции пойдут. Получается, опять мой вариант лучше.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 05, 2019, 19:25:53
Почему    два    случайно    синтезированных     олига  и  протобелка  вообще   будут  между  собой   взаимодейстовать ?
Про    болтания в  пруду.   
1.   Олиг   должен   быть  фиксирован     в  пруду.  На  дне,  на  стенке.
2.   Мимом  плывут   нуклеотиды  и  АК.  Какие-то  образуют   комплекс  с  олигом  и  достраивают  олиг.     Какие-то  АК  отжигаются    на  олиг. И
дают     протобелок. Достаточно  прочный  и  не    денатурирующий  из  комплекса с    олигом.

Плюс    этого   -     олиг    стоится  постепенно.  И  постепенно  по  олигу  собирается   белок.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 05, 2019, 19:39:18
Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 19:25:53
Почему    два    случайно    синтезированных     олига  и  протобелка  вообще   будут  между  собой   взаимодейстовать ?
Они не обязаны, но могут - случайно, если много тех и других. Кроме того, часть таких "сладких парочек" синтезировалась в комплексе, как Вы и предлагаете. Одно другому не мешает. 

Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 19:25:53
Про    болтания в  пруду.   
1.   Олиг   должен   быть  фиксирован     в  пруду.  На  дне,  на  стенке.
А вот теперь - внимание. Олиг может быть зафиксирован в пене (в полупроницаемых пузырьках), которая омывается восходящими конвективными потоками и/или теченим в пруду. И такая фиксаци может оказаться даже лучше, чем предложенная Вами - на дне олиг засыпет продуктами реакций (и он перейдёт в ил, что тоже с моей гипотезой согласуется), а на стенке ему тоже нужен омывающий поток.

Питер, оцените непредвзято способ фиксации в пене. Ведь он не хуже предложенного Вами.

Цитата: Питер от ноября 05, 2019, 19:25:53
2.   Мимом  плывут   нуклеотиды  и  АК.  Какие-то  образуют   комплекс  с  олигом  и  достраивают  олиг.     Какие-то  АК  отжигаются    на  олиг. И
дают     протобелок. Достаточно  прочный  и  не    денатурирующий  из  комплекса с    олигом.

Плюс    этого   -     олиг    стоится  постепенно.  И  постепенно  по  олигу  собирается   белок.
Не вопрос - так и могло происходить. Причём, при всех трёх вариантах фиксации - в пене, на стенке, на дне. Вполне могла победить пена, не допускаете?

По поводу синтеза всякого разного (приведу картинку по той ссылке):
https://elementy.ru/novosti_nauki/432438/Tsianosulfidnyy_protometabolizm_vernyy_put_k_zemnoy_zhizni
(https://elementy.ru/images/news/common_origins_of_rna_protein_and_lypid_precursors_2_914.jpg)
Рис. 2. Схема реакций, в которой взаимоувязан синтез пиримидинов, аминокислот и липидов. Синтез цитидинов и уридинов показан синими стрелками в голубом блоке (a), зелеными стрелками в голубом блоке показан синтез сахаров (гликольальдегида) из цианистого водорода; розовым и бежевым блоками (c и d) показана часть реакций, в которых при участии Cu (I) или сероводорода и Cu (II) идет синтез аминокислот; зеленый блок (b) показывает часть реакций, в ходе которых синтезируются предшественники липидов и аминокислоты. Схема из обсуждаемой статьи в Nature Chemistry
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от ноября 05, 2019, 20:24:05
Цитата: ArefievPV от ноября 05, 2019, 17:49:27А она и была системой уже на стадии протоплазмы. Мало того, она была живой системой. Живой безо всяких РНК/ДНК и белков. Я приводил уже определение жизни, живой системы, биосферы.
Эко Вы заносчивы: Вы не "пуп Земли" и не божественнее проведение и если Вы его приводили, то это ещё не значит, что оно верно и на самом деле :(
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 06, 2019, 09:31:14
Цитата: ArefievPV от ноября 05, 2019, 19:39:18
Цитата: Питер от Ноябрь 05, 2019, 18:25:53
2.   Мимом  плывут   нуклеотиды  и  АК.  Какие-то  образуют   комплекс  с  олигом  и  достраивают  олиг.     Какие-то  АК  отжигаются    на  олиг. И
 дают     протобелок. Достаточно  прочный  и  не    денатурирующий  из  комплекса с    олигом.

Плюс    этого   -     олиг    стоится  постепенно.  И  постепенно  по  олигу  собирается   белок.
Не вопрос - так и могло происходить. Причём, при всех трёх вариантах фиксации - в пене, на стенке, на дне. Вполне могла победить пена, не допускаете?

Какой   шаг    назад  (или  вперед ?)    -  нет   готовых  белков  и олигов,  есть  процесс  сборки. Постепенной.
Про     пену.  Все-таки   скорее  не  пена   -   добавляется  этап  проникновения    через  стенку   пенистого  пузырика.  Фиксация  на  породе   плюс  омывание.   Очень  важный   элемент,  не  доступный  в  пене   -   периодическое   высыхание
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 06, 2019, 09:54:04
Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 09:31:14
Цитата: ArefievPV от ноября 05, 2019, 19:39:18
Цитата: Питер от Ноябрь 05, 2019, 18:25:53
2.   Мимом  плывут   нуклеотиды  и  АК.  Какие-то  образуют   комплекс  с  олигом  и  достраивают  олиг.     Какие-то  АК  отжигаются    на  олиг. И
дают     протобелок. Достаточно  прочный  и  не    денатурирующий  из  комплекса с    олигом.

Плюс    этого   -     олиг    стоится  постепенно.  И  постепенно  по  олигу  собирается   белок.
Не вопрос - так и могло происходить. Причём, при всех трёх вариантах фиксации - в пене, на стенке, на дне. Вполне могла победить пена, не допускаете?
Какой   шаг    назад  (или  вперед ?)    -  нет   готовых  белков  и олигов,  есть  процесс  сборки. Постепенной.
Где Вы там углядели шаги вперёд-назад? И процесс сборки, и процесс распада шёл постоянно в протоплазме - во всех доступных вариантах: на стенке, на дне, на пене, может - в трещинах, полостях, каналах... Это всё относится к прудам гидрогеологической системы.

Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 09:31:14
Про     пену.  Все-таки   скорее  не  пена   -   добавляется  этап  проникновения    через  стенку   пенистого  пузырика.
Тут могло быть по-разному: частично - в самих полупроницаемых пузырьках, частично - между пузырьками (та же "грязь" - оторванные водными потоками от дна и от стенок чешуйки, на которых сидят олиги - вполне могла заносится в пену и накапливаться там). Вы обратите внимание на прибрежные массивы пены у берегов водоёмов - чего в них только нет...
 
Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 09:31:14
Фиксация  на  породе   плюс  омывание.   Очень  важный   элемент,  не  доступный  в  пене   -   периодическое   высыхание
С чего Вы так решили? Прибрежная пена очень даже периодически высыхает. Мало того, для высыхания (и последующего "намокания") прибрежной пены даже не требуется пересыхания водоёма полностью. Наоборот, тут преимущество за массивами эдакой грязной прибрежной пены.

И ещё один фактор, который Вы упустили. Находясь в массиве пены (в пузырьках, между пузырьками), можно легко перейти к клеточной форме - там всё рядом и есть возможность постепенно адаптироваться.

И ещё момент - в массивах прибрежной пены сходятся (граничат) сразу три области агрегатного состояния вещества - газ, жидкость, твёрдая поверхность (плюс - полужидкая грязь). Вот где такую богатую среду обитания (для олигов, нуклеиновых кислот и разных процессов взаимодействия между ними) найдёшь ещё в водоёме? На мой взгляд - самое оно...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 06, 2019, 10:05:17
Цитата: ArefievPV от ноября 06, 2019, 09:54:04
Тут могло быть по-разному: частично - в самих полупроницаемых пузырьках, частично - между пузырьками (та же "грязь" - оторванные водными потоками от дна и от стенок чешуйки, на которых сидят олиги - вполне могла заносится в пену и накапливаться там).
Ещё и про эрлифт не забудьте - химические реакции синтеза могли идти с выделением газообразных продуктов (в том числе, и около мест, где олиги занимаются своим делом), которые собирались в пузырьки и всплывали, а затем прибивались к массивам пены. Такой воздушный пузырёк вполне мог захватывать и реагенты, и продукты реакций, и пептиды (олиги, полипептиды) и прочую "шелупонь".

Да и подземный газ также по трещинам мог просачиваться сквозь дно водоёмов. Этот газ тоже как эрлифт мог работать. Гидрогеологическая система ведь включает в себя и всякие разные гидротермальные источники. А значит, и выходы подземных газов и паров там имеют место быть.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Evol от ноября 06, 2019, 10:12:12
К сведению - гипотеза о зарождении жизни в "пузырьках" - порах - некоторой шлакообразной породы, https://www.popmech.ru/science/11376-tyazhelyy-metall-biogeneza-istoki/#part0.
Художественная проза, в которой прямо указывается на зарождение жизни в океанской пене, http://lib.ru/PROZA/KRIWIN/kriv07.txt.
Столь же художественное возражение "пенной" гипотезе, https://www.proza.ru/2012/03/01/1314.
Это - ссылка на уже вполне научную статью, в которой высказывается мысль о зарождении жизни в пене, http://www.ipgg.sbras.ru/ru/science/publications/publ-paradoksalnost-teorii-evolyutsii-organicheskogo-mira-2009-029712.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от ноября 06, 2019, 10:18:42
Цитата: ArefievPV от ноября 06, 2019, 09:54:04И ещё момент - в массивах прибрежной пены сходятся (граничат) сразу три области агрегатного состояния вещества - газ, жидкость, твёрдая поверхность (плюс - полужидкая грязь). Вот где такую богатую среду обитания (для олигов, нуклеиновых кислот и разных процессов взаимодействия между ними) найдёшь ещё в водоёме? На мой взгляд - самое оно...
Очень верно сказано: принципиально новое, как правило, возникает на стыках экологических ниш.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Evol от ноября 06, 2019, 10:20:57
Что касается статьи, опубликованной в журнале ИНГГ СО РАН, для сравнения с деталями излагаемого ArefievPV механизма зарождения можно почитать, например, на стр. 19-20 предлагаемой вниманию копии.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 06, 2019, 12:39:30
1.   Высохшая     пена   -  уже  не  пена.   Пузырьков  нет.
2.  Про    вперед-назад.     Смотрите,  у вас  есть  как-то  синтезировавшиеся    олиги  и  пептиды.  Они  синтезированы   поврозь   -  и  потом  вдруг    вместе  с   пузырьками  образуют  дружную     советскую  семью.   У  меня    есть  процесс   взаимодействия в  процессе  синтеза   -  олиг  направляет  синтез  пептида    определенной  структурой  олига  структуры.  А  пептид в  свою  очередь  стимулирует  рост  олига  и  его  репликацию.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 06, 2019, 12:54:12
Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 12:39:30
1.   Высохшая     пена   -  уже  не  пена.   Пузырьков  нет.
Продукты реакции остались (в том числе и вещества образующие мембрану пузырьков).
И эти продукты не разбодяжились сразу, а сохранились (частично, разумеется) до следующего мокрого сезона. Таким образом и накапливаются различные вещества (концентрация становится такой большой, которая в толще водоёма не достижима) на берегу около самой воды...

А пузырьки легко образуются снова (вещества мембран-то остались) - добавь воды и слегка взбаламуть - пена опять появится.

Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 12:39:30
2.  Про    вперед-назад.     Смотрите,  у вас  есть  как-то  синтезировавшиеся    олиги  и  пептиды.  Они  синтезированы   поврозь   -  и  потом  вдруг    вместе  с   пузырьками  образуют  дружную     советскую  семью.
Вы со своей квартирой тоже семью образуете?

Пузырьки (и между пузырьками) - это многоэтажный дом с квартирами. То, что туда попало не обязательно образует семьи, но ему приходится жить вместе - "притираться" (чаще - умирать или убегать).
   
Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 12:39:30
У  меня    есть  процесс   взаимодействия в  процессе  синтеза   -  олиг  направляет  синтез  пептида    определенной  структурой  олига  структуры.  А  пептид в  свою  очередь  стимулирует  рост  олига  и  его  репликацию.
И что? Как это противоречит моей гипотезе? Возможно, Вам так хочется думать - что противоречит.

Я по-прежнему считаю живой протоплазму, заполняющую пруды гидрогеологической системы. Массивы пены не являются местом зарождения жизни на нашей планете – они являются только местом зарождения жизни клеточной формы. То есть, там просто осуществился переход жизни в клеточную форму.

Очень многое происходило и вне массивов пены – в толще водоёмов, на дне и на стенках водоёмов, в приповерхностных слоях водоёмов – эти процессы в совокупности и обеспечивали выживание протоплазмы. В массивах пены только состоялся переход протоплазмы в клеточную форму.

Обратите внимание, что живой мы считаем всю клетку целиком, а не отдельные её части или отдельные её внутренние структуры. Типа, вот эти структуры (молекулярные комплексы) – живые, а вот эти – нет. Так можно до бреда вообще дойти и начать считать в «живых» внутриклеточных частях/структурах одни атомы «живыми», а другие – нет. Только совокупность взаимодействующих частей/структур, которая проявляет стремление к самосохранению, может считаться живой.

Почему же, Вы относитесь по-другому к протоплазме? Что-то там внутри протоплазмы считаете живым, что-то другое внутри протоплазмы - считаете неживым...

А то, что не все процессы, не все структуры смогли перейти и укоренится в массивах пены, то такова природа вещей. Сколько было вымираний (больших и маленьких) в эволюции – не счесть. И каждый раз из всего многообразия оставалась только малая часть. Можете, считать переход жизни в клеточную форму тоже великим вымиранием – кто не смог спрятаться и освоится в пене, тот вымер, а кто освоился, тот стал существовать в клеточной форме.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 06, 2019, 13:37:33
И  в  итоге  у  вас    протоплазмой   становится все.  Абсолютно  все.   И   даже    когда  простые  химические  соединения  (типа   метана)  растворены  в  воде   -  это  тоже  протоплазма  ?   
Где    граница   жизнь\не   жизнь  ?    Для  меня   - в  процессе  репликации,  воспроизведении   себя   любимого.    Тогда  однажды   возникшая   структура  не    распадается  на  мономеры  (=умирает  как  структура),  а  устойчиво  воспроизводится  и  даже     растет   в  численности.   А  эта  репликация     для  чистого  олига    возможна   -  за  счет  чистой  химии.    Ее  эффективность    зависит  от   структуры   олига ,  наличия  в  среде  мономеров  и   катализатора   реакции   образования   фосфодиэфирной  связи.   В  качестве  которого       может  быть  пептид.
Про    притирание.    Как   вы  считаете,  где   шансов   больше   -  если  100   случайным  мужикам    дадут  100    случайных   женщин   и  расселят  в  100    квартир   -  или если   они  сначала    пойдут в  кино  и   на  танцы  и  сами  сформируют  пары  ?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от ноября 06, 2019, 13:46:19
Думаю, что, действительно, клеточная жизнь могла, впервые, возникнуть в пене. Но не потому, что там условия для жизни были самыми хорошими, а наоборот: постоянная болтанка перемешивала "бульон", мешая оптимальному протеканию химических процессов. И в таких условиях клеточная мембрана была бы более эффективна, чем где-нибудь в более стабильных, благоприятных условиях на каких-то естественных порах, где нет такого сильного, постоянного перемешивания.
Т.е. в пене был экотон. Как и с млекопитающими: первые млекопитающие занимали всякие промежуточные экологические ниши, наименее удобные для жизни (именно в них "млекопитающность" и позволяла выживать), а всё лучшее доставалось рептилиям.  Лишь много позже, когда век рептилий подошёл к концу - млекопитающие вышли из экотонов и массово расселились по Земле. Так, предполагаю, могло быть и с клеточной жизнью в пене.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 06, 2019, 14:01:30
Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 13:37:33
И  в  итоге  у  вас    протоплазмой   становится все.  Абсолютно  все.   И   даже    когда  простые  химические  соединения  (типа   метана)  растворены  в  воде   -  это  тоже  протоплазма  ?
Не передёргивайте, не абсолютно всё. Локализацию я указал - гидрогеологические системы.
Содержимое прудов, которое в целом и проявляло стремление к самосохранению - то есть, сохраняло свою структуру несмотря на постоянно меняющиеся внешние условия среды ( и при этом: росло, почковалось, умирало, вытесняло и поглощало соседей и т.д.), я обозвал протоплазмой. Это и была первая бесклеточная жизнь.

Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 13:37:33
Где    граница   жизнь\не   жизнь  ?
Я уже только Вам раз десять повторил ( :)). Граница проходит: по стремлению системы к самосохранению и способности реализовать это стремление.
   
Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 13:37:33
Для  меня   - в  процессе  репликации,  воспроизведении   себя   любимого.    Тогда  однажды   возникшая   структура  не    распадается  на  мономеры  (=умирает  как  структура),  а  устойчиво  воспроизводится  и  даже     растет   в  численности.   А  эта  репликация     для  чистого  олига    возможна   -  за  счет  чистой  химии.    Ее  эффективность    зависит  от   структуры   олига ,  наличия  в  среде  мономеров  и   катализатора   реакции   образования   фосфодиэфирной  связи.   В  качестве  которого       может  быть  пептид.
Частные внутренние процессы в живой системе запросто могут включать в себя всё это и ещё многое-многое другое. 

Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 13:37:33
Про    притирание.    Как   вы  считаете,  где   шансов   больше   -  если  100   случайным  мужикам    дадут  100    случайных   женщин   и  расселят  в  100    квартир   -  или если   они  сначала    пойдут в  кино  и   на  танцы  и  сами  сформируют  пары  ?
Если у Вас весь город как одно суперздание (эдакий термитник/муравейник), то всё в нём и будет происходить. И в кино они сходят в этом суперздании, и на танцы сходят, и познакомятся, и семью заведет, и будут тасоваться между квартирами подбирая себе пару и т.д. Все 100%! Кто не захочет и выйдет наружу - сдохнет.

Я уже говорил, "вольный город" (но суперздания и тогда уже были, но преимущества их проявятся только в будущем), он был пока первичный океан не стал наступать. Начал наступать и наступил постепенно кирдык этому "вольному городу" (прудам и гидрогеологическим системам). Кто успел, тот переселился в суперздания и вынужден был там уже эволюционировать.

А к условиям существования в океане жизнь адаптировалась уже будучи в клеточной форме. Кстати, состав внутриклеточный отдалённо (очень частично) напоминает состав пруда - состав протоплазмы. Ещё раз подчёркиваю - очень частично! Ведь только малая часть смогла и успела перебраться в пену, ставшую впоследствии протоколонией, а затем колонией, и только потом научилась существовать одиночными клетками...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 06, 2019, 15:08:00
1.   Гидрогеологические  системы   -   это  тоже  все,   от  лужи  до  океана.   Вода   есть (гидро),   подложка  скальная  (гео).    Или    вы  сейчас  начнете накладывать  ограничения  ?   Лужа  -  система.  океан  -  не  система ?
2. "Граница проходит: по стремлению системы к самосохранению и способности реализовать это стремление."  Молекулярный     вариант  "стремления" ?   Вы  вносите    в  самую  раннюю  жизнь-не жизнь  понятие   стремления.  то  есть  фактически  вводите   функцию   осознания  того,  что  такое  "самосохранение"
3.    У  вас    пузырьки  пены.  В  каждом  пузырьке   -  своя   химия.  У  вас  нет  суперздания   -    у  вас  много  изолированных  квартирок-пузырьков. Или  у  вас  химия  каждого  пузырька  одинакова ?   Или     пузырьки все  время  лопаются  и  создаются   новые   - с   новым  сочетанием  химии  ?

И  еще  два  слова  о  пузырьках.    Первое  -  состав  стенки  пузырька  ?   Второе    -  проницаемость  этой  самой  стенки  ?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 06, 2019, 16:00:12
Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 15:08:00
1.   Гидрогеологические  системы   -   это  тоже  все,   от  лужи  до  океана.   Вода   есть (гидро),   подложка  скальная  (гео).    Или    вы  сейчас  начнете накладывать  ограничения  ?   Лужа  -  система.  океан  -  не  система ?
Питер, без обид, но если спрашиваете, то, наверное следует и читать, что я пишу, верно?
Чтобы было понятно - не стоит подкалывать, что сейчас я начну "вилять да юлить", ладно? Если я что-то не продумал и у меня нет ответа - я так и скажу.

Ограничения я давно озвучил. Например, здесь:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230749.html#msg230749
Цитата: ArefievPV от июля 24, 2019, 10:01:20
В моём понимании, гидрогеологическая система того времени представляет собой совокупность прудов (луж, озерков) и геотермальных источников (грязевых вулканов, грязевых котлов, терм, фумарол, гейзеров), соединяемых протоками .

Был период в истории нашей планеты, когда всю её поверхность покрывали гидрогеологические системы (разных размеров), частично соединявшиеся между собой (типа, соединяющие протоки могли пересыхать и вновь наполняться). В некотором смысле (с учётом связей и обмена содержимым между гидрогеологическими системами), вся поверхность планеты была покрыта единой гидрогеологической системой.

Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 15:08:00
2. "Граница проходит: по стремлению системы к самосохранению и способности реализовать это стремление."  Молекулярный     вариант  "стремления" ?   Вы  вносите    в  самую  раннюю  жизнь-не жизнь  понятие   стремления.  то  есть  фактически  вводите   функцию   осознания  того,  что  такое  "самосохранение"
Все наши определения, так или иначе, являются нашими интерпретациями. Это отдельная тема (я её пытаюсь "раскурочить" в другой ветке) - тема про наблюдателя. Не стоит её сюда тащить. Мало того, обсуждение этой темы участниками порицается (сразу начинается: это идеализм, это метафизика, это философия и пр.) и я лишний раз не хочу себе портить нервы.

Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 15:08:00
3.    У  вас    пузырьки  пены.  В  каждом  пузырьке   -  своя   химия.  У  вас  нет  суперздания   -    у  вас  много  изолированных  квартирок-пузырьков. Или  у  вас  химия  каждого  пузырька  одинакова ?   Или     пузырьки все  время  лопаются  и  создаются   новые   - с   новым  сочетанием  химии  ?
На мой взгляд, химия только приблизительно одинаковая (грубо говоря, примерно одинаковая в каждом пруде). Пузырьки и лопаются и создаются новые (плюс много приплывает из толщи пруда). Стенки пузырьков полупроницаемые (как я выразился, "дырявые"). Это "сообщество" пузырьков с немного разной химией.

Цитата: Питер от ноября 06, 2019, 15:08:00
И  еще  два  слова  о  пузырьках.    Первое  -  состав  стенки  пузырька  ?   Второе    -  проницаемость  этой  самой  стенки  ?
Разный состав. Но точно не смогу ответить - не знаю. Этим надо конкретно заниматься, а тут затык уже в самом начале - Вы напрочь отвергаете возникновение жизни в бесклеточной форме (с последующим переходом в клеточную форму), у Вас совершенно иное представление, что считать живым. Соответственно, и про состав стенки ничего не скажу. Кстати, у Вас-то как раз с прояснением этого вопроса гораздо лучше моего получилось бы...

P.S. Если мы расходимся по самым базовым вещам, то не имеет смысла даже лезть в конкретику.
И, так как, Вы читать мои размышлизмы всё равно не будете (без обид, но Вы только третий, первые Василий Андреевич, затем Алексей, а Вы только третий  :)), то не вижу смысла продолжать обсуждение проблемы. Спасибо за дискуссию.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 15, 2019, 08:46:38
Новость в копилку...

Определены вероятные условия абиогенного синтеза полипептидов на ранней Земле
https://elementy.ru/novosti_nauki/433566/Opredeleny_veroyatnye_usloviya_abiogennogo_sinteza_polipeptidov_na_ranney_Zemle
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Evol от ноября 15, 2019, 09:24:58
А-аа, это то же самое...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 15, 2019, 10:30:24
Цитата: ArefievPV от ноября 15, 2019, 08:46:38
Новость в копилку...

Определены вероятные условия абиогенного синтеза полипептидов на ранней Земле
https://elementy.ru/novosti_nauki/433566/Opredeleny_veroyatnye_usloviya_abiogennogo_sinteza_polipeptidov_na_ranney_Zemle

Из  вашей  новости   на  Элементах
"В заключение авторы говорят о том, что в последующем они рассчитывают проверить способность депсипептидов формировать «мутуалистические» ансамбли с другими молекулами — РНК и жирными кислотами. Согласно нынешним моделям, формирование таких ансамблей стало ключевым этапом на пути к возникновению полноценной живой клетки, способной размножаться и поддерживать гомеостаз внутренней среды благодаря наличию отграничивающей мембраны, молекулы нуклеиновой кислоты, от которой зависит передача наследственных свойств и белков, стабилизирующих структуру всех компонентов клетки, а также участвующих в метаболических реакциях в качестве высокоэффективных катализаторов."
Опять  идея  последовательного  движения   -   а  не  моментального    возникновения  живой   клетки  из   неживой  косной  материи.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Evol от ноября 15, 2019, 10:38:30
Может, все дело - в разности частот? Моментальное - это же частота, при которой выделить этапы последовательного движения не удается. На соответствующем масштабе (уровне) организации.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Evol от ноября 15, 2019, 10:45:12
Сниженный темп, повышенная скорость - и процесс кажется непрерывным - скорее, не разделенным на составляющие - в пределах некоторого диапазона.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 15, 2019, 11:25:56
Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 10:30:24
Опять  идея  последовательного  движения   -   а  не  моментального    возникновения  живой   клетки  из   неживой  косной  материи.
Вы искажаете смысл моих высказываний.

Во-первых, "моментальное" (мгновенное) возникновение жизни, это по геологическим масштабам - на мой взгляд, буквально за несколько миллионов лет (максимум - десяток миллионов лет). По геологическим масштабам, это практически мгновенно...

Во-вторых, такой переход от косных систем к живым системам произошёл в бесклеточной форме. Речи у меня о появлении сразу живой клетки из косной системы не идёт. У меня идёт речь о появлении жизни в бесклеточной форме (эдакая протоплазма). И появилась она сразу, как только условия сложились (повторю - по геологическим масштабам - практически мгновенно).

Полноценная клеточная форма жизни возникла далеко не сразу, а процессе эволюции через, примерно, 50-150 миллионов лет...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 15, 2019, 11:49:39
И ещё цитата из статьи:
https://elementy.ru/novosti_nauki/433566/Opredeleny_veroyatnye_usloviya_abiogennogo_sinteza_polipeptidov_na_ranney_Zemle
ЦитироватьВ своей недавно опубликованной статье A Prerequisite for Life ученый приводит эти соображения в качестве дополнительного аргумента в пользу все более популярной версии наземных гидротермальных источников как наиболее вероятных «колыбелей» пребиотической эволюции (эта гипотеза активно разрабатывается в настоящее время международным российско-американским коллективом авторов, в котором большую роль играет российский ученый Армен Мулкиджанян, см. видео). Ведь как раз здесь могут формироваться насыщенные растворы и кристаллы солей, поднимаемых из недр источника, а также, собственно, аминокислоты и другие низкомолекулярные органические соединения, необходимые для последующего формирования компонентов будущих клеток. Теперь же у нас в руках есть еще один козырь в пользу этой теории.

В гидрогеологической системе все нужные условия в наличии:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg230749.html#msg230749
Цитата: ArefievPV от июля 24, 2019, 10:01:20
В моём понимании, гидрогеологическая система того времени представляет собой совокупность прудов (луж, озерков) и геотермальных источников (грязевых вулканов, грязевых котлов, терм, фумарол, гейзеров), соединяемых протоками .

Был период в истории нашей планеты, когда всю её поверхность покрывали гидрогеологические системы (разных размеров), частично соединявшиеся между собой (типа, соединяющие протоки могли пересыхать и вновь наполняться). В некотором смысле (с учётом связей и обмена содержимым между гидрогеологическими системами), вся поверхность планеты была покрыта единой гидрогеологической системой.

Только я в своих рассуждениях не привязан жёстко к клеточной форме жизни...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 15, 2019, 12:08:12
Ну    про   этакую  протоплазму   это  вам к  Матвееву   -   к  его  биофазе.  Я  же  уверен,  что    последовательность  была    полипептиды\полинуклеотиды  -   репликация   комплексов   пептид-НК  -   появление  первичной  мембраны.  Только  эта  самая  простая  мембрана     тоже   появлялась  вместе   с  репликоном   В  моем  понимании   репликация=жизнь  (что    спорно).   Но  устойчивая     живая  система   -    репликон   в  ограниченном мембраной  пространстве.
Так    что  почти  сошлись  ...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 15, 2019, 12:24:47
Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 12:08:12
Ну    про   этакую  протоплазму   это  вам к  Матвееву   -   к  его  биофазе.
Он приверженец клеточной формы жизни. И "моя" протоплазма не очень-то согласуется с "его" биофазой...

Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 12:08:12
Я  же  уверен,  что    последовательность  была    полипептиды\полинуклеотиды  -   репликация   комплексов   пептид-НК  -   появление  первичной  мембраны.  Только  эта  самая  простая  мембрана     тоже   появлялась  вместе   с  репликоном
Всё это и происходило в прудах гидрогеологических систем. И самые простые мембраны (в различном исполнении) тоже были в этих прудах - массивы пены (на поверхности, в прибрежной зоне).

Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 12:08:12
В  моем  понимании   репликация=жизнь  (что    спорно).
В моём понимании - у жизни репликация возможна только для её частей. Именно репликация частей позволяет живой системе расти, захватывать прилегающую окружающую среду существования (типа, делать её своей, "оживлять"), "почковаться" (по сути, прообраз полноценного размножения), восстанавливать свои повреждённые части и т.д. Репликация частей - это адаптация способствующая самосохранению жизни.

Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 12:08:12
Но  устойчивая     живая  система   -    репликон   в  ограниченном мембраной  пространстве.
Устойчивость будет только в ограниченном объёме - с этим согласен. Но почему в роли границы выступает мембрана? Содержимое пруда точно также ограничено естественными границами.

Если Вам будет проще, то представьте себе весь пруд (а ещё лучше - всю локальную гидрогеологическую систему), как единый организм (хоть в виде гигантской протоклетки, хоть в виде протоколонии, хоть в виде протоплазмы). Пруд имеет внешнюю границу...

Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 12:08:12
Так    что  почти  сошлись  ...
Если согласны, что изначально жизнь возникла именно в бесклеточной форме (а потом эволюционировала до клеточной формы), то - да, почти сошлись...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 15, 2019, 13:33:28
Цитата: ArefievPV от ноября 15, 2019, 12:24:47
Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 12:08:12
Ну    про   этакую  протоплазму   это  вам к  Матвееву   -   к  его  биофазе.
Он приверженец клеточной формы жизни. И "моя" протоплазма не очень-то согласуется с "его" биофазой...
«Моя» протоплазма (содержимое пруда и/или локальной гидрогеологической системы), это не фаза, а целая «фабрика/завод», где происходит огромное множество частично взаимосвязанных и частично независимых процессов, где взаимодействует сразу множество фаз и агрегатных состояний веществ, куда циклически поступают энергетические потоки (излучение от солнца, тепло из недр) и отводятся потом (испарение, излучение, синтез веществ).

Физику и химию никто ведь не отменял. И в  пруде постоянно идёт синтез (матричный, объёмный) различных химических веществ: и на стенках/дне водоёма, и в прибрежной зоне, и в толще водоёма, и а приповерхностных слоях. Параллельно и распад веществ идёт, разумеется. Перенос реагентов и продуктов реакций осуществляется конвективными потоками, эрлифтами, течением. Точно также идёт испарение (дневное) и конденсация на берегах (ночная), высыхание-намокание в прибрежной зоне и т.д. и т.п.

В протоплазме очень много «паразитных» процессов происходило, много было «паразитных» структур. И когда начали кардинально меняться условия существования этой протоплазмы (первичный океан начал наступать), как раз, часть бывших «паразитных» процессов и структур и пригодилась – они позволили сформировать первичные протоколонии из протоклеток.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 15, 2019, 15:12:46
Почему    не  большой  пруд,  а  малое  ограниченное   мембраной пространство ?  Концентрация   -   внутри  мембраны  концентрация метаболитов  выше,   чем в  большом  пруду.   При   условии  ограниченной  проницаемости мембраны   там  нужное     собирается.  Всегда  есть  синтез  и  распад  -   так  вот  распавшийся    пептид\олиг      оставит     свои     блоки  внутри мембраны,    а  не  разведется  всем  большим (по   отношению к  объему внутри мембраны)   прудиком
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 15, 2019, 19:26:27
Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 15:12:46
Почему    не  большой  пруд,  а  малое  ограниченное   мембраной пространство ?  Концентрация   -   внутри  мембраны  концентрация метаболитов  выше,   чем в  большом  пруду.
А кто спорит? Концентрация выше.

Однако не для всех процессов/реакций концентрация достижима только заключением в мембрану. Можно концентрацию и в трещинах, и в капиллярах, и на иссечённой/протравленной поверхности минералов, и в микропорах породы и т.д. А ведь в прудах это всё было (где-то по разным местам пруда раскидано, где-то рядышком скучковано). А реагенты и продукты реакций постоянно и/или циклически переносились конвективными потоками, течением, эрлифтами.
 
Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 15:12:46
При   условии  ограниченной  проницаемости мембраны   там  нужное     собирается.  Всегда  есть  синтез  и  распад  -   так  вот  распавшийся    пептид\олиг      оставит     свои     блоки  внутри мембраны,    а  не  разведется  всем  большим (по   отношению к  объему внутри мембраны)   прудиком
Про концентрацию уже сказал: где-то она критична, где-то – нет.

А теперь про три момента, которые необходимо учесть.

Во-первых, Ваш подход изначально нацелен на синтез-распад-обмен-репликацию пептидов/олигов. То есть, Вы делаете допущение, что раз сейчас всё это занимает центральное положение (типа, в основе жизнедеятельности клетки), то и раньше это лежало в основе (типа, было самым главным и вокруг него всё и крутилось). Эдакая столбовая дорога (ни развилок, ни извилин) эволюции по возрастающей – от простого к сложному.

На самом деле, развилок, на эволюционном пути, было множество. И если смотреть ретроперспективно (через несколько последовательных развилок, так сказать), но не в прошлое, а в будущее с гипотетической точки в прошлом – то наш вариант является всего лишь одним из многих.

Вы смотрите на проблему возникновения жизни после очередной развилки, стоя на ответвлении, в котором уже сформировался конкретный генетический код и клеточность. А я стою до этой развилки (даже, пожалуй, как минимум, за две развилки до Вашей точки обзора). С моей точки видно, что клеточная форма жизни – это одна из многих, и этот генетический код – только один из многих...

Во-вторых, то, что весь этот обмен пептидов/олигов (да хоть – вплоть до белков) – это ведь поддела. А как туда попали рибосомы, нуклеиновые кислоты и как там они образовали генетический код с белками? 

То есть, пептиды/олиги сами по себе эволюционируют в мембранных пузырьках, а нуклеиновые кислоты сами по себе эволюционируют. И где, кстати, эволюция нуклеиновых кислот происходит? Не получится ли так, что: и полипептиды, и нуклеиновые кислоты эволюционируют в одном и том же пруду? ::) Ну прямо как в клетке.  :)

А ведь именно клетку в целом (а не её отдельные части) все считают живой. ::)

Но бедный прудик с протоплазмой никто (кроме Арефьева  :)) живым считать не хочет... Отчего же такая дискриминация?

Далее. Вы говорите про полупроницаемость (ограниченную проницаемость) мембран. А ведь я тоже предлагал, что в массивах пены пузырьки полупроницаемы, но Вам почему-то в тот раз это не понравилось.

И, в-третьих, я вообще не вижу проблемы, что пептиды/олиги будут потихоньку эволюционировать в массивах пены. Это дело никаким боком моей гипотезе повредить не может. У меня в протоплазме всё куда-то там эволюционирует (наперёд, что пригодится в будущем – неизвестно).

P.S. По поводу полипептидов (из заметки). Тот или иной выбор зависел от сложившихся обстоятельств (совокупности факторов). А обстоятельства способствовали накоплению и усложнению именно полипептидов именно такого аминокислотного состава.

Могу предположить, что важным фактором (особенно в период становления генетического кода) являлось наличие больших молекул (например, нуклеиновых кислот определённого состава азотистых оснований). А таких молекул могло оказаться много вариантов.

Здесь новость разместил:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,2220.msg235732.html#msg235732
Цитата: ArefievPV от ноября 13, 2019, 19:54:23
Обнаружено более миллиона альтернатив ДНК
https://www.popmech.ru/science/news-522974-obnaruzheno-bolee-milliona-alternativ-dnk/
Согласно новому исследованию, может существовать миллион различных структур, способных хранить генетическую информацию.

Исходя из вышесказанного (и памятуя про «во-первых») приходим к выводу, что генетический код (между последовательностью аминокислот в белках и последовательностью азотистых оснований в нуклеиновых кислотах) в любом случае сформировался бы. Всегда было бы соответствие – поскольку наличие тех или иных нуклеиновых кислот (из каких азотистых оснований они состоят) влияло бы на аминокислотный состав полипептидов.

Но составы: и того, и другого, зависели от состава содержимого пруда (и процессов в нём), которое, в свою очередь, зависело от внешних условий.

Изменились бы внешние условия чуток, и возник бы другой генетический код – другие азотистые основания определяли бы другие аминокислоты, но соответствие опять-таки между ними имелось!

Про возможную изначальную многовариантность генетического кода упоминал здесь:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg224423.html#msg224423
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 15, 2019, 21:05:16
Цитата: ArefievPV от ноября 15, 2019, 19:26:27А кто спорит? Концентрация выше.

Однако не для всех процессов/реакций концентрация достижима только заключением в мембрану. Можно концентрацию и в трещинах, и в капиллярах, и на иссечённой/протравленной поверхности минералов, и в микропорах породы и т.д. А ведь в прудах это всё было (где-то по разным местам пруда раскидано, где-то рядышком скучковано). А реагенты и продукты реакций постоянно и/или циклически переносились конвективными потоками, течением, эрлифтами.

Вот  только  трещину с  собой  не  унесешь.  А  так  что-то  в  мембране   (ваш  пузырек)    будет   мигрировать  от  трещины  к  трещине.  Где   еды  побольше.


Цитата: ArefievPV от ноября 15, 2019, 19:26:27Во-вторых, то, что весь этот обмен пептидов/олигов (да хоть – вплоть до белков) – это ведь поддела. А как туда попали рибосомы, нуклеиновые кислоты и как там они образовали генетический код с белками?

А    олиг  (олигонуклеотид)    -  это  не нуклеиновая   кислота  ?  В   том  и  суть,    что  эволюционирует  пара    олигонуклеотид  (нуклеиновая  кислота  в  будущем)   и  пептид  (белок  в  будущем).  При  этом     эволюционирует  и  код   -  от    плохого    соотвествия   между  структурой  нуклеиновой   кислоты  и    пептида   до  сегодняшнего   все  равно  вырожденного   кода.    А  тот  первый   код  мог   быть   вполне  двухбуквенным  ...
А  рибосомы  никуда  не  попадали.  Их  не   было.  Они  появились  опть  же   за  счет    эволюции  того,  что  сегодня  называют   трансляцией.    То  есть  переводом   последовательности  РНК  в  белок.



Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 15, 2019, 21:15:33
Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 21:05:16
Цитата: ArefievPV от ноября 15, 2019, 19:26:27А кто спорит? Концентрация выше.

Однако не для всех процессов/реакций концентрация достижима только заключением в мембрану. Можно концентрацию и в трещинах, и в капиллярах, и на иссечённой/протравленной поверхности минералов, и в микропорах породы и т.д. А ведь в прудах это всё было (где-то по разным местам пруда раскидано, где-то рядышком скучковано). А реагенты и продукты реакций постоянно и/или циклически переносились конвективными потоками, течением, эрлифтами.
Вот  только  трещину с  собой  не  унесешь.  А  так  что-то  в  мембране   (ваш  пузырек)    будет   мигрировать  от  трещины  к  трещине.  Где   еды  побольше.
Собственная мембрана – это тоже адаптация, позволяющая не привязываться к конкретному пруду и конкретной гидрогеологической системе. При прочих равных, живые системы, обзавёдшиеся собственной защитой (в виде мембраны, например), получали преимущество.

Цитата: Питер от ноября 15, 2019, 21:05:16
Цитата: ArefievPV от ноября 15, 2019, 19:26:27Во-вторых, то, что весь этот обмен пептидов/олигов (да хоть – вплоть до белков) – это ведь поддела. А как туда попали рибосомы, нуклеиновые кислоты и как там они образовали генетический код с белками?
А    олиг  (олигонуклеотид)    -  это  не нуклеиновая   кислота  ?  В   том  и  суть,    что  эволюционирует  пара    олигонуклеотид  (нуклеиновая  кислота  в  будущем)   и  пептид  (белок  в  будущем).  При  этом     эволюционирует  и  код   -  от    плохого    соотвествия   между  структурой  нуклеиновой   кислоты  и    пептида   до  сегодняшнего   все  равно  вырожденного   кода.    А  тот  первый   код  мог   быть   вполне  двухбуквенным  ...
А  рибосомы  никуда  не  попадали.  Их  не   было.  Они  появились  опть  же   за  счет    эволюции  того,  что  сегодня  называют   трансляцией.    То  есть  переводом   последовательности  РНК  в  белок.
То есть, это всё происходило только пузырьках?

Там ведь изначально затруднён обмен веществ. Такая система сразу быстро не возникнет и эволюционировать (до появления генетического кода) будет долго. Мой вариант, что это следующая стадия эволюции жизни - уже в клеточной форме. Первая стадия - эволюция в бесклеточной форме.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 15, 2019, 21:42:39
Цитата: ArefievPV от ноября 15, 2019, 21:15:33
То есть, это всё происходило только пузырьках?

Там ведь изначально затруднён обмен веществ. Такая система сразу быстро не возникнет и эволюционировать (до появления генетического кода) будет долго. Мой вариант, что это следующая стадия эволюции жизни - уже в клеточной форме. Первая стадия - эволюция в бесклеточной форме.
В прудах в то время были условия идеальные практически (для тамошней жизни). Там за тысячи лет концентрация реагентов в прудах стала очень высокой – гидротермальные источники потрудились на славу. Эволюция в протоплазме шла более высокими темпами, чем в массивах пены. Переходить в массивы пены – это заведомо проигрывать в скорости эволюции.

Разве только, в пузырьках могли прятаться «изгои»? Понятно, что не прятаться – просто там скапливались определённые продукты метаболизма, которые продолжали взаимодействовать в пузырьках (и там же – в массивах пены – продолжалась их медленная эволюция). Их (этих «изгоев») час пришёл, когда стал наступать первичный океан – бесклеточные формы жизни вымерли, клеточные остались.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 16, 2019, 03:14:03
В копилку...

Происхождение жизни.
http://www.bio.msu.ru/res/DictionaryAttachment/235/DOC_FILENAME/MFK_2015_vesna_Paleontologiya_5.pdf
Страница 89:
ЦитироватьПоявление белкового синтеза расширило спектр доступных ниш. Заселили разные
слои геотермальных отложений сульфида цинка. Осваивали гетеротрофный и
хемоавтотрофный варианты метаболизма.
Белковая RdRp сняла с рибозимов необходимость катализировать собственную
репликацию и позволила увеличить количество генетической информации.
Жизнь перешла из двумерной формы адсорбированных на минеральной
поверхности полимеров к трехмерной форме — скоплениям биополимеров во
впадинах и полостях минеральных отложений, затянутых примитивными
мембранами.
Появились первые структуры, похожие на клетки — мембранные пузырьки,
плавающие в воде. Они поначалу были расселительными стадиями плоских,
сидящих на минералах прото-организмов
.
Геном прото-организмов состоял, вероятно, из множества разных молекул РНК,
одно- или двухцепочечных, линейных и кольцевых.
Сразу после появления системы коллективной репликации должны были начать
плодиться всевозможные эгоистичные генетические элементы. Вирусы тоже, скорее
всего, появились очень рано.
(с) М. Никитин
Уже небольшая подвижка - жизнь допускается не только в клеточной форме...

Страница 93:
ЦитироватьLUCA
• Реконструируется на основе сравнения геномов современных
организмов.
• Имел ДНК, транскрипцию. Но не имел репликации ДНК. Т.к. ДНК-
полимеразы у бактерий и архей не родственны друг другу, а другие
ферменты для работы с ДНК – родственны. Ферменты для синтеза
тимина тоже неродственны, т.е. ДНК у LUCA была еще с урацилом.
• Имел мембрану, но какую-то другую. Возм., мембраны изначально
служили для расселения плоских РНК-организмов, распластанных
на поверхности минералов.
• Имел не менее 1300 белковых семейств (как у современных
прокариот; многовато для такого древнего примитивного существа).
Очень много биохим. путей, в т.ч. таких, которые у совр. организмов
не встречаются вместе
.
Скорее всего, он был не одним организмом, а целым сообществом,
в котором шел активный ГПГ
.
• Из-за активного ГПГ отдельные компоненты этого сообщества для
нас уже неразличимы, и LUCA реконструируется как нечто цельное
Описание соответствует описанию "моей" протоколонии из протоклеток...

Во многих местах описываются гипотетические процессы, которые я целиком отношу к метаболизму протоплазмы пруда. Когда идут рассуждения: как, где в каких условиях, в какой последовательности что-то там возникло, то, по сути, описывается эволюция живой системы. Просто признать это для многих невозможно, поскольку с общепринятым определением жизни это не согласуется...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 16, 2019, 16:46:06
Ну  раз  вы   цитируете  Никитина  -    то  повторю    цитату
"Жизнь перешла из двумерной формы адсорбированных на минеральной
поверхности полимеров к трехмерной форме — скоплениям биополимеров во
впадинах и полостях минеральных отложений, затянутых примитивными
мембранами."
При   этом  уже есть    репликация      нуклеиновых  кислот  и есть  белки,   которые  катализируют  этот  процесс.
Но    посмотрим  на  чуть  более  ранний  этап.  У  нас  есть  пока   абиогенный  синтез  олигонуклеотидов.   И  в  том  числе  есть  автокатализ  Далее    на    этом  олиге   могут     сорбироваться   аминокислоты    или  короткие  пептиды.  Этот  процес   очевидно    зависит  от  последовательности  пептида  и   нуклеиновой    кислоты   (опыт   работы    с  аптамерами  об  этом  говорит).    В итоге    образуются   комплексы   НК-белок   -   относитель   специфичные.     Они     периодически  диссоциируют и  снова  образуют  комплекс   -     "своя"  НК     находит "свой"    пептид.   Когда  это  проще  делать ?   В   ограниченном  мембраной  объеме   или в  "прудике"    без  границ  ? То     есть  на  мой   взгляд  мембрана  возникает  очень  рано .

Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 16, 2019, 17:41:10
Цитата: Питер от ноября 16, 2019, 16:46:06
Ну  раз  вы   цитируете  Никитина  -    то  повторю    цитату
"Жизнь перешла из двумерной формы адсорбированных на минеральной
поверхности полимеров к трехмерной форме — скоплениям биополимеров во
впадинах и полостях минеральных отложений, затянутых примитивными
мембранами."
При   этом  уже есть    репликация      нуклеиновых  кислот  и есть  белки,   которые  катализируют  этот  процесс.
Так ведь я и говорю, что они изначально появились в прудике... Это дальнейшая эволюция их протекала: сначала на поверхностях (в виде "бутербродов"), а затем в пузырьках (под защитой мембран). Возможно, что и параллельно эволюция шла...

Цитата: Питер от ноября 16, 2019, 16:46:06
Но    посмотрим  на  чуть  более  ранний  этап.
Ранний этап был в пруде, и нам достоверно его реконструировать весьма затруднительно - в нашем распоряжении только единственный конечный вариант эволюции (остальные исчезли) - мы сами.

Цитата: Питер от ноября 16, 2019, 16:46:06
У  нас  есть  пока   абиогенный  синтез  олигонуклеотидов.   И  в  том  числе  есть  автокатализ  Далее    на    этом  олиге   могут     сорбироваться   аминокислоты    или  короткие  пептиды.  Этот  процес   очевидно    зависит  от  последовательности  пептида  и   нуклеиновой    кислоты   (опыт   работы    с  аптамерами  об  этом  говорит).    В итоге    образуются   комплексы   НК-белок   -   относитель   специфичные.     Они     периодически  диссоциируют и  снова  образуют  комплекс   -     "своя"  НК     находит "свой"    пептид.
В прудике было таких "сладких парочек" много - они могли попарно и переходить в массивы пены.
Просто в итоге (в конкурентной борьбе при наступлении первичного океана) осталась именно такая "сладкая парочка", которая постепенно эволюционировала до полноценного генетического кода.

То есть, говоря простым языком, предшественников комплексов НК-белок было множество вариантов, которые сформировались в самом пруде. Какая-то часть таких предшественников комплексов продолжила эволюцию на поверхностях, какая-то - в пузырьках. Причём, допускаю, что оба процесса происходили, до некоторой степени, параллельно.

И до полноценных комплексов НК-белок они эволюционировали собственными путями (друг от друга - отличными). Ведь даже в массивы пены, в разных локальных гидрогеологических системах, могли перейти совершенно разные предшественники комплексов НК-белок. Соответственно, они в итоге и сформировали совершенно разные комплексы НК-белок. А далее - конкуренция (на фоне наступления первичного океана) и победили самые живучие... И по потомкам этих победителей (по нам самим, по сути) мы можем судить только о самих победителях - о "сёстрах/братьях-конкурентах" мы вообще ничего сказать не можем, кроме общих рассуждений.
 
Цитата: Питер от ноября 16, 2019, 16:46:06
Когда  это  проще  делать ?   В   ограниченном  мембраной  объеме   или в  "прудике"    без  границ  ?
Предшественникам легче появится в пруде. Конкретно эволюционировать легче под конкретные и более стабильные окружающие условия - на минеральной подложке и/или в пузырьке.

Обратите внимание - максимальное разнообразие в пруде, на подложке - уже разнообразие значительно меньше (подложка и её свойства уже сама является ограничивающим фактором), в пузырьках - ещё меньше (мембрана капитально "отсекает" множество вариантов. Но, в то же время, стабильность условий на подложке чуть выше, чем в толще пруда, а в пузырьке - ещё чуть выше, чем в толще пруда. 

Цитата: Питер от ноября 16, 2019, 16:46:06
То     есть  на  мой   взгляд  мембрана  возникает  очень  рано .
На мой взгляд - тоже. Но ведь и подложка появилась тоже очень рано.

Однако, и эволюция на подложке, и эволюция в пузырьке - это всегда специализация чего-то более универсального и неспециализированного. Вот таким неспециализированным и была протоплазма - бешенная мешанина бесклеточных жизненных форм (постоянно и/или циклически обменивающихся метаболитами) в прудах гидрогеологических систем.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от ноября 16, 2019, 17:50:12
Тут  есть  одна  проблема   -    специфичность.  Если       образовался   удачный   дуплекс  НК-пептид и  диссоциировал  -  то  шанс    найти  снова  пару  в  большом  объеме  минимален.  А  не    специфичные  дуплексы    мало    продуктивны  в  плане     выбора     лучших  вариантов.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от ноября 16, 2019, 18:15:39
Цитата: Питер от ноября 16, 2019, 17:50:12
Тут  есть  одна  проблема   -    специфичность.
Нет этой проблемы. В пруде - универсальность обеспечивается, на положке и в пузырьках - специфичность обеспечивается.
 
Цитата: Питер от ноября 16, 2019, 17:50:12
Если       образовался   удачный   дуплекс  НК-пептид и  диссоциировал  -  то  шанс    найти  снова  пару  в  большом  объеме  минимален.
В пруде постоянно в наличии огромное количество самых разных пар - что-нибудь случайно состыкуется... Благодаря огромному количеству самых разнообразных реакций всегда был выбор. Но если выбор был осуществлён в толще пруда, то при диссоциации он пропадал.

А вот если удачный выбор оказался на подложке или в пузырьке, то там диссоциированные части легко себе пару находили. Так и шёл отбор - подложки и пузырьки накапливали в себе только удачные (то бишь, совместимые).

Цитата: Питер от ноября 16, 2019, 17:50:12
А  не    специфичные  дуплексы    мало    продуктивны  в  плане     выбора     лучших  вариантов.
Вариант не бывает абстрактно лучшим, он лучший - к каким-то условиям. И выбор идёт на многих уровнях. Например, в пузырьки могут попасть совместимые (на этом уровне каждый из них оказался лучшим), но разные варианты. А вот при изменении внешних условий может выяснится, что какие-то варианты (уже находящиеся в пузырьках) гораздо лучше приспособлены, чем другие варианты (тоже находящиеся в пузырьках) - хотя, и те, и другие, оказались по-своему лучшими (в плане совместимости со своей парой). Это уже выбор на следующем уровне...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от января 28, 2020, 17:19:00
Накопилось немного информации. Приведу ссылки и отдельные цитаты.

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9297.msg238076.html#msg238076
Цитата: ArefievPV от января 08, 2020, 12:48:53
Хочу заметить, что такое спонтанное, хаотичное (и чуть ли, не произвольное) возникновение контуров и возникновение между ними связей возможно с лёгкостью в протоплазме, но практически невозможно (и вообще – маловероятно) в клетке. Такой сбой во внутренней структуре приведёт к смерти клетки. Зато на жизнестойкости протоплазмы в пруде такой сбой никак не отразится (одним больше, одними меньше на фоне триллионов – это ничто). ::)

Этот довод (разумеется, на мой взгляд, он является доводом) считаю также в пользу первичности возникновения жизни именно в бесклеточной форме. Полагаю, что такую сложную структуру клеточные формы (и «бутерброды» тоже) попросту унаследовали от бесклеточных форм. Причём, наследовали в разных локальных гидрогеологических системах разное – просто в результате ЕО остались только такие, потомков которых, мы и наблюдаем сегодня. 
.....
Если период каких-то изменений (или сами условия) во внешней среде много больше времени существования одного поколения, но меньше времени закрепления в геноме, то передача опыта поколений (именно по данным изменениям) вряд ли закрепится в наследственности, но может закрепиться в культуре. Для протоколоний из протоклеток это был, пожалуй, единственно возможный выход. Только, культурой обозвать сие не очень-то корректно, хотя сходство присутствует. Ведь передача опыта происходила не вертикально (от предков к потомкам), а горизонтально (ГПГ между особями). Кстати, микроорганизмами найденное решение до сих пор используется. Только хочу заметить, решение было найдено не клеточными формами, а в момент перехода к клеточным формам – в противном случае, протоколонии, на первых порах, не смогли бы долго существовать (в протоклетках были неполные геномы – что попало, то попало, остальное можно получить от только соседей по протоколонии).   

Но адекватно реагировать на самые быстрые изменения во внешней среде (особенно, без явно выраженной периодичности/повторяемости) для одноклеточных (даже целой колонией) не было никакой возможности. Такая возможность появилась только у многоклеточных (и то, далеко не сразу). Рост и развитие многоклеточного организма в период онтогенеза мог легко компенсировать все условно-постоянные средовые параметры и условно-периодические средовые изменения (разумеется, в определённых пределах). Причём, записывать на уровне генов параметры среды и/или периодичность изменений в среде стало неактуально – структура многоклеточного организма в период роста и развития сама прекрасно подстроится под условия среды и периодичность изменений (по сути, именно средовые воздействия будут настраивать и отлаживать структуру растущего организма).
.....
Здесь хочу напомнить, что среда своими воздействиями на систему, организует внутреннюю структуру системы. Организация системы идет тем легче, чем менее жёсткая структура у системы. Но тут возникает противоречие: с одной стороны необходимо надёжно сохранятся, а с другой стороны необходимо легко изменяться. Типа, нельзя быть сразу: и пластичным, и жёстким. ::)

И вот тут природа нашла изящное решение и воплотила его в многоклеточных животных. Вообще-то, предтечи этого решения природой были найдены давно – ещё в период становления клеточных форм. На этапе многоклеточных животных просто произошло масштабирование и разнесение/разделение этого решения – структура организма остаётся прежней (условно), а части организма легко изменяют свою локацию и форму относительно друг друга во времени и в пространстве. То есть, поведение – это легко изменяемый компонент решения, базовая структура организма – это надёжно сохраняемый компонент решения.

https://paleoforum.ru/index.php/topic,2220.msg238635.html#msg238635
Цитата: ArefievPV от января 28, 2020, 17:06:54
Рибозим справился с синтезом своего предка
https://nplus1.ru/news/2020/01/28/bravernaworld
.....

Созданы рибозимы, синтезирующие зеркальные копии самих себя
https://elementy.ru/novosti_nauki/432350/Sozdany_ribozimy_sinteziruyushchie_zerkalnye_kopii_samikh_sebya

Циклическая смена влажности помогла синтезу нуклеозидов в РНК-мире
https://nplus1.ru/news/2019/10/03/rnaworld
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: ArefievPV от марта 04, 2020, 15:40:39
Продублирую в копилку...
https://paleoforum.ru/index.php/topic,2220.msg239729.html#msg239729
Цитата: ArefievPV от марта 04, 2020, 15:37:24
Для обмена веществ нашли геохимического предка
https://www.nkj.ru/news/38280/
Органические молекулы, необходимые для энергетического метаболизма, можно получить в ходе неорганических реакций.

Молекулы, из которых состоят живые организмы – нуклеиновые кислоты, белки, липиды – это очень, очень большие молекулы. И даже если мы разберём их на запчасти – а в нуклеиновых кислотах, белках и липидах можно выделить отдельные строительные блоки – то и «запчасти» всё равно окажутся довольно крупными и сложными молекулами. И если мы говорим о происхождении жизни на Земле, то должны объяснить, как они возникли. Сейчас, когда биомолекулы синтезируются в клетках, их делают ферменты, то есть те же белки. Но в очень давние времена никаких ферментов ещё не было.

И всё же сложные молекулы могли возникнуть из очень простых: не так давно химикам удалось показать, что «кирпичи» для рибонуклеиновых кислот вполне можно получить из очень простых исходных веществ: цианистого водорода (HCN) и сероводорода (H2S); и что для того, чтобы необходимые реакции произошли, нужны ультрафиолетовое излучение и определенные катализаторы, которые вполне могли быть на тогдашней Земле. Более того, исследователям удалось показать, что из того же цианистого водорода и сероводорода можно получить молекулы-предшественники для синтеза аминокислот (а значит, и белков) и липидов. (В некоторых рецептах вместо сероводорода предлагают оксид серы.)

Но жизнь – это не просто молекулы, это ещё и процессы, в которых они участвуют. Молекулы взаимодействуют друг с другом, вступают в реакции, синтезируют новые молекулы, расщепляют старые, и не просто так, а имея в виду воспроизвестись в следующем поколении. Без наследственности, без передачи информации из поколения в поколение никакой жизни не будет. Чтобы всё это происходило, нужна энергия и строительный материал. Возможно, то и другое молекулы-предки брали от самих себя. А возможно, они воспользовались, как сейчас говорят, готовыми решениями – в смысле, уже имеющимися геохимическими реакциями.

Когда жизнь только зарождалась, органики в окружающей среде было очень и очень мало – вряд ли те реакции, которые шли с сероводородом и цианистым водородом, могли доверху заполнить древний океан органическими молекулами. И жизни, как бы она ни выглядела в то время, нужно было научиться самой делать органические вещества из неорганических. Сейчас это умеют некоторые микробы, создающие органические молекулы из углекислого газа и водорода: они забирают электроны от Н2 и с их помощью монтируют из СО2 сложные конструкции в ходе особой цепи реакций, которая называется путём Вуда – Льюнгдаля. Важно, что путь Вуда – Льюнгдаля позволяет одновременно превращать углекислый газ в органику и получать энергию. Считается, что гены, которые нужны для таких реакций, были у самого древнего общего предка, от которого в конечном счёте произошли все остальные живые организмы. Но путь Вуда – Льюнгдаля у современных микробов идёт не сам по себе – его обслуживают целых одиннадцать белков.

Однако некоторое время назад удалось показать, что некоторые молекулы, которые получаются в результате подобных процессов, можно получить с помощью металлов – железа, никеля и кобальта. Металлы в природе встречаются обычно в составе минералов, а минералы с никелем и железом в нужной химической форме в изобилии попадаются около гидротермальных источников на дне морей. Гидротермальные источники выбрасывают из земной коры много железа, серы, никеля и т. д., и водород в том числе.

Исследователи из Дюссельдорфского университета вместе с коллегами из других научных центров поставили эксперименты с минералами магнетитом и грейгитом, богатых железом, и минералом аваруитом содержащим железо и никель; и магнетит, и грейгит, и аваруит, как можно догадаться, есть у гидротермальных источников. В статье в Nature Ecology & Evolution говорится, что под давлением, примерно в 25,5 раз превышающем атмосферное, при температуре в 100 °С все три минерала катализируют реакции, в которых из водорода и углекислого газа получается смесь органических молекул, среди которых есть пируват, ацетат и формиат (то есть остатки пировиноградной кислоты, уксусной кислоты и муравьиной кислоты).

Пирвуат, ацетат и формиат – главные молекулы любого обмена веществ, они находятся в узлах разнообразных метаболических путей, с их помощью происходят превращения энергии, её добыча из окружающей среды и запасание в удобной для жизни форме. То, что эти важнейшие метаболические посредники получились в «неживых» условиях, ещё раз говорит о том, что переход от «неживой» химии к биологической эволюции, от нежизни к жизни был вполне возможен.

Гидротермальных источников в древнем океан было немного больше, чем сейчас, и они могли не только влиять на информационный отбор РНК, но и обеспечивать поначалу метаболическими полуфабрикатами зарождающуюся жизнь. Возможно, первые молекулы, которые учились размножаться и эволюционировать, пользовались продуктами геохимических реакций до тех пор, пока первые протоклетки не обустроили в себе необходимые энергетические процессы.

P.S. Напомню про свои взгляды на вопрос возникновения жизни на нашей планете.
Наиболее важные ссылки собрал в теме:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.0.html
Для этой новости, в первую очередь, думаю, будут актуальными ссылки на эти сообщения из той темы:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.msg226517.html#msg226517
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.msg234825.html#msg234825

И ещё. Ссылки на информацию, о которой упоминается в статье:

Как длинные РНК победили короткие
https://www.nkj.ru/news/25700/
Физико-химические условия на древней Земле благоприятствовали отбору более длинных молекул РНК, в которых могло быть записано больше информации.

С чего начиналась жизнь на Земле
https://www.nkj.ru/news/26050/
Предшественники всех необходимых биомолекул могли получиться в результате похожих химических реакций и из одинакового химического сырья.

Последний общий предок жил на водороде
https://www.nkj.ru/news/29224/
Одноклеточный организм, давший начало всем доменам земной жизни, жил рядом с вулканическими горячими источниками на дне океана и питался выходящим из них водородом.

Для зарождения жизни на Земле подобрали другой рецепт
https://www.nkj.ru/news/33553/
Первые молекулы-предшественники нуклеиновых кислот получились не из сероводорода, а из диоксида серы.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от ноября 19, 2020, 14:58:37
В копилку...

В маленьком прудике. Новейшие подтверждения теории Дарвина
https://ria.ru/20201119/kletki-1585239503.html
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 25, 2021, 12:42:13
Накопилось чуток информации, скучкую очередную порцию... ::)

Цитата: Серый Страж от ноября 02, 2020, 10:19:10
Метеоритные кратеры — возможные места зарождения жизни
https://22century.ru/space/91825

Цитата: АrefievPV от ноября 17, 2020, 07:37:38
История дупликаций консервативных генов уточняет начальные этапы эволюции эукариот
https://elementy.ru/novosti_nauki/433728/Istoriya_duplikatsiy_konservativnykh_genov_utochnyaet_nachalnye_etapy_evolyutsii_eukariot

Цитата: АrefievPV от января 28, 2021, 16:53:54
Созданы первые синтетические бактериофаги
https://nplus1.ru/news/2021/01/28/synthetic-phages
.....
Прожиточный минимум
https://nplus1.ru/material/2016/03/25/minimalgenome
Что такое минимальный геном и как он продвигает нас к созданию синтетической жизни

Цитата: АrefievPV от января 29, 2021, 12:08:25
Информация не новая - просто в дополнение к этим двум сообщениям:
Цитата: ArefievPV от апреля 14, 2020, 08:01:31
Думы простейших
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/435204/Dumy_prosteyshikh
Жизнь — это сплошные проблемы. Животным приходится приспосабливаться к окружающим условиям, искать еду, стараясь при этом ею не стать, обеспечивать продолжение рода, и справляются они со всем этим лишь благодаря умению учиться. С теми же трудностями сталкиваются простейшие и успешно их преодолевают. Значит ли это, что и они, безмозглые, тоже учатся? Безусловно, да, хотя и непонятно как.
.....
Цитата: ArefievPV от апреля 28, 2020, 18:47:23
У бактерий обнаружили устойчивую память
https://nplus1.ru/news/2020/04/28/bacteria-remember
После освещения синим светом катионные каналы бактерий открываются и мембранный потенциал изменяется. Этот эффект устойчив и длится в течение часов, даже если заряд других бактерий на биопленке или концентрация ионов в среде периодически меняется. Бактериальная память напоминает свойства нейронов, так что ее можно использовать для вычислений с помощью живых систем. Статья опубликована в журнале Cell Systems.
.....
У микробов обнаружена способность к предвидению
https://elementy.ru/novosti_nauki/431107/U_mikrobov_obnaruzhena_sposobnost_k_predvideniyu
ЦитироватьИзраильские ученые обнаружили у микроорганизмов (кишечной палочки Escherichia coli и дрожжей Saccharomyces cerevisae) способность к опережающему реагированию, напоминающую классические павловские условные рефлексы. Если в естественной среде обитания микробов один стимул часто предшествует другому, то микробы могут научиться реагировать на первый стимул как на сигнал, предупреждающий о скором появлении второго стимула.

В отличие от собак Павлова, микробы приобретают свои «рефлексы» не путем обучения, а за счет мутаций и отбора в длинной череде поколений.
P.S. В качестве комментария приведу ссылку и цитату на своё сообщение:

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg241496.html#msg241496
Цитата: ArefievPV от апреля 28, 2020, 18:05:12
Границы изменения параметров внешней среды были подвержены циклическим изменениям, а не хаотическим изменениям. Это легко объяснимо – цикличность задавалась внешними процессами – освещённость (день/ночь), сезонность (зима/лето) и т.д. Такая внешняя цикличность «прописывалась» во внутренних процессах и становилась «собственностью» первых живых систем.

Чем больше «прописывалось» в конструкции живых систем, тем более устойчивыми они становились при циклических изменениях внешней среды – в системах же уже были «прописаны» эти циклические изменения, и они, как бы, предвосхищали своими ответными реакциями ещё не наступившие изменения в среде.

На этом – практически синхронным (или с небольшим опережением) изменением среды и изменением внутренних процессов системы – обычно и базируются все реакции опережающего отражения. Однако побочным явлением этого («прописки» внешних циклов) было усложнение живых систем.

То есть, я не согласен, что способность к опережающему отражению появилась у живых систем после их перехода в клеточную форму - полагаю, такая способность была присуща им изначально (разумеется, в самом примитивном варианте). Способность реагировать опережающим образом сильно влияет на выживаемость, а, значит, такая способность была поддержана ЕО.

Если перейти на уровень химии, то такая особенность сложных систем - реагировать опережающим образом - весьма повышает устойчивость таких систем. И в результате отбора оставались только наиболее устойчивые системы, из которых, в последующем уже могли сформироваться и полноценные живые системы.

Расширенное воспроизведение структуры (размножение), как и способность к реакции опережающего отражения, способствует устойчивости, выживанию, самосохранению системы. Думаю, что эти способности могли развиваться (в зачаточном состоянии эти способности, разумеется, были во всех "линиях" - без элементарной устойчивости ничего бы не было) в системах параллельно (у разных "линий" живых систем), но победили в итоге (как это бывало не раз в эволюции) "симбионты"...

Цитата: АrefievPV от марта 02, 2021, 07:44:36
В протерозое земная кора была тонкой, а горы низкими
https://elementy.ru/novosti_nauki/433777/V_proterozoe_zemnaya_kora_byla_tonkoy_a_gory_nizkimi
.....
P.S. Замечание в сторону: сразу, почему-то, вспомнилось об условиях на планете в период возникновения жизни (неоднократно эту "картину маслом" озвучивал).

Поверхность планеты ровная, без существенных перепадов высот, покрыта множеством локальных гидрогеологических систем (периодически локальные системы соединяются). Эдакая "сырная" поверхность - множество "дырочек", через которые прорывается пар/газ и/или изливается конденсат/грязь...

И жизнь, возникшая в этот период была "простой" и очень медленно эволюционирующей (внешние условия были однообразны и менялись очень медленно в тот период). Кстати, то, что у первичных форм жизни был некоторый период стабильных (однообразных) условий существования - это не только застой в эволюции, но и благо - эти формы успели основательно освоить всю поверхность планеты и, соответственно, увеличить шансы на выживание при сильном локальном природном катаклизме.

Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 11:28:36
Эффективный полимеразный рибозим подкрепил гипотезу мира РНК
https://nplus1.ru/news/2021/03/25/clamp-your-rna
.....
Возникновение глины связали с зарождением жизни
https://nplus1.ru/news/2017/04/11/claylife

Циклическая смена влажности помогла синтезу нуклеозидов в РНК-мире
https://nplus1.ru/news/2019/10/03/rnaworld

Рибозим справился с синтезом своего предка
https://nplus1.ru/news/2020/01/28/bravernaworld
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 25, 2021, 13:02:16
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 12:42:13И жизнь, возникшая в этот период была "простой" и очень медленно эволюционирующей (внешние условия были однообразны и менялись очень медленно в тот период).
Жизнь эволюционировала тогда медлено потому, что внешние условия медлено менялись?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 25, 2021, 13:19:37
И ещё немного из заблокированной темы (цитаты с "якорьком" из неё нет возможности привести).

Лекция Александра Панова "От большого взрыва до разума - универсальная эволюция" с навигатором:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250327.html#msg250327

Комментарий к лекции:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250328.html#msg250328

Лекция Армена Мулкиджаняна "Первое глобальное потепление и происхождение жизни" с навигатором:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250332.html#msg250332

Несколько цитат из других сообщений (в качестве комментариев к лекции):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250335.html#msg250335

Комментарий к дискуссии (дискуссия в сообщении 3284):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250338.html#msg250338

Немного размышлизмов:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250767.html#msg250767
ЦитироватьВ основе выживания (сохранения) и устойчивости любой системы – сохранение (стремление к сохранению) своей «глобальной» структуры. «Глобальная» структура системы – это такая структура системы, по которой определяется сама данная система.

Локальные структуры системы саму систему не определяют – они (в совокупности) определяют состояние данной системы. Понятно, что особь для популяции/вида – это локальная структура, клетка для многоклеточного организма – это локальная структура.

Сохранение своей структуры (выживание) имеет несколько важных взаимосвязанных аспектов: поддержание своей структуры в текущих условиях, адаптация своей структуры к новым условиям среды, повышение вероятности выживания своей структуры, формирование «оболочек» – производных систем, способных обеспечить существование исходной системы и т.д. (конечно, можно ещё «накопать» аспектов, но на сегодня основными вижу пока эти).

1.Поддержание своей структуры в текущих условиях обычно заключается в сохранении «глобальной» структуры ценой временного разрушения/деформации локальных структур (с последующим их восстановлением).

Второй вариант – простая репликация (восстановление). То есть, по мере разрушения своей «глобальной» структуры, параллельно идёт формирование копии этой структуры. Почти всегда оба варианта поддержания сочетаются между собой (разумеется, в разных пропорциях для разных систем и разных условий).

Третий вариант – переход «глобальной» структуры системы в иную форму (более устойчивую в более широком диапазоне внешних условий) – сворачивание с формированием дополнительных внутренних связей, обеспечивающих повышенную устойчивость. Для генов это будет формированием больших молекул РНК/ДНК (в виде примитивных «пакетов», кольцевых молекул, хромосом). Третий вариант плохо сочетается с первыми двумя вариантами.

2.Адаптация своей структуры к новым условиям среды происходит путём формирования способности к опережающему отражению, которое в интегральном виде уже включает в себя: и память, и механизм сознания, механизм фантазии (ему предшествует механизм случайного перебора) и пр. Конечный продукт такой эволюции мы наблюдаем сейчас – живые существа, способные прогнозировать грядущие изменения и успевающие к ним приготовиться.

Второй вариант – расширенная репликация (размножение) неточных копий («глобальная» структура сохраняется, локальные структуры копируются с «ошибками»). Оба варианта сочетаются между собой (в различных пропорциях у разных видов)

3.Повышение вероятности выживания своей структуры обычно происходит путём расширенной репликации (то есть, размножением) своей «глобальной» структуры. То есть, размножение копий (путём расширенной репликация) – одна из стратегий сохранения своей «глобальной» структуры. Второй вариант – путём формирования способности к опережающему отражению. Опять-таки, очень часто эти варианты сочетаются между собой (в различных пропорциях у разных видов).

4.Формирование «оболочек» – производных систем, способных обеспечить существование исходной системы происходит путём разворачивания вторичной структуры («оболочки») вокруг исходной системы. Вторичная структура может быть: как очень простой (слой вещества (разной степени гомогенности и проницаемости), так и очень сложной (эукариотическая клетка с внутриклеточными структурами).

Формирование «оболочки» производится внешними силами (средой), исходная система играет только роль первичной матрицы. Понятно, что только соответствующая среда будет способна формировать «оболочку» (для генов такой средой является внутриклеточная среда).

Этот аспект выживания сочетается с третьим вариантом из первого пункта: переходом «глобальной» структуры системы в иную форму (более устойчивую в более широком диапазоне внешних условий) – сворачивание с формированием дополнительных внутренних связей, обеспечивающих повышенную устойчивость. При неблагоприятных условиях система сворачивается (сохраняя в себе «настройки» благоприятного окружения), при благоприятных – разворачивается, и среда формирует вокруг неё, согласно сохранившимся «настройкам», производную систему – «оболочку». Для генов такой «оболочкой» является клетка (либо, в самом вырожденном варианте – капсид), для клетки – колония или многоклеточный организм.

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg251448.html#msg251448
ЦитироватьПервые свидетельства в пользу физической теории происхождения жизни
https://m.geektimes.ru/post/292603/

Ещё добавил комментарии к лекции Армена Мулкиджаняна:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg251841.html#msg251841
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 25, 2021, 13:31:06
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 13:02:16
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 12:42:13И жизнь, возникшая в этот период была "простой" и очень медленно эволюционирующей (внешние условия были однообразны и менялись очень медленно в тот период).
Жизнь эволюционировала тогда медлено потому, что внешние условия медлено менялись?
Да. Скорость эволюции вообще, довольно-таки, сильно коррелирует (а, по сути, опосредованно зависит) со скоростью изменений внешней среды (среды обитания).

Всякие там "великие вымирания" и "кембрийские и пр. взрывы" - это примеры периодов, когда эволюция жизни на нашей планете шла с огромной скоростью (огромной, разумеется, относительно).
А вот когда условия остаются стабильными десятки и сотни миллионов лет (есть такие на Земле - некоторые подземные, например), то эволюция таких видов, как бы, останавливается...

Этот "нюанс" становится важным, когда мы начинаем рассматривать (разумеется, в качестве предположения) медленно эволюционирующую жизнь на других планетах (Энцелад, Титан) - наша продвинутая земная жизнь при контакте (ежели мы сами ненамеренно затащим нашу земную "заразу" туда) попросту сожрёт ту примитивную жизнь...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 25, 2021, 13:58:10
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 13:31:06
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 13:02:16
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 12:42:13И жизнь, возникшая в этот период была "простой" и очень медленно эволюционирующей (внешние условия были однообразны и менялись очень медленно в тот период).
Жизнь эволюционировала тогда медлено потому, что внешние условия медлено менялись?
Да. Скорость эволюции вообще, довольно-таки, сильно коррелирует (а, по сути, опосредованно зависит) со скоростью изменений внешней среды (среды обитания).

Всякие там "великие вымирания" и "кембрийские и пр. взрывы" - это примеры периодов, когда эволюция жизни на нашей планете шла с огромной скоростью (огромной, разумеется, относительно).
А вот когда условия остаются стабильными десятки и сотни миллионов лет (есть такие на Земле - некоторые подземные, например), то эволюция таких видов, как бы, останавливается...
Т.е. если внешние условия так и остались стех пор бы стабильными, то и оставалась бы сейчас жизнь на примитивном уровне?

  Как же тогда в протерозре , при столь медленных изменениях окружающей среды, произошёл генетический взрыв ок. 3,3 до 2,8 млрд. л. назад (Lawrence A. D., Alm E. J. 2011) и произошла своего рода промышленная революция внутри клетки, которую осуществили «живые электростанции» - митохондрии (Lane N., Martin W. 2010)?

Lawrence A. D., Alm E. J. 2011. Rapid evolutionary innovation during an Archaean genetic expansion. Nature, Volume 469, Pages 93–96, 06 January. http://www.nature.com/nature/journal/v469/n7328/full/nature09649.html or http://dspace.mit.edu/openaccess-disseminate/1721.1/61263 .

Lane N., Martin W. 2010. The energetics of genome complexity. Nature 467, 929–934 (21 October) http://www.nature.com/nature/journal/v467/n7318/abs/nature09486.html .
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:05:29
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 13:46:53
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 13:31:06
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 13:02:16
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 12:42:13И жизнь, возникшая в этот период была "простой" и очень медленно эволюционирующей (внешние условия были однообразны и менялись очень медленно в тот период).
Жизнь эволюционировала тогда медлено потому, что внешние условия медлено менялись?
Да. Скорость эволюции вообще, довольно-таки, сильно коррелирует (а, по сути, опосредованно зависит) со скоростью изменений внешней среды (среды обитания).

Всякие там "великие вымирания" и "кембрийские и пр. взрывы" - это примеры периодов, когда эволюция жизни на нашей планете шла с огромной скоростью (огромной, разумеется, относительно).
А вот когда условия остаются стабильными десятки и сотни миллионов лет (есть такие на Земле - некоторые подземные, например), то эволюция таких видов, как бы, останавливается...
Т.е. если внешние условия так и остались стех пор бы стабильными, то и оставалась бы сейчас жизнь на примитивном уровне?
Эволюция, возможно бы, и шла, но:
- во-первых, очень-очень медленно (про какие-то качественные скачки усложнения можно, в этом случае, забыть);
- во-вторых, "рамки" эволюции для жизни (насколько можно изменятся, в каких пределах можно изменятся) были бы жёстко ограниченными (если выйдешь за пределы - вымрешь сразу).

Я предполагаю, что если бы условия существования остались прежними на протяжении миллиардов лет (с момента возникновения до сегодняшних дней), то наша жизнь и до клеточных форм бы не добралась...

Кстати, любопытный момент, апологеты невозможности прогрессивной и усложняющейся эволюции жизни путём маленьких "шажков", зачастую упускают этот факт - быстроизменяющиеся условия существования.

Основная часть усложнений (огромные качественные "прыжки" в эволюции) происходит в периоды быстрых и кардинальных изменений (разумеется в пределах выживания существующих на тот момент форм жизни) условий существования, а оптимизация (маленькие количественные "шажки" в эволюции) жизненных форм происходит, в основном, в стабильных условиях существования.

Про такие "прыжки" я упоминал - это синтез и гибридизация жизненных форм.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:18:04
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 13:58:10
Как же тогда в протерозре , при столь медленных изменениях окружающей среды, произошёл генетический взрыв ок. 3,3 до 2,8 млрд. л. назад (Lawrence A. D., Alm E. J. 2011) и произошла своего рода промышленная революция внутри клетки, которую осуществили «живые электростанции» - митохондрии (Lane N., Martin W. 2010)?
Про скорость изменений (особенно локальную и по конкретным периодам) среды нам сейчас точно неизвестно - где-то/когда-то они могли быть быстрыми и существенными.

Кроме того, формирование эукариот было много этапным (типа, куча разных маленьких революций):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250401.html#msg250401
Цитировать12:49 – слайд «Origin of the eukaryotic cell». Далее она поясняет возникновение мембран на примере этого рисунка. Поскольку она говорит, что, возможно, органеллы возникали не посредством поглощения, а в результате «обнимания», то дополню сразу ссылками (по последней наиболее интересная информация, на мой взгляд):

Описан новый надтип архей, к которому относятся предки эукариот
https://elementy.ru/novosti_nauki/432910/Opisan_novyy_nadtip_arkhey_k_kotoromu_o

Обнаружен живой представитель асгардархей
https://elementy.ru/novosti_nauki/433521/Obnaruzhen_zhivoy_predstavitel_asgardar

Подсчитан вклад архейных и бактериальных генов в эукариотные геномы
https://elementy.ru/novosti_nauki/433633/Podschitan_vklad_arkheynykh_i_bakterial

Предложена новая гипотеза происхождения эукариот
https://elementy.ru/novosti_nauki/433648/Predlozhena_novaya_gipoteza_proiskhozhdeniya_eukariot

15:16 – слайд со схемой формирования эукариотической клетки. Было много этапов слияний (аутогенез, симбиогенез). Предоставленные выше ссылки – в тему.

Ну, и определённый лаг имеется между изменениями среды существования и адаптации к этим изменениям жизненных форм. По палеонтологическим и геологическим данным этот лаг определить очень трудно (нам он, возможно, попросту не виден).
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 25, 2021, 16:28:45
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:05:29Основная часть усложнений (огромные качественные "прыжки" в эволюции) происходит в периоды быстрых и кардинальных изменений (разумеется в пределах выживания существующих на тот момент форм жизни) условий существования
А как же выше упомянутые кардинальные изменения за очень короткий, по эволюционным меркам, промежуток времени при стабильных внешних условиях? Имеется в виду огромный скачок в генетическом разнообразии. Тогда появились 27% от всех ныне существующих семейств генов. А тьак же произршёл гигантский качественный скачок в организации клетки - появляются митохондрии, что заложило основу для многоклеточности и кислородного дыхания. Как подсчитали упомянутые авторы, благодаря митохондриям эукариотические клетки (т.е. клетки с оформившимся ядром) располагают энергией на 4-5 порядков больше, чем прокариотические. Что и позволило перейти к гораздо более сложным, а следовательно, и гораздо более энергозатратным системам взаимоотношений клеток, свойственных для многоклеточных.
  И это кардинальное, скачкообразное изменение в энергообеспечении клетки произошло без каких-либо столь же кардинальных изменений внешних условий.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 25, 2021, 17:08:18
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 16:28:45
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:05:29Основная часть усложнений (огромные качественные "прыжки" в эволюции) происходит в периоды быстрых и кардинальных изменений (разумеется в пределах выживания существующих на тот момент форм жизни) условий существования
А как же выше упомянутые кардинальные изменения за очень короткий, по эволюционным меркам, промежуток времени при стабильных внешних условиях? Имеется в виду огромный скачок в генетическом разнообразии. Тогда появились 27% от всех ныне существующих семейств генов. А тьак же произршёл гигантский качественный скачок в организации клетки - появляются митохондрии, что заложило основу для многоклеточности и кислородного дыхания. Как подсчитали упомянутые авторы, благодаря митохондриям эукариотические клетки (т.е. клетки с оформившимся ядром) располагают энергией на 4-5 порядков больше, чем прокариотические. Что и позволило перейти к гораздо более сложным, а следовательно, и гораздо более энергозатратным системам взаимоотношений клеток, свойственных для многоклеточных.
  И это кардинальное, скачкообразное изменение в энергообеспечении клетки произошло без каких-либо столь же кардинальных изменений внешних условий.
Повторю ещё раз, если не поняли:
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:05:29
Про такие "прыжки" я упоминал - это синтез и гибридизация жизненных форм.

Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:18:04
Про скорость изменений (особенно локальную и по конкретным периодам) среды нам сейчас точно неизвестно - где-то/когда-то они могли быть быстрыми и существенными.

Кроме того, формирование эукариот было много этапным (типа, куча разных маленьких революций):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250401.html#msg250401
Цитировать12:49 – слайд «Origin of the eukaryotic cell». Далее она поясняет возникновение мембран на примере этого рисунка. Поскольку она говорит, что, возможно, органеллы возникали не посредством поглощения, а в результате «обнимания», то дополню сразу ссылками (по последней наиболее интересная информация, на мой взгляд):

Описан новый надтип архей, к которому относятся предки эукариот
https://elementy.ru/novosti_nauki/432910/Opisan_novyy_nadtip_arkhey_k_kotoromu_o

Обнаружен живой представитель асгардархей
https://elementy.ru/novosti_nauki/433521/Obnaruzhen_zhivoy_predstavitel_asgardar

Подсчитан вклад архейных и бактериальных генов в эукариотные геномы
https://elementy.ru/novosti_nauki/433633/Podschitan_vklad_arkheynykh_i_bakterial

Предложена новая гипотеза происхождения эукариот
https://elementy.ru/novosti_nauki/433648/Predlozhena_novaya_gipoteza_proiskhozhdeniya_eukariot

15:16 – слайд со схемой формирования эукариотической клетки. Было много этапов слияний (аутогенез, симбиогенез). Предоставленные выше ссылки – в тему.

Ну, и определённый лаг имеется между изменениями среды существования и адаптации к этим изменениям жизненных форм. По палеонтологическим и геологическим данным этот лаг определить очень трудно (нам он, возможно, попросту не виден).
Сведите мысленно все факторы озвученные мной и получите наблюдаемую картину.

Как условный пример.

Возникают существенные локальные (например, на каком-то континенте в умеренной или тёплой климатической зоне) изменения на каком-то временном отрезке (например, в несколько тысяч или десятков тысяч лет). По палеонтологической летописи это будет незаметно совсем (особенно если это происходило пару миллиардов лет назад). Кстати, существенные изменения кратко могут возникнуть и в глобальном масштабе, и точно так же не отразится в палеонтологической летописи.

Но именно тогда произошёл синтез (или серия синтезов) нескольких жизненных форм (просмотрите информацию по ссылкам, которые я предоставил). И на первых порах, последствия такого синтеза не дали мощного эффекта - удачных вариантов синтеза было мало и они все проходили интенсивную оптимизацию под действием ЕО. Но именно тогда зародилось огромное количество вариантов "гибридов".

В период оптимизации при стабилизировавшихся условиях существования (по сути, это и есть лаг, о котором я выше говорил) идёт отбор на самые жизнестойкие и конкурентоспособные формы "гибридов". А затем, все удачные варианты "гибридов" начинают интенсивно размножаться и захватывать все ниши, которые могут. Вот этот момент уже отражается в палеонтологической летописи - жизненных форм много по количеству (и они разнообразные по генетике и по морфологии) - от них много следов остаётся.

В итоге вы "видите", что вроде бы на "пустом месте", без видимых причин, при стабильных условиях существования появляется внезапно огромное разнообразие видов. Но на самом деле: и причины были, и нестабильные условия  были (сам момент возникновения разнообразия был, но он предшествовал широкому распространению/размножению/накоплению жизненных форм), а огромное разнообразие и большое количество появляются, как раз, в стабильных условиях (новым адаптированным жизненным формам можно без проблем захватывать новые ниши).

И, кстати, огромное количество следов потомков удачных "гибридов" прекрасно маскируют слабые следы момента возникновения предковых "гибридов".
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 25, 2021, 17:39:16
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:05:29
Я предполагаю, что если бы условия существования остались прежними на протяжении миллиардов лет (с момента возникновения до сегодняшних дней), то наша жизнь и до клеточных форм бы не добралась...
Т.е. многоклеточная жизнь и дальнейшая эволюция обязаны, в основном, не стабильным, абиотическим внешним условиям?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 25, 2021, 18:13:20
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 17:39:16
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:05:29
Я предполагаю, что если бы условия существования остались прежними на протяжении миллиардов лет (с момента возникновения до сегодняшних дней), то наша жизнь и до клеточных форм бы не добралась...
Т.е. многоклеточная жизнь и дальнейшая эволюция обязаны, в основном, не стабильным, абиотическим внешним условиям?
Да, в основном, периодам нестабильных условий существования. Именно эти периоды обеспечивают "прыжки" в эволюции.

Но и без периодов стабильных условий существования, наверное, тоже не обойтись. Именно периоды стабильного существования позволяют оптимизировать жизненные формы, нарастить их количество/массу/объём и заполнить все существующие на тот момент экологические ниши. Такие периоды обеспечивают эволюцию маленькими "шажками".

Я об этом упоминал:
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:05:29
Основная часть усложнений (огромные качественные "прыжки" в эволюции) происходит в периоды быстрых и кардинальных изменений (разумеется в пределах выживания существующих на тот момент форм жизни) условий существования, а оптимизация (маленькие количественные "шажки" в эволюции) жизненных форм происходит, в основном, в стабильных условиях существования.

Про такие "прыжки" я упоминал - это синтез и гибридизация жизненных форм.

Поэтому, наиболее корректно будет, наверное, так сказать - для эволюции необходимо чередование условий существования - стабильные должны чередоваться с нестабильными.

И ещё. Внешними условиями для любой жизненной формы (или совокупности жизненных форм) будут не только абиотические, но и отчасти биотические. При этом, чем существеннее становится биотическое окружение, тем существеннее его влияние. Но первопричиной, по прежнему, остаются внешние условия - те, которые, всё же, носят абиотических характер.

Тут можно привести такую аналогию.

Например, для некоего вида микроорганизмов внешним окружением является абиотические условия и микробное сообщество (колония). Однако, для самого микробного сообщества этот вид является внутренней частью, а окружающая среда - внешней абиотической (для упрощения примем, что других микробных сообществ нет).

Получается, что изменения внешней среды (освещённость, влажность, концентрация химических веществ и т.д.) провоцируют изменения в микробном сообществе, а изменения микробного сообщества провоцирует изменения данного вида микроорганизмов. То есть, в этом случае, первопричина изменений, это внешняя среда, а микробное сообщество выступает в роли посредника, транслирующего воздействие внешней среды на этот конкретный вид микроорганизмов.

Мало того, внешняя среда, кроме опосредованного влияния, может ведь повлиять и непосредственно (например, концентрация вещество может попасть через воду непосредственно к особям этого конкретного вида). То есть, взаимодействие таких систем отличается большой сложностью и нам всегда приходится использовать упрощённые модели (чем, каким параметром и т.д., можно пренебречь в модели - решает исследователь, исходя из поставленной задачи и конкретных условий исследования). 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 25, 2021, 18:25:32
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 18:13:20
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 17:39:16
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:05:29
Я предполагаю, что если бы условия существования остались прежними на протяжении миллиардов лет (с момента возникновения до сегодняшних дней), то наша жизнь и до клеточных форм бы не добралась...
Т.е. многоклеточная жизнь и дальнейшая эволюция обязаны, в основном, не стабильным, абиотическим внешним условиям?
Да, в основном, периодам нестабильных условий существования. Именно эти периоды обеспечивают "прыжки" в эволюции.
Если главной причиной биотической эволюции являются периодические, абиотические изменения внешних условий, то тогда почему циклы биотической эволюции сокращаются (см., например, статью и книгу ниже)?

Коротаев А. В. 2018. Сингулярность XXI века в контексте Большой истории: ма-тематический анализ. Эволюция 10, https://www.academia.edu/36851339/Сингулярность_XXI_века_в_контексте_Большой_истории_математический_анализ .

Korotayev A. V., LePoire D. J. (ed.) 2020.  The 21st Century Singularity and Global Futures. Journal of Big History, Volume II, Number 3, https://www.researchgate.net/publication/326102771_Singularnost_XXI_veka_v_kontekste_Bolsoj_istorii_matematiceskij_analiz .
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 25, 2021, 19:06:17
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 18:25:32
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 18:13:20
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 17:39:16
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:05:29
Я предполагаю, что если бы условия существования остались прежними на протяжении миллиардов лет (с момента возникновения до сегодняшних дней), то наша жизнь и до клеточных форм бы не добралась...
Т.е. многоклеточная жизнь и дальнейшая эволюция обязаны, в основном, не стабильным, абиотическим внешним условиям?
Да, в основном, периодам нестабильных условий существования. Именно эти периоды обеспечивают "прыжки" в эволюции.
Если главной причиной биотической эволюции являются периодические, абиотические изменения внешних условий, то тогда почему циклы биотической эволюции сокращаются (см., например, статью и книгу ниже)?
Потому, что всё большее влияние начинает оказывать биотическая составляющая:
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 18:13:20
И ещё. Внешними условиями для любой жизненной формы (или совокупности жизненных форм) будут не только абиотические, но и отчасти биотические. При этом, чем существеннее становится биотическое окружение, тем существеннее его влияние. Но первопричиной, по прежнему, остаются внешние условия - те, которые, всё же, носят абиотических характер.
Менялись жизненные формы - усложнялся цикл. Грубо говоря, на основной цикл, который практически на 100% зависел от внешней абиотической среды (помните, наше обсуждение про круговороты вещества и энергии, которые "оседлывает" жизнь?), накладывались циклы с меньшим периодом, которые уже зависели и от биотического окружения (и которого становилось всё больше и оно само было сложнее и разнообразнее).

Это, как возникновение обертонов вокруг основного тона (аналогия, конечно, отвлечённая, но сходу только такая в голову пришла).

Например (всё очень условно, конечно):

В пределах первого порядка - это жизнь в прудах гидрогеологической системы в форме протоплазмы. Когда такая жизнь только возникла её зависимость от внешних абиотических условий была почти 100%. По сути, это основной фон.

Возникает второй порядок - это жизнь в тех же прудах, но уже в форме "бутербродиков" ("пицца", как это дело обзывает Никитин). Однако, протоплазма ведь никуда не делась и она тоже влияет на "бутербродики". То есть, "бутербродики" подпадают уже под сложный цикл - на основной цикл накладывается с небольшим (или, с приличным) отставанием цикл воздействия протоплазмы на бутербродики".  То есть, частота нестабильных периодов для "бутербродиков" возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция "бутербродиков" идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы.

Следом возникает третий порядок - это жизнь (сначала в тех же прудах, а потом - в прибрежных зонах первичного океана) в форме протоколоний из протоклеток. Эти протоколонии из протоклеток подпадают под ещё более сложный цикл - на основной цикл накладываются последовательно (а отчасти и параллельно) циклы влияния протоплазмы и циклы влияния "бутербродиков". И снова - частота нестабильных периодов для протоколоний из протоклеток возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция протоколоний из протоклеток идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы и чем эволюция "бутербродиков".

Дальше возникает четвёртый порядок - прокариоты...

Затем возникает пятый порядок - эукариоты...

Следом возникает шестой порядок - многоклеточные...

И так далее (вплоть до возникновения человеческих социумов, культур, цивилизаций).

Обратите внимание, параллельно ведь и протоколонии эволюционировали - из протоколоний в колонии, а затем в сообщества... Причём, это дело повторялось на всех уровнях - например, многоклеточные тоже формируют колонии, популяции, сообщества и т.д.

Если перевести в цифру (предельно утрирую, разумеется), то получим удвоение скорости эволюции для каждого следующего порядка. ::)
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 25, 2021, 20:08:09
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 19:06:17
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 18:25:32
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 18:13:20
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 17:39:16
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 14:05:29
Я предполагаю, что если бы условия существования остались прежними на протяжении миллиардов лет (с момента возникновения до сегодняшних дней), то наша жизнь и до клеточных форм бы не добралась...
Т.е. многоклеточная жизнь и дальнейшая эволюция обязаны, в основном, не стабильным, абиотическим внешним условиям?
Да, в основном, периодам нестабильных условий существования. Именно эти периоды обеспечивают "прыжки" в эволюции.
Если главной причиной биотической эволюции являются периодические, абиотические изменения внешних условий, то тогда почему циклы биотической эволюции сокращаются (см., например, статью и книгу ниже)?
Потому, что всё большее влияние начинает оказывать биотическая составляющая:
Но ведь биотическая составляющая в создании внешних условий пренебрежимо мала:
Цитата: AlexeyyТ.е. многоклеточная жизнь и дальнейшая эволюция обязаны, в основном, не стабильным, абиотическим внешним условиям?
Цитата: АrefievPVДа, в основном, периодам нестабильных условий существования. Именно эти периоды обеспечивают "прыжки" в эволюции.
Как же она может создать не пренебрежимо малый эффект?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 25, 2021, 20:32:46
Цитата: Alexeyy от марта 25, 2021, 20:08:09
Но ведь биотическая составляющая в создании внешних условий пренебрежимо мала:
.....
Как же она может создать не пренебрежимо малый эффект?
Это поначалу она мала (пока ещё в форме протоплазмы и дальше своих прудов не распространялась), а в последующем она становится сопоставимой с абиотической составляющей.

Вспомните, что появление цветковых привело к смене фауны. И это ещё мелочи по сравнению с "кислородной катастрофой". А до этого жизнь "сожрала" всякие соединения (цинка, железа и пр.) - буквально преобразовала геохимический состав поверхности планеты. То есть, с некоторого момента жизнь становится фактором, сопоставимым по силе воздействия с геологическими и климатическими факторами. Про человека я даже не буду говорить - там его влияние в глаза бросается...

Плюс к тому - многие такие циклы (сами по себе которые, с не особо существенным влиянием) могли накладываться друг на друга (суммироваться, так сказать), что приводило к мощному воздействию и серьёзной нестабильности условий существования в некоторые периоды.

И вообще, цикличность условий - это основа развития. Чаще циклы, разнообразнее циклы, сложнее циклы - быстрее и разнообразнее развитие.

А относительно малости биотической составляющей вы заблуждаетесь - она, даже в фоновом режиме, очень существенно влияет. Любой организм, окружённый другими организмами (одноклеточными, многоклеточными, колониями и т.д.), которые выделяют/поглощают всякие вещества, оказывают различные воздействия на окружение и т.д. - оказывают на этот организм существенное влияние (простейший и наглядный пример - инфекционное заболевание).

Разумеется, для эволюционного "прыжка" фонового влияния недостаточно - должно быть совместное мощное влияние абиотических и биотических факторов.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 26, 2021, 08:40:48
Цитата: АrefievPVА относительно малости биотической составляющей вы заблуждаетесь
Я не думаю, что биотическая составляющая мала: я лишь процитировал Ваш ответ на мой вопрос (см. ответ №109) из которого утверждение об этой малости, вроде как, следует.
  Так, значит, абиотические, циклические изменения внешних условий не играют главной роли в процессе эволюции жизни?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2021, 09:44:01
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 08:40:48
Цитата: АrefievPVА относительно малости биотической составляющей вы заблуждаетесь
Я не думаю, что биотическая составляющая мала: я лишь процитировал Ваш ответ на мой вопрос (см. ответ №109) из которого утверждение об этой малости, вроде как, следует.
  Так, значит, абиотические, циклические изменения внешних условий не играют главной роли в процессе эволюции жизни?
Ваш вопрос немного не конкретен - главная роль, для эволюции какого порядка жизненных форм? Для бактерий? Для эукариот? Для многоклеточных? Или вообще - для биосферы в целом?

Напомню:
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 19:06:17
Менялись жизненные формы - усложнялся цикл. Грубо говоря, на основной цикл, который практически на 100% зависел от внешней абиотической среды (помните, наше обсуждение про круговороты вещества и энергии, которые "оседлывает" жизнь?), накладывались циклы с меньшим периодом, которые уже зависели и от биотического окружения (и которого становилось всё больше и оно само было сложнее и разнообразнее).

Это, как возникновение обертонов вокруг основного тона (аналогия, конечно, отвлечённая, но сходу только такая в голову пришла).

Например (всё очень условно, конечно):

В пределах первого порядка - это жизнь в прудах гидрогеологической системы в форме протоплазмы. Когда такая жизнь только возникла её зависимость от внешних абиотических условий была почти 100%. По сути, это основной фон.

Возникает второй порядок - это жизнь в тех же прудах, но уже в форме "бутербродиков" ("пицца", как это дело обзывает Никитин). Однако, протоплазма ведь никуда не делась и она тоже влияет на "бутербродики". То есть, "бутербродики" подпадают уже под сложный цикл - на основной цикл накладывается с небольшим (или, с приличным) отставанием цикл воздействия протоплазмы на бутербродики".  То есть, частота нестабильных периодов для "бутербродиков" возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция "бутербродиков" идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы.

Следом возникает третий порядок - это жизнь (сначала в тех же прудах, а потом - в прибрежных зонах первичного океана) в форме протоколоний из протоклеток. Эти протоколонии из протоклеток подпадают под ещё более сложный цикл - на основной цикл накладываются последовательно (а отчасти и параллельно) циклы влияния протоплазмы и циклы влияния "бутербродиков". И снова - частота нестабильных периодов для протоколоний из протоклеток возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция протоколоний из протоклеток идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы и чем эволюция "бутербродиков".

Дальше возникает четвёртый порядок - прокариоты...

Затем возникает пятый порядок - эукариоты...

Следом возникает шестой порядок - многоклеточные...

И так далее (вплоть до возникновения человеческих социумов, культур, цивилизаций).

Обратите внимание, параллельно ведь и протоколонии эволюционировали - из протоколоний в колонии, а затем в сообщества... Причём, это дело повторялось на всех уровнях - например, многоклеточные тоже формируют колонии, популяции, сообщества и т.д.

Даже если рассматривать эволюцию биосферы в целом, то её разные порядки будут эволюционировать с разной скоростью. Типа, одноклеточные - с одной скоростью, многоклеточные - с другой скоростью. Прогрессивная (с усложнением) эволюция всегда затрагивает самые последние на текущий момент порядки жизненных форм - предыдущие порядки перестают прогрессивно эволюционировать. Сейчас наиболее быстро эволюционирует человеческий социум (обратите внимание - не биологический вид, а социум).

Например, прогрессивная (с усложнением) эволюция прокариот (я имею в виду прокариоты в целом) практически остановилась - микробное сообщество в целом практически полностью адаптировано к любым внешним абиотическим изменениям - ГПГ (плюс сосуществование в подобии симбиоза с вирусным сообществом), огромная скорость размножения, огромное разнообразие - позволяют микробному прокариотическому сообществу выжить при любых условиях, которые когда-либо встречались в истории эволюции жизни на нашей планете.

Прокариоты выдержат, не усложняясь: астероидную бомбардировку, глобальный массовый вулканизм и массовое извержение супервулканов, глобальное оледенение всей поверхности планеты, общепланетарную засуху или общепланетарное наводнение, сильное закисление или ощелачивание мирового океана, большие колебания содержания кислорода в атмосфере и/или в воде и т.д. и т.д. В общем - прокариоты выдержат все те катаклизмы, которые когда-либо встречались им в процессе эволюции. Убить их может, разве что, проплавление всей поверхности планеты на пару километров вглубь (и то, не факт - вроде, микробные сообщества существуют на глубинах до пяти километров).

Поэтому, можно сказать, что на своём уровне сложности прокариоты достигли предела в прогрессивной эволюции - им для выживания усложняться незачем.

И ещё. Важно определится с тем, каковы критерии "главенства"? "Первопричина" подходит под определение "главной роли"?

Напомню:
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 18:13:20
И ещё. Внешними условиями для любой жизненной формы (или совокупности жизненных форм) будут не только абиотические, но и отчасти биотические. При этом, чем существеннее становится биотическое окружение, тем существеннее его влияние. Но первопричиной, по прежнему, остаются внешние условия - те, которые, всё же, носят абиотических характер.

Если подходит, то, по прежнему, главная роль у внешних абиотических циклов. Но только для нынешних высших порядков жизненных форм влияние внешних абиотических циклов опосредованно через биотическую составляющую (типа, через множество промежуточных биотических "прокладок-порядков").

То есть, для нижних порядков жизненных форм внешние абиотические циклы, по прежнему, играют главную роль непосредственно. Для нынешних высших порядков жизненных форм внешние абиотические циклы играют главную роль, разве что, только как первопричина, так как, непосредственное влияние они оказывают уже незначительное, по сравнению с биотической составляющей.

Тут важно определится с тем, каковы критерии "главенства"? "Первопричина" подходит под определение "главной роли"? Если подходит, то, по прежнему, главная роль у внешних абиотических циклов. Но только для нынешних высших порядков жизненных форм влияние внешних абиотических циклов опосредованно через биотическую составляющую (типа, через множество промежуточных биотических "прокладок-порядков").
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 26, 2021, 11:56:56
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 09:44:01
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 08:40:48
Цитата: АrefievPVА относительно малости биотической составляющей вы заблуждаетесь
Я не думаю, что биотическая составляющая мала: я лишь процитировал Ваш ответ на мой вопрос (см. ответ №109) из которого утверждение об этой малости, вроде как, следует.
  Так, значит, абиотические, циклические изменения внешних условий не играют главной роли в процессе эволюции жизни?
Ваш вопрос немного не конкретен - главная роль, для эволюции какого порядка жизненных форм? Для бактерий? Для эукариот? Для многоклеточных? Или вообще - для биосферы в целом?
Для прогресивной эволюции в целом. Скажем, для самых продвинутых форм своего времени.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2021, 12:33:19
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 11:56:56
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 09:44:01
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 08:40:48
Цитата: АrefievPVА относительно малости биотической составляющей вы заблуждаетесь
Я не думаю, что биотическая составляющая мала: я лишь процитировал Ваш ответ на мой вопрос (см. ответ №109) из которого утверждение об этой малости, вроде как, следует.
  Так, значит, абиотические, циклические изменения внешних условий не играют главной роли в процессе эволюции жизни?
Ваш вопрос немного не конкретен - главная роль, для эволюции какого порядка жизненных форм? Для бактерий? Для эукариот? Для многоклеточных? Или вообще - для биосферы в целом?
Для прогресивной эволюции в целом. Скажем, для самых продвинутых форм своего времени.
Это два разных вопроса.

Для прогрессивной эволюции в целом внешние абиотические циклические изменения играют главную роль - они и первопричина, и действуют: как непосредственно (на нижние порядки жизненных форм), так и опосредованно (через нижние порядки на верхние порядки).

А для самых продвинутых форм своего времени внешние абиотические циклические изменения играют второстепенную роль - они, хотя, и первопричина, но действуют, по большей части, опосредованно.

Опять-таки, следует помнить, что если у вас в биосфере всего два порядка (типа, жизнь появилась совсем недавно и не успела ещё сильно усложниться), то особой разницы там не будет - и для нижнего, и для верхнего порядков внешние абиотические циклы будут главными (будут определять эволюцию, условно говоря, на 99%).

Вообще-то, я по этим вопросам частично свои пояснения уже предоставил:
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 09:44:01
Даже если рассматривать эволюцию биосферы в целом, то её разные порядки будут эволюционировать с разной скоростью. Типа, одноклеточные - с одной скоростью, многоклеточные - с другой скоростью. Прогрессивная (с усложнением) эволюция всегда затрагивает самые последние на текущий момент порядки жизненных форм - предыдущие порядки перестают прогрессивно эволюционировать. Сейчас наиболее быстро эволюционирует человеческий социум (обратите внимание - не биологический вид, а социум).
.....
То есть, для нижних порядков жизненных форм внешние абиотические циклы, по прежнему, играют главную роль непосредственно. Для нынешних высших порядков жизненных форм внешние абиотические циклы играют главную роль, разве что, только как первопричина, так как, непосредственное влияние они оказывают уже незначительное, по сравнению с биотической составляющей.

Тут важно определится с тем, каковы критерии "главенства"? "Первопричина" подходит под определение "главной роли"? Если подходит, то, по прежнему, главная роль у внешних абиотических циклов. Но только для нынешних высших порядков жизненных форм влияние внешних абиотических циклов опосредованно через биотическую составляющую (типа, через множество промежуточных биотических "прокладок-порядков").
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 26, 2021, 14:35:53
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 12:33:19
Для прогрессивной эволюции в целом внешние абиотические циклические изменения играют главную роль - они и первопричина, и действуют: как непосредственно (на нижние порядки жизненных форм), так и опосредованно (через нижние порядки на верхние порядки).

А для самых продвинутых форм своего времени внешние абиотические циклические изменения играют второстепенную роль - они, хотя, и первопричина, но действуют, по большей части, опосредованно.
Т.е., в конечном счёте, прогрессивная эволюция и высших, для своего времени, форм жизни была бы невозможной не будь абиотической цикличности на протяжении их эволюции?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2021, 14:47:08
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 14:35:53
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 12:33:19
Для прогрессивной эволюции в целом внешние абиотические циклические изменения играют главную роль - они и первопричина, и действуют: как непосредственно (на нижние порядки жизненных форм), так и опосредованно (через нижние порядки на верхние порядки).

А для самых продвинутых форм своего времени внешние абиотические циклические изменения играют второстепенную роль - они, хотя, и первопричина, но действуют, по большей части, опосредованно.
Т.е., в конечном счёте, прогрессивная эволюция и высших, для своего времени, форм жизни была бы невозможной не будь абиотической цикличности на протяжении их эволюции?
Да, именно так - была бы невозможна. И словосочетание "в конечном счёте" в данном контексте очень важно.

Разумеется, это только моё личное мнение.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 26, 2021, 15:07:02
Тогда, выходит, эволюционные циклы, связанные с ускоренным характером эволюции (т.е. сокращающиеся со временем циклы) являются исключительным следствием абиотических циклов, коль эти абиотические циклы - в конечном счёте, гавный фактор эволюции?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2021, 15:22:41
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 15:07:02
Тогда, выходит, эволюционные циклы, связанные с ускоренным характером эволюции (т.е. сокращающиеся со временем циклы) являются исключительным следствием абиотических циклов, коль эти абиотические циклы - в конечном счёте, гавный фактор эволюции?
"Следствием" - да.
"В конечном счёте" - да.
"Исключительным" - в каком смысле? В каком-то глобальном смысле? В том смысле, что мы все (и вообще - всё в нашей вселенной), без исключения, являемся следствиями Большого Взрыва?

Если в таком смысле, то - да. Но получается немножко "масло масляное", на мой взгляд... ::)

А если в локальном смысле (например, для жизненных форм какого-то порядка внутри биосферы), то - нет. На этот порядок жизненных форм влияет не исключительно только внешние абиотические циклы, но и внутренние биотические циклы тоже влияют.

Я бы, в данном контексте, не использовал это слово - оно только путаницу вносит...  ::)
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 26, 2021, 15:35:16
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 15:22:41
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 15:07:02
Тогда, выходит, эволюционные циклы, связанные с ускоренным характером эволюции (т.е. сокращающиеся со временем циклы) являются исключительным следствием абиотических циклов, коль эти абиотические циклы - в конечном счёте, гавный фактор эволюции?
"Следствием" - да.
"В конечном счёте" - да.
Но ведь столь стремительно и столь долго (на протяжении всей существующей жизни) работающих, сокращающихся (да ещё и от цикла к циклу в одно и то же количество раз), абиотических циклов – не существует. И не может существовать: нет таких физических (абиотических) процессов.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2021, 15:54:05
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 15:35:16
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 15:22:41
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 15:07:02
Тогда, выходит, эволюционные циклы, связанные с ускоренным характером эволюции (т.е. сокращающиеся со временем циклы) являются исключительным следствием абиотических циклов, коль эти абиотические циклы - в конечном счёте, гавный фактор эволюции?
"Следствием" - да.
"В конечном счёте" - да.
Но ведь столь стремительно и столь долго (на протяжении всей существующей жизни) работающих, сокращающихся (да ещё и от цикла к циклу в одно и то же количество раз), абиотических циклов – не существует. И не может существовать: нет таких физических (абиотических) процессов.
Я вам про это и сказал:
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 15:22:41
А если в локальном смысле (например, для жизненных форм какого-то порядка внутри биосферы), то - нет. На этот порядок жизненных форм влияет не исключительно только внешние абиотические циклы, но и внутренние биотические циклы тоже влияют.

Там на эти абиотические циклы накладываются биотические, и, в результате, итоговые циклы всё время укорачиваются:
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 19:06:17
Менялись жизненные формы - усложнялся цикл. Грубо говоря, на основной цикл, который практически на 100% зависел от внешней абиотической среды (помните, наше обсуждение про круговороты вещества и энергии, которые "оседлывает" жизнь?), накладывались циклы с меньшим периодом, которые уже зависели и от биотического окружения (и которого становилось всё больше и оно само было сложнее и разнообразнее).

Это, как возникновение обертонов вокруг основного тона (аналогия, конечно, отвлечённая, но сходу только такая в голову пришла).

Например (всё очень условно, конечно):

В пределах первого порядка - это жизнь в прудах гидрогеологической системы в форме протоплазмы. Когда такая жизнь только возникла её зависимость от внешних абиотических условий была почти 100%. По сути, это основной фон.

Возникает второй порядок - это жизнь в тех же прудах, но уже в форме "бутербродиков" ("пицца", как это дело обзывает Никитин). Однако, протоплазма ведь никуда не делась и она тоже влияет на "бутербродики". То есть, "бутербродики" подпадают уже под сложный цикл - на основной цикл накладывается с небольшим (или, с приличным) отставанием цикл воздействия протоплазмы на бутербродики".  То есть, частота нестабильных периодов для "бутербродиков" возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция "бутербродиков" идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы.

Следом возникает третий порядок - это жизнь (сначала в тех же прудах, а потом - в прибрежных зонах первичного океана) в форме протоколоний из протоклеток. Эти протоколонии из протоклеток подпадают под ещё более сложный цикл - на основной цикл накладываются последовательно (а отчасти и параллельно) циклы влияния протоплазмы и циклы влияния "бутербродиков". И снова - частота нестабильных периодов для протоколоний из протоклеток возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция протоколоний из протоклеток идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы и чем эволюция "бутербродиков".

Дальше возникает четвёртый порядок - прокариоты...

Затем возникает пятый порядок - эукариоты...

Следом возникает шестой порядок - многоклеточные...

И так далее (вплоть до возникновения человеческих социумов, культур, цивилизаций).

Обратите внимание, параллельно ведь и протоколонии эволюционировали - из протоколоний в колонии, а затем в сообщества... Причём, это дело повторялось на всех уровнях - например, многоклеточные тоже формируют колонии, популяции, сообщества и т.д.

P.S. К сожалению, вы не читаете, что я пишу - приходится по несколько раз повторять (с цитатами из прошлых сообщений). Про эти порядки, ускорение итоговых циклов и пр. - я уже в третий раз повторяю... :-[ 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 26, 2021, 16:32:16
Нет: выше это уже читал. Там же, вроде, не было сказано, что это - и есть объяснение природы сокращающихся циклов на основе постоянных абиотических.
А почему на каждом следующем уровне цикл должен сокращаться?
  И это объяснение, по-моему, рассматривает постояннопериодические, абиотические циклы как главный фактор эволюции лишь в определённый момент в прошлом, как "первотолчок", а не как постоянный, главный фактор прогрессивной эволюции. После чего сокращающиеся биотические циклы развиваются уже самостоятельно: один от другого и в постояннопериодических, абиотических циклах уже не нуждаются. Или нет? 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2021, 17:22:24
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 16:32:16
Нет: выше это уже читал. Там же, вроде, не было сказано, что это - и есть объяснение природы сокращающихся циклов на основе постоянных абиотических.
Я подробно пояснял это на нескольких аналогиях... Ниже повторю цитату с пояснениями.

Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 16:32:16
А почему на каждом следующем уровне цикл должен сокращаться?
Вы же только что сказали, что читали... Блин, я уже не знаю, что и думать...  :-[
В четвёртый раз привожу цитату:
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 19:06:17
Менялись жизненные формы - усложнялся цикл. Грубо говоря, на основной цикл, который практически на 100% зависел от внешней абиотической среды (помните, наше обсуждение про круговороты вещества и энергии, которые "оседлывает" жизнь?), накладывались циклы с меньшим периодом, которые уже зависели и от биотического окружения (и которого становилось всё больше и оно само было сложнее и разнообразнее).

Это, как возникновение обертонов вокруг основного тона (аналогия, конечно, отвлечённая, но сходу только такая в голову пришла).

Например (всё очень условно, конечно):

В пределах первого порядка - это жизнь в прудах гидрогеологической системы в форме протоплазмы. Когда такая жизнь только возникла её зависимость от внешних абиотических условий была почти 100%. По сути, это основной фон.

Возникает второй порядок - это жизнь в тех же прудах, но уже в форме "бутербродиков" ("пицца", как это дело обзывает Никитин). Однако, протоплазма ведь никуда не делась и она тоже влияет на "бутербродики". То есть, "бутербродики" подпадают уже под сложный цикл - на основной цикл накладывается с небольшим (или, с приличным) отставанием цикл воздействия протоплазмы на бутербродики".  То есть, частота нестабильных периодов для "бутербродиков" возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция "бутербродиков" идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы.

Следом возникает третий порядок - это жизнь (сначала в тех же прудах, а потом - в прибрежных зонах первичного океана) в форме протоколоний из протоклеток. Эти протоколонии из протоклеток подпадают под ещё более сложный цикл - на основной цикл накладываются последовательно (а отчасти и параллельно) циклы влияния протоплазмы и циклы влияния "бутербродиков". И снова - частота нестабильных периодов для протоколоний из протоклеток возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция протоколоний из протоклеток идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы и чем эволюция "бутербродиков".

Дальше возникает четвёртый порядок - прокариоты...

Затем возникает пятый порядок - эукариоты...

Следом возникает шестой порядок - многоклеточные...

И так далее (вплоть до возникновения человеческих социумов, культур, цивилизаций).

Обратите внимание, параллельно ведь и протоколонии эволюционировали - из протоколоний в колонии, а затем в сообщества... Причём, это дело повторялось на всех уровнях - например, многоклеточные тоже формируют колонии, популяции, сообщества и т.д.

Красным выделил ключевое - почему итоговые циклы будут сокращаться. В данном условном примере это показано только для "бутербродиков" и протоколоний из протоклеток, но аналогично происходит ускорение (на основной тон накладываются обертоны, на них - оберобертоны и т.д.) и для следующих, более сложных форм жизни.

Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 16:32:16
И это объяснение, по-моему, рассматривает постояннопериодические, абиотические циклы как главный фактор эволюции лишь в определённый момент в прошлом, как "первотолчок", а не как постоянный, главный фактор прогрессивной эволюции.
Не только, как "первотолчок", но и в дальнейшем абиотические циклы продолжают оказывать влияние. Просто теперь их влияние меньше и оно опосредованно. И в итоговом влиянии абиотические циклы начинают занимать меньший (сначала - чуть меньший, а затем - уже существенно меньший) процент по сравнению с вкладом биотических циклов.

Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 16:32:16
После чего сокращающиеся биотические циклы развиваются уже самостоятельно: один от другого и в постояннопериодических, абиотических циклах уже не нуждаются. Или нет?
Нет, продолжают нуждаться. Просто из-за опосредованности и огромной инерции биотических циклов жизнь не сразу почувствует исчезновение абиотических циклов.

Например, исчезновение циклического притока солнечной энергии не скажется мгновенно на жизненных формах - жизненные формы научились выдерживать отсутствие притока солнечной энергии в дневных циклах (ночью притока нет, но жизнь продолжается), при полярных ночах (зимой притока нет, но жизнь пережидает и весной активируется).

Но если убрать этот циклический приток солнечной энергии надолго (на многие годы и десятилетия), то, затем постепенно остановится циркуляция воздушных потоков в атмосфере, циркуляция водных потоков в океане, начнёт уменьшаться содержание кислорода и т.д. и т.п. Параллельно с остановкой этих циклов будут останавливаться биотические циклы - остановится фотосинтез, прервутся пищевые цепочки в биоценозах и т.д.

И это только один цикл мы для умозрительного примера убрали, а таких циклических абиотических процессов (в основном - всяких круговоротов, вулканизма, движения литосферных плит и т.д. и т.п.) очень много разных.

Абиотические циклы нужны как фоновые, как подпитывающие биотические. При этом абиотические циклы нужны: как для поддержания биотических (фоновая подпитка), так и для прогрессивной эволюции - ведь абиотические циклы лежат в основании "пирамиды" биотических циклов.

Кстати, высота сей "пирамиды" сильно коррелирует со сложностью и разнообразием абиотических циклов, лежащих в основании данной "пирамиды". Грубо говоря, чем больше площадь основания "пирамиды" тем большей высоты эта "пирамида" может достичь и, соответственно, дольше/выше может продолжаться усложнение живых форм в результате прогрессивной эволюции.

Для нас, при поиске жизни на других небесных телах, само наличие абиотических циклов, их объём, их сложность, их разнообразие и т.д. - являются косвенным признаком/маркером перспективности возможной жизни на данных небесных телах.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2021, 17:52:07
В заключение добавлю.
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 17:22:24
И это только один цикл мы для умозрительного примера убрали, а таких циклических абиотических процессов (в основном - всяких круговоротов, вулканизма, движения литосферных плит и т.д. и т.п.) очень много разных.

Абиотические циклы нужны как фоновые, как подпитывающие биотические. При этом абиотические циклы нужны: как для поддержания биотических (фоновая подпитка), так и для прогрессивной эволюции - ведь абиотические циклы лежат в основании "пирамиды" биотических циклов.

Кстати, высота сей "пирамиды" сильно коррелирует со сложностью и разнообразием абиотических циклов, лежащих в основании данной "пирамиды". Грубо говоря, чем больше площадь основания "пирамиды" тем большей высоты эта "пирамида" может достичь и, соответственно, дольше/выше может продолжаться усложнение живых форм в результате прогрессивной эволюции.

Для нас, при поиске жизни на других небесных телах, само наличие абиотических циклов, их объём, их сложность, их разнообразие и т.д. - являются косвенным признаком/маркером перспективности возможной жизни на данных небесных телах.
При разрушении основания "пирамиды" (остановка, исчезновение, критическое ослабление абиотических циклов, лежащих в основе) первыми начинают обваливаться верхние уровни. Грубо говоря, бактерии ещё продолжают жить (при переходе в споры они ещё и не то смогут вынести), а многоклеточные животные уже вовсю дохнут/вымирают...

Но, при этом, следует учесть один важный фактор – если жизненной форме некоего порядка удалось прикрепиться к другим абиотическим циклам (типа, частично оседлать их), то для данной жизненной формы ещё не всё потеряно. Эта форма продолжить существовать – она попросту "сменит лошадей".

Мало того, эта жизненная форма сможет прицепом подхватить и другие жизненные формы других порядков. Например, если человечество, в силу обстоятельств, научится выживать без Солнца и вне Земли, то бактерии, растения, грибы, чуток животных и т.д., оно точно с собой прихватит – создаст, так сказать, крохотную искусственную биосферу. ::)
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 26, 2021, 18:32:14
Цитата: АrefievPVВозникает второй порядок - это жизнь в тех же прудах, но уже в форме "бутербродиков" ("пицца", как это дело обзывает Никитин). Однако, протоплазма ведь никуда не делась и она тоже влияет на "бутербродики". То есть, "бутербродики" подпадают уже под сложный цикл - на основной цикл накладывается с небольшим (или, с приличным) отставанием цикл воздействия протоплазмы на бутербродики".  То есть, частота нестабильных периодов для "бутербродиков" возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция "бутербродиков" идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы.

Следом возникает третий порядок - это жизнь (сначала в тех же прудах, а потом - в прибрежных зонах первичного океана) в форме протоколоний из протоклеток. Эти протоколонии из протоклеток подпадают под ещё более сложный цикл - на основной цикл накладываются последовательно (а отчасти и параллельно) циклы влияния протоплазмы и циклы влияния "бутербродиков". И снова - частота нестабильных периодов для протоколоний из протоклеток возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция протоколоний из протоклеток идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы и чем эволюция "бутербродиков".
Я это объяснение, примерно, понял как объяснение через наложение постоянно возникающих всё более молодых постояннопериодических циклов и чем моложе – тем короче постояннопериодический цикл.
  Мой вопрос в том и состоял почему периоды этих постоянно возникающих новых постояннопериодических циклов – сокращаются (по мере возникновения новых)?

Цитата: АrefievPV
Но если убрать этот циклический приток солнечной энергии надолго (на многие годы и десятилетия), то, затем постепенно остановится циркуляция воздушных потоков в атмосфере, циркуляция водных потоков в океане, начнёт уменьшаться содержание кислорода и т.д. и т.п. Параллельно с остановкой этих циклов будут останавливаться биотические циклы - остановится фотосинтез, прервутся пищевые цепочки в биоценозах и т.д.
Остановится прежняя циркуляция (если бы Земля не вращалась вокруг своей оси), но возникнет новая: циркуляция воздушных потоков между холодной стороной Земли и тёплой (солнечной). Да: много биотических циклов при этом остановится. Но это потому, что они изначально возникли при наличии сезонной и дневной цикличности и, поэтому, были заточены на нёё. Но если бы дневной, сезонной цикличности не было бы изначально, то они бы, изначально, заточились на циркуляцию в условиях отсутствия такой цикличности.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2021, 19:49:08
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 18:32:14
Цитата: АrefievPVВозникает второй порядок - это жизнь в тех же прудах, но уже в форме "бутербродиков" ("пицца", как это дело обзывает Никитин). Однако, протоплазма ведь никуда не делась и она тоже влияет на "бутербродики". То есть, "бутербродики" подпадают уже под сложный цикл - на основной цикл накладывается с небольшим (или, с приличным) отставанием цикл воздействия протоплазмы на бутербродики".  То есть, частота нестабильных периодов для "бутербродиков" возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция "бутербродиков" идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы.

Следом возникает третий порядок - это жизнь (сначала в тех же прудах, а потом - в прибрежных зонах первичного океана) в форме протоколоний из протоклеток. Эти протоколонии из протоклеток подпадают под ещё более сложный цикл - на основной цикл накладываются последовательно (а отчасти и параллельно) циклы влияния протоплазмы и циклы влияния "бутербродиков". И снова - частота нестабильных периодов для протоколоний из протоклеток возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция протоколоний из протоклеток идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы и чем эволюция "бутербродиков".
Я это объяснение, примерно, понял как объяснение через наложение постоянно возникающих всё более молодых постояннопериодических циклов и чем моложе – тем короче постояннопериодический цикл.
  Мой вопрос в том и состоял почему периоды этих постоянно возникающих новых постояннопериодических циклов – сокращаются (по мере возникновения новых)?
Алгоритм сокращения примерно такой:

Вот был один абиотический цикл (с условным периодом в 1 год) и на его основе возникла первый порядок жизненных форм (например, протоплазма в прудах гидрогеологической системы). Этот первый порядок жизненных форм практически полностью зависит от внешних условий, от этого самого абиотического цикла. Эволюция этого порядка жизненных форм идёт потихоньку - изредка на короткий период ускоряется, когда абиотический цикл сбивается.

В текущем режиме этот порядок жизненных форм вполне себе хорошо приспособился к абиотическим циклическим изменениям: возникло воздействие 1 (к примеру, понизилась температура) - появилась ответная реакция 1 (к примеру, из протоплазмы увеличилась количество "осадков" неких продуктов, оседающих на дно прудов). Аналогично: возникло воздействие 2, появилась ответная реакция 2. Ну, и так далее. Понятно, что ответная реакция следует с некоторым временным лагом за воздействием абиотического цикла и пик этой реакции отстаёт от воздействия например, на 1 месяц. (то есть, лаг равен 1 месяцу).

Случайно, в один из сбоев абиотического цикла, возникла жизненная форма второго порядка ("бутербродик"). У "бутербродика" свои ответные реакции на воздействия абиотического цикла примерно с той же периодичностью и примерно с таким же временным лагом. Но (и это принципиальный момент) если протоплазма реагировала только на воздействия абиотического цикла (и, соответственно, эта реакция "сбрасывалась" в пруд), то "бутербродику" приходится реагировать и на воздействия абиотического цикла, и на воздействия протоплазмы - её "выбросы" в качестве ответной реакции на воздействия абиотического цикла. При этом, напоминаю, цикл "выбросов" имеет период 1 год, но запаздывает на 1 месяц.

Итого имеем: на "бутербродик" воздействуют два цикла - абиотический и биотический. И в течении года жизни он, примерно, вдвое чаще в итоге подвергается воздействию. Всё это при условии, что воздействия (и следом "выбросы") только раз в год. Но воздействия абиотического цикла (по аналогии со сменой времён года) происходят, как минимум, вдвое чаще и сами воздействия сложнее (то есть, не просто понижение температуры, но и выпадение осадков, изменение освещённости и т.д.). Если учесть вышесказанное, то протоплазма испытывает пертурбации, связанные с воздействиями абиотического цикла, в течении года дважды, а "бутербродики" четыре раза.

Мало того, случайные сбои циклов, которые повышают вероятность возникновения следующего порядка жизненной формы, для "бутербродиков" тоже будут происходить, в среднем, вдвое чаще.
А это, по сути, означает, что скорость прогрессивной эволюции для "бутербродика" будет, примерно, в два раза выше, чем для протоплазмы.

Аналогично будет дело обстоять и со следующей жизненной формой (третьего порядка). Третий порядок будет испытывать: воздействия абиотического цикла дважды в год, воздействия протоплазмы дважды в год (в виде ответной реакции на воздействия на неё абиотического цикла), воздействия "бутербродиков" четыре раза в год (парочка - как ответная реакция на воздействие абиотического цикла, парочка - как ответная реакция на воздействие "выбросов" протоплазмы). Итого: третий порядок жизненных форм будет подвержен циклическому воздействию в течении года 2+2+(2+2)=8 раз. И сбой любого из циклов повышает вероятность возникновения следующего порядка жизненных форм - то есть, скорость эволюции для третьей жизненной формы будет, примерно, в четыре раза выше, чем для протоплазмы.

Надеюсь, алгоритм ускорения прогрессивной эволюции теперь понятен.

Однако, нельзя забывать, что воздействия всегда обоюдные - типа, если одна форма жизни влияет на другую, то в ответ и вторая форма жизни влияет на первую. То есть, в реальности алгоритм сложнее и должен описывать ускорение (правда, незначительное) и предыдущих порядков жизненных форм, но принципиально он картину прогрессивной эволюции не сильно изменит (а вот описание  значительно усложнит - слишком многословно приходится пояснять совсем простую "механику" процесса).

Но, как я ранее говорил, весь вопрос будет упираться в совершенство адаптации жизненных форм - если она предельно адаптирована, то её прогрессивная эволюция останавливается. Типа, на данном уровне сложности эта жизненная форма достигла условного совершенства, а усложнение приводит к появлению следующего порядка жизненной формы, который и так уже есть и занял все экологические ниши. В итоге вновь появившемуся следующему порядку жизненных форм не находится "места под Солнцем".

Для понимания ускорения прогрессивной эволюции, думаю, написанного достаточно.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 26, 2021, 20:36:08
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 19:49:08Итого имеем: на "бутербродик" воздействуют два цикла - абиотический и биотический. И в течении года жизни он, примерно, вдвое чаще в итоге подвергается воздействию.
...
Аналогично будет дело обстоять и со следующей жизненной формой (третьего порядка). Третий порядок будет испытывать: воздействия абиотического цикла дважды в год, воздействия протоплазмы дважды в год (в виде ответной реакции на воздействия на неё абиотического цикла), воздействия "бутербродиков" четыре раза в год (парочка - как ответная реакция на воздействие абиотического цикла, парочка - как ответная реакция на воздействие "выбросов" протоплазмы). Итого: третий порядок жизненных форм будет подвержен циклическому воздействию в течении года 2+2+(2+2)=8 раз. 
Теперь понял.
  Этот механизм объясняет увеличение частоты цикличности лишь для самых продвинутых форм. Однако, как показало моё исследование, для реальных сокращающихся циклов (от цикла к циклу в одно и то же количество раз) дело обстоит не так: эти сокращающиеся циклы пронизывают всю биосферу сплошь. В смысле, касаются сразу всех уровней организации жизни.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2021, 20:57:59
Цитата: Alexeyy от марта 26, 2021, 20:36:08
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 19:49:08Итого имеем: на "бутербродик" воздействуют два цикла - абиотический и биотический. И в течении года жизни он, примерно, вдвое чаще в итоге подвергается воздействию.
...
Аналогично будет дело обстоять и со следующей жизненной формой (третьего порядка). Третий порядок будет испытывать: воздействия абиотического цикла дважды в год, воздействия протоплазмы дважды в год (в виде ответной реакции на воздействия на неё абиотического цикла), воздействия "бутербродиков" четыре раза в год (парочка - как ответная реакция на воздействие абиотического цикла, парочка - как ответная реакция на воздействие "выбросов" протоплазмы). Итого: третий порядок жизненных форм будет подвержен циклическому воздействию в течении года 2+2+(2+2)=8 раз. 
Теперь понял.
  Этот механизм объясняет увеличение частоты цикличности лишь для самых продвинутых форм. Однако, как показало моё исследование, для реальных сокращающихся циклов (от цикла к циклу в одно и то же количество раз) дело обстоит не так: эти сокращающиеся циклы пронизывают всю биосферу сплошь. В смысле, касаются сразу всех уровней организации жизни.
Примените дополнительно тот же самый алгоритм, но теперь в обратном направлении (типа, вновь появившиеся сложные формы тоже начинают влиять на своих более простых предков) и получите механизм ускорения прогрессивной эволюции по всему спектру (то есть, сразу для всех уровней).

Но, как я сказал, для предковых форм это будет действовать слабее и ограниченно
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 19:49:08
Однако, нельзя забывать, что воздействия всегда обоюдные - типа, если одна форма жизни влияет на другую, то в ответ и вторая форма жизни влияет на первую. То есть, в реальности алгоритм сложнее и должен описывать ускорение (правда, незначительное) и предыдущих порядков жизненных форм, но принципиально он картину прогрессивной эволюции не сильно изменит (а вот описание  значительно усложнит - слишком многословно приходится пояснять совсем простую "механику" процесса).

Но, как я ранее говорил, весь вопрос будет упираться в совершенство адаптации жизненных форм - если она предельно адаптирована, то её прогрессивная эволюция останавливается. Типа, на данном уровне сложности эта жизненная форма достигла условного совершенства, а усложнение приводит к появлению следующего порядка жизненной формы, который и так уже есть и занял все экологические ниши. В итоге вновь появившемуся следующему порядку жизненных форм не находится "места под Солнцем".

В качестве пояснительной аналогии (к "месту под Солнцем"):

Например, была одноуровневая биосфера, содержащая только первый порядок с организмами по 50 ед. сложности (они оптимизированы под свою нишу).

При сливании организмов первого порядка возникли неоптимизированные организмы второго порядка по 100 ед. сложности. То есть, биосфера стала двухуровневая. После оптимизации под новую нишу организмы второго порядка стали по 80 ед. сложности.

Если, вдруг, первый порядок опять породит неоптимизированные организмы второго порядка по 100 ед., то они попросту не выдержат конкуренции с оптимизированными организмами этого же порядка в этой же экологической нише. По аналогичной причине мы в настоящее время и не наблюдаем зарождение жизни – вновь зародившаяся жизнь не выдерживает конкуренции с имеющейся уже жизнью.

То есть, при наличии оптимизированных организмов двух порядков (в двухуровневой биосфере) их количество и разнообразие всегда будет динамически поддерживаться – вновь появляющиеся неоптимизированные организмы второго порядка будут утилизироваться оптимизированными конкурентами того же порядка.

Если же произойдёт возникновение организмов третьего порядка (например, 80+80=160, или 80+50=130) и  для него окажется свободная экологическая ниша, то биосфера станет уже трёхуровневой. Постепенно и организмы третьего уровня оптимизируются до140 (или 110, для второго варианта). И опять все три уровня биосферы будут динамически поддерживать оптимальную численность и разнообразие организмов каждого порядка.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 27, 2021, 04:42:51
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 20:57:59Примените дополнительно тот же самый алгоритм, но теперь в обратном направлении (типа, вновь появившиеся сложные формы тоже начинают влиять на своих более простых предков) и получите механизм ускорения прогрессивной эволюции по всему спектру (то есть, сразу для всех уровней).
Но это обратное влияние должно быть много более слабым, чем прямое. Это плохо согласуется с фактическим положением вещей.
Кроме того, природа каждого последующего сокращающегося цикла, в этой модели, должна отличаться от предыдущего т.к. связана с влиянием разных систем. Что тоже плохо согласуется с фактическим положением вещей: конкретно-фактический анализ сокращающихся циклов подвёл меня к пониманию, что они имеют источником свою внутреннюю природу, а не каждый раз разные внешние системы.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 27, 2021, 06:14:06
Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 04:42:51
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 20:57:59Примените дополнительно тот же самый алгоритм, но теперь в обратном направлении (типа, вновь появившиеся сложные формы тоже начинают влиять на своих более простых предков) и получите механизм ускорения прогрессивной эволюции по всему спектру (то есть, сразу для всех уровней).
Но это обратное влияние должно быть много более слабым, чем прямое.
Оно и будет более слабым. Во многих случаях это влияние не будет приводить к прогрессивной эволюции, а только к повышению разнообразия с последующей оптимизацией (эволюция малыми "шажками").

Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 04:42:51
Это плохо согласуется с фактическим положением вещей.
Очень хорошо согласуется. Прокариоты - это наглядный пример. Уже многие миллиарды лет они прогрессивно не эволюционируют - все их основные прогрессивные усложнения достигнуты очень давно. Напомню:
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 09:44:01
Даже если рассматривать эволюцию биосферы в целом, то её разные порядки будут эволюционировать с разной скоростью. Типа, одноклеточные - с одной скоростью, многоклеточные - с другой скоростью. Прогрессивная (с усложнением) эволюция всегда затрагивает самые последние на текущий момент порядки жизненных форм - предыдущие порядки перестают прогрессивно эволюционировать. Сейчас наиболее быстро эволюционирует человеческий социум (обратите внимание - не биологический вид, а социум).

Например, прогрессивная (с усложнением) эволюция прокариот (я имею в виду прокариоты в целом) практически остановилась - микробное сообщество в целом практически полностью адаптировано к любым внешним абиотическим изменениям - ГПГ (плюс сосуществование в подобии симбиоза с вирусным сообществом), огромная скорость размножения, огромное разнообразие - позволяют микробному прокариотическому сообществу выжить при любых условиях, которые когда-либо встречались в истории эволюции жизни на нашей планете.

Прокариоты выдержат, не усложняясь: астероидную бомбардировку, глобальный массовый вулканизм и массовое извержение супервулканов, глобальное оледенение всей поверхности планеты, общепланетарную засуху или общепланетарное наводнение, сильное закисление или ощелачивание мирового океана, большие колебания содержания кислорода в атмосфере и/или в воде и т.д. и т.д. В общем - прокариоты выдержат все те катаклизмы, которые когда-либо встречались им в процессе эволюции. Убить их может, разве что, проплавление всей поверхности планеты на пару километров вглубь (и то, не факт - вроде, микробные сообщества существуют на глубинах до пяти километров).

Поэтому, можно сказать, что на своём уровне сложности прокариоты достигли предела в прогрессивной эволюции - им для выживания усложняться незачем.

Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 04:42:51
Кроме того, природа каждого последующего сокращающегося цикла, в этой модели, должна отличаться от предыдущего т.к. связана с влиянием разных систем.
Она и отличается - условия ведь каждый раз становятся другими, но алгоритм прогрессивной эволюции остаётся прежним. И принципиально ничего не меняется - общая тенденция ускорения сохраняется (то есть, каждый вновь появившийся порядок жизненных форм эволюционирует быстрее, чем его предковые порядки жизненных форм.

Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 04:42:51
Что тоже плохо согласуется с фактическим положением вещей:
Хорошо согласуется.

Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 04:42:51
конкретно-фактический анализ сокращающихся циклов подвёл меня к пониманию, что они имеют источником свою внутреннюю природу, а не каждый раз разные внешние системы.
Я вам этот момент уже вторую страницу подряд растолковываю, но никакого эффекта нет... :-[

Напомню ещё раз, что я писал.

Во-первых:
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 18:13:20
И ещё. Внешними условиями для любой жизненной формы (или совокупности жизненных форм) будут не только абиотические, но и отчасти биотические. При этом, чем существеннее становится биотическое окружение, тем существеннее его влияние. Но первопричиной, по прежнему, остаются внешние условия - те, которые, всё же, носят абиотических характер.

Во-вторых:
Цитата: АrefievPV от марта 25, 2021, 19:06:17
Менялись жизненные формы - усложнялся цикл. Грубо говоря, на основной цикл, который практически на 100% зависел от внешней абиотической среды (помните, наше обсуждение про круговороты вещества и энергии, которые "оседлывает" жизнь?), накладывались циклы с меньшим периодом, которые уже зависели и от биотического окружения (и которого становилось всё больше и оно само было сложнее и разнообразнее).

Это, как возникновение обертонов вокруг основного тона (аналогия, конечно, отвлечённая, но сходу только такая в голову пришла).

Например (всё очень условно, конечно):

В пределах первого порядка - это жизнь в прудах гидрогеологической системы в форме протоплазмы. Когда такая жизнь только возникла её зависимость от внешних абиотических условий была почти 100%. По сути, это основной фон.

Возникает второй порядок - это жизнь в тех же прудах, но уже в форме "бутербродиков" ("пицца", как это дело обзывает Никитин). Однако, протоплазма ведь никуда не делась и она тоже влияет на "бутербродики". То есть, "бутербродики" подпадают уже под сложный цикл - на основной цикл накладывается с небольшим (или, с приличным) отставанием цикл воздействия протоплазмы на бутербродики".  То есть, частота нестабильных периодов для "бутербродиков" возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция "бутербродиков" идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы.

Следом возникает третий порядок - это жизнь (сначала в тех же прудах, а потом - в прибрежных зонах первичного океана) в форме протоколоний из протоклеток. Эти протоколонии из протоклеток подпадают под ещё более сложный цикл - на основной цикл накладываются последовательно (а отчасти и параллельно) циклы влияния протоплазмы и циклы влияния "бутербродиков". И снова - частота нестабильных периодов для протоколоний из протоклеток возрастает и, как следствие, эволюционные "прыжки" становятся чаще - эволюция протоколоний из протоклеток идёт в целом быстрее, чем эволюция протоплазмы и чем эволюция "бутербродиков".

Дальше возникает четвёртый порядок - прокариоты...

Затем возникает пятый порядок - эукариоты...

Следом возникает шестой порядок - многоклеточные...

И так далее (вплоть до возникновения человеческих социумов, культур, цивилизаций).

Обратите внимание, параллельно ведь и протоколонии эволюционировали - из протоколоний в колонии, а затем в сообщества... Причём, это дело повторялось на всех уровнях - например, многоклеточные тоже формируют колонии, популяции, сообщества и т.д.

В-третьих:
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 09:44:01
То есть, для нижних порядков жизненных форм внешние абиотические циклы, по прежнему, играют главную роль непосредственно. Для нынешних высших порядков жизненных форм внешние абиотические циклы играют главную роль, разве что, только как первопричина, так как, непосредственное влияние они оказывают уже незначительное, по сравнению с биотической составляющей.

Тут важно определится с тем, каковы критерии "главенства"? "Первопричина" подходит под определение "главной роли"? Если подходит, то, по прежнему, главная роль у внешних абиотических циклов. Но только для нынешних высших порядков жизненных форм влияние внешних абиотических циклов опосредованно через биотическую составляющую (типа, через множество промежуточных биотических "прокладок-порядков").

В-четвёртых:
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 12:33:19
Для прогрессивной эволюции в целом внешние абиотические циклические изменения играют главную роль - они и первопричина, и действуют: как непосредственно (на нижние порядки жизненных форм), так и опосредованно (через нижние порядки на верхние порядки).

А для самых продвинутых форм своего времени внешние абиотические циклические изменения играют второстепенную роль - они, хотя, и первопричина, но действуют, по большей части, опосредованно.

Некоторые цитаты я вам привожу уже в пятый раз. Прошу вас - перечитайте внимательно мои сообщения. Там я доходчиво поясняю, откуда берётся этот внутренний биотический фактор и почему он начинает играть всё большую роль в эволюции, по сравнению с внешним абиотическим фактором.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 27, 2021, 06:47:07
Цитата: АrefievPV от марта 27, 2021, 06:14:06
Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 04:42:51
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 20:57:59Примените дополнительно тот же самый алгоритм, но теперь в обратном направлении (типа, вновь появившиеся сложные формы тоже начинают влиять на своих более простых предков) и получите механизм ускорения прогрессивной эволюции по всему спектру (то есть, сразу для всех уровней).
Но это обратное влияние должно быть много более слабым, чем прямое.
Оно и будет более слабым. Во многих случаях это влияние не будет приводить к прогрессивной эволюции, а только к повышению разнообразия с последующей оптимизацией (эволюция малыми "шажками").

Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 04:42:51
Это плохо согласуется с фактическим положением вещей.
Очень хорошо согласуется. Прокариоты - это наглядный пример. Уже многие миллиарды лет они прогрессивно не эволюционируют - все их основные прогрессивные усложнения достигнуты очень давно.
Обратное влияние более высоких уровней организации на прогрессивную эволюцию более низких, конечно, очень мало: более низкие, зачастую, находятся у своих эволюционных пределов.
  Но обратное влияние не сводится только к влиянию на прогрессивную эволюцию. Это может быть просто влияние на численность (разнообразие). 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 27, 2021, 07:11:00
Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 06:47:07
Цитата: АrefievPV от марта 27, 2021, 06:14:06
Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 04:42:51
Цитата: АrefievPV от марта 26, 2021, 20:57:59Примените дополнительно тот же самый алгоритм, но теперь в обратном направлении (типа, вновь появившиеся сложные формы тоже начинают влиять на своих более простых предков) и получите механизм ускорения прогрессивной эволюции по всему спектру (то есть, сразу для всех уровней).
Но это обратное влияние должно быть много более слабым, чем прямое.
Оно и будет более слабым. Во многих случаях это влияние не будет приводить к прогрессивной эволюции, а только к повышению разнообразия с последующей оптимизацией (эволюция малыми "шажками").
Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 04:42:51
Это плохо согласуется с фактическим положением вещей.
Очень хорошо согласуется. Прокариоты - это наглядный пример. Уже многие миллиарды лет они прогрессивно не эволюционируют - все их основные прогрессивные усложнения достигнуты очень давно.
Обратное влияние более высоких уровней организации на прогрессивную эволюцию более низких, конечно, очень мало: более низкие, зачастую, находятся у своих эволюционных пределов.
  Но обратное влияние не сводится только к влиянию на прогрессивную эволюцию. Это может быть просто влияние на численность (разнообразие).
Убедился, что вы, действительно, не читаете, что я вам пишу... :-[

Сравните выделенные цветом фразы: мою и вашу (попарно: синий с синим, красный с красным).
Выделенное синим: вы попросту повторяете, что я сказал, но только своими словами.
Выделенное красным: на что вы возражаете-то? Я ведь то же самое сказал, но только другими словами.

Это с вашей стороны какой-то троллинг пошёл, что ли? :-[
Однако... Я был о вас лучшего мнения... :-[

В общем, я уже не вижу смысла продолжать "толочь воду в ступе". Удачи.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от марта 27, 2021, 07:32:39
Цитата: АrefievPVВыделенное красным: на что вы возражаете-то?
На то, что обратное влияние более высоких форм организации на более низкие - слабее, чем наоборот. Тогда как в обсуждаемом механизме возникновения сокращающихся циклов, на сколько понимаю, главным должно быть влияние более низких форм на более высокие.

Читал я всё выше Ваше. Может, что-то не понимал... Какой-то Вы истеричный и не способны на длительные обсуждения... чуть что - сразу в бутылку лезть, когда с Вами не соглашаются ...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 27, 2021, 08:18:22
Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 07:32:39
Читал я всё выше Ваше.
Допускаю, что читали, но, судя по всему, невнимательно читали.

Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 07:32:39
Может, что-то не понимал...
Возможно, что не понимали, но я вас за это ведь не обзывал тупым или глупым, верно? ::)
А вот вы меня истериком обозвали. То есть, вам обзываться можно?

Мало того, я, по-вашему, оказался не способен на длительные обсуждения. Здорово... ::)

А ничего, что эти "длительные обсуждения" оказываются бесконечными повторениями моих пояснений (некоторые цитаты по пятому разу пришлось приводить!) без видимого эффекта (вы ведь в них толком не вникали)? Вот кому нужно такое "длительное обсуждение"? Ведь это есть, по сути, самое настоящее "толчение воды в ступе"!

Я категорически против такого рода "обсуждений". ::)

Цитата: Alexeyy от марта 27, 2021, 07:32:39
Какой-то Вы истеричный и не способны на длительные обсуждения... чуть что - сразу в бутылку лезть, когда с Вами не соглашаются ...
Хм... Человек за своими высказываниями не следит... Извинения будут? ::)

Хотя, о чём это я - товарищ ведь свято уверовал в своё право обзывать других истериками. ::)

P.S. Жалко тему (и так уже многие мои темы позакрывали), но, наверное, придётся просить модератора о закрытии и этой темы... Срач здесь разводить не хочу и до ответных оскорблений тоже не охота опускаться...

Ладно, часок подумаю ещё. ::) 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от марта 27, 2021, 10:43:51
  Вы в параллельный мирах слушали друг друга.
  Физически, рост частотной характеристики совокупностей процессов, обеспечивается за счет отсева-рассеяния длинноволновых составляющих спектра. А вот что происходит с коротковолновой частью - это очень интересный вопрос. Именно здесь будет ответ на "кульбит" в новое качество.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от мая 04, 2021, 13:04:52
В копилку.

Цитата: АrefievPV от мая 04, 2021, 12:50:42
Вирусная «буква»
https://www.nkj.ru/news/41326/
.....
P.S. В качестве комментария и дополнения:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg224423.html#msg224423
https://paleoforum.ru/index.php/topic,2220.msg235732.html#msg235732

В сообщениях мои комментарии и внутренние ссылки.

Отдельно ссылки на внешние источники приведу:

Генетическому алфавиту удвоили число букв
https://www.nkj.ru/news/35630/
ДНК с добавочными четырьмя буквами похожа на настоящую и вполне подходит для работы с некоторыми белками.

Обнаружено более миллиона альтернатив ДНК
https://www.popmech.ru/science/news-522974-obnaruzheno-bolee-milliona-alternativ-dnk/
Согласно новому исследованию, может существовать миллион различных структур, способных хранить генетическую информацию.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от мая 06, 2021, 19:29:20
Та тема закрыта, размещу комментарий здесь (здесь наиболее уместно, на мой взгляд).
Цитата: АrefievPV от мая 06, 2021, 19:17:27
Своих генов* – более подробно прокомментирую это в другой теме.
Кстати, возможно, некорректно нам говорить о «своих генах». Типа, мы (как тела/организмы) передаём наши гены для продолжения существования наших же тел/организмов (разумеется, только как неточных копий – в модифицированном виде).

Тут ведь даже сама неточность воспроизведения уже свидетельствует, что наши тела/организмы – это «побочка». Тела/организмы – это просто среда, удобная для существования, размножения и отбора генов.

Можно сказать, что наши тела/организмы являются собственностью генов – то есть, это их среда обитания, которую они восстановили для себя (для своего существования) в процессе взаимодействия окружающей средой. Поэтому, преимущественность распространения тел является только производной преимущественности генов.

Как уже говорил, жизнь – это живая система + среда её обитания. И в вопросе возникновения жизни, рассматривать их (живую систему и среду обитания) отдельно друг от друга – есть большая ошибка.

Многие исследователи, на словах не отрицающие взаимосвязь живых систем и среды их обитания (ведь любая гипотеза о самозарождении этого должна придерживаться), на деле такого подхода не придерживаются. Типа, в начале, рассуждают, вроде, правильно – в момент зарождения среда должна быть подходящей для существования живой системы (тут просто по определению так – ведь в неподходящей живая система не сможет существовать). Но при дальнейших рассуждениях они этот момент начинают игнорировать.

То есть, у них после зарождения: живая система – сама по себе, среда обитания – сама по себе, живая система адаптируется к среде обитания (и в результате этого происходит эволюция живой системы). А ничего, что они уже на этом этапе сами начинают противоречить исходному посылу – живая система существует только в подходящей/соответствующей среде? Вот изменилась среда – и живой системе пришёл мгновенный каюк (особенно, если учесть повышенную нежность и уязвимость от внешних условий только зародившейся живой системы). Или у них такая идёт «эволюция»: зародилась – сдохла, снова зародилась – опять сдохла и так до бесконечности...

Мало того, сейчас общепринятой единицей живого считается клетка. Сами себя загнали в угол таким подходом – клетка (даже самая простая и примитивная) должна зародиться разом (сразу со всей внутренней «машинерией» и внешней оболочкой), иначе это не будет считаться живой единицей. Вероятность такого очень и очень мала. Однако, никого это не останавливает ни в рассуждениях, ни в создании гипотез, ни в формулировании определений живого.

Чтобы обойти этот «косяк», начинают вводить всевозможные «костыли» в свои гипотезы – типа, параллельно зарождению живых систем, появились: протоклеточные мембраны (в пузырьках пены, например), безмембранные капли, микропоры, поверхность минералов, глобулы и т.д. и т.п. Сами по себе, эти все пузырьки пены, безмембранные капли, микропоры, глобулы, поверхности минералов имеют место быть, но от них (или, с помощью их) очень далеко до единицы живого (в общепринятом понимании).

Создателям гипотез приходится предполагать (а, иногда – попросту постулировать), что живая система (чаще всего под оной подразумевают РНК/ДНК или белковые комплексы (их реже)), возникнув (например, на границе раздела фаз или в толще водоёма) быстренько (пока не сдохла) юркнула в подходящую «нишку» существования – проникла в пузырёк или в безмембранную каплю, приклеилась к поверхности минерала или к глобуле, забралась в трещину или пору и т.д. и т.п. А ничего, что в этой спасительной «нишке» другие условия среды и живая система там должна сдохнуть тут же?

Или они считают, что РНК/ДНК или белковые комплексы, это не живое и поэтому сдохнуть не может по определению? Хорошо, тогда можно обозвать процесс сдыхания распадом, разрушением, деформацией и т.д. – хрен редьки не слаще – что возникло, то сразу и исчезло.

Кроме того, есть нюанс (просто логический парадокс какой-то): если расширить высказывание, что «клетка появляется только из клетки», то можно сказать, что «живая система появляется только из живой системы». То есть, живое – только из живого и никак иначе! Получается, что надо считать либо все (или, хотя бы, один компонент) компоненты, формирующие первичную клетку живыми, либо живое не возникает в принципе (типа, из неживого живое не возникает ни при каких обстоятельствах). Или следует переопределить само понятие живого и, соответственно, единицы живого.

Также распространен подход, когда начинают постулировать, что живая система зародилась в самом этом пузырьке, капле, поре и т.д. – то есть, в само «нишке». Этот подход снимает вопрос на самом первом этапе автономии живой системы (не надо спасительной «нишки»), но усложняет (и очень сильно понижает вероятность зарождения) процесс зарождения живой системы.

Ведь теперь требуется единовременно собрать в одном месте сразу: и «машинерию», обеспечивающую репликацию неких молекулярных структур/комплексов, и защитную (с избирательной/селективной проницаемостью) оболочку, и сами эти реплицируемые молекулярные структуры/комплексы, и необходимые вещества для репликации рядом с оболочкой (при этом, с обеспечением притока необходимых реагентов, с удалением продуктов реакций, с подводом и отводом энергии). Вы просто оцените, насколько мала вероятность возникновения всей этой совокупности. Эдак, для зарождения живой системы и времени существования всей нашей Вселенной не хватит. Но кого это останавливает?

Мало того, этот подход не снимает тот самый нюанс (логический парадокс).

Обратите внимание, что даже постулирование первичной живой системой некоей молекулы или молекулярного комплекса (РНК/ДНК, белков) не снимает того нюанса – живая РНК не может возникнуть из неживых молекул. Или, повторю, следует переопределить понятия: жизни, живой системы, единицы живого.

Замечание в сторону: процесс появления/возникновения живой системы – это, в первую очередь: процесс обособления, процесс выделения, процесс разграничения. А все три этих процесса возможны только в рамках некоей системы отсчёта (если упрощённо, то – в рамках системы координат) – то есть, в системе отсчёта наблюдателя. Это снимает логический парадокс: что считать живым, живой системой – это относится к вопросу  оценки/интерпретации наблюдателя (разумеется, с позиции его знаний/опыта).

Вопрос же субъективности или объективности (хоть оценок/интерпретаций, хоть самого наблюдаемого в форме восприятия) определяется согласованностью знаний/опыта (можно добавить – и согласованностью навыков, умений и способностей, но они уже включены/интегрированы в знания/опыт) наблюдателей. При согласованности знаний/опыта наблюдателей будет и согласованность оценок/интерпретаций наблюдателей (и, даже, согласованность ощущений/представлений), это и есть проявление объективности (типа, оценки/интерпретации и ощущения/представления перестают зависеть от конкретного наблюдателя).

Люди попросту не учитывают, что аналогичные проявления объективности могут быть обусловлены и согласованностью (совпадением, сходством, похожестью) их знаний/опыта (и опосредованно – навыков/умений/способностей). По сути, речь идёт о частичной согласованности структур организмов (на многих уровнях, кстати) – структур восприятия, анализа, памяти и т.д.

Аналогично – объективно, так сказать – интерпретируют воздействия даже простые косные системы одного вида/сорта/типа и т.д. Ведь и их структуры согласованы между собой – либо в процессе взаимодействия/взаимовлияния, либо в силу общности происхождения/возникновения, либо и того и другого.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от мая 06, 2021, 19:55:16
Отвлёкся, продолжу.

Отсюда очень простой вывод – среда обитания и живая система возникли совместно и изначально были неотделимы друг от друга (их процессы взаимодействия переплетались настолько сильно и всеобъемлюще, что было непонятно, где заканчивается живая система и начинается её среда обитания).

Можно условно принять, за первичные живые системы такие, которые постоянно себя воспроизводили за счёт внешних, по отношению к ним, факторов/сил/потоков/круговоротов (по сути, эти внешние факторы/силы/потоки/круговороты их и воспроизводили). Повторяю – нам приходится вводить разграничение на живую систему и среду её обитания сознательно (волюнтаристски и условно), опираясь на наши знания/опыт.

Так как, в общепринятом понимании, наша жизнь сформирована на основе атомов, молекул и молекулярных конструктов (то есть, тип нашей жизни – атомно-молекулярная, подтип – водно-углеродная), то, для определения условной точки разграничения на живую систему и среду её обитания, требуется опираться, в первую очередь, на знания физики и химии (более узко – на знания геофизики и геохимии). 

Внутри первичных живых систем мы можем условно выделить те молекулярные структуры/комплексы, которые могли реплицироваться (с достаточной точностью) внутренней средой таких первичных живых систем – это будут уже вторичные (производные) живые системы. И для этих молекулярных структур/комплексов первичная живая система является средой обитания.

На данный момент, наиболее подходящую кандидатуру на роль первичных живых систем можно выдвинуть содержимое прудов гидрогеологической системы – системы водоёмов и гидротермальных источников с протоками между собой. То есть, у нас гидрогеологическая система будет играть роль колыбели (а если более точно – роль утробы), а содержимое прудов – роль первичной живой системы.

Содержимое прудов – звучит слишком расплывчато, но конкретизировать, в данном случае, довольно трудно. На мой взгляд, можно остановиться на содержимом, как на объёме жидкой фазы (с всякими микровключениями, взвесями, с растворёнными газами, с пузырьками и капельками) прудана протоплазме. То есть, протоплазма – это первичная (или одна из первичных) жизненная форма на нашей планете. При этом, я допускаю существование протоплазмы не только на водной основе – например, формамидная жизнь могла существовать в форме протоплазмы не водном растворе.

Среда обитания протоплазмы (напоминаю: жизнь – это живая система + среда её обитания) представляла собой, по сути, пруд (с входящими и выходящими потоками, со стенками, дном и поверхностью, с прибрежными зонами – берегами) во всей его совокупности.

На роль молекулярных структур/комплексов, как вторичных живых систем, можно предложить молекулы РНК.

Сразу важное замечание.

Определить минимальный базовый критерий живой (и любой другой) системы довольно просто – способность к самосохранению. Кстати, сохраняться можно и циклически – раз за разом воспроизводится за счёт внешних факторов. Предпочитаю считать базовым критерием живой системы стремление к самосохранению и способность к реализации данного стремления. Вот тут уже выползает вопрос автономности и независимости.

Степень автономности и независимости определяется в, первую очередь, количеством посредников – чем длиннее цепочка посредников между внешней средой и системой, тем более независима и автономна от этой среды данная система. Надеюсь, понятно, что нельзя быть независимым и автономным от того, с чем ты непосредственно взаимодействуешь. Между любой живой клеткой и окружающей средой посредников наберётся вагон и маленькая тележка.

Отсюда понятно, что автономность и независимость протоплазмы конкретной локальной гидрогеологической системы от внешней среды (за пределами гидрогеологической системы) была весьма незначительна. Такая протоплазма могла распространяться по протокам в соседние гидрогеологические системы (со сходными условиями с местом рождения протоплазмы). Протоки могли периодически возникать (при значительном водопритоке в виде осадков или при увеличении выхода жидкости из гидротермальных источников) и исчезать (пересыхать, например). Так как, на поверхности планеты в то время в большинстве локальных гидрогеологических систем условия были схожие, то можно говорить, что протоплазма была относительно независима от какой-то конкретной локальной гидрогеологической системы.

Полагаю, понятно, что предтеча размножения (а не только тупого роста в пруде или во все сообщающиеся пруды или в соседние гидрогеологические системы) в виде способности к почкованию у протоплазмы тоже была. Ведь протоплазма, попавшая в соседний пруд или в соседнюю гидрогеологическую систему после пересыхания протоки, будет считаться вполне себе отпочковавшейся.

За относительно короткое время (по геологическим меркам, конечно) живая система в форме протоплазмы освоила практически всю пригодную поверхность планеты. Ведь локальные гидрогеологические системы периодически соединялись друг с другом протоками, что позволяло протоплазме перетекать (сама-то протоплазма перемещаться, как животное, ещё не могла) из одной локальной гидрогеологической системы в соседнюю гидрогеологическую систему.

Мало того, в тот же период протоплазма довольно шустро эволюционировала, адаптируясь к немного различным условиям в разных гидрогеологических системах. Предполагаю, что за тот период возникло много видов (модификаций) протоплазм, которые оказались преимущественно адаптированными к различным условиям.

Как такое могло происходить, пояснить просто – длительная изоляция некоей региональной сети из локальных гидрогеологических систем от глобальной сети при сопутствующем изменении внешних условий (например, климатических) приводила к характерным и глубоким различиям в метаболизме как между протоплазмой-изоляционистом и прочими протоплазмами, так и между протоплазмой-изоляционистом и её прародителем.

Однако вернёмся к вторичным живым системам. Вторичные (производные) живые системы, как можно понять уже из их обозначения, возникали уже в первичной живой системе – в протоплазме (точнее, на границе). Тут важно отметить: с одной стороны – протоплазма для зарождения вторичной живой системы необходима (она и возникает как некая совокупность вторичных паразитических процессов на основных процессах, идущих в протоплазме), но в другой стороны – для эволюции вторичной живой системы она категорически противопоказана (в протоплазме автономности и независимости от протоплазмы не приобрести).

Чуток поясню.

Основными процессами следует считать такие процессы, без которых протоплазма существовать не может. К основным процессам следует относить и процессы утилизации (путём растворения, разрушения, перехвата питания и т.д.) дополнительных паразитарных процессов.

Дополнительные процессы, которые спонтанно возникают вокруг основных процессов, следует считать паразитическими. В протоплазме такое происходит постоянно, сплошь и рядом.

В отношении протоплазмы ЕО действует на её метаболитические процессы – то есть, идёт отбор между наборами метаболитических процессов. Кстати, наряду с факторами внешней среды (за пределами гидрогеологической системы), с факторами среды обитания (гидрогеологической среды), паразитические процессы так же являются сильным  действующим фактором ЕО.

То есть, возникшая совокупность паразитических процессов будет уничтожать породившую его протоплазму и, тем самым, погибнет сама. Если же протоплазма не погибнет, а сможет адаптироваться и начать утилизировать данные паразитические процессы, то для недавно зародившейся вторичной живой системы возникает смертельная опасность – протоплазма её сожрёт и не подавиться (переработает только в путь).

Насколько я понимаю, вторичные живые системы возникали и уничтожались постоянно в огромном количестве и в огромном разнообразии. И только в тех гидрогеологических системах, где были спасительные ниши для них, они могли выжить. Такие ниши, не должны быть далеко от самой протоплазмы (процессам-паразитам нельзя удаляться и разрывать связь с процессами-хозяевами) – они должны быть буквально на границе и соприкасаться с протоплазмой. Тут возникает несколько возможных вариантов: постоянный контакт паразита с хозяином и периодический контакт паразита с хозяином. Разумеется, там ещё и куча всяких подвариантов.

Немного пробегусь (крупными общими «мазками»).

Первый вариант пригоден для существования «бутербродной» формы жизни (Никитин это дело обзывал «пиццей»). «Бутерброд», конечно, нуждается в существовании рядышком протоплазмы – у него очень мало собственных нужных ему метаболитических процессов.

Но, в то же время, процессы репликации у него от протоплазмы зависят не так сильно – матрицу обеспечивает поверхность минералов и протоплазма не может впрямую уничтожить такие поверхности. А ещё, если на поверхности минералов есть поры/трещины, то вообще хорошо. Условно говоря, можно спрятаться в пору/трещину и пережить атаку, можно подкопить запас нужных веществ в поре/трещине и т.д. и т.п. Выделение газообразных продуктов будет формировать пузырьки, способствующие распространению реплик (при этом, в защищённой (хоть и слабенькой) оболочке) и действующие как эрлифт для удаления продуктов метаболизма.

Второй вариант пригоден для существования протоклеточной формы жизни. Массивы из пузырьков (с «дырявой» мембраной) – прибрежная и/или поверхностная пена – периодически прерывают взаимодействие с протоплазмой.

«Дырявая» мембрана пузырька защищает содержимое от утилизирующих процессов протоплазмы, но, в то же время, не прерывает полностью связи между процессами-паразитами (вторичной живой системы) и процессами-хозяевами (первичной живой системы).

В поверхностной пене степень взаимодействия с протоплазмой зависит от места расположения конкретного пузырька (и оно периодически меняется вследствие движения жидкости в пруде и ветра над поверхностью пруда) – контактирует ли он непосредственно с жидкостью, находится ли в толще массива пены (непосредственно контактирует только с пузырьками), находится ли наверху (непосредственно контактирует только с соседними пузырьками и с воздухом).

Кстати, занос в пену реплик (и прочей «шняги», вплоть до чешуек минерала (а это кусочек готовой матрицы)) может идти и от «бутербродов» (пузырьки с содержимым, поднявшись, приклеятся к массиву пены). Мало того, само пополнение массивов пузырьками может также частично идти оттуда.

Прибрежная пена может прерывать взаимодействие с протоплазмой на более длительное время (приливы-отливы и/или периодические осадки). Пополнение прибрежных массивов пены идёт, в том числе, и с поверхностных массивов пены.

Само собой, различные вещества (даже, те же реплики, синтезированные в толще протоплазмы и как побочный продукт выдавленные из толщи протоплазмы наружу) могли попадать (и попадали) в массивы пены напрямую из протоплазмы. Поэтому весьма трудно реконструировать эволюционный путь до клеточной формы жизни – возникает несколько возможных вариантов: или сразу напрямую из протоплазменной формы жизни, или из протоплазменной формы жизни через «бутербродную» форму жизни, или параллельно из протоплазменной и «бутербродной» форм жизни (то есть, клеточная форма жизни, в этом случае, самый настоящий гибрид протоплазменной и «бутербродной» форм).

Если принять за вторичную живую систему РНК-систему, то ДНК-систему (включая белки), возможно, следует принять за третичную живую систему. То есть, такая система, которую уже с полным правом можно обозвать генетической системой, возникла как совокупность паразитических процессов уже на процессах РНК-жизни.

Таким образом, прослеживается следующая цепочка вложенных друг в друга «матрёшек»: внешняя окружающая среда, «внутри» которой гидрогеологическая система, «внутри» которой протоплазма, «внутри» которой РНК-система, «внутри» которой «ДНК+белки»-система. Здесь я слово «внутри» взял в кавычки намеренно – каждая следующая живая система формируется не внутри, а, как бы, на поверхности «матрёшки» – между «пред-» и «предпред-» системами. Например, РНК-система формируется между протоплазмой и гидрогеологической системой. Эти логические выверты необходимы для понимания дальнейшего.

В любом случае, приходится считать существующую клеточную жизнь (живая система + плюс среда её обитания), как минимум, третичной живой системой в среде её обитания – полноценной генетической системой в среде её обитания.

Вся наша биологическая (в общепринятом смысле) эволюция, по сути, началась с эволюции генетических систем – совокупностей генов. Предыдущие этапы эволюции нам недоступны для наблюдения, и мы их даже реконструировать не можем однозначно. Даже, если мы, вдруг, умудримся создать жизнь в пробирке, то это вовсе не означает, что наша жизнь возникла именно так.

Для нас, в настоящее время, самые главные – это гены (точнее, группы генов, наборы генов, генетические «сообщества»). Всё остальное – тела/организмы, виды/популяции, биоценозы и биосфера – вторично. Тела/организмы являются только той средой обитания, в которой может существовать в активной фазе генетическая система. Даже эволюционируют (эволюция – это всегда активный процесс) генетические «сообщества» внутри своей среды обитания – в телах/организмах. То есть, мы для них – и этим всё сказано. Для продолжения существования путём восстановления своей структуры генам без разницы, хороший человек или плохой, сколько и как он прожил после процесса восстановления и т.д. и т.п. 

То, что существование тел/организмов является «побочкой» многие люди не могут принять в принципе (аж на уровне подкорки). Делаются попытки оправдать собственное существование тем, что ведь гены-то без нас не могут. Такие попытки отчасти правильные, но заход сделан не «с той стороны»: гены без нас не могут, но они нас для этого (для своего существования) и создают – мы для них кусочек непосредственной среды обитания.

Ежели зайти «с правильной стороны», то любая система возникает в результате взаимодействия сторонних, по отношению к ней, сил/факторов/процессов. Здесь правило простое – при взаимодействии двух возникает третье.

И вот тут мы «на коне» – мы ведь и есть эта самая среда, внутренние процессы в которой при взаимодействии между собой, приводят к формированию и существованию генов (групп генов, генетической системы).

Правда, и от этого нам не легче – мы, как наблюдатели определённого уровня, возникающие и существующие между приоритетными знаниями/опытом и тем, что в данный момент (ощущение, образ, чувство, представление и т.д.) осознаётся, сами напрочь вторичные сущности, живущие краткий миг. Кстати, гены (группы генов) живут миллионы лет (сравнение, явно не в нашу пользу).

Когда я говорю о кратком миге, то в количественном выражении это будет примерно 0,3 секунды (плюс/минус). Тут ещё можно упомянуть о локальности и актуальности. То есть, наблюдатель (в фокусе внимания) локально и актуально находится между вполне конкретным (и весьма ограниченным) объёмом знаний/опыта и удержать такое положение очень трудно (фокус внимания «плывёт», «смещается», «расползается»). И, если говорить строго, то через 0,3 секунды (процесс осознания – процесс сравнения/сопоставления цикличен) осознавать будет уже немного другой наблюдатель и немного другое осознаваемое (чуток изменились и знания/опыт и осознаваемый образ). Что поделать – мозг (многоуровневая нейронная сеть с вложенными многоуровневыми сетями из других клеток (вплоть до капиллярной сети)) система неравновесная, открытая и очень изменчивая.

Когда я говорю о наблюдателе определённого уровня, то подразумеваю уровень знаний/опыта социума, который смог усвоить конкретный человек (то есть, эти знания/опыт, как минимум, формализованы в знаках принятой в данном социуме системы коммуникации). Обычно используется параллельно сразу две системы внутрисоциальной коммуникации – эмоциональный язык и членораздельная речь (и, разумеется, все производные от этих систем коммуникации). Даже личный опыт человека претерпевает модификацию и формализуется.

Когда я говорю о приоритетных знаниях/опыте, то подразумеваю такие знания/опыт, на основании которых происходит оценка всех остальных знаний/опыта.

Немного продолжу про генетические системы.

Генетическая система живёт (существует в активной фазе) в подходящей/соответствующей среде обитания, вне подходящей/соответствующей среды обитания она может существовать только в пассивной фазе. Уже при возникновении, генетическая система, для возможности существовать в активной фазе, должна была находиться в подходящей/соответствующей среде обитания.

Характерно, что и сегодня в момент возникновение (в процессе репликации) она именно в такой среде обитания и находится – во внутриклеточной среде.

Изначально некоторые совокупности генов оказались способны сначала только поддерживать (путём взаимодействия с окружающей средой) свою непосредственную (ближайшую к ним) среду существования – некую часть параметров окружающей среды в определённых границах. То есть, их средой обитания – была тонкая оболочка/прослойка прилегающей окружающей среды с изменёнными параметрами. Понятно, что изменённость (и определённое постоянство) параметров этой тонкой оболочки/прослойки определялось физико-химическими взаимодействиями, степенью замкнутости этих взаимодействий (то есть, наличием обратных связей), удалённостью от генетической системы.

Затем, в результате изменений количественного состава и качественного состава совокупностей, они смогли не только поддерживать, но и наращивать объём своей непосредственной среды существования (то есть, захватывать, делать своей дополнительный объём среды). А потом и воспроизводить/восстанавливать свою непосредственную среду существования.

И поддерживание, и наращивание/захват, и воспроизведение/восстановление непосредственной среды обитания (прилегающей области среды) – всё это происходит в процессе взаимодействия с более отдалёнными областями окружающей среды. Это всегда связано со степенью автономности живой системы и относится не только лишь к генетическим системам.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от августа 02, 2021, 12:34:03
Закину цитату из сообщения:
Цитата: АrefievPV от августа 02, 2021, 12:29:42
Замечание в сторону.

Такая «фича» возникла давно (подозреваю, что уже у первых живых систем ещё на доклеточном уровне) – неизменяемую составляющую сигнального потока запомнить, а обрабатывать в режиме онлайн только текущие изменения. Грубо говоря, внутри первых живых систем формировалось внутренне отражение окружающей обстановки (их среды обитания), позволяющее им согласованно существовать/взаимодействовать со средой обитания. Такое согласование внешнего окружения (структуры среды) и внутренней структуры системы позволяло первым система сохраняться (именно и только, в динамике) в данном окружении – то есть, согласованное взаимодействие являлось залогом динамической устойчивости.

Всевозможные совокупности взаимосвязанных гиперциклов сложнейших химических реакций, устойчиво воспроизводившиеся внутри прудов (в толще раствора, на поверхностях минералов, в прибрежной зоне, в массивах пены и т.д.) гидрогеологических систем, уже и были, по сути, первыми живыми системами. Эти совокупности гиперциклов могли устойчиво существовать только в постоянном активном взаимодействии с окружающей средой (со средой их обитания) – ограничение такого взаимодействия приводило к распаду сначала совокупностей гиперциклов, а потом и к распаду самих гиперциклов.

Несмотря на то, что привычных для нас способов воспроизведения (а тем более – привычных для нас способов размножения) совокупностей гиперциклов ещё не было, живые системы могли расти, распространятся и даже размножаться (я уже говорил про «почкование»). Но, и рост, и распространение, и «почкование» – всё происходило вместе со средой обитания (и при активном и постоянном взаимодействии с этой средой). То есть, в то время живые системы были практически неотделимы от своей среды обитания (типа, куда среда, туда и система).

Соответственно, и естественный отбор в то время также весьма активно работал – самые неустойчивые совокупности гиперциклов распадались, более устойчивые накапливались. Но, опять-таки, ЕО работал сразу и по среде обитания, и по устойчивым комбинациям гиперциклов. Поэтому, понятна зависимость (практически, абсолютная – никакой (даже временной) автономии не просматривалось) тогдашних живых систем от собственной среды обитания.

В этом есть большой тактический плюс (быстрая и практически идеальная) адаптация к среде обитания и большой стратегический минус (в случае быстрой кардинальной перестрой среды обитания, даже на короткое время, живые системы перестают существовать).

Мало того, быстрая и практически идеальная адаптация к текущим (к актуальным) условиям существования, делает ненужным эволюцию таких живых систем в сторону повышения автономности/независимости существования от среды обитания. Такие живые системы были практически идеально приспособлены к своей среде обитания – они перестраивали свою «внутрянку» практически в режиме онлайн. И все возникающие случайно живые системы, имеющие затруднённое/ограниченное взаимодействие со средой обитания отсеивались ЕО сразу (и шли на пищу другим). То есть, выскочить из тактической адаптационной петли и встать на стратегический путь эволюционных преобразований в сторону автономности эти системы не могут принципиально.

Исходя из вышесказанного, можно предположить, что нашими предками были не самые удачно приспособленные (с не выключаемым даже временно режимом взаимодействия со средой обитания), а другие – маргиналы, обитающие на окраинах (например, в пенном массиве). Кстати, вполне возможно, что молекулы нуклеиновых кислот (и/или молекулы белков) могли накапливаться в массивах пены (и на дне, и на береговой линии – короче, на периферии) по вполне естественным причинам – как некие отходы, как продукты реакций, медленно и неохотно включающиеся в стремительный кругооборот веществ в первых живых системах.

Эти маргиналы, в силу обстоятельств занесённые в пенные массивы, были хуже адаптированы для жизни в толще пруда – мембраны пузырьков (хоть и дырявые) сильно затрудняли взаимодействие со средой обитания (обмен веществ) и в режиме онлайн адаптироваться было невозможно. Возникающий дисбаланс (ведь теперь внутренняя структура системы не могла согласовываться в процессе взаимодействия в режиме онлайн), могущий привести к разрушению системы, частично компенсировался наличием защитной оболочки – «внутрянка» не успевала разрушиться в случае хоть и быстрых, но кратковременных и слабых изменений среды обитания.

У маргиналов пошёл отбор на автономность (кто дольше продержится при частичном отключении каналов взаимодействия, кто сможет жить на голодном пайке (обмен ведь только через каналы) и т.д.). Но этот отбор был медленным и не особо успешным – конкуренцию системам, живущим в толще пруда, они составить не могли. Мало того, и распространение по сети гидрогеологических систем, и, соответственно, размножение («почкование») для маргиналов было затруднено. А их потенциальные плюсы (повышенная автономность, независимость, защищённость) были в то время минусами (ограниченность для обмена веществ, медленность адаптации к текущим условиям, медленность распространения и т.д.).

Повторю: наличие устойчивого баланса между структурой среды и структурой системы изначально не требовало какой-то специальной (защитной, ограничительной) оболочки, эта оболочка возникла позднее, когда появилась необходимость в сохранении внутренней структуры – начала стремительно (разумеется, стремительно, по эволюционным меркам) изменяться среда обитания. На первых порах эта оболочка мешала – она затрудняла взаимодействие системы со средой обитания.

При этом, я не думаю, что эта оболочка формировалась живыми системами с нуля – они её отчасти «прихватизировали» («взяли» готовые полуфабрикаты – пузырьки пены, пузырьки на поверхности минералов и т.п.), а потом в процессе эволюции эта оболочка приобрела вид более-менее полноценных мембран. Да и то сказать, «взяли-то» они не по доброй воле и по желанию – этих «взявших» туда занесло помимо их воли и желания, их туда вытеснили более шустрые конкуренты.

Однако, когда началось наступление первичного океана на разветвлённые сети гидрогеологических систем, среда обитания первых живых систем стала изменяться (причём быстро и необратимо) – среда обитания стала разбодяживаться водами первичного океана. Соответственно, привычные совокупности из гиперциклов не стали воспроизводиться (ведь они были почти идеально приспособлены к прежней среде обитания), начали распадаться и сами гиперциклы.

Если наступление вод первичного океана было в целом (усреднено по годам, десятилетиям, столетиям, тысячелетиям) постоянным и поступательным, то по суткам там прослеживалась периодичность (приливы-отливы). Каждый цикл прилива-отлива нарушал циклы воспроизводства прежних совокупностей гиперциклов, живущих в толще прудов гидрогеологических систем, существенно больше, нежели циклы воспроизводства маргиналов, живущих в массивах пены. Кроме того, массивы пены при циклических приливах-отливах разносились по сетям гидрогеологических систем гораздо более успешно.

И на дистанции в несколько десятков тысяч лет ситуация стала меняться в пользу маргиналов – их в прудах (пока на окраинах, конечно) становилось всё больше, распространённость по сетям гидрогеологических систем становилась всё выше, они могли даже закрепиться в прибрежных водах первичного океана (полоска пены на кромке берега). Маргиналы перестали быть маргиналами, а их основные конкуренты становились исчезающими видами.

Немаловажно и то, что ЕО теперь начал работать по маргиналам в сторону долговременных адаптаций к новой среде обитания – водам первичного океана. При этом, прежних «шустриков-гегемонов» ЕО попросту выкашивал (как только воды первичного океана заливали на постоянной основе очередную гидрогеологическую систему, так там прежние «шустрики-гегемоны» исчезали напрочь и навсегда).

При наличии каналов восприятия (в первое время они одновременно играли и роль каналов взаимодействия) в мембранах, изменения внутренней структуры (по сути, изменение сохранившегося (возможно, ещё с момента попадания в пузырёк) отражения структуры прежней среды обитания) шло только по этим каналам.

Можно сказать, что в то время произошёл массовый переход от одного режима самосохранения живых систем (всеобъемлющей динамической балансировки в режиме онлайн (то есть, быстро, здесь и сейчас, в режиме реального времени)) к другому (ограниченной динамической балансировке с периодическим отключением от среды обитания).

И именно такую схему взаимодействия со средой обитания мы все и унаследовали от наших далёких предков.

Вернусь к началу поста.

Сохранять в себе отражение среды обитания на разных уровнях структурой сложности организмов в процессе эволюции приобрело различные формы (например, память – от генетической памяти до личной прижизненной памяти особи). У первых живых систем вся память была, так сказать, снаружи, а протоклеточным формам многое пришлось хранить внутри.

Каналы взаимодействия тоже в процессе эволюции преобразовались (и отчасти разделились на каналы восприятия и каналы ответных реакций).
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от октября 07, 2021, 15:19:58
Несколько замечаний к тезису о первичности именно протоплазменной формы жизни. Уточняю – пока веду речь только о водном типе жизни (есть ещё сценарий с учётом неводного типа жизни (формамидной). Сначала перечислю замечания в поддержку, а потом обозначу основной недостаток протоплазменной формы жизни. В конце – базовые сценарии.

1. Вероятность возникновения такой формы живых систем выше, чем «бутербродной» формы и/или протоклеточной формы.

Разумеется, тут многое зависит от того, что мы считаем ключевым для живой системы: стремление системы к самосохранению или процесс генерации этой системой неких локальных элементов (молекул нуклеиновых кислот, молекул белков и т.д.). Сами по себе такие элементы мы не считаем живыми (здесь моё мнение, наверное, совпадает с общепринятым мнением). По общепринятой теории единицей живого является клетка, а по моей теории единицей живого является система, стремящаяся к самосохранению и способная реализовать это стремление.

По большому счёту, мой подход более правильный (ведь клетка при таком подходе является только частным случаем живой системы). Напомню про критерий правильности: из двух моделей, теорий, гипотез, мнений и т.д., более правильной будет та, которая включает в себя вторую (то есть, вторая является только частным случаем первой).

Отсюда следует, что живая система может иметь не только клеточную форму. И тогда вопрос о первичности какой-либо из форм переходит в плоскость возможностей и вероятностей.

Например, для возникновения «бутербродной» формы жизни необходимо возникновение «бутерброда» – системы, с весьма сложной и функционально взаимосвязанной структурой.

И не надо говорить, что «бутерброд» – это всего лишь минеральная подложка, на которой синтезируются молекулы нуклеиновых кислот. Какая же, в таком случае, это живая система? Это какой-то тупой «принтер», «штампующий» бессмысленно молекулы нуклеиновых кислот.

Чтобы стать живой системой этому «принтеру» необходимо обзавестись кучей всяких «приблуд», обеспечивающих сохранение процесса «штамповки» молекул нуклеиновых кислот – по сути, этот «принтер» должен иметь собственный комплект механизмов, обеспечивающих его метаболизм. Напомню: комплект механизмов (реализованный посредством каких-то молекулярных структур) должен обеспечивать: приток реагентов и отток продуктов химических реакций, быть способным к регулированию притока/оттока в зависимости от текущих условий среды обитания, быть селективным (всякие ядовитые, агрессивные и опасные для процесса «штамповки» соединения не всасывать, а полезные и необходимые вещества для процесса «штамповки» не выбрасывать). Мало того, этот комплект должен обеспечивать как приток энергии, так и отток энергии (энергию же надо откуда-то взять, а излишки надо куда-то деть) для процесса «штамповки».

И самое главное – если присмотреться, то, как раз, этот самый процесс «штамповки» и претендует на роль живой системы, а всё остальное в таком гипотетическом «принтере» играет роль среды обитания этой живой системы. А чем, в таком случае, эта ситуация отличается от ситуации в которой протоплазма играет роль живой системы, а гидрогеологическая система играет роль среды обитания такой живой системы? Если принципиально, то ничем. И возникновение/существование протоплазмы в уже сформировавшейся среде обитания более вероятно, чем одновременное возникновение такого комплекса в целом.

С другой стороны, мы же понимаем, что в «бутерброде» весь этот комплект механизмов, обеспечивающий метаболизм попросту не разместить. 

И действительно – даже если принять первичность возникновения «бутербродной» формы жизни, то в этом случае возникает резонный вопрос: а где располагается вся та «машинерия» первичного метаболизма (огромная совокупность химических процессов в виде сложных и взаимосвязанных гиперциклов химических реакций)? Сразу же выясняется, что она может располагаться только вне «бутерброда», а на самом «бутерброде» может осуществляться только первичный матричный синтез.

Но ведь данная «машинерия» (напоминаю, она располагается вне «бутерброда») должна обладать устойчивостью и быть способной адаптироваться к изменению внешних условий хотя бы в малой степени. Обратите внимание, что и в этом случае такая гипотетическая «машинерия» претендует на роль живой системы – то есть, системы, стремящейся к самосохранению и способной реализовать это стремление. Но, в таком случае, чем для такой системы («машинерии») будет являться сам «бутерброд»? Он будет являться одним из элементов (про степень важности данного элемента для существования «машинерии», разговор отдельный) окружающей среды обитания.

Получается, как ни крути (и в случае протоплазмы в гидрогеологической системе, и в случае «машинерии» для «бутерброда» в конкретном пруду гидрогеологической системы, и в случае самого процесса «штамповки» в конкретном супернавороченном «бутерброде» (эдаком навороченном «принтере»), а в любом случае получается, что стремлением к самосохранению и способностью реализовать это стремление должно обладать нечто* подвижное, динамичное, постоянно циклически изменяемое, иначе это самое нечто* попросту перестанет существовать.

Но, при прочих равных, вероятность возникновения жизни (живая система + среда её обитания) выше в случае с протоплазмой (живая система) и гидрогеологической системой (среда обитания протоплазмы), нежели в случае с супернавороченным «бутербродом» (случай с простым «бутербродом» с внешней «машинерией» сводится к первому варианту).

В первом варианте всё существенно проще и вероятнее – гидрогеологические системы возникли в определённый период геологической истории нашей планеты естественным путём и существовали достаточно долго (десятки миллионов лет) для возможности появления в них протоплазмы. В этом случае вероятность возникновения гидрогеологических систем, как таковых, выносится за скобки проблемы (разнообразные гидрогеологические системы появляются спонтанно и в наше время).

Кроме того, данный подход не требует одновременности возникновения сразу и среды обитания и самой живой системы – всё происходит постепенно (в некотором смысле, последовательно) эволюционным путём (с небольшими локальными революциями). То есть, сначала сформировался пул разнообразных гидрогеологических систем на поверхности планеты, а затем, по мере, эволюции самих гидрогеологических систем (накопление осадков, изменение состава содержимого прудов, формирование устойчивых сезонных и суточных кругооборотов вещества и энергии в гидрогеологических системах и т.д.), стали возникать живые системы в форме протоплазмы.

Кстати, возникновение,  возможно, и параллельно с эволюцией гидрогеологических систем происходило (если условия оказались подходящими, то в пруде формировался устойчивый воспроизводящийся комплекс химических реакций).

Дальнейшая эволюция протоплазменной формы жизни протекала уже совместно с эволюцией гидрогеологических систем.

И ещё. Предполагаю, что отбор начал действовать ещё на добиологической стадии (в строгом и общепринятом понимании) – то есть, ещё даже до появления протоплазменной формы жизни. Как это ни покажется странным, но гидрогеологические системы также могли расти и «почковаться» (проявляли отдельные признаки живых систем, так сказать), а средой обитания для них была поверхность планеты (литосфера, локально-кусочная гидросфера, атмосфера), но это отдельный разговор*.

Отдельный разговор* – Частично я уже объяснял этот момент – тут многое (если, не всё) сводится к нашей способности, как наблюдателей, к выделению из действительности некоей локальной части (отражающейся в психике) и интерпретации этой локальной части с позиции имеющегося у нас знаний/опыта. Поэтому, на фоне современной биологии и в масштабе биологических процессов (на атомно-молекулярной основе с преимущественным участием углерода и воды) я не буду считать гидрогеологические системы живыми. Но при взгляде с другого масштаба, гидрогеологические системы вполне могут претендовать на роль живых систем.

Рост гидрогеологических систем обеспечивался переполнением прудов и формированием протоков и новых прудов, а эффект «почкования» возникал, когда часть проток пересыхала и «отпочковавшаяся» часть гидрогеологической системы продолжала самостоятельное существование. Разумеется, львиная доля «отпочковавшихся» частей усыхала, но малая часть могла продолжать функционировать из-за сторонней подпитки (осадки, возникла фумарола невдалеке и образовалась протока от неё и т.д.).

Можно сказать, что гидрогеологические системы постоянно изменялись и эволюционировали, зарождались, росли и умирали (и даже «почковались»), соединялись в огромные массивы из локальных гидрогеологических систем, а затем вновь распадались (зачастую совсем на другие конфигурации фумарол, прудов и проток, нежели, в каких они были до соединения) и безо всякой протоплазмы. Но жизнь смогла зародиться (в том числе, и успела зародиться) только малой части локальных гидрогеологических систем, а затем, как зараза перетекла в соседние гидрогеологические системы, и, если условия позволяли, продолжала в них существовать.

Рассуждения о данном преимуществе протоплазменной формы жизни перед «бутербродной» формой жизни, надеюсь, понятны. Аналогичные подходы применимы и для протоклеточной жизни – вероятность её возникновения сразу в форме клетки значительно меньше, чем вероятность возникновения протоплазмы (про защищённость поговорим отдельно) – это ж всю нехилую «машинерию» надо как-то случайно загнать в мембранный пузырёк. Размеры пузырька, очень сильно лимитируют закинутую туда «машинерию» (о массивах таких пузырьков – о протоколониях – далее). Тут же возникают вопросы: а как же до этого существовала данная «машинерия»?

Мало того, напрашивается вывод, что возникновение, существование и адаптация (если она была вообще у пузырьков возможна) под условия среды пузырьков происходили независимо от возникновения, существования и адаптации к среде «машинерии». Однако, сам по себе пузырёк мы живым считать не будем – он играет роль одного из элементов среды обитания, не более. Значит, и в этом случае, на роль живой системы будет претендовать «машинерия», которая, по сути, и есть та самая протоплазма. 

Итак, повторю: вероятность возникновения протоплазменной формы жизни значительно выше, чем «бутербродной» формы и протоклеточной формы.

2. Второе преимущество –  мобильность, которая прямо и опосредованно влияет на возможность роста, распространения и почкование (уже без кавычек). Данное преимущество весьма сильно влияет и на скорость эволюции живых систем (а времени, как нам известно из геологических данных, на зарождение и эволюцию до клеточных форм было немного (сотня-другая миллионов лет)). Такой прогрессивный эволюционный путь клеточным формам жизни не проскочить (это «обратная сторона медали»: повышенная защищённость чисто физически ограничивает обмен веществами со средой обитания и скорость изменения структуры метаболизма (и плане адаптации, и в плане возможного слияния)). Как при таких барьерах быстро сливаться и быстро изменяться? Здесь: или устойчивость (с хорошей защитой) и медленная эволюция (и медленный  прогресс), или изменчивость (но плохая устойчивость) и стремительная эволюция (и стремительный прогресс). 

Протоплазменная форма жизни за короткий период существования могла породить (и постоянно порождала) огромное разнообразие «машинерий» (богатая пища для ЕО). И какая-то часть такого разнообразия «машинерий» вполне могла быть занесена (в том или ином вариантах комплектации) в массивы пузырьков пены (на поверхности прудов, в прибрежных зонах прудов).

Причём, такой занос шёл постоянно (в разных вариантах комплектации) и возникновение протоколоний было делом времени. Если в одном пузырьке весь необходимый комплект «машинерии» уместиться не мог, то в массиве пены это было вполне возможно. Но для возникновения протоколонии мембраны таких пузырьков должны быть «дырявыми» (а ещё лучше – селективно полупроницаемыми). Предполагаю, что периодически такие протоколонии возникали, но существовать они могла только «на окраинах ойкумены» (типа, на задворках) в самых неблагоприятных, для существования протоплазменной формы жизни, условиях.

Предполагаю, что в тот период, протоплазменная форма жизни за счёт чудовищной скорости адаптации, скорости распространения и роста, скорости эволюции и т.д., доминировала над «бутербродной» формой жизни и протоклеточной формой жизни.

Исходя из примитивной логики простого здравого смысла, жизнь (живые системы), ещё не способная к репликации способами наиболее распространенными в практике использования сегодняшней жизнью (живыми системами), должна была изначально реплицироваться аналогом почкования. Мало того, изначально такое почкование для существования жизни (живых систем) было вовсе не обязательным – вполне достаточно было превышения темпа роста (и неизбежного сопутствующего перемещения (перетекания) в соседние пруды и соседние локальные гидрогеологические системы) над темпом разрушения/деградации структуры живых систем.

То есть, если ты не можешь самостоятельно перемещаться и делиться, то это должна делать окружающая среда обитания. А уж перемещать, делить и пр. легче всего эдакую полужидкую протоплазму. Выходит, что протоплазма уже при зарождении имела преимущество в распространении и мобильности.

Возможно, что «бутербродной» форме жизни для обособления от протоплазменной формы жизни пришлось перекраивать свой метаболизм на «конструкции» из малосъедобных для протоплазмы элементов – типа, переходить на тяжёлые устойчивые процессы, реализуемые только на матрицах. Понятно, что первые матрицы были минеральными, а не синтезируемые (сначала как побочные продукты метаболизма). Чешуйки минералов могли обладать некоторой мобильностью, а, значит, и «бутербродная» форма жизни тоже могла потихоньку распространяться. Ну, а при переходе на синтезируемые матрицы (нуклеиновые кислоты) мобильность «бутербродной» формы жизни повысилась, но не сравнялась с мобильностью протоплазменной формы жизни (да и необходимость иметь матрицу, пусть и синтезируемую, здорово ограничивало эту мобильность).

Полагаю, что на заключительном этапе тотального доминирования протоплазменной формы жизни уже было вполне состоявшееся обособление и «бутербродной», и протоклеточной форм жизни. Мало того, «бутербродная форма жизни также к тому времени обзавелась защитой – мембранным пузырьком с «дырявой» мембраной, прикреплённым сначала к поверхности минерала (а потом к поверхности чешуйки с возможным вариантом обволакивания этой чешуйки полностью), а том прикреплённым органической синтезируемой матрице (и/или обволакивающим органическую синтезируемую матрицу). В этих процессах я усматриваю конвергенцию (с протоклеточной формой жизни).

Опять-таки, пузырьки мобильных вариантов «бутербродной» формы жизни вполне могли попадать в массивы пены, с имеющимся там каким-то вариантом «машинерии» – вот вам и вариант возникновения полноценной протоколонии. Однако, на мой взгляд, такое внедрение мобильных вариантов «бутербродной» формы жизни следует считать проявлением симбиоза, а возникновение таких колоний следует считать гибридной формой жизни (забегая вперёд, могу сказать, что именно гибриды и выжили).

Ещё одно замечание про «бутербродную» форму жизни (оно аналогично, как и для протоклеточной).

Если разобраться, то и протоклеточная, и «бутербродная» формы жизни являются просто специфическими вариантами протоплазменной формы жизни, обособленными (в силу постепенного приспособления) в локальных экологических нишах. У них ведь даже этапы эволюции схожи – долгое время вся «машинерия» для них была внешним атрибутом, постепенно переходя внутрь. Но если, для протоклеточной формы жизни я привёл вариант, как такой переход внутрь мог быть осуществлён (раскидывание «по квартирам» (по пузырькам конкретного массива пены) всего комплекта «машинерии»), то и для «бутербродной» формы жизни следует допустить возможность аналогичного сценария.

Я это дело представляю себе так.

На стенах и дне пруда на минеральных поверхностях размещены целые поля пузырьков, под мембранами которых идёт процесс «штамповки».

Вариант образования таких полей можно предложить следующий:

а) На поверхности минералов идут процессы «штамповки» (выше о них упоминал). Да, не везде и не всегда, но периодически и локально, если условия это позволяют, они идут.

б) В процессе жизнедеятельности протоплазмы образуется много побочных продуктов, которые остаются в тоще жидкости, оседают на дно и стенки пруда, всплывают на поверхность.

в) Так как у нас гидрогеологическая система (есть фумаролы, периодические просачивания пара/газа из глубин), то оседающая смесь (жиры, соли, окислы/оксиды, сахара и т.д. и т.п.) на поверхность минеральных матриц, и покрывающая последние эдакой плёнкой (непрочной, «дырявой» и пр.) разного состава, начинает вздуваться пузырьками (пузыриться). То есть, газ/пар, просачивающийся из-под поверхности, начинает выдувать пузырьки.

Как вариант, можно предложить и газообразные и жидкие продукты, выделяющиеся при химических реакциях процесса «штамповки». Пока нет покрытия из этой плёнки, продукты реакций вполне себе растворяются и уносятся, а появившаяся плёнка начинает их задерживать и в итоге формируется пузырёк. Понятно, что пузырёк может оказаться наполненным: и смесью газов/паров (преимущественно), и жидкостью. Если это оказалась преимущественно смесь газов/паров, если мембрана оказалась несильно «дырявой», то пузырёк поднимется вверх и может попасть в какой-нибудь массив пены. А если, в придачу, конкретное место под пузырьком отшелушилось, то пузырёк ещё с собой утащит и чешуйку минеральной матрицы внутри или снаружи пузырька.

Возвращаюсь к полям пузырьков. Внешняя «машинерия» вполне может попадать внутрь пузырьков (мембрано-то «дырявая») при определённых условиях (нисходящие потоки, турбулентность и т.д.). Но в один пузырёк попадёт мизер такой «машинерии», а вот в целое поле уже может попасть полноценный комплект такой «машинерии». Отсюда мы приходим к выводу, что, как и в случае с протоклеточной формой жизни, переход к оной состоялся сразу в варианте «протоколония» (пусть и последовательным накоплением элементов «машинерии»), вариант к переходу к «бутербродной» форме жизни мог состояться в варианте «поле» (опять-таки, пусть и последовательным накоплением элементов «машинерии»).
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от октября 07, 2021, 15:24:33
3. Ну, а теперь перейдём к печальному для протоплазмы – к её уязвимости и незащищённости. Скажу сразу – она не исчезла бесследно, она продолжает в нас жить, как симбиотическая составляющая.

Геологические условия на нашей планете быстро менялись – вместо относительно ровной (без больших перепадов высот), покрытых сетью локальных гидрогеологических систем (фумаролы парили, и вся поверхность была дырчатой из-за них, как головка сыра на срезе) постепенно формировались складки, холмы, небольшие вулканы. Мало того, начали накапливаться поверхностные воды, образуя обширные мелководные водоёмы, которые впоследствии сформируют первичный океан.

Повсеместное наступление первичного океана приводило к критическому разбодяживанию содержимого прудов и, как следствие, разбалансировке и разрушению метаболитических процессов в протоплазме («машинерия» тупо разбодяживалась, растворялась и размывалась). И в итоге, прежние маргиналы (протоклеточная и «бутербродная» формы жизни получили свой шанс на захват жизненного пространства.

Но, как я уже упомянул, уже то время гибридная форма (протоклеточная (массивы пены) + мобильный вариант «бутербродной») вполне могла существовать. Между чистыми формами были различия: в мобильности (пена более мобильна, новнутренней устойчивости маловато) и в устойчивости внутренних процессов, вплоть до полной временной остановки (у «бутерброда» есть стабильная матрица, но он не особо мобилен). Так понимаю, в эволюционной гонке победили гибриды...

Подытожу.

Базовый сценарий для водного типа жизни:

– Возникают гидрогеологические системы.
– Затем в прудах гидрогеологических систем возникает протоплазменная форма жизни.
– Потом протоплазменная форма жизни эволюционирует/специализируется/вырождается в «бутербродную» и в протоклеточную формы жизни.
– После этого возникают симбионты-гибриды из протоклеточной и «бутербродной» форм жизни.
– Наступает великий абзац – идёт наступление вод первичного океана и вымирает протоплазменная форма жизни (остаются: протоклеточная, «бутербродная» и гибридная).
– Затем идёт период жёсткой конкуренции между оставшимися тремя формами жизни, в результате которой побеждают гибриды.

Ещё один сценарий (что существующая жизнь является гибридом водной и неводной (формамидной) форм жизни следует рассмотреть отдельно. Если допустить, что формамидная жизнь успела обзавестись мембранами (пусть и «дырявыми») на поверхности будущих прудов, то вполне себе конструктивный вариант просматривается.

В этом сценарии формамидная жизнь уже успела проэволюционировать до стадии пузырьковых полей, и залита (не вся) была водой (точнее раствором кучи веществ) уже будучи защищённой.

Почему залита и почему не вся?

Во-первых, заливались низины, а на возвышенности формамидная жизнь не особо контактировала с водой.

Во-вторых, поначалу (до образования полноценных гидрогеологических систем) вода успевала испариться и до мест локализации формамидной жизни дотекала только густая смесь «не пойми чего», и могла покрывать их плёнкой из этого «не пойми чего».

В-третьих, на поверхности (наверное, невдалеке от фумарол прорывы/просачивания газов/паров были более интенсивными) и низины около фумарол оказались занятыми формамидным типом жизни, покрытой плёнкой. Мало того, над формамидной жизнью могла образоваться изначально плёнка совсем из других материалов (продуктов реакций и остатков от луж из смеси формамида, глицерина, органических и жирных кислот).

В-четвёртых (это, пожалуй, главное), формамидная жизнь должна была успеть появиться до существенного повышения температуры на поверхности планеты.

Тогда сценарий, по сравнению с предыдущим, изменяется существенно. И принципиальным, по-прежнему, является вопрос, о первичной форме – ведь и у формамидного типа жизни также первой могла появиться именно протоплазменная форма (в лужах из смеси формамида, глицерина, органических и жирных кислот), а  «бутербродная» форма жизни могла возникнуть, как её специализация/вырождение (кстати, пузырьки могли выдуваться аналогичным способом).

Базовый сценарий будет выглядеть так:

– Сначала возник формамидный тип жизни в форме протоплазмы.
– Затем идёт неспешный процесс эволюции (специализации/вырождения) протоплазменной формы формамидного типа жизни в «бутербродную» форму жизни (пенных массивов я чего-то представить себе не могу).
– Долгое время обе формы сосуществуют.
– Наконец температура и атмосферное давление возрастает настолько, что становиться возможным существование жидкой воды. 
– Появляются первые гидрогеологические системы и параллельно идёт жёсткий отбор на выживаемость формамидного типа жизни. Выживает «бутербродная» форма формамидного типа жизни.
– Появляются первые протоплазменные формы водного типа жизни.
– Потом протоплазменная форма водного типа жизни эволюционирует/специализируется/вырождается в протоклеточную форму жизни («бутербродная» форма водного типа жизни остаётся под вопросом – в данном сценарии, она лишняя сущность).
– После этого возникают симбионты-гибриды из протоклеточной формы водного типа жизни и «бутербродной» формы формамидного типа жизни.
– Затем идёт наступление вод первичного океана и вымирает протоплазменная форма жизни (остаются: протоклеточная водная, «бутербродная» формамидная и гибридная).
– Следом идёт период жёсткой конкуренции между оставшимися тремя формами/типами жизни, в результате которой побеждают гибриды.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Konof от октября 07, 2021, 16:24:59
Мне кажется, от днк "танцевать" надо.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от октября 07, 2021, 20:25:45
  Да в том-то и дело, что как только состоялась ДНК, как молекула клона, то тема теряет свою суть. Есть клонирование (с ошибками) - можно подключать термин отбор, как обязанность возлагаемую нами на среду, пути которой неисповедимы.
  Потому важно объяснить стезю к молекуле-клону, как физическую неизбежность, наподобие того, как зачаток кристалла, порождает условия для следующей кристаллизации. Но органика, плюс, вода - это не пересыщенный раствор. Здесь иные законы образования связей, нежели в кристалле.
  Кристалл - порядок, т.е. предсказуемость, что через промежуток пространства следует определенный атом. В органических молекулярных кристаллах (квазикристаллах) почти наоборот: можно предсказать только то, что области непредсказуемости чередуются закономерным образом.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Konof от октября 07, 2021, 20:43:17
Цитата: василий андреевич от октября 07, 2021, 20:25:45
  Да в том-то и дело, что как только состоялась ДНК, как молекула клона, то тема теряет свою суть. Есть клонирование (с ошибками) - можно подключать термин отбор, как обязанность возлагаемую нами на среду, пути которой неисповедимы.
  Потому важно объяснить стезю к молекуле-клону, как физическую неизбежность, наподобие того, как зачаток кристалла, порождает условия для следующей кристаллизации. Но органика, плюс, вода - это не пересыщенный раствор. Здесь иные законы образования связей, нежели в кристалле.
  Кристалл - порядок, т.е. предсказуемость, что через промежуток пространства следует определенный атом. В органических молекулярных кристаллах (квазикристаллах) почти наоборот: можно предсказать только то, что области непредсказуемости чередуются закономерным образом.
Её величнство вероятностность? Да, похоже, это одно из базоаых свойств живого. Кстати, я об отличии адаптивного ответа мозга и решения хадачи компьютером отмечал именно веооятноснлсть ответа мозга. Всегда. Без исключений.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 07, 2021, 21:57:33
Цитата: Konof от октября 07, 2021, 20:43:17вероятностность? Да, похоже, это одно из базоаых свойств живого.

Разве? Что вероятного в структуре ДНК? Я имею в виду правила Чаргаффа. До его работ, да, в биологии царила вероятность в суждениях о строении молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты. Сторонники тринуклеотидной теории спорили с специалистами, отстаивавшими тетрануклетидную. Чтобы всем было ясно, напишу, что в 30-40-х годах прошлого века главным предметом обсуждения был молекулярный вес дезоксинуклеиновой кислоты. Тут, действительно, существовал полный хаос в мнениях, поскольку вес ДНК, как оказалось, весьма зависим от методов ее выделения. Тогда модели строения ДНК были, как раз, вероятностными, и основа тетрануклеотидной теории, концепция минимальной повторяющейся тетрануклеотидной единицы была с учетом неоднозначности результатов измерения, модифицирована и стала, на время, общепринятым компромиссным решением - до работ Э. Чаргаффа.

Вот не знаю, имеется ли вероятность в природе на самом деле? Все эти представления о порядке и хаосе, пока, думаю, не более, чем плод работы нашего мозга. Возможно, поведение вероятностно, но строение ДНК - нет. Или, коли желается вероятность обозначить как свойство живого, тогда вопрос о структуре ДНК уже не относить к компетенциям биологов, а оставить его химикам.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от октября 07, 2021, 22:02:08
  Вероятность - только один из способов описания многозначности. Я только хочу сказать, что вмешательство вероятностного описания разумеет - жди перехода к порционно-квантовому описанию. А оно начинается с понятия неопределенности, как интегралу, стремящемуся к минимально допустимому-возможному.
  Мне, разумеется интереснее процессы, каким образом два химически неразличимых иона оказываются антагонистами в том смысле, что на них строится всё мироздание сознания. Это "конкуренция" катионов калия и натрия, как руководящих элементов для спускового крючка мышления.

  Гипотеза зарождения в калиевых прудах с последующей оккупацией натриевых океанов - пуста (по мне). Но и эволюция "ионного насоса", как предшественника молекулы-клона, не выдержит критики.
  А вот идея организации "нервной сети", как транспорта для выдворения раздражений за пределы глобулы - это интересный ракурс зрения на абиогенез. И у Вас, Конов, достанет биологических знаний, что бы возвести "нейросеть" до предтечи молекулы-клона. Какова форма простейшей молекулы, способной делиться надвое, как клон? Кольцо? Кольцо, складывающееся в восьмерку, что бы образовать двойное кольцо? Дык это элементарный способ приспособить "раздражение", как движущую силу для деления надвое. ...Физика будет элементарной. С химией сложновато. С математикой как-нибудь приспособим.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Konof от октября 07, 2021, 22:09:05
Цитата: Дарвинист от октября 07, 2021, 21:57:33
Цитата: Konof от октября 07, 2021, 20:43:17вероятностность? Да, похоже, это одно из базоаых свойств живого.

Разве? Что вероятного в структуре ДНК? Я имею в виду правила Чаргаффа. До его работ, да, в биологии царила вероятность в суждениях о строении молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты. Сторонники тринуклеотидной теории спорили с специалистами, отстаивавшими тетрануклетидную. Чтобы всем было ясно, напишу, что в 30-40-х годах прошлого века главным предметом обсуждения был молекулярный вес дезоксинуклеиновой кислоты. Тут, действительно, существовал полный хаос в мнениях, поскольку вес ДНК, как оказалось, весьма зависим от методов ее выделения. Тогда модели строения ДНК были, как раз, вероятностными, и основа тетрануклеотидной теории, концепция минимальной повторяющейся тетрануклеотидной единицы была с учетом неоднозначности результатов измерения, модифицирована и стала, на время, общепринятым компромиссным решением - до работ Э. Чаргаффа.

Вот не знаю, имеется ли вероятность в природе на самом деле? Все эти представления о порядке и хаосе, пока, думаю, не более, чем плод работы нашего мозга. Возможно, поведение вероятностно, но строение ДНК - нет. Или, коли желается вероятность обозначить как свойство живого, тогда вопрос о структуре ДНК уже не относить к компетенциям биологов, а оставить его химикам.
Ну, вообще то, именно благодаря вероятностности репликации (читай строения)днк и существует биологическая эволюция. Как мне каэтся.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 07, 2021, 22:31:57
Кстати, что имелось в виду под определением "базовые свойства живого"?
Вероятность, вообще-то, это никак не свойство, а количественная оценка возможности реализации события или порядка действий. Вас, вероятно(!?), смущает кот Шредингера? Так и состояние кристалла, которого не видно, равновозможно в диапазоне от целого до разбитого на осколки с промежуточными положениями разбиваемого злоумышленником. Что, в принципе, проистекает из нашего неведения и устанавливается как следствие самых общих соображений о симметрии различных явлений. Бесконечность, к примеру, ложит предел применимости всякой вероятности в ее классической интерпретации. Аксиоматическая интерпретация определяет вероятность как числовую - обращаю на это внимание - функцию для некоторого множества событий или действий. 

А число, тогда, может быть свойством чего-то, общего по определению?   
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 07, 2021, 22:36:10
Цитата: Konof от октября 07, 2021, 22:09:05репликации (читай строения)днк

Репликация это строение ДНК???!!!
Да, я понимаю, что дальше полемизировать с Вами лично для меня нет смысла.
И, ради всего, отнесите это к суждению о возможной ущербности моего мышления, не судите себя строже привычного.

Более не стану Вас беспокоить.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 07, 2021, 22:58:26
Цитата: василий андреевич от октября 07, 2021, 22:02:08вмешательство вероятностного описания разумеет - жди перехода к порционно-квантовому описанию

Это да, иначе невозможность не обратить в ноль. Скорее всего, один из наших оппонентов именно это и имел в виду, но - не совсем удачно выразился, утверждая вероятность как свойство живого. Я думаю, он хотел представить живое как сумму двух событий, реализованного и невозможного, то есть в полной мере неопределяемого практически. С учетом события случайного и события, не выходящего за рамки статистической ошибки, то есть наперед заданной величины его наступления. Иными словами, практически невозможного.

Такое, вот, подобие комплексного числа получилось.   
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 07, 2021, 23:23:13
Цитата: василий андреевич от октября 07, 2021, 22:02:08как транспорта для выдворения раздражений за пределы глобулы - это интересный ракурс

Но тут и возникает еще более интересный - для биолога - вопрос о сохранении генетической информации. Мой близкий, как-то, очень давно заметил, что соседство внешней мембраны и кольцевой ДНК прокариот напоминает ему соседство двух влюбленных, одному из которых не терпится постоянно общаться с окружением и делится новостями с другим. Тому же поначалу интересно следить за веяниями изменчивой моды, но, со временем, появиляется настоятельное желание сохранить собственную индивидуальность и приходится несколько отстраниться от первого. Получив, с тем, возможность селекции поступающей информации и не утратив связь партнеров через превращение того в инструмент познания и изменения окружения.

Эта аналогия меня просто поразила тем, что обнаружила определенную проекцию на те же отношения между разными людьми, например. 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 07, 2021, 23:32:53
Только с абиогенезом, тут, по моему, натяжка есть.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Konof от октября 07, 2021, 23:50:25
Цитата: Дарвинист от октября 07, 2021, 22:36:10
Цитата: Konof от октября 07, 2021, 22:09:05репликации (читай строения)днк

Репликация это строение ДНК???!!!
Да, я понимаю, что дальше полемизировать с Вами лично для меня нет смысла.
И, ради всего, отнесите это к суждению о возможной ущербности моего мышления, не судите себя строже привычного.

Более не стану Вас беспокоить.
уважаемый Дарвинист (?), мне кажется, или у вас какие то проблемы с восприятием текстов? Если ПОстроение днк (та самая репликация) процесс вероятнлстный, то от чего же строение днк не внроятглстно? И если вам что то не плнятно, почему бы не уточнить вместо нервических выпадов?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 08, 2021, 00:44:42
Ссылка на источник, в котором строение ДНК утверждают как вероятностное на основании вероятностного процесса ее построения, имеется? Тогда, убедительная просьба, представьте ее, пожалуйста.
До того спорить с Вами не буду. Возможно, Вам удастся убедить других в своем мнении.

И прошу Вас, прекратите, пожалуйста, прибегать в полемике к личностным оценкам. Мое предложение отнести, как Вы выразились, "нервические выпады" к свойствам моего мышления не давал Вам повода делать это публично, нарушая, напоминаю, правила общения на форуме.   
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от октября 08, 2021, 10:41:47
Арефьев,    вот  есть       Ваша  "протоплазма".    Как   она  поддерживает   свой    обмен  ?  У  вас  не  ограниченная   система  не ясного   размера   -   что с  потоками  метаболитов  ? 
Самая    главная  проблема    ранней  "жизни"   -  периода  абиогенеза  -  обеспечение   абиотического  синтеза   сложных   мономеров  в  больших  количествах  с  достижением в   среде  высоких  концентраций   мономеров   -    чтобы   реакции  синтеза    из  этих  мономеров  новых  соединений    могли    запуститься
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от октября 08, 2021, 12:49:57
Цитата: Питер от октября 08, 2021, 10:41:47
Арефьев,    вот  есть       Ваша  "протоплазма".    Как   она  поддерживает   свой    обмен  ?
Изначально, это был не свой, протоплазма оседлала чужой. То есть, изначально весь её метаболизм был полностью наведённым (вторичным, производным).

Любая живая система является надстройкой над уже существующим косным процессом обмена вещества и энергии (попросту говоря, является надстройкой над круговоротом вещества и энергии).

Даже 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.

Если же говорить более строго, то поддерживать свой обмен она будет за счёт внешних сил, факторов, потоков вещества и энергии. В общем-то и наша биосфера существует только за счёт внешних сил и факторов. Другое дело, что инерция такой системы очень велика и очень много (в том числе, и дублирующих) контуров регулировки (через обратные связи) – умирать при отключении (правда, трудно себе одномоментное отключение) внешних сил и факторов она будет долго.
 
Цитата: Питер от октября 08, 2021, 10:41:47
У  вас  не  ограниченная   система  не ясного   размера   -   что с  потоками  метаболитов  ?
Размеры: локально ограничиваются объёмом локальной гидрогеологической системы, глобально ограничиваются объёмом всей сети локальных гидрогеологических систем.

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 10:41:47
Самая    главная  проблема    ранней  "жизни"   -  периода  абиогенеза  -  обеспечение   абиотического  синтеза   сложных   мономеров  в  больших  количествах  с  достижением в   среде  высоких  концентраций   мономеров   -    чтобы   реакции  синтеза    из  этих  мономеров  новых  соединений    могли    запуститься
Вы описываете частный случай – сложный химический гиперцикл (по сути, высокоуровневый круговорот вещества и энергии), замкнутый на базовые круговороты в данной среде.

В моей концепции вообще не важно, что там из чего и как синтезируется и что, при этом получается. Я уже говорил, что изначально в протоплазме будут идти все реакции и реализовываться все циклы (большие и маленькие), которые позволяют физические и химические законы в данных условиях (в гидрогеологической системе). А в процессе отбора останутся только те варианты протоплазмы, которые оказались самые живучие.

Повторю ещё раз:
Цитата: АrefievPV от сентября 06, 2021, 18:21:40
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.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от октября 08, 2021, 13:18:10
Ну   то  есть  вам  не  важно в  принципе,   как    может   синтезироваться   рибонуклеотид,  как  может   формироваться    фосфодиэфираня   или  пептидная   связь  ?   То есть   туман   общих  слов   без   конкретики. Приведите    пример   простого  природного  круговорота  вещества.   Не    живого    -   абиотического,  из  которого  будут  расти   паразитные  процессы. 
Философия  -  дело  простое.  А  вот  понять,  как  образуется   вне   клетки  пептидная    связь,  откуда   для   этого  берутся     энегрия  и  мономеры   -   крайне   сложно.
Цитата: АrefievPV от октября 08, 2021, 12:49:57Я уже говорил, что изначально в протоплазме будут идти все реакции и реализовываться все циклы (большие и маленькие), которые позволяют физические и химические законы в данных условиях (в гидрогеологической системе).
Ну  да,     господь  бог   их   запустит ...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от октября 08, 2021, 13:52:33
Цитата: Питер от октября 08, 2021, 13:18:10
Ну   то  есть  вам  не  важно в  принципе,   как    может   синтезироваться   рибонуклеотид,  как  может   формироваться    фосфодиэфираня   или  пептидная   связь  ?
Немного не так. Мне это важно, но для моей концепции, это не принципиально.

Тут всё просто. Если новые открытия, находки, результаты экспериментов, будут укладываться в канву моей концепции, то, значит, мои представления в целом верны. Если не будут укладываться, то, возможно, придётся: или вообще подход пересматривать, или вносить корректировки (уточнять, дополнять и т.д.) в эти представления.
 
Цитата: Питер от октября 08, 2021, 13:18:10
То есть   туман   общих  слов   без   конкретики.
Точно, без конкретики. Это ведь философская концепция (и подход соответствующий – наиболее обобщённый).

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 13:18:10
Приведите    пример   простого  природного  круговорота  вещества.   Не    живого    -   абиотического,  из  которого  будут  расти   паразитные  процессы.
Круговорот воды. Порождает: дожди, реки, озёра, ледники и т.д. В свою очередь, дожди, реки озёра, ледники и т.д. порождают кучу сопутствующих локальных процессов.

Всё остальное, что порождает круговорот воды (переносит растворённые вещества за многие километры, создаёт пещеры и сложный рельеф, формирует отложения и т.д.) я не буду упоминать – там слишком много всего.

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 13:18:10
Философия  -  дело  простое.  А  вот  понять,  как  образуется   вне   клетки  пептидная    связь,  откуда   для   этого  берутся     энегрия  и  мономеры   -   крайне   сложно.
Судя по всему, она для вас, далеко, не простое дело – вы её безапелляционно к «туману общих слов» сводите.

И, да – понять, как образуется вне клетки пептидная связь, откуда для этого берутся энергия и мономеры – крайне сложно. А мне, это, вообще не по силам (напоминаю, что я вам неоднократно говорил, что я не химик и не биолог).

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 13:18:10
Цитата: АrefievPV от октября 08, 2021, 12:49:57Я уже говорил, что изначально в протоплазме будут идти все реакции и реализовываться все циклы (большие и маленькие), которые позволяют физические и химические законы в данных условиях (в гидрогеологической системе).
Ну  да,     господь  бог   их   запустит ...
А при каких делах здесь господь бог? Химические реакции идут прекрасно и без его вмешательства.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: 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.
Круговорот  воды  не    катит  -   жизнь все-таки в  первую  очередь    химические  преобразования   веществ.  Химичесский   цикл в   студию.
Мне все  в  принципе  понятно   -  философия   как    философия,  жизнь   есть  способ  существования   белковых  тел.  Никакого  отношения  к  проблеме абиогенеза  не  имеет.   
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от октября 08, 2021, 14:36:09
А,   ВСЕ  РЕАКЦИИ  и ВСЕ  ЦИКЛЫ.  Вот  тут   как  раз   без  Сафаофа  не  обойтись.  Кто-то   же  их   запустил ...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от октября 08, 2021, 14:45:33
  Реакции пептид-полипептид-белок без Всевышнего не идут!!! Но эту идейку отбрасываем сразу. Вероятность рождения белка из пептида ничтожна, потому отбрасываема прежде привлечения Его.
  Буриданов осел (это я) крутит башкой.
  Пептиды и вода - легко доказать сложение пептидов в глобулу. Предлагаю лишь сосредоточится на процессах на поверхности глобулы, как калий-натриевому дисбалансу. "Разум глобулы" - сбросить избыток калий-иона при внешнем возмущении так ,что бы могла произойти реакция пептид-полипетид. Реакция, невозможная в пробирке, как статистика.
  Соображения есть? Если нет, то буду подкидывать идейки. Важно знать какие окончания условный пептид выставляет в водную среду, а какие прячет внутрь глобулы. Синтез на поверхности глобулы не идентичен синтезу внутри. Поверхность, как развивающаяся молекулярная "нейросеть" - весьма интересна.
  Пока всё. Потому как далее придется вводить систему обмена внутренней энергии с внешней.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от октября 08, 2021, 15:03:45
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.
Скажу честно: сначала хотел было (даже мог поднапрячься, попробовать школьные знания вспомнить, в сети информацию поискать и т.д.), но потом вспомнил:
Цитата: АrefievPV от октября 08, 2021, 13:52:33
И, да – понять, как образуется вне клетки пептидная связь, откуда для этого берутся энергия и мономеры – крайне сложно. А мне, это, вообще не по силам (напоминаю, что я вам неоднократно говорил, что я не химик и не биолог).
и передумал. Ну, не охота мне вам отвечать. Даже если буду знать, то всё равно не отвечу (без обид, но снобов на дух не переношу). Теперь сами отвечайте на свои вопросы. Сами, всё сами...

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 14:34:45
Круговорот  воды  не    катит 
Ну, не катит, значит, не катит.

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 14:34:45
жизнь все-таки в  первую  очередь    химические  преобразования   веществ.
Частный случай. Уже сегодня напоминал:
Цитата: АrefievPV от сентября 06, 2021, 18:21:40
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.
Надеюсь, из этого комплекта определений понятно, что я понимаю под понятиями: «жизнь» и «живая система».

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 14:34:45
Химичесский   цикл в   студию.
Нет. Сами, всё сами...

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 14:34:45
Мне все  в  принципе  понятно   -  философия   как    философия,  жизнь   есть  способ  существования   белковых  тел.  Никакого  отношения  к  проблеме абиогенеза  не  имеет.
Если понятно, то какие претензии ко мне? Пояснял я вам неоднократно (по отдельным моментам, наверное, раз по пять и более), ссылки и цитаты предоставлял, но толку, как я смотрю, никакого.
Без обид, но дальше все сами.

Цитата: Питер от октября 08, 2021, 14:36:09
А,   ВСЕ  РЕАКЦИИ  и ВСЕ  ЦИКЛЫ.  Вот  тут   как  раз   без  Сафаофа  не  обойтись.  Кто-то   же  их   запустил ...
Без комментариев. Комментируйте свои высказывания сами. Теперь всё сами...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 08, 2021, 16:34:07
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 .
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от октября 08, 2021, 16:54:48
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  ...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от октября 08, 2021, 17:12:16
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.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 08, 2021, 17:23:37
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 ...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: 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  ?   

Да,   Древняя   Греция.  Философия.   А   остался   закон  Архимеда  -    глубокого   практика.  И        у  Пифагора    мы  помним про  штаны   -   а  не  про  его  религиозную    философию.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от октября 08, 2021, 18:38:20
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.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 08, 2021, 18:58:23
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.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от октября 09, 2021, 08:32:20
  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".
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 09, 2021, 19:02:36
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. 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 09, 2021, 19:38:37
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.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 09, 2021, 19:56:21
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.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 09, 2021, 20:05:45
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? 
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 09, 2021, 20:12:47
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.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от октября 10, 2021, 06:27:30
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.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 10, 2021, 07:28:48
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.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 10, 2021, 07:31:05
Цитата: василий андреевич от октября 10, 2021, 06:27:30Есть классическая динамика, есть волновая физика, переходящая в статистическую и квантовую.

Это вы мне? Ладно, я почитаю, что будет написано по сему поводу. Как говорится, век живи - век учись.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 10, 2021, 07:42:16
Цитата: василий андреевич от октября 10, 2021, 06:27:30Я Вам влегкую докажу-объясню почему вода заталкивает пептиды в глобулу.

Докажите, я не против. Особенно с физическими моделями постарайтесь. Их там некоторое количество есть, в том числе - и для синтетических полимеров.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Дарвинист от октября 10, 2021, 07:45:33
Меня тут муж просит обратиться к уважаемому топикстартеру темы - его лично устраивает такой поворот в обсуждении, можно узнать?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 10, 2021, 11:56:27
Цитата: Питер от октября 08, 2021, 17:12:16
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. 
Развалилась как раз на те фрагменты (углекислый газ, оксиды всякие), из которых возникла: вся материя, из которой образуется на Земле органика - когда-то прошла через высокотемпературное гарнило.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от октября 10, 2021, 13:15:09
Вот  логика     -  была  органика,  из  которой   вроде как    можно  строить  что-то  новое.  Она     взяла  и   развалилась  до  СО2  и   метана.   И   теперь   строим   по  новой. 
Это  типа    были  кирпичи.   Мы  их     развалили   обратно   до  песка  и  связующего.  И   будем  обратно      делать   кирпичи  -  более   сложные органические   молекулы.
Самая    главная  проблема   -    синтез  мономеров.  Мулкиджанян   очень  любит  формамидный   мир  -   но  откуда       взять   море   формамида  ? Да,  есть   цинковый   вариант,  есть  формальдегидные   дожди   -  но    будет   ли  при  этом  устойчивый   пул   формамида ?
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 10, 2021, 14:47:01
Цитата: Питер от октября 10, 2021, 13:15:09Вот  логика     -  была  органика,  из  которой   вроде как    можно  строить  что-то  новое.  Она     взяла  и   развалилась  до  СО2  и   метана.   И   теперь   строим   по  новой.
Это  типа    были  кирпичи.   Мы  их     развалили   обратно   до  песка  и  связующего.  И   будем  обратно      делать   кирпичи  -  более   сложные органические   молекулы. Самая    главная  проблема   -    синтез  мономеров.
Не обязательно до кирпичиков: выше уже приводил пример с короткими белками.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 10, 2021, 15:56:18
Формамид имеет простую формулу и в промышленности синтезируется из аммиака и оксида углерода (http://ru.wikipedia.org/wiki/Формамид). Аммиак, в промышленности синтезируется из оксида углерода и азота.
Формамид обнаружен в космосе (Вибе Д.). Наверно же возник там благодаря действию ультрафиолета. Т.е. тогда в условиях ранней Земли тоже мог возникать. Т.к. в обилии было ультрафиолета, углекислого газа и был азот.

Вибе Д. Органические молекулы в космосе http://galspace.spb.ru/index61-7.html .
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от октября 10, 2021, 16:49:02
Вы   не   делаете   разницы    между  обнаружением     соединения  и   его   количеством.   Я    талдычу  о  необходимости   устойчивого    синтеза   соединения  в  достаточно   больших  количествах.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Alexeyy от октября 10, 2021, 17:30:42
Думаю, что рост концентрации на многие порядки всей абиоитической органика легко может происходить за счёт испарения дождевой воды (несущей абиотическую олрганику) в какие-то низменности. Скажем, вода стекает в низменность жерла бывшего вулкана, где Земля - горячая.  Туда постоянно идут стоки воды с близлежащих склонов и вода постоянно испаряется. Подземное тёпло будет сильно усиливать испарение. Тут же могут быть и геотермальные источники. В которых, как показывает косвенный анализ (цинковые пальцы и т.п.), и зародилась жизнь.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от октября 16, 2021, 17:04:23
Цитата: АrefievPV от октября 16, 2021, 17:01:31
И последняя цитата (ссылку и цитату продублирую в тему "Гидрогеологическая система - колыбель жизни?") из:
Происхождение жизни
http://www.evolbiol.ru/paleobac.htm
ЦитироватьВ начале было сообщество

Многие биологи полагают, что все разнообразие жизни на нашей планете происходит от единственного исходного вида – "универсального предка". Другие, в том числе крупнейший микробиолог академик Г.А.Заварзин, несогласны с этим. Устойчивое существование биосферы возможно только при условии относительной замкнутости биогеохимических циклов. В противном случае живые существа очень быстро израсходуют все ресурсы или отравят себя продуктами собственной жизнедеятельности.

Замкнутость циклов может быть обеспечена только сообществом из нескольких разных видов микроорганизмов, разделивших между собой биогеохимические функции (примером такого сообщества являются циано-бактериальные маты). Заварзин считает, что организм, способный в одиночку замкнуть круговорот, столь же невозможен, как и вечный двигатель.

Для этапа химической преджизни это еще более очевидно. Никакая отдельно взятая органическая молекула не сможет устойчиво самовоспроизводиться и поддерживать гомеостаз в окружающей среде. На это способны только комплексы из довольно большого числа разных молекул, поделивших между собой функции.

Скорее всего, общим предком всего живого был не один вид, а полиморфное сообщество, в котором происходил активный обмен наследственным материалом между организмами. Разнообразие, симбиоз, разделение функций, информационный обмен – изначальные свойства земной жизни.
Народ так и не сделал последнего шага в рассуждениях...

А чего проще-то – задать себе вопрос: как и каким образом обеспечивалась замкнутость циклов до клеточных организмов? И чем, в таком случае, сие образование следует считать? На мой взгляд, сие образование следует считать протоплазменной формой жизни. Но, это "на мой взгляд", а не на "их взгляд"...
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от октября 23, 2021, 09:02:43
Цитата: Дарвинист от октября 09, 2021, 19:56:21Мне вспомнилось, в связи со всем этим, правило исключенного объема.
Уже этого правила достаточно, что бы мыслительно запутаться. Надо упрощать.
  Дана пептидная глобула, пусть шаровидная, в воде. Углеродные связи =О, -Н выставлены к среде, а азотные -Н внутрь. Синтез ни на поверхности, ни внутри невозможен, пусть в связи с правилом исключенного объема - ну не хватит растворителя, попросту, и, следовательно, нет агентов подвода теплового концентрата для сближения и отвода тепла отработанного.
  Прежде всего, одна из молекул пептида должна перевернуться, выставив наружу "противоестественное" азот-водородное окончание. Затем синтез двух молекул на поверхности глобулы, а потом обратное заталкивание синтезированных связей внутрь глобулы.
  Энтропия процесса не подсчитываема в принципе, только закон - энтропия после выше энтропии до. И этот закон блюдется уже на таких микроуровнях. Какое описание для такой модели синтеза выбрать? Термодинамическое, волновое, квантовое? А каждое из них будет ущербно. Следовательно, мы не включаем в рассмотрение архиважную деталь.
  Что заставит молекулу в глобуле перевернуться? Только то, что в адсорбированном водном слое произошло такое не ординарное явление, которое будет повторяться вновь и вновь, постоянно выводя глобулу из равновесия нижнего уровня так, что бы новое равновесие состоялось уже на более высоком энергетическом уровне.
  С кочки волновых явлений будем иметь, что точечно была подведена короткая волна, а после синтеза ушла длинная волна. С квантовой кочки - свершилось усвоение строго дозированной (можно даже, кодированной) энергетической порции.

Итак, какая фигушка заставила молекулу перевернуться? Можно, конечно, сказать случайность и продолжать в русле многочисленности отборов случайностей во всей массе вадозных и ювенильных вод с привлечением вод косматых бестий, но это тупиковый подход.
  А ведь есть явление на поверхности взвешенной глобулы, которое "обнуляет-схлопывает" исключающий объем, подводя таким образом в это место "объем включающий". То есть, низкомолекулярного растворителя разом и точечно становится избыточно много, так много, что высвобождается пространство и для азот-водородных связей.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от октября 23, 2021, 11:07:42
Василий   Андреевич,  а  что  такое  "пептид" ?   
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от октября 23, 2021, 18:02:09
  Да меня только то и интересовало, что образование пептидной связи. Следовательно, под пептидом понимался наипростейший, допустим, из двух трех углеродных атомов.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от октября 23, 2021, 18:36:16
И   пептид   из  трех  АК   образует  глобулу  ? -))))))))
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от октября 23, 2021, 19:51:58
  А Вы отвлекитесь от понятия полимер и обратитесь к двояколюбой молекуле, совокупность которых спрячет гидрофобные окончания внутрь, и выставит опушку из гидрофильных окончаний наружу. Фобность к воде определяется числом ориентированных водных диполей. Чем меньше ориентация, тем выше энтропия состояния.
  В принципе, азот не важен, пусть будет селен или сера. Важно, что симметрия примыкающих друг к другу молекул, не позволит провести синтез - нужен эффект, приводящий к асимметрии. Если раствор-гель интенсивно перемешивать, то синтез ускорится пропорционально увеличению распада.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от октября 23, 2021, 20:22:50
Когда  у  вас  три  аминокислоты,  все  наружу.
Название: Re: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от октября 23, 2021, 21:35:51
  У нас тема про "колыбель жизни". Что невозможно в пробирке, но осуществилось в земном океане, без экзотических бульонов?
  Я знаю только один эволюционный (направленный) принцип - повышение энтропии. Синтез одного из двух, это понижение энтропии, при ее повышении в среде. Если тупо, то тепло должно остаться неизменным при падении температуры. А это означает точеное подведение энергии, производство реакции с ее поглощением, и непременным последующим отведением тепла в среду. Именно отведение тепла не позволит произойти обратной реакции распада.
  Есть ли такой подводяще-отводящий агент в океане, которого не удается воссоздать в пробирке? Что времени мало - отговорка, его по любому не хватит для случайного синтеза. Следовательно, синтез не случаен, но канализирован может быть только в сторону повышения энтропии (разумеется для условно изолированной системы).
  У нас вода, кругом вода. Вода растворяет и коагулирует, лишь бы не снижать свою энтропию. И это при чрезвычайно низких концентрациях примесных молекул. Потому я и ухватился за "правило исключенного объема", но не для сворачивания-разворачивания полимеров внутри глобулы, а для простейшего коагулята. Полимеризация в цитоплазме - другой вопрос. Там уже можно переходить к рассмотрению возбуждений, пробегающих вдоль молекулы и обустраивающих сложную стоячую волну на окончаниях.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от мая 12, 2022, 18:05:42
Продублирую ссылки:

Синтез пептида прошел на двух цепях РНК без участия рибосомы
https://nplus1.ru/news/2022/05/12/prebiotic-biosynthesis

Эффективный полимеразный рибозим подкрепил гипотезу мира РНК
https://nplus1.ru/news/2021/03/25/clamp-your-rna
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от мая 15, 2022, 09:53:08
Жизнь из космоса. В метеоритах нашли все компоненты ДНК
https://ria.ru/20220514/meteority-1788267657.html
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от июня 03, 2022, 10:19:19
Происхождение жизни. От РНК‑мира к белкам
http://trv-science.ru/2022/05/proisxozhdenie-zhizni-ot-rnk-mira-k-belkam/
Цитировать— Я понимаю начало происхождения жизни так. Появились какие-то структуры, которые умеют сами себя воспроизводить, но не точно, а с некоторыми отклонениями, и благоприятные отклонения запоминаются. Это и есть эволюция по Дарвину. Старт эволюции — начало жизни.
 
— Эти структуры в просторечии называют «репликаторы».
 
— По современным воззрениям, что такое первый репликатор и как он возник?
 
— Разных современных воззрений много. Кажется разумным, что первыми репликаторами были молекулы РНК. Первые этапы возникновения жизни целиком, конечно, в пробирке не реализованы, потому что времена не те, но по частям — реализованы. Сделаны молекулы РНК, которые способны к матричному синтезу, то есть к тому, чтобы скопировать другую молекулу РНК — это означает, что им можно подсунуть в качестве матрицы их самих.
 
— ДНК не способны себя копировать?
 
— ДНК не может вообще выполнять никаких каталитических функций. ДНК — штука довольно тупая. А РНК... Есть рибозимы, за открытие которых Том Чех в свое время получил Нобелевскую премию: это молекулы РНК, которые являются ферментами. Одна из возможных для них ферментативных активностей — это матричный синтез РНК. Соответственно, РНК-фермент читает РНК-матрицу и делает РНК-копию. Там есть тонкие фокусы с комплементарностью, но бог с ними. Принципиальная возможность существования РНК-репликаторов показана в пробирке.
 
Дальше: вроде бы смоделирована ситуация, когда из раствора того состава, который реалистичен для ранней Земли, и в условиях, которые реалистичны для ранней Земли, самопроизвольно возникают достаточно длинные молекулы РНК.
 
Однако имеется некоторый зазор. Мы пытаемся перепрыгнуть пропасть в несколько прыжков, и нам не хватает нескольких промежуточных уступов. Есть две проблемы. Первая проблема: те РНК, которые получаются самопроизвольно, более короткие, чем те, которые нужны для матричного синтеза. Вторая: матричный синтез такими рибозимами неточный. Да, с одной стороны, нам нужно, чтобы были изменения, чтобы они фиксировались, чтобы было над чем работать дарвиновскому отбору. С другой стороны — если ошибок слишком много, то у нас вся наследственность просто растворяется.
 
В предельном случае, если копирование происходит со стопроцентными ошибками, у нас нет никакого матричного синтеза, потому что не сохраняется память.
 
Есть красивое решение, которое тоже экспериментально реализовано. Оно состоит в следующем: нам не обязательно, чтобы рибозим был одной-единственной молекулой; мы можем собрать рибозим из более коротких частей. Так решаются обе проблемы. Во-первых, если он состоит из коротких фрагментов, мы можем их синтезировать по отдельности. Они потом сами соберутся за счет комплементарности между цепями.
 
Спирали РНК, за счет которых образуется пространственная структура, не обязаны образовываться в одной молекуле, они, вообще говоря, могут образоваться между разными молекулами. Во-вторых, решается катастрофа ошибок, потому что ошибки будут распределены по Пуассону, и если участки относительно короткие, то будут такие фрагменты, в которых ошибок нет или мало, а дальше нам рано или поздно повезет, и время от времени из них будут собираться такие рибозимы, в которых почти нет ошибок.
 
Дальше мы всё это умножаем на колоссальные времена и колоссальное количество попыток и получаем относительно правдоподобный сценарий возникновения первых репликаторов.
 
— Количественный вопрос. У Кунина была оценка возникновения полного репликатора, и получилось, что вероятность около 10–1000, причем всё равно, на что нормировать. Нормируем мы на один акт или на целую планету, там разница в десятки порядков всего, а не в тысячи. Как я понял, если этот процесс раздробить на несколько разных независимо работающих рибозимов...
 
— Нет. Рибозим один, но он состоит из нескольких частей, которые независимо синтезируются.
 
— Понятно. Тогда там оценки вероятности сильно плывут?
 
— Понятия не имею. У меня ощущение, что эти прикидки настолько отфонарные, что пусть ими физики занимаются, а не биологи. Я не понимаю, откуда берутся эти оценки. Вероятность создания самого первого репликатора из случайных наборов я оценивать не умею. Подозреваю, что никто не умеет, потому что непонятно, какие исходные данные брать, что на что умножать надо, чтобы получить эту оценку.
 
— У Кунина всё просто...
 
— Кунин много общается с физиками, его это испортило. И вы даже знаете этих физиков.
 
— Хорошо. Тем не менее оценка прямая и лобовая: имеем молекулу такой-то длины...
 
— Не канает по тривиальной причине: мы не знаем количество потенциальных молекул, которые были бы хороши. Вы можете оценить одну конкретную молекулу, но вы не знаете, какое количество молекул годится. Там несколько порядков тоже можно упустить.
 
— То есть нужно что-то радикальное?
 
— Еще раз: этого никто не знает. Я вижу принципиальную возможность, но я не умею оценивать времена. И, видимо, никто не умеет. Если у нас получается 10–1000, то всё остальное значения не имеет, потому что вы можете всю Вселенную напихать молекулами — и всё равно ничего не произойдет.
 
— Вселенная очень большая, очень.
 
— 101000 молекул там поместится?
 
— Поместится, не забывайте про мультиверс — вселенных бесконечно много.
 
— А на Земле?
 
— Нет, конечно. Там 1050, даже меньше, если речь о молекулах.
 
— Ну вот. Следует ли из этих оценок, что есть еще какой-то принципиальный шаг, которого мы не понимаем, я не знаю. Может быть, да; может быть, нет. Я не умею обращаться с такими числами. Как вы говорите, Вселенная большая. Дальше начинается всякая философия в виде антропного принципа, и мы можем заниматься не биологией, а философией сколько угодно.
 
— Я считаю, это плохой стиль — списывать всё на антропный принцип.
 
— Опять-таки: мы с Евгением Викторовичем [Куниным. — Ред.] об этом дискутировали. Списывать на антропный принцип — это, по-моему, интеллектуальная капитуляция.
 
— Именно это мы писали про энергию вакуума с Валерием Рубаковым... Едем дальше. Появился репликатор. Допустим, РНК. Но первая жизнь, которую мы видим, — это клетка. Путь от РНК до клетки простой или не очень?
 
Первая жизнь, которую мы видим, — это все-таки не клетка, а химический состав каких-то осадков, который трудно себе представить путем неорганического синтеза. Никаких клеток мы при этом не видим, насколько я понимаю. Вообще, я не специалист по этим вопросам.
 
По существующим моделям, репликаторы живут в каких-то глинистых породах, где имеются микрокомпартменты — попросту говоря, поры — вследствие геологической структуры породы, и это хорошо тем, что появляется понятие коллектива репликаторов, потому что они ограничены в пространстве и могут взаимодействовать друг с другом. Это довольно существенная вещь, потому что появляется разделение функций. Кто-то лучше делает одно, кто-то лучше делает другое, а из-за того, что они пространственно ограничены, они не растекаются, и функции, завязанные друг на друга, могут эволюционировать параллельно.
 
И дальше есть два принципиальных момента. Насколько я знаю, мы даже не очень понимаем, в каком порядке они следовали друг за другом хронологически. Во-первых, появление мембраны. Она улучшает компартментализацию, делает ее более надежной и дает возможность коллективам репликаторов размножаться, потому что из одной капельки, окруженной мембраной, могут появиться две. Во-вторых, переход от мира РНК к белковому миру.
 
Опять-таки, ДНК в этом смысле неинтересна, потому что это тупая молекула, чисто для хранения информации. Достоинство ДНК в том, что она более точно воспроизводится, поэтому как долговременная память она лучше, чем РНК. Мы это можем наблюдать прямо сейчас, потому что вирус SARS-COV-2, вызывающий ковид, мутирует очень быстро именно потому, что он РНКовый. Есть теория Кунина, что ДНК изобрели вирусы.
 
Он через сравнение белков, которые копируют разные типы нуклеиновых кислот, ДНК и РНК, в разных направлениях, показывает, что функция копирования РНК более древняя, потом появилась функция делать ДНК из РНК, а потом уже появилась функция копирования ДНК. И это вещь, которую уже можно пытаться не из головы сочинять, а посчитать, сравнивая белки и рассматривая возможные сценарии появления функций в этих семействах белков.
 
Переход от нуклеинового мира к белковому — это, по-моему, в каком-то смысле штука более сложная, чем возникновение жизни (во всяком случае, интеллектуально). Ну, хорошо, бог с ними, с вероятностными оценками, но там хотя бы принципиально понятно, как это могло быть, а здесь приходится труднее, потому что в том синтезе белка, который мы видим, участвует сразу очень много разных молекул. Ну, рибосомы — ладно, рибосомы — это РНКовый остов и много белков. Раньше думали, что РНКовый остов нужен как скелет, а собственно функции удлинения белка, прочитывания очередного триплета делают белки. Оказалось, что на самом деле основные ферментативные функции в рибосоме выполняет как раз РНК, которая является тем самым рибозимом. И это еще одно сильное соображение в пользу первичности РНКового мира, потому что реакция синтеза белка выполняется РНКовым ферментом. Но там есть еще куча всяких игроков, которые обеспечивают, собственно, специфичность этого синтеза, и довольно трудно себе представить (во всяком случае, мне), как могли бы быть устроены промежуточные полезные шаги.
 
— Минутку... Там есть некий сложный механизм...
 
— Механизм синтеза белка несложный. Там просто много участников, сложность в этом. Во-первых, имеется сама РНКовая матрица (мРНК). В данном случае никакой не рибозим, а просто матрица, в которой записано, какой белок должен быть синтезирован. И есть таблица соответствий троек нуклеотидов в мРНК и аминокислот, которые присоединяются к растущему белку. Это и есть таблица генетического кода. От нее бывают отклонения, явно более поздние, но в принципе она почти универсальная. Во-вторых, есть рибосома. Это довольно сложная конструкция, состоящая из РНКовой центральной части и белков, которые ее окружают. Рибосома осуществляет реакцию присоединения аминокислоты, причем не абы как, а в зависимости от того, какой триплет сейчас читается.
 
— Это и есть самый сложный элемент?
 
— Не-не-не. Я не сказал, как обеспечивается специфичность, как реализуется таблица генетического кода. Я ее описал как мысленный конструкт, но не как работающий механизм.
 
Итак, дальше... В-третьих, есть транспортные РНК (тРНК). Это маленькие РНКовые молекулы, которые подтаскивают аминокислоты к растущему белку. Каждая из них соединена с одной фиксированной аминокислотой. Таким образом, их должно быть как минимум 20, но на самом деле бывает больше. Разные тРНК могут присоединять одну и ту же аминокислоту, но одна тРНК присоединяет только одну аминокислоту. Это верно на 95%, как всё в биологии. Я могу рассказать, какие бывают исключения, но это отдельный разговор.
 
И вот очередная тройка экспонирована в нужном сайте рибосомы, приплывают разные тРНК, тыкаются. Если тРНК соединилась с нужным кодоном (путем уотсон-криковского взаимодействия, просто у нее есть в нужном месте антикодон, комплементарный кодону), то аминокислота, которая висела на этой тРНК, присоединяется к растущему белку. Это реакция удлинения белка, которую делает рибосома.
 
Наивный читатель подумал бы, что я рассказал механизм реализации генетического кода.
 
— Наивный главный редактор — тоже...
 
— А на самом деле нет, потому что я не сказал, каким образом получается так, что каждая тРНК имеет свою собственную аминокислоту. На этот случай есть специальные белки, которые называются аминоацил-тРНК-синтетазы. Эти белки специфичны для каждой аминокислоты, специфичны для тРНК данного типа, причем сразу для всех, соединенных с данной аминокислотой. На каждую аминокислоту имеется только одна аминоацил-тРНК-синтетаза. Она навешивает правильные аминокислоты на правильные тРНК.
 
И генетический код реализован не в рибосоме, не в тРНК, а в аминоацил-тРНК-синтетазах. Нетривиальная специфичность возникает здесь. Всё остальное — чистая механика.
 
И как эту хрень собрать из маленьких естественных шагов? Есть люди с богатой фантазией, которые утверждают, что примерно представляют, как это может быть. Мне немножко труднее. Но на самом деле понятно. Есть всякие соображения о том, что если есть рибозим, то хорошо бы у него аминокислота была в качестве кофактора, потому что рибозим становится более эффективен. Вот у нас уже появилось взаимодействие РНК с аминокислотами. Потом может оказаться, что еще лучше, если этот кофактор — не одна аминокислота, а какой-нибудь коротенький пептид. Потом может оказаться, что какие-то предки тРНК подтаскивали эти аминокислоты, взаимодействовали с рибозимом и засаживали эту аминокислоту в нужный пространственный карман. В общем, можно какие-то слова произносить, но, в отличие от истории с репликаторами, где хотя бы какие-то этапы реализованы экспериментально, здесь всё остается на уровне рассказов.
Тут и начинается кунинский мультиверс и вся эта черная магия.
 
— Выглядит устрашающе для постороннего человека. Как это всё заработало?
 
— Я и говорю. Для меня интеллектуальный вызов не в том, чтобы представить себе, как жизнь родилась (в нашем определении репликаторов, способных к дарвиновской эволюции), а в том, как она из РНКовой стала РНК-белковой. Это прикольно. Есть книжка Михаила Никитина о происхождении жизни, там всё это гораздо более подробно и внятно толкуется.
 
— И все-таки у меня складывается ощущение, что жизнь — вещь редчайшая. Кто-то считает, что жизнь зарождается на каждой глыбе с водой, летающей в космосе у подходящей звезды. В это как-то не верится.
 
— Ну-у-у... Во-первых, это действительно вопрос веры. Никакого способа узнать у нас нет. Во-вторых, никто не отменял панспермию. Происходит одно редкое событие, потом жизнь просто размножается, летая от планеты к планете...
 
— Панспермия мало что дает, потому что на нее мало времени. Вселенная-то всего ничего существует. Примерно в три раза дольше, чем время эволюции на Земле.
 
— Ну, мы не знаем. На близких расстояниях панспермия могла работать. Если это случилось достаточно рано, когда всё было близко...
 
— Невозможно.
 
— Астрофизика — наука еще более магическая, чем биология, я ее обсуждать не готов.
 
— Там всё просто!
 
— Просто, только правды не найдешь.
 
Предсказание состоит в следующем: если мы обнаруживаем жизнь где-то относительно недалеко от Земли, то, скорее всего, это будет жизнь земного типа — ровно потому, что она не зарождалась независимо. Мне кажется более вероятным, что у них общий источник.
 
— Может быть.
 
— А где-нибудь на другом конце Вселенной — там может быть всё что угодно.
 
— Какова роль случайности? Почему в таблице именно эти нуклеотиды?
 
— Неизвестно, естественно. Но есть совершенно чудесные опыты, когда люди меняют таблицу генетического кода, добавляют новые аминокислоты, которые специфично встраиваются, добавляют новые нуклеотиды, которые специфично копируются...
 
Современная синтетическая биология показывает, что конкретный выбор «букв» вроде бы необязателен. Однако есть некоторые общие принципы. Аминокислоты должны быть одной хиральности, иначе белки не будут сворачиваться.
 
Более того, школьное представление о том, что в биологии есть 20 аминокислот, не очень точное. В химии аминокислот не 20, а сотни, и биологически релевантных аминокислот больше, чем 20, они просто в белках оказываются другим способом, путем модификации тех аминокислот, которые уже вставились. Более того, вставляются не 20 аминокислот, а больше. Есть селеноцистеин, который вставляется очень специфично, по другому механизму, в конкретные белки в конкретных местах. Это расширение генетического кода, но при этом абсолютно механистическое. Есть небольшое отклонение от генетического кода, которое позволяет кодировать пиролизин. Это позднее добавление, специфичное для определенной группы архей, но оно могло бы возникнуть и раньше. А есть много аминокислот, которые получаются вторичной модификацией тех, которые уже вставились.
 
Есть совершенно чудесное письмо Крика конца 1950-х годов. (Я студентам всегда велю его читать, но, по-моему, никто этого не делает.) Тогда начали задумываться, что должен быть генетический код. Еще не было понятно, как он устроен...
 
— Гамов!
 
— Гамов сказал, что на эту тему надо думать, предложил абсолютно дурацкую модель, причем с самого начала было ясно, что она дурацкая. Но он молодец, он первым сформулировал, что такая проблема есть.
 
Так вот, есть письмо Крика членам РНКового клуба [2]. (Их там было несколько человек, они обменивались письмами.) Крик обдумывает, какие именно аминокислоты генетическим кодом должны кодироваться, а какие вторичны. Из каких-то косвенных соображений он пытается это понять. Химический состав белков был известен. Если вы отрежете от себя кусок и посмотрите химический состав, то там будет очень много аминокислоты гидроксипролин, потому что она входит в состав коллагена, входящего в состав соединительной ткани. Но гидроксипролина нет в генетическом коде —, это производная пролина, который кодируется. Если вы наивно будете думать, что кодироваться должны аминокислоты, которых много в куске мяса, вы приплывете.
 
Дальше у него соображения, что у животных гидроксипролин есть, а у бактерий его нету вовсе, поэтому маловероятно, что он есть в генетическом коде. Гидроксипролин есть только в коллагене, его нет в других белках. Стало быть, это вторичная вещь. Куча таких рассуждений — и удивительно, что Крик всё угадал! Это очень поучительный текст. Один из очень немногих примеров в биологии, когда оказывается полезно просто подумать.

P.S. Эти высказывания хорошо согласуются с моей гипотезой возникновения жизни на нашей планете (изначально не в клеточной форме, а в протоплазменной форме):
ЦитироватьПервая жизнь, которую мы видим, — это все-таки не клетка, а химический состав каких-то осадков, который трудно себе представить путем неорганического синтеза. Никаких клеток мы при этом не видим, насколько я понимаю. Вообще, я не специалист по этим вопросам.
 
По существующим моделям, репликаторы живут в каких-то глинистых породах, где имеются микрокомпартменты — попросту говоря, поры — вследствие геологической структуры породы, и это хорошо тем, что появляется понятие коллектива репликаторов, потому что они ограничены в пространстве и могут взаимодействовать друг с другом. Это довольно существенная вещь, потому что появляется разделение функций. Кто-то лучше делает одно, кто-то лучше делает другое, а из-за того, что они пространственно ограничены, они не растекаются, и функции, завязанные друг на друга, могут эволюционировать параллельно.
И со сценарием формирования клеточной формы жизни (именно сразу в виде протоколонии, а не в виде отдельных разрозненных протоклеток) я тоже, вроде, угадал.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от июня 03, 2022, 10:22:52
Александр Марков: «Я считаю вполне реальным, что в одной галактике есть несколько обитаемых планет»
http://trv-science.ru/2022/05/markov-abiogenesis/
Цитировать— В предыдущем интервью с Михаилом Гельфандом мы обсуждали проблему первого репликатора, с которого и должна была стартовать дарвиновская эволюция. Это самовоспроизводящаяся молекула РНК, называемая «рибозим». Правильно?
 
— Да, согласно одной из ведущих версий, первыми репликаторами были рибозимы.
 
— По оценкам Евгения Кунина, первый рибозим уже состоял примерно из 2000 «букв» четырехбуквенного алфавита, и вероятность случайной сборки — порядка 10–1000. Насколько я понимаю, сейчас основные надежды связаны с тем, чтобы преодолеть эту пропасть в тысячу порядков в несколько прыжков. Михаил рассказал, что, возможно, были короткие репликаторы, которые копируются плохо, но возникают с большой вероятностью. И они умеют объединяться в длинные репликаторы, гораздо более качественные. Так вероятность получения работающего рибозима радикально повышается. Честно говоря, я не понимаю, насколько такая схема может повысить вероятность. А что вы думаете по этому поводу?
 
— Действительно, в этой задаче очень много неизвестных. Ученые ищут разные пути того, как могла бы повыситься эта вероятность. Кунин моделирует случайную самосборку очень длинного и очень качественного рибозима. Да, вероятность такого случая в наблюдаемой части Вселенной исчезающе мала. Это всё так. Действительно, ищут обходные пути: дескать, первый репликатор не обязательно должен быть одним мощным и эффективным рибозимом. Не исключено, что это было некое содружество коротеньких рибозимов, которые могли себя реплицировать. Но чем длиннее геном, тем выше требования к точности репликации. При размножении коротких молекул какие-то копии окажутся правильными. Кроме репликации, есть еще лигирование — сшивание. Какие-то короткие полимеразы могли реплицировать рибозимы, а другие — лигазы, которые тоже просты и могли легко получаться, — сшивают короткие рибозимы в более длинные.
 
Но на самом деле самая интересная возможность происхождения жизни — неферментативная репликация. Это процесс, в котором молекулы РНК могут реплицироваться вообще без каких-либо ферментов или рибозимов. Этот процесс в природе существует, он активно изучается. Задача — найти реалистичные условия, где этот процесс мог бы идти достаточно точно и быстро. В этой области наблюдается медленный, но верный прогресс. Пока этот процесс идет недостаточно точно, недостаточно быстро, но всё же идет в некотором диапазоне условий. Даже умудряются делать модели протоклетки — мембранные пузырьки, внутри которых с помощью простых катализаторов происходит репликация коротких молекул РНК. Надо искать простые катализаторы. Есть вероятность, что в роли таких катализаторов могут выступать пептиды из двух-трех-пяти аминокислот, может быть, комплексы с короткими молекулами РНК. Там обязательно должны быть ионы магния, и какой-нибудь простенький пептид, который удерживает этот ион, мог бы помочь. Всё это — ключевой мировоззренческий вопрос: возможны ли реалистичные условия для неферментативной репликации РНК или они в принципе невозможны нигде во Вселенной.
 
(https://i0.wp.com/trv-science.ru/uploads/352-0007.jpg)
 
— Правильно ли я понял, что в таких случаях эволюция может стартовать с достаточно коротких РНК, которые будут постепенно удлиняться и совершенствоваться?
 
— В том-то всё и дело: если неферментативная репликация возможна, то дарвиновская эволюция стартует гораздо раньше — как только появляется любая молекула РНК. Вообще любая. Если есть условия, молекула будет размножаться, и всё — эволюция уже пошла! И будет отбор: будут отбираться такие молекулы, которые лучше реплицируются в этих условиях, такие молекулы, которые помогают себе и другим быстро реплицироваться. И пошло-поехало. Я думаю, это на какие-то громадные числа увеличивает вероятность зарождения жизни.
 
— Мы обсудили самый старт эволюции, то есть возникновение репликатора. Какие там дальше есть пропасти? Михаил Гельфанд назвал в качестве следующей проблемы синтез белков. Велика ли, по-вашему, эта пропасть? Легко ли она преодолевается?
 
— Тут, конечно, спорить не приходится — эта пропасть велика. Это был огромный эволюционный шаг — появление контролируемого кодируемого синтеза белков. Ясно, что это результат эволюции РНК-мира; ясно по многим признакам. В частности, то, что Михаил в прошлый раз упоминал, такой вопиющий факт: основная рабочая часть клеточной машинки по синтезу белка, рибосомы, сделана из РНК. Хотя все остальные рабочие машинки в клетке сделаны из белков. А самая главная почему-то — из РНК. Это — главное наследие РНК-мира. Здесь много возможных сценариев, но люди, которые изучают рибосомную РНК, транспортную РНК, находят какие-то следы, какие-то зацепки, которые показывают, как, через какие промежуточные этапы могла происходить такая эволюция. То есть гипотетические сценарии есть. Но непонятно, как оценить, насколько вероятны подобные сценарии.
 
(https://i0.wp.com/trv-science.ru/uploads/352-0006.jpg)
Последовательные этапы (a–g) эволюции рибосомы. Красным цветом выделена проторибосома, желтым — «выросты» (1–3), сиреневым — малая субъединица. 4 — выходной канал для синтезируемого белка. 5–9 — части рибосомы, показанные на рисунках a–e. 10 — «дополнительная» часть большой субъединицы, в состав которой не входит 23S-рРНК. nature.com
 
Тот же Евгений Кунин сейчас говорит, что всё это очень маловероятно, что нужно привлекать мультивселенную, но у него же есть более ранний сценарий, где описана эволюция белкового синтеза в РНК-мире. И если ему сказать: «Ну, вы же сами предложили такой хороший красивый сценарий», он говорит: «Ну нет, мне он самому кажется малоправдоподобным и натянутым». А мне нравится! Мне кажется, что это хороший, правдоподобный сценарий. Вот как это оценить? Трудно сказать, какова степень правдоподобия.
 
Но вот что мы знаем: рибосома состоит из двух субъединиц — большой и малой. Рибосомная РНК большой субъединицы представляет из себя нетривиальную трехмерную структуру — этакий паззл, из которого можно вынимать детальки, не повреждая при этом то, что остается. При случайной сборке так быть не могло бы. Видимо, рибосома начиналась с маленького ядра, а потом к ней добавлялись куски, которые ядро не портили, а улучшали его функцию. И если мы разберем большую субъединицу рибосомы до маленького ядра, с которого всё началось, то окажется, что это рибозим. Собственно, это активный каталитический центр рибосомы, который присоединяет аминокислоты растущей белковой цепочки. Соответственно, с чего могла начаться эволюция большой субъединицы рибосомы? С маленького рибозима, который соединял аминокислоты — может быть, он соединял их случайно. Может быть, в окружающей среде были всего одна-две-три аминокислоты и он делал из них какие-то короткие случайные пептиды. Так это всё могло начаться.
 
У малой субъединицы рибосомы, как ни удивительно, подобная же трехмерная структура, которая тоже разбирается, как трехмерный паззл, до некого ядра. И остающееся ядро — другой активный центр рибосомы, который контролирует соответствие триплета в матричной РНК, которая кодирует белок, и в транспортной РНК, которая приносит аминокислоту, — чтобы три «буквы» с одной стороны были комплементарны трем «буквам» с другой стороны. Он это проверяет.
 
Красивая гипотеза, которая мне очень нравится, состоит в том, что в прошлой жизни малая субъединица рибосомы была рибозимом-полимеразой — тем самым, который занимался размножением РНК. Только размножался он, присоединяя к цепочке не по одному нуклеотиду, а по три. А предок транспортной РНК был рибозимом — подносчиком триплетов для этого размножения. То есть какие-то сценарии в эволюции белкового синтеза на самом деле наклевываются.
 
— Но, как я понимаю, до соответствующих оценок вероятности еще очень и очень далеко?
 
— Действительно, непонятно, как это посчитать.
 
— То есть вероятность «тупой» случайной сборки молекулы посчитать легко, но как оценить вероятность с промежуточными шагами — совершенно непонятно.
 
— Может быть, в будущем смогут проводить какие-то эксперименты на тему эволюции комплексов РНК в пробирке. Просто искусственная эволюция — она же может протекать быстро. Сейчас этим занимаются, но требуется некий следующий уровень. Тогда, может быть, удастся основные промежуточные этапы на пути к рибосоме воспроизвести на эксперименте. То есть налить все ингредиенты в чашку, создать подходящие условия и посмотреть, что получится.
— Насколько сложно создать условия, чтобы РНК-мир и синтез белка заработали? Что для этого нужно? Как мог получиться такой «автоклав», где всё это произошло? На слуху версия черных курильщиков. Может быть, есть какие-то еще варианты?
 
— Когда ищут колыбель жизни, говорят о черных курильщиках, белых курильщиках, есть теория «цинкового мира», грязевые котлы — разные варианты. При этом пытаются решить кучу проблем. Например, для начала должен идти синтез простой органики, нуклеотидов. Абиогеннный синтез нуклеотидов — да еще желательно, чтобы всех четырех и сразу в одном месте. Вот эту задачу пока пытаются решить. А в каких условиях идет эволюция сложного РНК-мира, к этому еще даже не приступали.
 
Я могу сказать, что для тех задач, которые решаются в этой области (ну, например, поиск условий для репликации РНК в каких-то протоклетках, что-то в этом роде, или поиск условий для абиогенного синтеза нуклеотидов), типичная ситуация такова. Ученые упираются в какую-то проблему: этот этап проходит, а следующий не идет — и всё, никак.
 
Год, два, десять лет не могут преодолеть тупик. А потом у кого-то случается озарение или просто случайным образом кто-то наткнется: «А вот если сюда добавить фосфорной кислоты маленько»... Вдруг раз — и всё пошло. Или, в другом случае, лимонная кислота спасла: не шло, не шло, цитрат добавили — опа, вышло! Какие-то простые неожиданные находки могут внезапно открыть глаза на то, как этот процесс мог бы происходить. Я надеюсь, что и для нерешенных проблем найдется какой-нибудь «фосфат», которого достаточно капнуть, чтобы всё пошло.
 
— Итак, есть у нас репликатор, есть синтез белков, но как из этого сконструировать работающую клетку — наверное, тоже вопрос? Или здесь всё проще?
 
— Не знаю, как насчет простоты или сложности, но тут есть две версии.
Первая: клетки, окруженные липидной мембраной, появились очень рано. Можно сконструировать абиогенные мембранные пузырьки, причем они обладают интересными свойствами, с такими еще Опарин работал. А сейчас работают с пузырьками из липидов или других простых полярных молекул с гидрофобными и гидрофильными концами. Одна из идей состоит в том, что уже с самого начала появление репликаторов шло внутри таких липидных пузырьков.
 
Другое направление мысли: мембранные пузырьки появились довольно поздно, а сначала в роли емкостей выступали поры в минералах всяких черных курильщиков и прочих вулканических источников. Там формируются пористые материалы типа пемзы с полупроницаемыми стенками. Такие поры могли играть роль прототипов клеток, где развивалась жизнь, расселяясь в соседние полости. Более успешные сообщества рибозимов занимали новые клетки, выигрывая конкуренцию. А уже потом, когда они далеко эволюционировали, эти сообщества научились одеваться в липидные оболочки.
 
— Интересно, самые примитивные бактерии или археи — они близки к тому, с чего стартовали самые древние клетки, или это уже достаточно продвинутый продукт эволюции?
 
— К сожалению, до нас дожили только такие бактерии и археи, что даже самые простые из них — это уже результат очень долгой сложной эволюции. У них уже как минимум несколько сотен генов, много белков, у них, конечно, есть рибосомы, специализированные белковые ферменты для репликации ДНК, для транскрипции, для синтеза белков, для много чего еще. Несколько сотен хороших проэволюционировавших белковых ферментов, весь аппарат синтеза белка — всё есть в готовом виде. Понятно, что прямо так это возникнуть не могло. А гипотетических примитивных форм жизни — их нет. Если были когда-то, то вымерли.
 
— Но какие-нибудь попытки теоретической экстраполяции назад, к примитивным предковым формам, — они делаются? Или это безнадежно тяжело — представить себе, какая более простая система могла быть их предком? Возможно это или нет, хотя бы чисто теоретически?
 
— Теоретически оно, конечно, возможно, мы уже говорили о разных формах жизни. Эксперименты тоже проводятся, с разных сторон. С одной стороны, есть попытки сделать бактерию с минимальным геномом. То есть взять реальную бактерию и потихоньку упрощать и упрощать ее, выкидывая всё, без чего она хоть как-то может обойтись. Это один подход. Другой подход — то, что делает Джек Шостак: протоклетки в виде капелек, внутрь которых добавляются РНК, ДНК, какие-нибудь ионы, аминокислоты, чтобы всё это росло и размножалось. То есть к первой клетке экспериментаторы пытаются идти с двух сторон.
 
— А для численного моделирования это еще неподъемные задачи?
 
— Я думаю, это очень трудно. Я думаю, невозможно предсказать все химические свойства биополимеров, которые будут появляться в численной модели. Мы можем смоделировать на компьютере любую последовательность из четырех «букв». Но предсказать, как будет себя вести такая молекула РНК, какие у нее будут интересные биологические свойства — черта с два! Приходится их реально синтезировать и отбирать по их физической и химической характеристике.
 
— Теперь немного спекулятивный вопрос. Ваше ощущение: возникновение первой клетки — это процесс вероятный или невероятный, если нормировать на число планет с подходящими условиями? Понятно, что здесь нет надежных зацепок, речь может идти только об ощущениях.
 
— Катастрофически не хватает данных.
 
— Настолько не хватает, что даже на уровне ощущения трудно сформулировать?
 
— Я все-таки верю, что на пути поиска условий для неферментативной репликации будут дальнейшие успехи и станет ясно, что такое в принципе возможно. В таком случае я считаю вполне реальным, что в одной галактике есть несколько живых планет.
 
— Это уже нечто!
 
— А если окажется, что Кунин прав и неферментативная репликация невозможна, — ну, тогда безнадега.
 
— Тогда да, тогда привлекаем на помощь мультиверс.
 
— Тогда только так. Но мне кажется, там есть что-то в логике. Мне кажется, неферментативная репликация должна работать чисто из логических соображений. Можно я слайд покажу? Вот смотрите: идея в том, что если рождение первого репликатора шло по Кунину, то есть всё началось со сборки огромного эффективного рибозима, то на какой-то планете сначала должно было синтезироваться абиогенным путем неимоверное количество случайных РНК — настолько много, что одна из них случайно оказалась с такими редчайшими свойствами. Почему эти молекулы так размножились на планете — непонятно. Ну, и нужны десять в невероятной степени планет, чтобы хотя бы на одной из них собралась нужная молекула. Почему на них на всех в таком диком количестве синтезировалась РНК, остается непонятным. И самое интересное: молекула РНК обладает свойством комплементарности, что и делает жизнь возможной. Она кодирует сама себя, она может служить матрицей для собственного размножения.
 
Это свойство в кунинском сценарии возникает как рояль в кустах. То есть молекулы синтезировались, не используя это свойство, а потом, когда возник огромный рибозим, оно вдруг пригодилось — дескать, как хорошо, что у нас, оказывается, есть такое свойство, теперь будем размножаться.
 
В сценарии, где неферментативная репликация возможна, всё не так. Там не нужно огромного количества РНК. Достаточно первой — она появилась, и всё стало размножаться. В этом случае комплементарность — не рояль в кустах, а то самое свойство, благодаря которому они начали размножаться с самого начала. То есть получается гораздо проще.
 
Естественное возражение здесь такое: «До сих пор не найдены условия, где неферментативная репликация идет достаточно быстро и достаточно точно». Тем не менее она как-то идет в пробирке у ученых. Вероятность того, что она где-то идет лучше и быстрее, может быть, маленькая, но ее надо сравнивать с той самой десять в минус тысячной, которая требуется во втором сценарии. На мой взгляд, очевидно, что порядки совершенно разные. Гораздо вероятней, что найдутся условия, при которых работает неферментативная репликация, чем что таких условий в природе не существует. Это, конечно, не наука, а какая-то натурфилософия, тем не менее мне интуитивно кажется, что должно быть так.
 
— Звучит убедительно. Мы дошли до клетки и согласились с тем, что в Галактике существуют планеты, где есть живые клетки. Какие следующие узкие места? Ведь у нас жизнь представлена не просто клетками, а развитыми организмами. Следующая проблема — возникновение эукариот? Или есть еще пропасти по дороге?
 
— Да, из оставшихся крупных преобразований возникновение эукариот — самое радикальное. Действительно, жизнь на Земле зародилась четыре или четыре с чем-то миллиарда лет назад, а эукариотическая клетка появилась от силы два миллиарда лет назад. Ну, может, 2,1–2,2 миллиарда. То есть два миллиарда лет существовали только бактерии и археи — только прокариоты. По-видимому, возникновение эукариотической клетки — очень маловероятное событие, при том что все современные эукариоты сходятся к одному предку, — то есть она возникла один раз. Это некая прикидка — о вероятности события можем судить по количеству раз, когда оно произошло. Скажем, наземные животные научились летать активно машущим полетом четыре раза: насекомые, птерозавры, летучие мыши, птицы. Значит, это вероятное событие. А эукариоты, насколько мы знаем, возникли только раз. Хотя нельзя исключить, что подобная сложная клетка возникала несколько раз, но до нас дожили потомки только одной.
 
Ситуация по поводу возникновения эукариот сейчас стала более понятной, поскольку найдена переходная промежуточная группа архей, у которой нашлась масса белков, которые считались чисто эукариотическими. Сейчас их только начинают изучать. Первых представителей этой группы назвали локиархеями, поскольку их нашли в глубоководном гидротермальном источнике в северной Атлантике, который называется Замок Локи. Потом начали находить других представителей этой группы архей, которая оказалась очень большой. Они живут во всяких донных осадках — и в морях, и в подземных водах, и в эстуариях их находят. Появились торархеи, одинархеи, хеймдалльархеи, и всю эту группу недавно назвали «асгардархеи». Сначала они были известны только по геномам — извлекали ДНК из донного осадка и секвенировали. Потом с большим трудом удалось вырастить в лаборатории одного представителя. Стали его изучать — многое прояснилось, хотя еще не всё. В результате мы можем твердо сказать многое о происхождении эукариот.
 
— Такой вопрос: без этого прыжка, на одних примитивных клетках, на прокариотах, смогли бы когда-то построиться сложные многоклеточные организмы? Или это безнадежно?
 
— Вряд ли. Очень вряд ли, поскольку что нам, собственно, дает эукариотическая клетка? Главное — есть ядро, в котором заключен генетический материал и почти не происходит обмена веществ. И вокруг есть цитоплазма, где отсутствует ДНК, но происходит масса всяких биохимических реакций: обмен веществ, получение энергии, синтез всего, что нужно, и так далее. И это открывает горизонты для эволюции всяких механизмов аккуратной регуляции работы генов. Можно спокойно в отрыве от кипящей биохимической жизни включать, выключать, подкручивать в ядре работу всяких генов. Это открыло перед эукариотами такую возможность, что при одном и том же геноме без мутаций, без эволюции можно клетку делать очень разной. Не меняя генома, только меняя регуляцию работы генов. Именно на этом построены многоклеточные организмы. У них все клетки имеют один и тот же геном, но при этом они очень разные — нервные клетки, клетки кожи, кости, мышцы... Сотни разных типов клеток. Таких возможностей у прокариот, конечно, нет в принципе. Они могут немного регулировать свои гены, но такого разнообразия фенотипов при неизменном геноме у них нет и, видимо, быть не может. Конечно, эукариотизация была необходимым условием для появления сложных многоклеточных форм жизни.
P.S. Эти высказывания также не противоречат сценариям, которые я озвучивал в своей гипотезе:
ЦитироватьНо на самом деле самая интересная возможность происхождения жизни — неферментативная репликация. Это процесс, в котором молекулы РНК могут реплицироваться вообще без каких-либо ферментов или рибозимов. Этот процесс в природе существует, он активно изучается. Задача — найти реалистичные условия, где этот процесс мог бы идти достаточно точно и быстро. В этой области наблюдается медленный, но верный прогресс. Пока этот процесс идет недостаточно точно, недостаточно быстро, но всё же идет в некотором диапазоне условий. Даже умудряются делать модели протоклетки — мембранные пузырьки, внутри которых с помощью простых катализаторов происходит репликация коротких молекул РНК. Надо искать простые катализаторы. Есть вероятность, что в роли таких катализаторов могут выступать пептиды из двух-трех-пяти аминокислот, может быть, комплексы с короткими молекулами РНК. Там обязательно должны быть ионы магния, и какой-нибудь простенький пептид, который удерживает этот ион, мог бы помочь. Всё это — ключевой мировоззренческий вопрос: возможны ли реалистичные условия для неферментативной репликации РНК или они в принципе невозможны нигде во Вселенной.
Цитировать— В том-то всё и дело: если неферментативная репликация возможна, то дарвиновская эволюция стартует гораздо раньше — как только появляется любая молекула РНК. Вообще любая. Если есть условия, молекула будет размножаться, и всё — эволюция уже пошла! И будет отбор: будут отбираться такие молекулы, которые лучше реплицируются в этих условиях, такие молекулы, которые помогают себе и другим быстро реплицироваться. И пошло-поехало. Я думаю, это на какие-то громадные числа увеличивает вероятность зарождения жизни.
Цитировать— Не знаю, как насчет простоты или сложности, но тут есть две версии.
Первая: клетки, окруженные липидной мембраной, появились очень рано. Можно сконструировать абиогенные мембранные пузырьки, причем они обладают интересными свойствами, с такими еще Опарин работал. А сейчас работают с пузырьками из липидов или других простых полярных молекул с гидрофобными и гидрофильными концами. Одна из идей состоит в том, что уже с самого начала появление репликаторов шло внутри таких липидных пузырьков.
 
Другое направление мысли: мембранные пузырьки появились довольно поздно, а сначала в роли емкостей выступали поры в минералах всяких черных курильщиков и прочих вулканических источников. Там формируются пористые материалы типа пемзы с полупроницаемыми стенками. Такие поры могли играть роль прототипов клеток, где развивалась жизнь, расселяясь в соседние полости. Более успешные сообщества рибозимов занимали новые клетки, выигрывая конкуренцию. А уже потом, когда они далеко эволюционировали, эти сообщества научились одеваться в липидные оболочки.
И про пористые поверхности минералов, из которых сложены дно и стенки прудов гидрогеологической системы, и про массивы пены на поверхности пруда и в прибрежной зоне, и про пузырьки, возникающие при выделении газообразных продуктов метаболитических реакций на дне и стенках и т.д. и т.п., подробно пояснял. Про полупроницаемость («дырявость») мембран пузырьков я тоже упоминал.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от июня 03, 2022, 10:30:57
Происхождение жизни. Следующие миллиарды лет
http://trv-science.ru/2022/05/nikitin-abiogenesis/
ЦитироватьСтарт эволюции
 
— Напоминаю, точка, с которой начались предыдущие интервью, — возникновение репликатора — некой конструкции, которой, скорее всего, была молекула РНК, умеющая воспроизводить себя, может быть, с небольшими дефектами, что дает наследственность и изменчивость. И с этого стартует дарвиновская эволюция. Михаил, теперь изложите ваш взгляд на проблему первого репликатора. Есть точка зрения, что вероятность его возникновения чудовищно мала.
 
— Да. Первый репликатор, зачем он нужен? Мы знаем единственный механизм, который может порождать более сложные системы из более простых — это дарвиновская эволюция, работающая путем мутаций и естественного отбора. Чтобы дарвиновская эволюция шла, нужны некие системы, способные размножаться — порождать свои собственные копии, не идеальные. Среди этих копий будет дальше идти отбор по скорейшему размножению. Простейшая единица, представленная в современном мире, способная размножаться, — это прокариотная клетка бактериального или архейного типа.
 
Но такая клетка — это довольно сложная система, она должна содержать как минимум около полутора тысяч белков, белки должны быть собраны в супрамолекулярные комплексы, такие как рибосома и роторная АТФаза, нужен геном из более миллиона нуклеотидов, который будет всё это кодировать, нужна мембрана, которая будет окружать клетку. То есть клетка — это заведомо хороший репликатор, но она довольно сложная, и получить клетку без дарвиновской эволюции путем случайной самосборки очень-очень маловероятно. Так считал еще Фред Хойл в 1970-е годы, и получается, что размеров видимой Вселенной и времени ее существования для этого принципиально недостаточно.
 
Более простые самореплицирующиеся единицы тоже известны — это вирусы. Но все вирусы являются паразитами клеток, они несамостоятельны. И теория мира РНК в конце 1970-х — в 1980-е годы попыталась это как-то примирить: нащупать существование репликаторов, по сложности сравнимых с вирусами, но при этом не нуждающихся в клетках. Ключевая гипотеза о мире РНК состоит в том, что они не содержат белков и ДНК, не используют кодируемый белковый синтез, и из трех типов полимеров — ДНК, РНК, белки — в них используются только РНК. Потому, что только РНК может эффективно выполнять функцию катализа, т. е. работать ферментом — то, что сейчас делают белки, — и хранить наследственную информацию, с чем ДНК справляется лучше, но РНК, тем не менее, служит наследственным материалом многих вирусов до сих пор.
 
Основная форма первичного репликатора в этой концепции — молекула РНК, способная копировать саму себя. То есть РНК-фермент рибозим с активностью РНК-зависимой РНК-полимеразы. Для его существования нужна экологическая ниша, где будут доступны готовые нуклеотиды для репликации — это тоже вопрос, который надо решать. С 1990-х годов такой репликатор пытались получить экспериментально, отбором РНК с нужными каталитическими свойствами. Успехи за двадцать с лишним лет довольно скромные.
 
Молекулы РНК, которые сколько-нибудь эффективно копируют другую РНК, — они довольно крупные, больше 200 нуклеотидов, и получить их случайной самосборкой тоже не очень просто (хотя, конечно, проще, чем клетку). Но, главное, они недостаточно точны и эффективны, чтобы сделать собственную копию даже в идеальных условиях.
Поэтому неферментативная репликация была придумана как способ обойти эти проблемы с рибозимами — РНК-полимеразами. Например, в каких-то условиях на минеральной подложке новая РНК может собираться не только случайно, но и на матрице уже существующей цепи РНК. Для катализа этой реакции в простейшем случае нужен только магний, а рибозимов и тем более белковых РНК-полимераз не нужно. В экспериментах неферментативная репликация дает совсем коротенькие молекулы РНК — 10–15, максимум 20 нуклеотидов — и довольно сильно страдает от неточностей. Но она как-то работает, и можно предположить, что неферментативная репликация предшествовала первым рибозимам. Она позволяет начать дарвиновскую эволюцию еще раньше, чем в классическом мире РНК.
 
У меня есть одна идея, которую пока химики, работающие с рибозимами, экспериментально не проверяли, насчет того, каким мог быть первый рибозим. Для неферментативной репликации первый рибозим, который мог быть поддержан естественным отбором, — это не полимераза. Это рибозим с противоположной активностью — экзонуклеаза, отрезающий отдельные звенья от концов цепочки РНК.
 
Как рибозим, разрушающий цепочки, может способствовать их копированию? Да очень просто: в любой современной системе копирования нуклеиновых кислот есть ферменты с такой активностью. Они называются «проверочные экзонуклеазы», отрезающие с конца растущей цепочки не все нуклеотиды подряд, а только ошибочные, не комплементарные нуклеотиду матричной цепи. А основные проблемы с неферментативной репликацией РНК — это как раз низкая точность, которая эффективно компенсируется такой проверочной экзонуклеазой, и низкая скорость. А низкая скорость на 90% следует из низкой точности: к неправильно присоединенному нуклеотиду очень долго сложно и маловероятно присоединить следующий правильный. То есть на каждом месте ошибки неферментативная репликация буксует. Рибозим — проверочная экзонуклеаза, наверное, может быть гораздо проще, чем рибозим-полимераза, — не 200 нуклеотидов, а меньше 100, даже порядка 50, и его появление гораздо вероятней. Эта идея пока экспериментально не проверена, но мне она кажется красивой, кажется, что это способ получить дарвиновскую эволюцию как можно раньше.
 
— Есть ли какой-то шанс проверить это экспериментально?
 
— Конечно, такие работы идут с 1990-х годов — по получению рибозимов путем искусственного отбора из большой библиотеки молекул РНК со случайными последовательностями. Так было получено много вариантов рибозимов-полимераз, рибозимов-лигаз и рибозимов с разными другими ферментативными активностями, вплоть до какой-нибудь фотолиазы и алкогольдегидрогеназы.
 
От самокопирования РНК к синтезу белков
 
— Теперь я предлагаю пройтись по узким местам. Мы обсудили первое узкое место — возникновение репликатора. Следующее — Михаил Гельфанд отнес к узким местам синтез белка.
 
— Появление рибосомы и кодирование белка.
 
— С другой стороны, Александр Марков объяснил, что там в рибосоме тоже просматривается ядро из РНК, которое могло этот переход облегчить.
 
— Да, Александр уже рассказал. То, что я могу сказать, что древнее ядро большой субъединицы рибосомной РНК — пептидил-трансферазный центр — в ранние эпохи могло работать отдельно от малой субъединицы, содержащей декодирующий центр. То есть не пользоваться матричной РНК и не иметь такого мощного средства контроля за последовательностью создаваемого белка. Но! Это всё равно могло быть поддержано естественным отбором, если аминокислотный алфавит был гораздо меньше — в пределах от двух до четырех аминокислот. Поддержан тремя основными способами.
 
Первый способ: производство гомополимерных пептидов, т. е. повторять одну аминокислоту всё время. Способ второй — чередовать аминокислоты — две, три или четыре — какими-то простейшими способами, типа АБ-АБ-АБ. Способ третий — случайно комбинировать две, три или четыре аминокислоты. При таком маленьком аминокислотном алфавите белки, а точнее, пептиды, поскольку они не смогут компактно и однозначно свернуться, будут иметь воспроизводимые физико-химические свойства, даже если комбинировать две-три аминокислоты случайно. И очевидный класс пептидов, который может быть поддержан естественным отбором, который может быть полезен миру РНК и синтезируется таким образом, — это катионные пептиды, пептиды с положительным зарядом, содержащие аминокислоты типа лизина и аргинина. Они притягиваются к отрицательно заряженным РНК (все РНК отрицательно заряжены), помогают компактному устойчивому сворачиванию рибозимов и повышают активность рибозимов почти любых типов. Это всё экспериментально проверено. Вот такие вспомогательные катионные пептиды могли быть продуктом маленькой простенькой проторибосомы, не имеющей малой субъединицы, не имеющей матричной РНК, не имеющей декодирующего центра, и имеющей какую-то маленькую часть от современной большой субъединицы рибосомной РНК.
 
В экспериментах большую субъединицу рибосомной РНК кишечной палочки удалось сократить примерно с 3 тыс. нуклеотидов до 600, т. е. в пять раз, и показать, что такой огрызок, содержащий пептидил-трансферазный центр и ничего больше, тем не менее, связывает транспортную РНК, несущую аминокислоту, и проводит пептидилтрансферазную реакцию. То есть пептиды соединяет. И эта простая проторибосома дальше могла пошагово, когда каждый шаг поддержан естественным отбором, усложняться, расширять аминокислотный алфавит, переходить от случайного чередования аминокислот к закономерному и, в конце концов, на стадии, по-видимому, 6-аминокислотного алфавита перейти к кодируемому белковому синтезу.
 
И в структуре рибосомных белков, и в структуре транспортных РНК, присоединяющих к ним аминокислоты, можно довольно уверенно заключить, что такие аминокислоты, как глицин, аланин и пролин, точно были на стадии некодируемого пептидного синтеза. Скорее всего, на этой же стадии были аспартат, валин и какие-то положительно заряженные аминокислоты — либо аргинин, либо какие-то его более простые аналоги, не существующие в современных белках. То есть минимальный аминокислотный алфавит для того, чтобы получить белки, способные самостоятельно свернуться, — это глицин, аланин, пролин, аспартат, валин и одна положительно заряженная аминокислота.
 
— Понятно, то есть с этого синтез белков стартовал, потом усложнился, и добавились остальные аминокислоты.
 
— Да
 
— Видимо, это самое начало эволюции, которое заняло какой-то неразрешимо короткий отрезок времени.
 
— Да, это прошло в пределах первых миллионов лет.
 
Прокариоты заселяют и преобразуют мир
 
— Дальше прошло около двух миллиардов лет до появления первой эукариотной клетки. В эти два миллиарда лет что-нибудь еще радикальное произошло?
 
— За два миллиарда лет от первой прокариотной клетки до первой эукариотной клетки, конечно, произошли некоторые интересные события. Эволюция шла не так быстро, как в начале, до появления самых первых клеток, но прокариоты наращивали разнообразие, их становилось всё больше и больше, они освоили всю планету. Если первая клетка была обитателем каких-то редких геотермальных водоемов типа грязевых котлов и у нее была очень узкая экологическая ниша, то ее потомки освоили все моря — поверхность и глубины, — пресные воды и проникли в толщу земной коры.
 
В современной земной коре бурение показывает, что она заселена бактериями до глубин 4–5, а иногда даже 6 км, причем распространение жизни в глубину ограничено только ростом температуры — на глубине 6 км температура уже около 80 °C. Бактерии и археи, заселяющие толщу земной коры, имеют чудовищную биомассу, превосходящую массу всей жизни на поверхности, включая деревья. Глубинная биосфера живет медленно и малопродуктивно, но биомасса ее огромна.
 
За два миллиарда лет до появления эукариот жизнь распространилась из луж по всей толще морей и земной коры, нарастила разнообразие и освоила некоторые новые биохимические процессы, прежде всего кислородный фотосинтез, который радикально преобразил планету. Это именно тот процесс, который делает обитаемую планету наблюдаемой на космических расстояниях.
 
Сейчас приступает к работе космический телескоп «Джеймс Уэбб», и в его научные задачи входит спектральный анализ атмосфер транзитных экзопланет на расстояниях до сотни световых лет, насколько я помню, и, таким образом, он сможет отличить живую планету, с атмосферой, похожей на земную, обогащенную кислородом из-за фотосинтеза, от безжизненных планет с преобладанием азота и углекислого газа в атмосфере. Два не очень стабильных на геологических временах газа, выделяемых живыми организмами, — метан и кислород. Метан преимущественно накапливается в атмосфере до появления на планете кислородного фотосинтеза, после чего накапливается уже кислород. И то и другое может быть обнаружено современными телескопами на расстояниях до 100 световых лет.
 
Видимо, кислородный фотосинтез сыграл важную роль в появлении эукариот, которые по своей биохимии довольно однообразны по сравнению с прокариотами. Но у эукариот есть один биохимический путь, которого бактерии не придумали. Это синтез стеролов, прежде всего холестирола. Стеролы входят в состав эукариотных клеточных мембран — придают им повышенную гибкость и текучесть и помогают таким эукариотным процессам, как фагоцитоз и ошнуровка и слияние мембранных пузырьков. Фагоцитоз — это поглощение эукариотной клеткой какой-то твердой пищевой частицы, которая окружается мембраной и проваливается внутрь клетки. Он позволяет переваривать эту твердую пищу в каком-то контролируемом объеме. Прокариоты питаются жидкой пищей, растворимыми молекулами. Только эукариоты смогли питаться твердыми частицами, прежде всего целыми прокариотными клетками. То есть в прокариотном мире первые эукариоты были сверххищниками, которые могли съесть кого угодно.
 
— Вернемся немного назад. Насколько неизбежным было появление кислородного фотосинтеза, который преобразовал планету? Раз уж возникла прокариотная жизнь, насколько вероятным будет появление кислородной атмосферы?
 
— Я могу предположить, что это достаточно неизбежно. Это следствие нескольких последовательных ресурсных кризисов. Среди прокариот существует несколько вариантов бескислородного фотосинтеза. Вообще, весь фотосинтез — это использование энергии света для восстановления углекислого газа и производства из него органических молекул, используя электроны, отбираемые для него у каких-то других внешних молекул.
 
В кислородном фотосинтезе этой внешней молекулой является вода, которая окисляется до молекулярного кислорода. В основных вариантах бескислородного фотосинтеза источником электронов являются ионы железа Fe2+, окисляемые до Fe3+, и соединения серы, такие, как сульфиды или сама молекулярная сера. Сульфиды окисляются до серы, сера окисляется до сульфатов. Есть варианты бескислородного фотосинтеза, использующие молекулярный водород, есть варианты с использованием некоторых органических соединений, таких, как янтарная или щавелевая кислоты.
 
Понятно, что вода доступна в гораздо большем количестве, чем вышеперечисленное. И по геологическим данным, на протяжении архея моря были заселены в основном микробами, осуществляющими железный фотосинтез. Существует много отложений — полосатые железистые кварциты, они же джеспилиты, они же banded iron formations — это, судя по всему, следы деятельности железных фотосинтетиков, окислявших двухвалентное железо, растворенное в морской воде в ту эпоху, и осаждавших его в виде магнетита и гематита. Причем осаждавших днем и не осаждавших ночью — поэтому отложения полосатые, состоящие из субмиллиметровых полосочек.
 
Но поступление железа в морскую воду связано с геологической активностью планеты — с вулканами, с выветриванием базальтов на суше, с деятельностью черных курильщиков и т. д. А геологическая активность со временем затухает. Продуктивность биосферы же, с другой стороны, росла по мере того, как микробы осваивали новые места обитания и распространялись в том числе по морю. То есть выпадение железа из моря со временем усиливалось, а поступление железа в море со временем слабело. Рано или поздно два этих процесса приходят к такому результату, что железо в море кончается, и микробы, использующие железный фотосинтез, больше не могут этим заниматься — они влетают в ресурсный кризис.
 
Кислородный фотосинтез позволяет использовать неисчерпаемый в масштабах Земли ресурс. Но он требует гораздо более сложных ферментативных систем, он гораздо более опасный. Если кислородным фотосинтезом неаккуратно управлять, то продуктом становится не только кислород, но и такие ядовитые вещества, как перекись водорода и совсем ядовитые гидроксильные радикалы, которые легко могут убить клетку, занимающуюся кислородным фотосинтезом.
 
И если посмотреть на то, как устроен кислородный фотосинтез в клетках, например, цианобактерий — он обвязан множеством защитных систем, которые по логике работы напоминают защитные системы на атомных электростанциях: в любой непонятной ситуации глушите реактор. То есть в цианобактериях есть система аварийного сброса мембранного потенциала, если есть проблемы с тем, куда мембранный потенциал дальше тратить. Есть специальные белки хлорофилл-содержащие, которые активируются при повышении яркости света и которые рассеивают энергию поглощенного света в тепло, не пуская ее на окисление воды. Есть множество белков, которые связывают хлорофилл, выпадающий из поврежденных фотосистем, не позволяя ему проводить какие-то опасные фотохимические реакции. Есть много протеинкиназ, которые совершают тонкую регуляцию фотосистем, подстраивая их свойства к интенсивности света потому, что фотосистемы должны эффективно использовать тусклый свет на рассвете или на закате и в то же время безопасно для клетки работать днем в ясную погоду, когда интенсивность света возрастает в тысячи раз.
 
У цианобактерий всё это есть. У микробов, занимающихся бескислородным фотосинтезом, железным и серным, этого почти нет. Кислородный фотосинтез гораздо опасней и гораздо сложней. И ключевой ко-фактор кислородного фотосинтеза — это марганцевый кластер — наночастица оксида марганца, содержащая четыре иона марганца, соединенных с молекулой фотосистемы II, именно ионы марганца являются катализаторами окисления воды. Если посмотреть на процесс сборки этого марганец-кислородного кластера, то очень похоже, что он возник как отход другого типа фотосинтеза, марганец-окисляющего.
 
В архейской морской воде помимо ионов двухвалентного железа было также заметное количество двухвалентного марганца. Марганец — более слабый восстановитель, чем железо, поэтому пока железа было много, можно было жить за его счет, и марганцевым фотосинтезом никто заниматься не пытался. Когда железо кончилось, следующий доступный ресурс — это марганец. Ионы Mn2+, окисляющиеся фотосистемами до четырехвалентного оксида MnO2, тоже могут поддерживать фотосинтез.
 
И дальше оказалось, что если этот оксид марганца прилипает к фотосистеме, то он из отхода становится средством производства, средством нового типа фотосинтеза, водоокисляющего. И вот тут у меня есть два интересных соображения.
 
Во-первых, если посмотреть на родословное дерево цианобактерий, единственных микробов, способных к кислородному фотосинтезу, то все нижние ветви на этом дереве — пресноводные. Освоение цианобактериями морей происходило сильно позже появления кислородного фотосинтеза и несколькими ветвями независимо. Кислородный фотосинтез распространился в морях на границе архея и протерозоя, примерно 2,5 млрд лет назад, но в пресных водах цианобактерии освоили его гораздо раньше. Глобального эффекта на планете это не имело, потому что озера и реки гораздо меньше, чем мировой океан, но процесс уже был.
 
Во-вторых, в пресных водах с дефицитом железа и соединений серы они могли столкнуться гораздо раньше, чем в море, — из-за малого объема водоемов.
 
И третье. Как же цианобактерии преодолели проблему опасности кислородного фотосинтеза? С химической точки зрения невозможно безопасно перейти от бескислородного фотосинтеза к кислородному, и вот почему: для окисления железа от каждого атома железа достаточно отрывать по одному электрону. Фотосистема проводит через себя по одному электрону на каждый поглощенный квант света. Если мы отрываем один электрон от молекулы воды, то получаем протон и гидроксильный радикал — крайне опасное соединение. Если мы от двух молекул воды отрываем два электрона одновременно, то получаем перекись водорода — тоже не сахар. Чтобы окислять воду безопасно, надо отрывать от нее сразу четыре электрона, а фотосистема умеет пропускать их только по одному.
 
И марганцевый кластер работает как раз промежуточным конденсатором: сначала фотосистема отделяет от него по одному четыре электрона, и дальше он в одну стадию возвращает четыре электрона от двух молекул воды, окисляя их до кислорода. Любые поломки марганец-кислородного кластера, которые можно сделать в эксперименте с выделенными фотосистемами или внося мутации в гены фотосистем, приводят к тому, что кислородный фотосинтез становится опасным прежде всего для самой клетки.
 
Как эволюция могла поддержать такое? Безопасного маршрута от бескислородного фотосинтеза к кислородному нет. Но мне кажется, что безопасный маршрут и не требуется, если первая функция кислородного фотосинтеза была не такой, как сейчас. Я уже упоминал некоторые параллели между кислородным фотосинтезом и атомной энергетикой. А вы помните, для чего строились самые первые атомные реакторы? Вовсе не для выработки электричества.
 
— Для наработки плутония.
 
— Да, для наработки оружейного плутония. И только когда на деньги военных, которые денег не считали и не очень заботились о безопасности, реакторная технология достаточно созрела, появились атомные электростанции. Мне кажется, что подобная история могла быть и с кислородным фотосинтезом. Что производство ядовитых активных форм кислорода было не проблемой, а целью первых версий кислородного фотосинтеза. Это было оружием одних клеток против других — травить активными формами кислорода каких-то соседей.
 
Химическая война между микробами в одном сообществе идет и сегодня. В ней используются как сложные пептидные антибиотики, так и простенькие молекулы типа оксида азота. И активные формы кислорода в древние эпохи вполне могли в этом участвовать. То есть какие-то предки цианобактерий жили в пресных водах, снабжались энергией с помощью бескислородного фотосинтеза, но при этом у них была какая-то предковая фотосистема II, содержащая не четыре атома марганца, а один или два, которая могла производить активные формы кислорода для подавления соседей других видов. То есть кислородный фотосинтез мог сначала возникнуть как оружие. И только после его совершенствования и совершенствования средств защиты от активных форм кислорода он мог стать основой энергетики клетки и процессом, преображающим планету.
 
— С этим кислородным фотосинтезом получается интересная, прямо-таки детективная история. Она выглядит довольно сложной, и странно, как эволюция умудрилась на это наткнуться. Правильно ли я понимаю, что жизнь все-таки должна была наткнуться на кислородный фотосинтез из-за его огромной выгоды? Особенно в связи с исчерпанием доступных железа и марганца.
 
— Смотрите. Возникновение кислородного фотосинтеза и его глобальное распространение — это два разных события, которые разделены по времени миллиардом или половиной миллиарда лет. Бактерии с кислородным фотосинтезом всю вторую половину архея были ограничены пресными водами. В отложениях позднего архея иногда находят следы кратковременного присутствия кислорода, которые у биологов получили название «кислородные дуновения» (oxygen whiffs), связанные как раз с континентальными пресноводными отложениями. То есть кто-то немного выделял кислород в озерах, но в морях они не были конкурентоспособными по сравнению с местными железоокисляющими фотосинтезирующими микробами. И только когда железо в море кончилось, спустившиеся из озер и рек цианобактерии смогли освоить моря, вытеснив железоокисляющих фотосинтетиков. Последние сейчас живут во всяких экзотических местах — в околовулканических озерах, где мало кислорода, но много железа из земной коры. А когда-то они занимали весь Мировой океан.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от июня 03, 2022, 10:32:22
Продолжение.
ЦитироватьЭукариоты: еще один прыжок через пропасть
 
Какое отношение всё это имеет к эукариотам? Мы немного забросили историю про стеролы, их важность для эукариотной клетки. Так вот, биосинтез стеролов происходит при участии молекулярного кислорода. Его надо не так много, как для кислородного дыхания, но немного надо. Тех малых количеств кислорода, которые есть, например, в кишечниках животных, хватает кишечным паразитам для синтеза стерола, но не для дыхания. Но в бескислородном мире стерол синтезировать невозможно. У всех эукариот стерол исходно есть. Значит, они возникли, когда кислород уже был. В бескислородном мире они, видимо, не могли бы возникнуть.
 
И с происхождением эукариот связана огромная загадка: эукариотная клетка, будучи гораздо сложнее прокариотной, при этом имеет гораздо более крупный, замусоренный и неупорядоченный геном, очень сложно, дорого и медленно управляемый. То есть переход от прокариот к эукариотам очень трудно объяснить просто естественным отбором — в отличие от всех предыдущих событий, поскольку от возникновения первого репликатора до возникновения первой бактериальной клетки и до кислородного фотосинтеза всё было поддержано естественным отбором.
 
Белки выгоднее, чем рибозимы, как катализаторы, ДНК — более надежный носитель генетической информации, более плотные клеточные мембраны позволяют выйти из геотермальных водоемов в моря и озера, кислородный фотосинтез поддержан естественным отбором, когда кончилось железо. А в случае с эукариотной клеткой отличие от прокариотной настолько велико, что поддержать все шаги через эту пропасть по маленьким камешкам естественным отбором, похоже, нельзя. По крайней мере, ученые не могут придумать такого сценария.
 
Эукариотная клетка возникла путем симбиоза между археей и бактерией, альфа-протеобактерией, очень вероятно, что в этом симбиозе поучаствовали еще и гигантские вирусы, возможно, даже не один. То есть эукариотная клетка представляет собой, в сравнении с бактериями, огромную, сложную, неуклюжую, очень дорогую и неэффективную химеру.
 
Тем не менее эукариоты появились. Появились единственный раз. Многие другие эволюционные процессы мы можем наблюдать повторно, например многоклеточность в растительном мире возникала больше десятка раз, многоклеточность грибов возникала три раза, в эволюции животных тоже довольно много повторяющихся событий, скажем, акула, дельфин и ихтиозавр похожи друг на друга снаружи, хотя произошли от совершенно разных предков. А происхождение эукариот — это событие уникальное, насколько мы можем судить. Ничего подобного на Земле больше не происходило, а если и происходило, то следы этого стерты настолько начисто, что мы не видим даже малейших намеков.
 
Мне лично происхождение эукариот кажется самым маловероятным шагом в эволюции жизни на Земле. Мне кажется, что в Галактике могут быть тысячи и миллионы планет, населенных бактериями, и при этом наша Земля может быть единственной планетой эукариот. Я, конечно, готов спорить об этом на бутылку коньяка. К сожалению, пока мы не полетим к другим звездам, решить этот спор будет трудно. Но мне кажется так.
 
— Хорошо! Это очень важное заявление, в свете которого вся эукариотная жизнь — необыкновенная ценность.
 
— Да.
 
Животный мир. Цивилизация как репродуктивная система
 
— Но дальше, смотрите. Возникли эукариотные клетки. После этого прошло еще больше миллиарда лет, пока не возникли сложные организмы. То есть дальше ждали еще какие-то проблемы?
 
— Да.
 
— То есть эукариотам нужно было много времени, чтобы научиться объединяться в сложные организмы. Какие там еще проблемы по дороге?
 
— Вы, конечно, имеете в виду под сложными организмами животных? Не растения.
 
— Да, конечно.
 
Многоклеточность растений возникала несколько раз, а многоклеточность животных всего один раз. Насколько мы можем судить, многоклеточность животных возникла в позднем протерозое в эпоху криогения, в эпоху глобальных оледенений, когда Земля замерзала почти до экватора.
 
— Сколько это времени назад произошло?
 
— Примерно 700–750 млн лет назад, может быть 800.
 
— То есть это больше 200 млн лет до кембрия?
 
— Да, задолго до кембрия. Расхождение разных групп животных, таких, как губки и кишечнополостные, датированное с помощью молекулярных часов, началось как раз в криогении. То есть многоклеточность животных возникла тогда. И еще криогений — период очень быстрого роста содержания кислорода в атмосфере. Если на границе архея и протерозоя кислород в атмосфере возник вообще в уловимых количествах, а на протяжении большей части протерозоя его было довольно мало — несколько процентов от современного количества, — то в течение криогения его содержание стало расти очень быстро и к кембрию выросло до половины от современного.
 
Мне кажется, что тут, как и с появлением кислородного фотосинтеза, дело во многом в железе. Появлению кислородного фотосинтеза препятствовало то, что железо было доступно в морской воде. На границе архея и протерозоя запасы железа в морской воде были исчерпаны, но оставалось много железа и других окисляемых минералов на суше, и выделяемый фотосинтетиками кислород реагировал прежде всего с ними.
 
В протерозое начинается образование железных руд на суше (так называемые красноцветы). В протерозое начинается массовое окисление сульфидных минералов на суше, и получаемая при этом серная кислота течет в моря, где в огромных количествах появляются сульфаты, начиная с протерозоя. В архейской морской воде сульфатов практически не было. И этот восстановительный буфер — сульфиды разных металлов плюс двухвалентное железо в составе базальтов — очень долго сдерживал рост концентрации кислорода в атмосфере. Но в течение протерозоя кислородные фотосинтетики росли и развивались, появлялись более эффективные многоклеточные эукариотные водоросли, которые плохо поддавались разложению, происходило захоронение неокисленного органического углерода в морских осадках, что способствовало необратимому выделению кислорода в атмосферу.
 
Когда фотосинтетики переломили тенденцию расхода кислорода на окисление минералов на суше, и когда затухающая геологическая активность замедлила поступление базальтов и сульфидов на сушу, содержание кислорода в атмосфере начало быстро расти. Открылась возможность появления многоклеточных животных.
 
Как и с эукариотами, у животных тоже есть один общий для всех животных метаболический путь, использующий молекулярный кислород. И это не дыхание. Это окисление одной из аминокислот — пролина в гидроксипролин.
 
Это аминокислота, которой нет в генетическом коде, тем не менее в суммарном составе белков человека или мыши ее больше, чем таких классических аминокислот, как триптофан и метионин. Гидроксипролин нужен для синтеза коллагена — ключевого белка внеклеточного матрикса животных, к которому прикрепляются клетки. Это базальные мембраны, связки, сухожилия, кости, хрящи, рыхлая соединительная ткань, нижний слой кожи и т. д. То есть коллагены в организме животных встречаются везде. И структура коллагенов с его прочными длинными волокнами (вы знаете, что сухожилия настолько прочны, что в древнем мире их использовали как тетиву луков?) требует гидроксипролина, который в свою очередь требует молекулярного кислорода и аскорбиновой кислоты. Поэтому при недостатке аскорбиновой кислоты этот процесс нарушается — болезнь называется «цинга», при ней в первую очередь выпадают зубы и страдают все остальные коллагеносодержащие ткани.
 
— Возникает впечатление, что путь эволюции до животных, не говоря о разуме, извилист и тернист. Удивительно, что хватило четырех миллиардов лет. Это невероятное везение?
 
— Есть известное уравнение Дрейка, которое описывает вероятность возникновения разумной жизни в Галактике. Мне оно не нравится тем, что там есть вероятности, но нет времени протекания процессов. А от чего зависит время? В случае Земли очень похоже, что темпы эволюции зависят от доступности железа и скорости его утилизации фотосинтезирующими организмами. Если бы мы жили на суперземле, богатой железом и с медленнее затухающей геологической активностью, то и эволюция от первой клетки до животных, возможно, заняла бы не четыре миллиарда лет, а все десять или двадцать.
 
Вполне возможно, что на суперземлях жизнь может когда-нибудь возникнуть. Мы просто успели раньше. С другой стороны, если бы Солнце было тусклее, фотосинтез шел бы медленнее. Смотрим на системы красных карликов. Даже при том содержании железа и затухании геологической активности, которые есть на Земле, у красного карлика все эти процессы были бы замедлены в несколько раз из-за меньшей доступности энергии для фотосинтеза. Бескислородные фотосинтетики десяток миллиардов лет занимались бы осаждением железа, потом еще десяток миллиардов лет прошел бы до возникновения животных.
 
— Но там у красных карликов другие проблемы. Зато они живут долго. Там есть все эти десятки миллиардов лет.
 
— Но Вселенной меньше 15 млрд лет. Жизнь в системах красных карликов может быть когда-нибудь возникнет, но мы до этого не доживем.
 
— В целом впечатление таково, что земная жизнь — нечто совершенно уникальное, и дело не только в нескольких пропастях, которые пришлось преодолеть, но и в недостатке времени. На Земле эволюция свершилась очень быстро и вовремя. Надо иметь в виду, что запас времени невелик: если бы на Земле не появилась разумная жизнь, то, скорее всего, через миллиард лет условия для эволюции на Земле исчезли бы. Солнце потихоньку разогревается, и где-то через миллиард лет Земля превратится в Венеру. Михаил, вам есть что еще добавить напоследок?
 
— Да, у меня есть, что добавить. Вы наверняка слышали про гипотезу Геи (Gaia) Джеймса Лавлока: Земля как обитаемая планета обладает многими свойствами живого организма, прежде всего поддержанием гомеостаза. Но на это можно довольно легко возразить, что Гея не размножается, а живые организмы размножаются. Но если подумать: как выглядело бы размножение Геи, если бы она вдруг стала это делать? Куда ей размножаться — здесь она уже заняла всё доступное пространство, все пригодные для живых организмов места Земли как небесного тела. Для размножения ей нужен доступ к другим небесным телам. Если мы не берем перенос отдельных микробов метеоритами, то перенос на другие планеты тысяч видов, включая животных и растения, возможен только на космическом корабле, построенном технологической цивилизацией. То есть Гея не размножается только потому, что она еще маленькая, она еще не достигла зрелости. А мы, человечество, — это репродуктивная система Геи. Только мы можем помочь ей размножиться и создать свои копии.
 
— Ну так я целую книжку об этом написал!
 
— Да!
 
— Спасибо за очень информативное интервью, я думаю, не последнее.
P.S. И эти высказывания согласуются с моей гипотезой:
Цитировать— Видимо, это самое начало эволюции, которое заняло какой-то неразрешимо короткий отрезок времени.
 
— Да, это прошло в пределах первых миллионов лет.
Как только сложились подходящие условия для возникновения жизни (именно в протоплазменной форме), так она и возникла. Это произошло быстро – в пределах от нескольких миллионов лет до десятков миллионов лет.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: Питер от июля 07, 2022, 06:47:48
Алексей  прав  -  сожрут.   РНК   вообще  не  очень стабильны  в  сегодняшнем  мире  -    рибонуклеаз  море. Чисто    по   жизни возьмите  кровь  из  вены.  Поставьте в  холодильник  -  самый   обычный   бытовой.   И  оставьте  на  месяц.  Выделите    РНК  и  ДНК.  ДНК   -  будет,  вполне  приличного  качества.  РНК     хоть  сколь  нибудь  пригодную  для  работы  не   выделите.

Если  кто  не  читал  -  очень  рекомендую  Ковчег  Либра 47 Бориса  Штерна.
https://royallib.com/book/shtern_boris/kovcheg_47_libra.html
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от июля 16, 2022, 09:10:12
В копилку:

Цитата: АrefievPV от июля 16, 2022, 09:03:36Вулканическая молния
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1586/Vulkanicheskaya_molniya
Цитировать.....
Молнии вносят значительный вклад в изменения атмосферы, и, соответственно, на биологическую активность. Химические анализы показывают, что после воздействия молнии часть оксидных соединений восстанавливается. Хорошо известно, что молния — основной абиотический фактор, влияющий на азотфиксацию. Молекула атмосферного азота (N2) очень стабильна, но у молнии достаточно энергии, чтобы разорвать эту связь, позволив атомам азота прореагировать с кислородом, образуя оксиды (NO и NO2). В год молнии могут приводить к образованию до 8,6 миллионов тонн оксидов азота.

Обильная вулканическая активность в течение архея и связанное с ней появление вулканических молний могли сыграть, наряду с грозовыми молниями, важную роль в фиксации азота. Напомним, что азотфиксация — это основной источник биодоступного азота, который необходим для биосинтеза всех азотсодержащих органических соединений: аминокислот, белков, нуклеиновых кислот. Кроме того, они могут образовывать восстановленный фосфор (см. Накоплению биодоступного фосфора на ранней Земле способствовали удары молний, «Элементы», 31.03.2021), основное питательное вещество для морских и наземных микроорганизмов. Его находка в природных фульгуритах (см. статью Фульгуриты: «автографы молний» в песчаных дюнах Якутии) свидетельствует о способности обычных и грязных гроз вносить существенный вклад в биологический круговорот фосфора.

P.S. Ссылка в дополнение:

Накоплению биодоступного фосфора на ранней Земле способствовали удары молний
https://elementy.ru/novosti_nauki/433794/Nakopleniyu_biodostupnogo_fosfora_na_ranney_Zemle_sposobstvovali_udary_molniy
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от августа 08, 2022, 16:37:54
В копилку:

Цитата: АrefievPV от августа 08, 2022, 16:33:29Химики нашли новый путь пребиотического синтеза аминокислот
https://nplus1.ru/news/2022/08/08/aminoacid-prebiotic
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от августа 28, 2022, 11:41:27
Хотел сначала в другую тему (в «Психику и мозг»), но слишком много получилось про возникновение и развитие жизни. Потом можно будет (при необходимости) ссылаться на это сообщение.
 
Когда-то я описывал последовательность реагирования сложной системы (в данном случае, живой системы), чуток повторю.
 
Напомню «цепочку»: нарушение гомеостаза – сигнал о нарушении – запуск каскада реакций по восстановлению гомеостаза – стремление к восстановлению гомеостаза – ... – стремление, осознанное на высшем эмоционально-чувствительном уровне сознания (то есть, желание/хотение) – стремление/желание/хотение, осознанное на высшем рационально-логическом уровне (то есть, мотивация/целеполагание). Это достаточно полное описание начала и конца «цепочки» (все промежуточные этапы из описания исключены).
 
Разумеется, для простых одноклеточных организмов вся «цепочка» ограничивается/заканчивается на запуске каскада реакций по восстановлению гомеостаза (максимум – на стремлении к восстановлению гомеостаза).
 
Здесь следует обратить внимание на второе «звено» в «цепочке» – на сигнал о нарушении гомеостаза. У людей может возникнуть вопрос, а куда направлен сигнал о нарушении гомеостаза у той же бактерии? Разве у бактерии есть некий центр принятия решений? И зачем этот сигнал, если каскад реакций по восстановлению гомеостаза запустится всё равно автоматически (ведь без такого, прямо-таки, безусловного автоматизма живая система не смогла бы поддерживать/сохранять свой гомеостаз)?
 
На самом деле, сигнал о нарушении является неизбежным следствием самого нарушения, и он, по большому счёту, никуда конкретно не направлен – просто идёт во все стороны, куда может идти (кстати, восстановление гомеостаза также может сопровождаться сигналом). Мало того, сам сигнал также является и фактором, запускающим каскад восстановительных реакций.
 
Другое дело, что заре формирования живых систем (именно нашего типа – атомно-молекулярных форм жизни, преимущественно на основе соединений углерода и воды), сигнал являлся побочным продуктом нарушения (и восстановления) гомеостаза и особо не использовался.    
 
Но, по мере усложнения живых систем (подчёркиваю – даже не прогрессивного усложнения, а «тупого» усложнения) таковые сигналы отражались в структуре живых систем, оставляли изменения в структуре живых систем (следы своего воздействия, так сказать). Причём, все эти процессы были естественными и неизбежными.
 
Но естественный отбор (ЕО) при этом работал «не покладая рук» – всё, что оказывалось вредным и/или бесполезным ЕО отсеивалось (вредные очень быстро, бесполезные постепенно).
 
Замечание в сторону.
 
Я уже писал, как формируется прогрессивное усложнение систем, повторю немного.
 
Естественным (и наиболее вероятным) является именно «тупое» (всякое там слипание, соединение, включение в себя всякого «хлама» и пр.) усложнение системы, не несущее какого-то преимущества, функциональности и т.д. Изменилась среда обитания, и появились возможности для наращивания «тупой» сложности – то есть, стали более вероятны такие процессы.
 
Возникновение функционального усложнения является очень маловероятным событием и чем сложнее исходная система, тем менее вероятно такое событие. Кстати, этим фактом очень часто пользуются критики и противники теории естественного возникновения жизни.
 
Функциональное усложнение систем возникает в результате ЕО, путём изменения и оптимизации структуры («тупой» сложности) систем. То есть, изменилась среда обитания в очередной раз, и сложные (с наращенной «тупой» сложностью) системы начали упрощаться, параллельно адаптируясь (типа, стали более вероятны такие процессы).
 
Мало того, возникновение новой функциональности без упрощения (исключения части элементов) также очень маловероятно. Даже паразиты, обретая новую функциональность, неизбежно упрощаются.
 
Для изменения внутренних связей надо, или что-то включить в систему, или что-то исключить из системы. Включение приведёт к наращиванию «тупой» сложности – вероятность обретения новой функциональности очень мала (система скорее сломается). Исключение приведёт к упрощению системы – по сути, к деградации системы. А вот если сначала нарастить «тупую» сложность, а потом начать терять элементы в силу естественных причин (тем самым поневоле изменяя внутренние связи), то можно с достаточной вероятностью обрести новую функциональность и сохранить сложность не ниже исходной (до наращивания «тупой» сложности).
 
Тут важно отметить сразу два принципиальных момента:
 
Функциональность возникает, как адаптация к условиям существования (как ответ системы на комплексные воздействия среды обитания на протяжении многих поколений). То есть, сама функция/функциональность требует взаимодействия системы и среды – она и рождается/возникает в процессе такового взаимодействия (функция, это, как бы, алгоритм этого взаимодействия).
 
– В процессе адаптации, практически неизбежно, «выпадают» элементы, звенья, части адаптирующейся системы (опять-таки, на протяжении многих поколений это происходит). Упрощение гораздо более вероятно, нежели некое конструктивное усложнение (упрощение, это процесс вполне естественный). Само собой, при «выпадении» элементов, в системе изменяются и её внутренние связи (типа, возникают новые связи без посредников). Однако таковое упрощение идёт на фоне формирования функциональности (на фоне адаптации) – то есть, происходит то, что можно назвать оптимизацией.
 
И если после обретения какой-то функциональности с параллельным упрощением структуры системы (то есть, оптимизацией структуры) возникает новая прогрессивная сложность, то никаким прямым (то есть, постепенным наращиванием прогрессивной сложности системы в процессе эволюции) моделированием это не объяснить – формирование такой последовательности из маленьких эволюционных «шагов» прогрессивного усложнения очень маловероятна.
 
Мало кто допускает, что эволюция идёт всеми возможными путями сразу – в том числе, через множество циклов («тупое» усложнение – упрощение + формирование функциональности). И, имея перед глазами исходную простую систему и конечную конструктивно сложную систему (после адаптации – то бишь, после обретения некоей функциональности), просто невозможно себе представить, как такое (весьма маловероятная последовательность событий) произошло.
 
Ошибка исследователей заключается в том, что, реконструируя последовательность событий, они применяют метод прямого моделирования – постепенное наращивание прогрессивной сложности системы в процессе эволюции маленькими «шагами». Но эволюционный путь оказался скорее похожим на последовательность «петель», а не линию – то есть, каждый маленький «шаг» является эволюционной «петлёй».  
 
Кстати, эти принципиальные моменты являются дополнительными аргументами к моему утверждению, что среда не только порождает систему, но и после рождения системы продолжает определять реакции системы (по сути, среда управляет системой).
 
Ещё одно замечание в сторону.
 
Вредное и бесполезное отсеивалось ЕО и, в таком случае, возникает вопрос, как могли появиться некие управляющие (контролирующие, решающие и т.д.) центры у простых живых систем (например, в предшественниках одноклеточных организмов)? Ответ – у самых простых живых систем и не было таких центров. Там было всё просто: нарушение – сигнал – восстановление. Ведь такие системы были достаточно хорошо оптимизированы, и для таких центров там просто не было места (да они и не нужны были).
 
Что примечательно, в протоколониях из протоклеток «зародыши» таковых центров вполне были, но не получили дальнейшего развития – более успешной оказалась сетевая структура протоколоний. Кстати, протоклеточная форма жизни перешла (эволюционировала) в клеточную из протоколоний в колонии (а не в виде разрозненных протоклеток в отдельные клетки). В то время протоклетки еще не могли самостоятельно существовать вне протоколонии длительное время (а реплицироваться вне протоколонии вообще не могли) – вся важная «машинерия» (в том числе, и гены) была распределена между протоклетками в протоколонии.
 
Когда возникли первые протоколонии с достаточным количеством протоклеток, сконцентрировавшим в себе (результат «тупого» усложнения) всю основную важную/критическую «машинерию», тогда и начался переход из протоклеточной формы жизни в полноценную клеточную форму жизни.
 
Протоклетки, сконцентрировавшие в себе (результат «тупого» усложнения) всю основную важную/критическую «машинерию», уже могли существовать вне протоколонии и даже реплицироваться вне протоколонии. По сути, это уже были полноценные клетки, но только сильно переусложнённые. Существование вне протоколонии таких протоклеток привело к оптимизации структуры протоклеток, результатом которой явилось возникновение полноценных клеточных организмов (предшественников бактерий и архей).
 
Понятно, что такие клетки также неизбежно формировали колонии, хотя уже могли вполне себе существовать и размножаться вне колоний. И результатом адаптации таких клеток (уже полноценных клеток, а не протоклеток с «дырявой» мембраной) к существованию внутри колоний привело к появлению бактерий и архей.
 
Характерно то, что внутренняя структура древних одноклеточных организмов отражала сетевую структуру протоколонии – всё распределено, нет какого-то выделенного центра.
 
На каком-то этапе эволюции началось очередное наращивание «тупой» сложности с последующей оптимизацией и параллельным формирование новой функциональности. Многократное повторение циклов («петель») привело в итоге к появлению эукариотических одноклеточных организмов. Вот у этих организмов уже есть центр, но может ли в этом центре формироваться некий аналог стремления к восстановлению гомеостаза, сказать трудно.
 
У многоклеточных организмов, если они имеют подобный центр, стремление к восстановлению гомеостаза уже присутствует.
 
Продолжу.
 
Так как, запуск каскада реакций восстановления гомеостаза вообще не требует наличия какого-то там центра по формированию стремления к восстановлению гомеостаза (достаточно активирующего сигнала при нарушении гомеостаза), то зачем такой центр тогда нужен и как такой центр возник?
 
Несложно понять, что вопрос, зачем, бессмысленный – он возник не в каких-то целях, а  по естественным причинам. Центр возник в результате «тупого» усложнения с последующей оптимизацией и обретением функционала. То есть, поначалу он и роль некоего центра не играл – просто некое сложное структурное скопление, не имеющее какой-то выраженной функциональности. Но в результате оптимизации некая функциональность, как адаптация, в этом скоплении оформилась. А то, что данная функциональность не несла особой пользы организму, дело десятое – лишь бы серьёзный вред не причиняла.
 
Однако в результате очередного изменения среды обитания, в некоторых ситуациях в отдельных экологических нишах для отдельных видов организмов, данный функционал оказался востребован. Из наиболее вероятных вариантов, в каких случаях мог понадобиться (типа, оказаться полезным) такой функционал, могу предположить вариант отложенного запуска каскада реакций восстановления.
 
Например, в силу неких причин (временный глюк), каскад восстановительных реакций не запустился, и повреждение осталось не устранённым. Тогда, для обычного оптимизированного организма без этого бесполезного центра, далее последует окончательное разрушение и смерть. Но у нашего организма в дело включается центр со своим стремлением к восстановлению нарушения гомеостаза (которое бесполезно «крутится» в этом центре и только сжирает ресурсы организма) и запускает снова каскад восстановительных реакций. Организм выжил, оставил потомков и стал эволюционировать в плане улучшения этой своей особенности для выживания и для продолжения рода.
 
Обратите внимание, что тут даже до врождённых автоматизмов (а тем более, до врождённых рефлексов) ещё очень далеко – у нас только-только появился прообраз примитивного центра реагирования на повреждение гомеостаза.
 
Вышеописанная схема помогает понять, что контуров реагирования у сложных организмов – множество, и каждый замыкается на своём уровне (и в некоторых ситуациях работает вполне автономно).
 
То есть, наши центры контроля поведения (поведения в целом) вовсе не отключают нижние контуры реагирования. Например, эмоционально-чувственные центры контроля целостного поведения способны в определённых ситуациях (а при некоторых нарушениях это постоянно происходит) перехватить (переключить на себя) сигнальный поток по управлению целостным поведением организма и «оставить с носом» рационально-логические центры контроля целостным поведением. Хотя и те, и другие относятся к высшим уровням, но лимбика более древнее эволюционное приобретение поэтому и «расположена» чуток «ниже» (рацуха уже поверх наросла, она более молодое эволюционное приобретение).
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от сентября 07, 2022, 07:50:10
В копилку. Просто оформил размышлизм немного по-другому (так-то я уже писал об этом).

Люди часто видят наличие причинно-следственной связи там, где её нет. И даже когда выясняется, что причина и следствие могут меняться местами, они всё равно не в силах отказаться от наличия таковой связи – просто начинается спор, что там было причиной, а что следствием. Мало кто способен додуматься, что и «причина», и «следствие» не связаны причинно-следственной связью (например, они сами могут оказаться тоже всего лишь следствиями чего-то более общего). 

Простейший пример такого случая – вопрос первичности «курица – яйцо». Обратите внимание, что само наличие причинно-следственной связи не подвергается сомнению, весь спор идёт только о том, что будет причиной, а что следствием. Все ответы вроде, «сначала было яйцо, но не птичье, а яйцо пресмыкающегося», просто отодвигают решение к всё более раннему этапу эволюции.

И если последовательно идти к началу эволюции живых организмов (типа, к точке зарождения жизни), то «упрёмся» уже в дилемму «бактерия – спора бактерии». А дальше пути назад во времени для большинства людей почему-то нет (они его не видят, они его не могут представить) – общепринятые представления мешают (постулируется, что единицей живого следует считать клетку).

А ведь решение этого спора достаточно очевидно – они оба (и «курица», и «яйцо») являются просто состояниями живой системы – активной фазы существования и пассивной фазы существования. Ещё раз: они являются просто высокоспециализированными состояниями, оформившимися в результате длительной эволюции (типа, обособившихся в результате прохождения кучи «фильтров» ЕО).

То есть, они являются следствиями (качественно обособившимися друг от друга в результате эволюции) самого факта возникновения живой системы. Можно сказать, что сначала возникла сама живая система, а потом у неё возникли/появились/обособились эти два состояния.

Мало того, возможно, что таковые состояния обособились друг от друга ещё на этапе протоплазменной формы жизни или «бутербродной» формы жизни – то есть, задолго до появления первых протоколоний из протоклеток.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от ноября 28, 2022, 08:05:03
К сообщениям (из заблокированной темы):

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250332.html#msg250332
(здесь ссылка на видео лекции и мой навигатор по лекции)

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg250335.html#msg250335
(здесь несколько цитат в качестве комментария к лекции)

Колыбель жизни: геотермальные системы?
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/436506/Kolybel_zhizni_geotermalnye_sistemy
Интервью Бориса Штерна с Арменом Мулкиджаняном
«Троицкий вариант» №16(360), 23 августа 2022 года

Цитировать— Мы уже обсуждали, как возникла жизнь, как появился первый репликатор — грубо говоря, первая молекула, которая могла сама себя воспроизводить. Сегодня мы обсудим, где и в каких условиях мог возникнуть этот первый репликатор, где могла появиться первая клетка, где началась эволюция. С этим вопросом я и обращаюсь к Армену.

Принято считать, что первые репликаторы были похожи на современные молекулы РНК, эту идею, кстати, впервые высказал Андрей Николаевич Белозёрский в 1957 году. Есть набор убедительных свидетельств в пользу этой гипотезы. Где первые репликаторы могли возникнуть? Сейчас их синтезируют десятки ферментов, а тогда никаких ферментов не было. Первые репликаторы возникли сами по себе, спонтанно. Каким образом? Задача очень нетривиальная, потому что эти полимеры состоят из нуклеотидов как структурных единиц, мономеров, которые тоже достаточно сложно устроены. Если просто их перемешать, ничего не произойдет. Это как бы общие соображения.

А более специфическое соображение состоит в том, что все биологические полимеры — и молекулы РНК, которые претендуют на звание первых репликаторов, и молекулы ДНК, в которых сейчас хранится генетическая информация, и белки, и олигосахариды, т. е. полимеры из сахаров, — образуются, по сути дела, в результате одной и той же химической реакции, которая называется «поликонденсация». Например, два мономера объединяются между собой или мономер присоединяется к уже имеющейся цепочке. В ходе этой реакции происходит высвобождение молекулы воды (рис. 1). Это вещь совершенно принципиальная. Если наши молекулы находятся в водном растворе, реакция присоединения не идет, потому что вода вступает в эту реакцию и толкает ее в другую сторону. Если воды много, все эти полимеры, наоборот, распадаются. РНК — быстрее, ДНК — медленнее, белки — тоже медленнее, но все эти полимеры в воде нестабильны. Внутри клеток образование и поддержание этих полимеров обеспечивается внешней энергией.

Зеленые растения осуществляют фотосинтез, животные поедают растения, хищники едят мясо этих животных и т. п. В общем, нужна энергия, которая обеспечивается специальными ферментами. Всего этого, естественно, не было в начале времен. Спонтанно эти мономеры могут объединяться, только если воды мало. Показано, что тогда при определенных условиях они образуют полимеры, не очень длинные, но, в принципе, образуют. Но когда воды совсем нет, тоже плохо, потому что этим молекулам нужно как-то взаимодействовать, двигаться относительно друг друга, и если совсем сухо, это невозможно, — тогда они неподвижны. Нужна какая-то жидкость.

(https://elementy.ru/images/eltpub/kolybel_zhizni_geotermalnye_sistemy_2_703.jpg)
Рис. 1. На каждой стадии сборки цепочки РНК выделяется по молекуле воды. По Cafferty, Hud, 2014

Первым это понял Джон Берналл, британский кристаллограф, выпустивший книжку про происхождение жизни в 1951 году1. Он полагал, что хорошее решение — это приливные зоны. Пришел прилив — есть вода, всё перемешалось. Ушел прилив — всё высохло, тогда молекулы, находящиеся рядом друг с другом, могут взаимодействовать. Это вполне разумно с точки зрения физической химии.

Собственно, в рамках этой логики флуктуирующих условий серьезные ученые с тех пор и размышляют о происхождении жизни. Классическая теория — морские приливы или пресноводные лужи, которые то высыхают, то их снова дождик заливает. Это один вариант. Другой вариант, очень интересный, на мой взгляд, и многообещающий, — это так называемые эвтектические2 системы, по-простому — переходные системы при низких температурах, когда есть вода и лед одновременно. Их изучают применительно к образованию РНК-полимеров, и группа Филиппа Холлингера в Кембридже3 достаточно давно и успешно работает в этом направлении. Полимеры у них образуются при –7 °С в солевых растворах. Понижают температуру — вода вымерзает, образуется лед, молекулы РНК взаимодействуют между собой. Повышают температуру — всё перемешивается. Дальше снова всё замораживается. Тоже вполне разумно.

С моей аспиранткой Дарьей Дибровой мы косвенно вложились в эту тему лет десять назад: выпустили статью4 совместно с профессором геологического факультета МГУ Андреем Юрьевичем Бычковым и специалистами по сравнительной геномике из США (группа Евгения Викторовича Кунина). Мы попытались понять, где возникли первые живые клетки. Сравнивая разные организмы, можно выйти на свойства самых первых клеточных организмов. Собственно, Евгений Викторович лет двадцать назад и предложил эту идеологию. А мы, изучая особенности имевшихся у этих организмов ферментов, попытались понять, где они жили. И пришли к выводу, что жили они в весьма специальных геотермальных системах.

Геотермальные системы бывают двух типов. С одной стороны — гейзеры, когда выбрасывается столб соленой воды периодически. С другой стороны — геотермальные поля, где выбрасывается не вода, а пар. Оказалось, что конденсат этого пара химически очень похож на среду внутри наших клеток. У нас там очень нетривиальная неорганическая химия: в десять раз больше ионов калия, чем натрия, чрезвычайно много ионов цинка (по сравнению с тем, сколько цинка в природе), очень много фосфата. Не похоже ни на пресную, ни на соленую воду. Оказалось, что это больше всего похоже на конденсат паровых выбросов геотермальных полей.

Такие геотермальные поля есть у нас на Камчатке, Андрей Юрьевич Бычков их как раз изучает. Собственно, мы и утверждали в статье, что первые клетки возникли где-то в тех краях... Да нет, конечно, я шучу. Журналисты тогда писали: «Жизнь возникла на Камчатке». Нет, конечно. Древняя Земля была очень горячая, она вся была покрыта этими геотермальными полями.

Может быть, самые первые репликаторы, самые первые молекулы, которые могли себя воспроизводить, тоже жили в этих условиях. Возможно, они там возникли и развились до клеток. А иначе надо предполагать, что они жили где-то еще, а потом перебрались на эти геотермальные поля. Там выбросы происходят периодически, за сутки среда много раз увлажнится и высохнет, увлажнится и высохнет... Хорошее место, где могли возникнуть первые репликаторы. Опять-таки, если посмотреть на фотографии с Камчатки, видно, что эти поля покрыты снегом, т. е. снизу горячо, а вокруг очень холодно. Есть полный набор температур, от очень высоких до температуры замерзания воды и ниже. Тогда, может быть, могла работать та самая эвтектика, которую изучает Холлингер. То есть наблюдается полный набор благоприятных для возникновения жизни условий, и он есть только на геотермальных полях.

Все подобные химические соображения исключают морскую воду. Происхождение жизни в морской воде — это, видимо, совершенно нереально. Наша статья сильно изменила представления по этому поводу, и всё больше и больше ученых, изучающих происхождение жизни, моделируют именно континентальные геотермальные системы.

— Получается, нам нужны два условия: чередование сухости и влажности плюс определенный химический состав внешней среды. Геотермальные источники — это единственный вариант? Или есть другие?

— Мы сейчас пишем статью про это на основе лекции, прочитанной три года назад в Москве5. Она есть в Интернете. Дело в том, что период в истории Земли, когда она вся была покрыта геотермальными полями, в каком-то смысле был неизбежен. Дело в том, что мы строим гипотезы по поводу условий происхождения жизни, прошу прощения за каламбур, не от хорошей жизни, а потому, что Земля существует 4,5 млрд лет, и жизнь на Земле, скорее всего, появилась довольно рано, чему есть косвенные свидетельства, а древнейших земных пород не сохранилось. Самому древнему куску породы — 4 млрд лет. Первые 500 млн лет истории Земли геологически никак не засвидетельствованы. Это беда. А связано это с тем, что на Земле происходит тектоника плит, процесс «переваривания» земной коры: она плавится, потом ее снова выносит на поверхность... Поэтому от первых 500 млн лет геологам почти ничего не осталось. Правда, есть маленькие цирконовые гранулы, очень тугоплавкие. Это крохотные камушки, которые, не плавясь, проходили через циклы расплавления и кристаллизации окружающей их породы. Самым древним из них — 4,4 млрд лет. По ним можно что-то узнать.

А вот вне Земли ситуация странным образом другая. На Марсе, например, тектоники плит не было, и значительная часть породы на поверхности никуда не делась за те же 4,5 млрд лет. На Луне тоже не было тектоники плит, поэтому лунный грунт — смесь камней очень разного возраста, и этот грунт доступен, на Землю доставили уже 80 кг и достаточно хорошо изучили. То есть самой древней геологической земной летописи нет, а лунная — есть. И там очень много интересных обстоятельств выявляется.

Главный вывод — Луна образовалась из Земли. Изотопный состав по кислороду, по железу у Луны и Земли абсолютно один и тот же. Поэтому принято считать, что Луна образовалась в результате катастрофы: где-то через 50–100 млн лет после образования Земли какая-то планета размером с Марс в нее врезалась, огромное количество земной материи вылетело на орбиту, и часть этой материи собралась и образовала Луну. Можно прикинуть, сколько энергии надо, чтобы выбросить на орбиту с первой космической скоростью массу Луны. Понятно, что в этот момент значительная часть мантии Земли перешла в газообразное состояние. Оставшаяся мантия, естественно, была расплавлена, а дальше этот океан магмы, которого не могло не быть, остывал. После того, как образовалась новая земная протокора, Земля продолжала остывать благодаря вулканической активности. Чтобы сбрасывать тепло, вулканов должно было быть очень много, и вокруг каждого вулкана были свои геотермальные поля. В общем, это было общее топологическое пространство переходящих друг в друга геотермальных полей, покрывающих Землю. Собственно, ничего другого после лунообразующего события быть, вроде, и не могло. Сейчас таких геотермальных полей штук десять на всю Землю, это экзотика. А тогда всё было ими покрыто. И это не просто гипотеза.

Недавно опубликована модель остывания Земли по этому механизму6. Именно тогда, спустя 100–200 млн лет после возникновения Земли, могла запуститься жизнь. Так что это было интересное время с точки зрения физики Земли.

А еще там должна была быть нетривиальная химия, потому что биологические молекулы образованы из структурных единичек, кирпичиков, где есть углерод и азот, связанные друг с другом. Из них сложены колечки нуклеотидов, такая же углерод-азотная пептидная связь объединяет две аминокислоты в белке (рис. 2). Это интересно, потому что в неорганической природе нет минерала, в котором есть связь между углеродом и азотом. Одним из первых вопросом возникновения связей углерод-азот занимался Лев Михайлович Мухин из Института космических исследований Академии наук в 1970-е годы. Он поехал на Камчатку и обнаружил в вулканических извержениях цианид, состоящий как раз из связанных между собой атомов углерода и азота7. Эта связь, видимо, образуется в химическом реакторе, каковым служит вулкан, при температуре 1000–1200 °С. Мухин обнаружил достаточно большие концентрации цианида, который, видимо, липнет к лаве, поэтому ученый извлекал его прямо из лавовых образцов.

(https://elementy.ru/images/eltpub/kolybel_zhizni_geotermalnye_sistemy_3_703.jpg)
Рис. 2. Формамид — «свободноживущая пептидная связь». Пептидная цепочка — полимер из формамидных групп. umbc.edu, c изменениями

Много хороших химиков работают по этой теме. Дело в том, что, если вы берете цианид и начинаете проводить с ним химические реакции, из цианида получаются и нуклеотиды, и аминокислоты, и всё, что хотите, даже сахара странным образом получаются. Джон Сазерленд из Кембриджа, начиная с цианида и используя разные катализаторы, получил и нуклеотиды, и аминокислоты, и много чего еще8.

А параллельно в Италии работает группа под руководством двух профессоров, Энрико ди Мауро и Раффаэле Саладино. Они взяли другое вещество, формамид — это цианид, связавший молекулу воды. Тоже простенькая молекула. Чего они только за двадцать лет с ней не делали... В ходе одной из последних работ Энрико ездил в Дубну к профессору Евгению Красавину, там они облучали формамид протонным пучком, имитируя космическое излучение, и тоже получили нуклеозиды, аминокислоты, органические кислоты, сахара9.

Интересно, что формамид — это жидкость, причем она кипит при 200°С. Температура кипения воды 100 °С тоже достаточно высокая; она обусловлена тем, что молекулы воды образуют водородные связи друг с другом. В формамиде межмолекулярные связи крепче, поэтому температура кипения выше. Так возникла следующая идея: если есть источник формамида (вулканический или атмосферный, потому что облака формамида даже в Галактике плавают, это простое вещество) и происходит испарение за счет, например, высокой температуры, то вода улетит, а формамид останется. И тогда мы можем получать все необходимые биополимеры, потому что воды нет, а формамид — кирпичик, из которых эти биополимеры сложены, и он эти полимеры не гидролизует, он как раз их всячески стабилизирует, это показано.

Таким образом, есть и такой вариант: жизнь могла зародиться в жидком формамиде с какими-то примесями или, например, в растворе с 80% формамида и 20% воды. Причем такой раствор ведет себя как антифриз. Это совершенно серьезно. Я пытался понять, какова температура замерзания формамида, до каких температур он может быть эвтектическим раствором. Выяснилось, что чистый формамид замерзает почти как вода, при 2 °С, а вот смесь формамида и воды замерзает уже при –20 °С. А если добавить еще какой-нибудь этиленгликоль, получаются дикие температуры замерзания, в районе –50 °С. Об этом я как раз узнал, найдя американский патент 1950-х годов на автомобильный антифриз.

В реальной природе, естественно, была смесь самых разных соединений, так что могла существовать жидкая среда при температурах существенно ниже нуля. И это, на самом деле, хорошо, потому что еще одна проблема этих РНК-полимеров в том, что они быстро разрушаются при высокой температуре. А в холодной, безводной или маловодной жидкой среде реакция поликонденсации РНК-подобных мономеров могла быть сдвинута в сторону их образования, так что таким озеркам антифриза и не надо было даже высыхать периодически для возникновения жизни. Атмосфера Земли при ударе потерялась, и ее наработка за счет работы вулканов заняла миллионы лет. Так что атмосферное давление было низким, и вода испарялась безо всякого нагрева.

Кстати, один из парадоксов происхождения жизни — так называемый парадокс тусклого Солнца. Дело в том, что Солнце 4,5 млрд лет назад излучало на 30% меньше энергии, чем сейчас, а излучение было сдвинуто в синюю область, т. е. было меньше инфракрасного, теплового излучения. По разным оценкам, на Земле была температура от –50 до –30 °С. Это дополнительный аргумент в пользу геотермальных полей, обеспечивавших широкий диапазон температур.

— Насколько я понял, все эти условия требуют молодой геологически активной планеты. Поэтому вопрос: какие временные рамки возникновения жизни на Земле?

— Я уже старался показать, что полезную информацию можно извлечь из совершенно нетривиальных с точки зрения окружающей нас водной химии свойств биомолекул. Образующие их органические молекулы тоже необычны. Они потому и называются органическими, что химики открыли их в организмах, а в неорганической природе их нет или очень мало. Чем органические молекулы отличаются от неорганических? Органические молекулы содержат так называемый восстановленный углерод, т. е. атомы углерода в биомолекулах образуют связи с атомами водорода.

Как правило, органические, «восстановленные» молекулы окисляются, когда атомы водорода заменяются атомами кислорода — сильного окислителя, обладающего высоким сродством к электронам. При этом способность всей молекулы отдавать электроны на сторону, т. е. самой служить восстановителем, уменьшается. Поэтому благодаря атмосферному кислороду мы сейчас живем в окисленной среде.

В неорганической же природе углерод существует в виде углекислоты, СО2, предельно окисленной формы углерода. Поэтому жизнь устроена так, что, используя внешние источники энергии (например, свет при фотосинтезе), биосфера восстанавливает углекислоту до органических молекул. Для этого требуются протоны и так называемые восстановительные эквиваленты, а по-простому — электроны, необходимые для компенсации положительного заряда протонов. Есть десятки ферментов, которые за это отвечают, и эти ферменты очень сложные, поэтому, скорее всего, они не самые древние. Так что в начале времен органические молекулы должны были как-то образовываться сами по себе.

Тут надо сказать, что атмосферный кислород появился только после того, как некоторые фотосинтезирующие бактерии научились использовать солнечный свет для окисления воды до кислорода; биогенный кислород постепенно накапливался в атмосфере; примерно 2,5 млрд лет назад резко повысилась степень окисления минералов — произошла кислородная катастрофа. А в течение предшествовавших ей двух миллиардов лет окружающая среда Земли была более восстановительной.

Начиная с Опарина принято считать, что обладающие восстановительными свойствами древние атмосфера и океан могли способствовать образованию органических соединений из углекислоты.

Дело, однако, в том, что для восстановления углекислоты, например при фотосинтезе, используются восстановители настолько сильные, что они окисляются не только кислородом, но и водой. Сейчас от окисления их защищают ферменты, внутри которых они «спрятаны». А вот без белков такие восстановленные соединения могли сохраняться только если воды не было. Вода относительно органических молекул нашего организма — окислитель. Вода не только разрушает связь между мономерами наших полимеров, но и может окислить многие молекулы нашего тела; другое дело, что это очень медленно происходит.

По уже упоминавшимся цирконовым гранулам геологи установили, что земная мантия обладала сверхвосстановительными свойствами только в течение первых 100–150 млн после образования Луны. Потом мантия подокислилась, видимо, взаимодействуя с водой. Так что, скорее всего, «окно» для возникновения жизни — 100–150 млн лет после образования Луны. Временные рамки достаточно жесткие. По другим критериям Беннер и соавторы тоже дают оценку 4,35 млрд лет10. А с тех пор Земля всё окисляется и окисляется.

Сначала увеличилось количество воды, и организмам пришлось приспосабливаться к этой гадости; вода для них — жуткий яд.

Прошло два миллиарда лет — появился кислород, потому что предки цианобактерий научились использовать энергию солнечного света, чтобы разлагать воду, отбирать у нее электроны и производить кислород. В ответ на это жизнь стала дальше приспосабливаться, появились многоклеточные организмы. До этого в них не было нужды. В общем, на Земле всё время идет приспособление жизни к ухудшающимся условиям. Для этого нужно становиться сложнее. Тогда можно выживать.

— Обязательно ли для возникновения жизни такое катастрофическое событие, как образование Луны?

— Скажу по-простому: не знаю. Мы реконструируем геохимию древней Земли по геохимии Луны. Скорее всего, земная протокора исходно обладала бы сверхвосстановительными свойствами в любом случае, а потом вода, высвобождавшаяся при затвердевании мантии, выходила бы на поверхность и окислила бы земную кору. Всё равно было бы какое-то «окно», когда органические молекулы могли образовываться на поверхности Земли сами по себе.

Для меня лично вся эта история с геохимией Луны, в которую я нечаянно влез, хотя я и биолог, оказалась очень важной, потому что еще одно из странных свойств живых организмов — большое количество ионов цинка внутри клеток. Из переходных металлов цинка там больше всего.

Как я уже говорил, мы воссоздавали среду обитания первых клеток по свойствам реконструированного Куниным набора ферментов, которые были у общего предка всех клеточных организмов. Они есть у всех свободноживущих организмов — значит, они были у общего предка. (Может быть, были еще какие-то общие ферменты, которые кто-то потерял, об этом можно дискутировать.) Многие из этих всеобщих ферментов странным образом оказались зависимы от ионов цинка как помощников при ферментативных реакциях или структурных элементов. Например, ион цинка образует две связи и «сшивает» два участка белка. Другая странность в том, что эти древние ферменты за одним исключением не используют железа, хотя его в земной коре в тысячу раз больше, чем цинка. Исходя из подобных соображений, мы написали несколько лет назад, что в истории жизни был какой-то период, когда вокруг было очень много цинка11. Мы назвали это «цинковым миром» и предложили геологическую гипотезу, почему так могло произойти, но сами понимали, что она не очень убедительна. То есть биологическая летопись говорит о том, что когда-то было много цинка, а почему — неведомо.

И вот что замечательно: в лунных породах цинка в сто раз меньше, чем на Земле. Улететь, как водород, он не мог — цинк тяжелый. Магния на Луне примерно столько же, сколько на Земле, а он в три раза легче цинка. Специалистов по геохимии Луны очень интересовало, куда подевался лунный цинк и они вроде бы разобрались12.

Итак, когда внешняя планета, именуемая Тейей, ударила по Земле, вынесенная ударом на орбиту материя из-за высокой температуры в несколько тысяч градусов должна была перейти в газообразное состояние, образовав протолунное облако. Со временем этот очень горячий протолунный диск, в одной из моделей называемый синестией, должен был остывать и уменьшаться в размерах. По мере остывания материя должна была переходить сперва в жидко-каплевидное, а затем и в твердое состояние с образованием частиц минералов, агрегация которых и привела к образованию Луны. И тогда эта цинковая аномалия объясняется тем, что цинк — самый волатильный, т. е. самый летучий металл. Цинк конденсируется из газовой фазы при 600–800 °С, в зависимости от давления. То есть кремниевые, содержащие железо и магний минералы уже «спекались» в Протолуну, а цинк еще оставался в газообразном состоянии. В какой-то момент этот объект уменьшился настолько, что Луна осталась снаружи — но обедненная летучими элементами. А эти элементы в конце концов выпали на Землю, причем мы полагаем, как нам кажется, разумно, что наиболее летучие элементы, а это цинк и сера, выпадали последними. Поэтому самый верхний слой (десятки-сотни метров) земной протокоры, которая образовалась поверх океана магмы, был насыщен именно ими. Цинка было много, легко прикинуть, что его было не менее 1017 кг.

Выпавший из протолунного облака цинк был по большей части металлическим. Металлический цинк — это очень сильный донор электронов, способный восстанавливать и углекислоту, и азот. Недавно была напечатана работа в Science, в которой все четыре РНК-нуклеотида получилсь с использованием металлического цинка в качестве восстановителя и катализатора13. Поэтому рождение Луны для меня важно, в первую очередь, тем, что оно привело к покрытию Земли специфическим слоем, который был в буквальном смысле плодороден для образования первых репликаторов, первых клеток.

(https://elementy.ru/images/eltpub/kolybel_zhizni_geotermalnye_sistemy_5_703.jpg)
Рис. 4. Унифицированный синтез всех четырех нуклеотидов с металлическим цинком как восстановителем и катализатором. Becker S. et al., 2019

— Благоприятным для образования жизни был определенный геологический период в истории ранней планеты. Вопрос: он был достаточно продолжительным для того, чтобы эволюция успела пройти путь от первых репликаторов до первых клеток?

— Хороший вопрос... Наверное, да. Если жизнь заставляет, эволюция проходит быстро. Думаю, все помнят пример из школьного учебника по биологии: белые бабочки, живущие рядом с заводами, где сжигали уголь, очень быстро, за десятки лет, стали грязно-серыми, чтобы их птички не ели. Скорость эволюции определяется скоростью изменения внешней среды. А после катастрофы, приведшей к образованию Луны, условия на Земле менялись быстро.

В общем, важно понимать, что в естественном отборе нет никакого отбирающего персонала, просто неудачные организмы погибают и не оставляют потомства. И сотни миллионов лет для эволюции от РНК-подобных молекул до клеток, в общем, более чем достаточно.

— Большое спасибо за очень интересное интервью!
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от января 02, 2023, 20:24:00
В копилку:

https://paleoforum.ru/index.php/topic,9297.msg263907.html#msg263907
Здесь много всего, но ключевое (относящееся к данной теме) я процитирую.

Цитата: АrefievPV от января 02, 2023, 15:37:11Отдельно следует указать реализацию принципа перебора/отбора/выбора в биологических системах – в популяциях организмов (в колониях (и даже в многоклеточном организме), социальных группах и т.д.).
 
Например, для одноклеточных организмов, в пределах возможностей своего интеллекта одноклеточный организм вполне может выбрать, как ему надо отвечать на воздействие среды. Но спектр воздействий, но которые он может подобрать нужную реакцию, очень ограничен, и если воздействие слишком сильное и быстрое (поступил яд в окружающую среду, исчезла пища, под которую был адаптирован организм и т.д.), то организм погибнет.
 
Другое дело, если таких организмов много, например, колонии (да ещё у них есть возможность размножаться) – тут перебор/отбор/выбор идёт уже на уровне колонии. Так как у организмов в колонии всегда имеются отличия друг от друга (кстати, при каждом акте репликации, возникают отличия), то и на такое слишком сильное и быстрое воздействие среды (прямо-таки, как «удар судьбы») одноклеточные организмы отреагируют по-разному.
 
Может так случится, что для некоторых такой «удар судьбы» окажется не смертельным – то есть, первый фильтр они проскочат. А затем пойдёт конкуренция за лучшую приспособленность к изменившимся условиям (это уже следующие пакеты фильтров) – при каждом акте репликации будут возникать изменения и, соответственно, появляется возможность отбора/выбора подходящих. Причём, для колонии в целом доступен и ГПГ, что существенно расширяет возможности интеллекта колонии.
 
Обратите внимание, перебором/отбором/выбором вариантов занимается не только каждый одноклеточный организм на своём уровне, но и вся колония в целом – при актах репликации и при ГПГ. Вдумайтесь – задействован интеллект колонии, а не только клетки.
 
В такой ситуации очень важным становиться умение выделять (и различать), чей интеллект был задействован – отдельного одноклеточного организма и/или колонии одноклеточных организмов. Это к вопросу о «надавтоматности».
 
Кстати, когда я описывал сценарии возникновения жизни на нашей планете, мне пришлось вводить стадию протоплазменной (бесклеточной) формы жизни, и интеллект такой формы жизни (по сути, включающей весь объём локальной (и периодически, глобальной) гидрогеологической системы) получался на порядки мощнее интеллекта любого современного одноклеточного организма.
 
Возможности по скорости перебора/отбора/выбора такого суперинтеллекта были гораздо (на порядки) выше, чем у клеточной формы жизни (не было непроницаемых границ), возможности по параллельно вести перебор/отбор/выбор были гораздо выше (на порядки).
 
Но цена за такое преимущество оказалась в итоге высока – протоплазменная форма жизни проиграла эволюционную гонку клеточной форме жизни. Клеточные оболочки существенно, ухудшают скорость метаболизма и обмена между разными участками гидрогеологической системы, найденными решениями (типа, клеточные мембраны не способствовали интеграции сигнальных потоков внутри системы, а, наоборот, разобщали), но зато они существенно повышают защищённость и автономность.

И, важный момент – интеграцию сигнальных потоков зачастую считают важнейшим фактором в возникновении высших когнитивных функций (и высших уровней сознания), с чем я согласен. Я ведь и сам помещаю/локализую «местообитание» высшего уровня сознания туда, где максимальный уровень интеграции сигнальных потоков, воспринимающих/анализирующих и управляющих организмом, как единым целым – в область коры (примерно, в префронтальную зону).
 
Уточняю, гомеостаз (в самой примитивной форме) возник ещё в гидрогеологической системе, как совокупность частично замкнутых/закольцованных сложных химических реакций (эдаких, гиперциклов гиперциклов), воспроизводящих самих себя (разумеется, с небольшими вариациями) в объёме гидрогеологической системы. То есть, именно вся гидрогеологическая система была живой, а не отдельные её части.
 
Ну, а сразу после переноса в протоколонии (по сути, в массивы пены – совокупности множества пузырьков с весьма «дырявыми» (особенно, поначалу) мембранами) данный гомеостаз мог существовать только в объёме всей протоколонии (в отдельной пузырьке его не было, он был единый на всю протоколонию). Это только в процессе эволюции (уже клеточной формы жизни) «гомеостатическое ядро» стало достаточно компактным и могло поместиться в клетку (с этого момента и следует считать возникновение клеточной формы жизни, протоклеточная была только переходным этапом от протоплазменной к клеточной).
 
Забавно получается – суперинтеллект гидрогеологических систем нашёл удачные варианты (включая воспроизведение генетической информации и синтеза белков) и, по сути, создал всю внутриклеточную «машинерию», а потом исчез.
 
Что характерно, данный сценарий снимает вопрос о недостаточности времени на перебор/отбор/выбор подходящего (так сказать, работоспособного варианта) – суперинтеллект на порядки сократил время (на порядки) на подбор работоспособного варианта.
 
То есть, эволюция на стадии протоплазменной формы жизни шла очень быстро (но по геологическим меркам совсем недолго – наступление первичного океана прервало эпоху протоплазменной формы жизни).
 
Важно ещё то, что никто, кроме косной природы не создавал условия возникновения такого суперинтеллекта – сама гидрогеологическая система способствует таковому возникновению. В гидрогеологической системе по вполне естественным причинам на короткое время (по геологическим меркам) создалась колоссальная концентрация сложнейших каскадов химических реакций, которая привела к появлению протоплазменной формы жизни.
 
Да, совсем ненадолго (поскольку была слабо защищена и сильно зависима от внешних условий), но этого хватило, чтобы возникла уже клеточная форма жизни. Это сродни вспышке/взрыву сверхновой, породившей кучу тяжёлых элементов, которые не могут образоваться в товарных количествах при обычном (спокойном, так сказать) горении звёзд. Гидрогеологическая система как раз и создала условия для такой вспышки...
 
Вывод из вышеизложенного может для кого-то показаться странным – основу клеточного интеллекта создал суперинтеллект ещё протоплазменной (бесклеточной) формы жизни, а отшлифовался/оптимизировался таковой клеточный интеллект в процессе эволюции уже клеточной формы жизни. Ну, а первоначальный создатель, как я и говорил, это среда.
 
P.S. Повторю свою идею: протоплазменные формы жизни на поверхностях планет (в определённые периоды эволюции последних) возникают самопроизвольно и часто (правда, они существуют недолго (миллионы лет) и быстро погибают), но редко какая из таких форм породит клеточную форму жизни. По-настоящему клеточная жизнь во Вселенной относительно нечастое явление, хотя срок её существования достаточно длительный (миллиарды лет). Эукариоты и в целом многоклеточная жизнь ещё более редкое явление. А уж технологические цивилизации – это совсем редкое явление.
 
Но всё это без учёта возможной панспермии и целенаправленного освоения технологическими цивилизациями космоса. Тут вероятность появления жизни (кроме протоплазменной формы жизни, она привязана к месту зарождения, да и появляется легко и самопроизвольно) на планетах, скорее всего, повышается, и, возможно, для отдельных категорий небесных тел, очень сильно (например, земная жизнь запросто может оказаться на каких-то телах нашей солнечной системы).
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 22, 2023, 11:48:51
К сообщению (в той теме данные рассуждения будут немного оффтопом):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,8969.msg265814.html#msg265814 (https://paleoforum.ru/index.php/topic,8969.msg265814.html#msg265814)
 
«Гомеостатическое ядро» живой системы нашего типа изначально сформировалось как замкнутая (закольцованная) на саму себя совокупность из взаимосвязанных сложных химических процессов – эдакий гиперцикл из сложных химических реакций (окончание одного гиперцикла является одновременно и началом следующего гиперцикла).
 
Таких гиперциклов (подобных друг другу) было множество в гидрогеологических системах, связанных (точнее – периодически связываемых друг с другом) в единую сеть на поверхности планеты. Именно в тот период и возник ЕО дарвиновского типа (в нашем теперешнем понимании) – эти гиперциклы возникали, воспроизводились, размножались (распространялись на соседние гидрогеологические системы) и умирали. В процессе такого ЕО оставались гиперциклы наиболее адаптированные к среде обитания.
 
Понятно, что адаптация (соответствие, согласованность) может быть как к текущим условиям, так и ко всем последующим условиям (если условия среды воспроизводятся периодически/циклически). Если система «вобрала» (типа, отразила в своей структуре в том или ином виде) в себя таковую периодичность/цикличность, то и ответная реакция на воздействия среды обитания, условия которой изменяются периодически/циклически, будет соответствовать этим средовым воздействиям. Можно сказать, что среда обучает систему (это к моим утверждениям, что среда создаёт систему, а после создания среда изменяет систему и управляет системой).
 
Обратите внимание на два момента – возможность существования системы за счёт постоянного воспроизведения своей структуры и возможность существования за счёт устойчивости/прочности своей структуры. То есть, долго существовать можно: и за счёт пассивной устойчивости, и за счёт постоянной воспроизводимости. Первый вариант характерен для систем, которые мы считаем (и обзываем) косными, а второй вариант характерен для систем, которые мы считаем (и обзываем) живыми.
 
Тут следует заметить, что наша эволюционная история ограничивает нас изначально – мы ведь начали существовать как химические процессы – в постоянной динамике (принято обзывать это дело метаболизмом или обменом веществ). И остановка этой динамики для нас равносильна смерти. Про споры, вирусы, цисты и пр., которые на первый взгляд вроде бы демонстрируют как раз такую остановку динамики, поясню ниже.
 
Замечание в сторону.
 
Необходимо уяснить, что при возникновении «ошибки/косяка/глюка» в структуре живой системы (а при воспроизведении это происходит очень часто), эволюция не «откатывает» назад структуру системы («фарш не провернут назад»), она может сформировать только «заплатки» поверх. Кстати, и в программировании этот приём весьма распространён – обычно не начинают переписывать программу (особенно сложную программу типа ОС) заново («с нуля»), а ставят «заплатку» (зачастую обзывают это дело обновлениями).
 
Поясню немного подробнее про фазы существования живых систем (в определениях я упоминаю о фазе).
 
В процессе эволюции (в результате ЕО) в живых системах возникли, как обособленные состояния, фаза активного существования и фаза пассивного существования.
 
Понятно, что изначально эти фазы мало отличались друг от друга – в одной фазе гиперциклы воспроизводились в полном объёме и с прежней интенсивностью, а в другой фазе в полном объёме, но на отдельных этапах воспроизводства и/или в отдельных каскадах реакций уже с меньшей интенсивностью.
 
Таковую особенность воспроизведения системы ЕО поддержал – зачастую это полезно для самосохранения системы в период недостатка энергетических и вещественных ресурсов (типа, уменьшить потребление при недостатке ресурсов). А когда наступил период прежнего изобилия ресурсов, то система перешла на прежнюю интенсивность воспроизводства гиперциклов.
 
Дальше – больше: теперь в одной фазе гиперциклы воспроизводились в полном объёме и с прежней интенсивностью, а в другой фазе в частичном объёме (какая-то часть каскадов реакций сильно тормозилась или вообще останавливалась) и с меньшей интенсивностью. Разумеется, останавливались те каскады реакций, которые не приводили к окончательной смерти системы – то есть, они могли быть запущены вновь при восстановлении окружающих условий (так сказать, до прежнего изобилия). Такая способность системы позволяла пережить уже более серьёзный недостаток ресурсов.
 
Постепенно в результате ЕО сформировались системы, которые могли не только уменьшать интенсивность, тормозить и/или останавливать отдельные каскады реакций, но и целые этапы воспроизводства (сначала притормаживать этап, а потом и останавливать его полностью). Опять-таки, тормозились и останавливались только те этапы, которые могли быть запущены вновь при возникновении соответствующих внешних условий.
 
Ну, и так далее – до возникновения полноценных фаз (фазы пассивного существования и фазы активного существования). Эти обособленные фазы были предтечами таких состояний живых систем как: «курица и яйцо», «растение и семя», «бактерия и спора» и т.д. То есть, правильный ответ на вопрос: «какая из фаз возникла первой?» (это как аналог вопроса: «что первично – курица или яйцо?») будет – сначала возникла живая система, а уж потом в ней возникли фазы (как обособленные состояния этой живой системы). Ну, или отвечать, что «курица и яйцо» возникли одновременно, как единый и неразделимый комплекс.
 
Возникает вопрос, почему таковые фазы не возникли (вообще-то они там были в качестве предтеч) сразу в момент рождения живых систем? Ответ простой – изначально живые системы нашего типа возникли как динамические воспроизводящиеся процессы, полностью зависимые (без намёка хоть на какую-то автономность) от среды обитания. В тогдашних существующих условиях, таковые процессы (и им подобные) возникали автоматически, и называть их живыми можно лишь с большой натяжкой (автономность там практически никакая).
 
Отвлекусь немного.
 
Вообще, наделение живых систем некоей субъектностью возникает вследствие иллюзии – люди не могут выявить внешние первопричины стремления к самосохранению и помещают эти первопричины внутрь системы. Причина (и возникновения, и функционирования, и «проактивности») всегда лежит вне рассматриваемой системы.
 
Напомню основное свойство/качество наблюдателя любого уровня – он всегда является локальным и актуальным отражением действительности. Локальным и актуальным – то есть, по определению, ограниченным. И при выделении любой системы он не может отразить в себе то, что находится за границами выделения (перевёл «взгляд» – и границы сдвинулись). Однако почему-то людям это сложно понять...
 
И ведь даже просто осознание, что причины настоящего лежат в прошлом (а по моим представлениям – сразу и в прошлом, и в будущем) уже должно навести на мысль, что причины происходящего всегда внешние (ведь и прошлое, и будущее – вне настоящего). Но этого не происходит – люди в своих размышлениях, представлениях, рассуждениях, объяснениях следуют выученному шаблону размышлений/представлений/рассуждений/объяснений. «Реактивный» у людей ассоциируется с косным (типа, самости-то нет, прямые и непосредственные реакции на воздействия), а «проактивный» ассоциируется с живым (типа, причины активности внутри, субъектность в наличии). И ведь мало кто задумывается о сути (и об истоках) таковой «проактивности»...
 
Продолжу.
 
То есть, первые живые системы были практически полностью «реактивными», «проактивность» в них не просматривалась. Но подобие ЕО (именно в дарвиновском понимании) уже было. Скажу больше – я считаю, что там было не просто подобие ЕО, а самый настоящий ЕО. 
 
Усложнение среды обитания таких первичных живых систем неизбежно приводило к усложнению самих живых систем (опять напоминаю: инициатор и ведущий – это всегда среда). Первичный этап усложнения системы можно обозвать «тупым» наращиванием сложности («слипание» нескольких гиперциклов, «облипание» гиперцикла всяким там «обвесом» и т.д.). Такое «тупое» усложнение систем было естественным процессом во многих случаях в той конкретной среде обитания (напоминаю – всё это «варилось» в гидрогеологических системах, в объёмах и на поверхностях (водной, дне и стенках) прудов и проток гидрогеологических систем).
 
А вот оставались (выживали и успешно распространялись) только те системы, которые оказались способными к формированию реакций на воздействия среды на протяжении всего периода/цикла (суток, сезона, года и пр.). То есть, оставались те системы, которые смогли отразить в своей внутренней структуре внешнюю периодичность/цикличность изменений средовых условий. Иначе говоря, оставались только системы, обученные ответным реакциям (знающие как надо реагировать) на весь период/цикл изменений среды. Сложность таких выживших систем уже можно обозвать функциональной сложностью.
 
Понятно, что такое обучение (то есть, знание и способность к адекватным реакциям на изменения среды на протяжении целого года) не гарантирует выживания на долгосроке, но как первый шаг к автономности (и, соответственно, к переходу от «реактивности» к «проактивности») – это вполне серьёзная заявка.
 
Кстати, обучение возможно, только если в самой структуре системы есть некий излишек/избыток «бесхозных» связей (то есть, имеется некоторая пластичность структуры, некоторый «люфт» в структуре) – когда всё до предела оптимизировано, то система к обучению не способна (малейшие изменения ведут к критической поломке и смерти).
 
Это означает, что обучение возможно только для «рыхлых/пластичных» систем – у них возможны изменения в структуре без критических повреждений. Результат обучения «прописывается» в структуре системы (изначально – только в «оболочке/обвесе», а не в «гомеостатическом ядре») и воспроизводится совместно с прочим «обвесом». Разумеется, по мере дальнейшей эволюции часть «записей» может быть интегрирована в «гомеостатическое ядро». Кстати, гомеостаз организуется (по мере усложнения системы) на разных уровнях живой системы (а не только на уровне генов) – это результат обучения с последующей оптимизацией.
 
Само собой, «рыхлые/пластичные» системы по выживаемости сильно уступают адаптированным и предельно оптимизированным системам в текущих условиях. Но при изменении условий всё меняется (зачастую, на 180 градусов) – «рыхлые/пластичные» системы выживают, а адаптированные и предельно оптимизированные к прежним условиям системы, гибнут.
 
А вот уже обученную систему в последующий период ужесточения ЕО ждёт неизбежная оптимизация – потеря лишних «бесхозных связей. Внешне это выглядит как специализация. Система становится обученной до предела – становится, так сказать, идеально адаптированной к условиям существования.
 
Оптимизированная обученная система по сравнению со своим предком – неоптимизированной обученной системой имеет преимущество (как минимум, для её воспроизводства требуется меньше ресурсов) и недостаток (она плохо обучаема для новых условий).
 
Таких циклов: «наращивание «тупой» сложности – обучение (возникновение функциональной сложности) – оптимизация/специализация» в эволюции было много. Забавно, что и на уровне нашего социального обучения (воспитания, дрессировки) происходят аналогичные процессы, но это разговор для другой темы.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от мая 29, 2023, 09:37:08
Закину мыслишку (пока сыровата, конечно, надеюсь, потом доработаю), дабы не забылась...

Эукариоты появились в колонии – колония являлась средой обитания первых эукариот. Эволюция отдельных клеток (отдельных линий) происходила совместно и параллельно с эволюцией самой колонии (типа, коэволюция клеток (протоэукариот) и колонии).

Кроме того, эволюция эукариот (как отдельных клеток, как отдельных линий) в многоклеточный организм происходила именно в форме колонии – то есть, в первую очередь шёл отбор колоний.

И даже не очень удачный вариант (для индивидуального выживания) «отпочковавшейся» клетки-одиночки («почки», из которой разовьётся колония) легко перекрывался удачливостью колонии. По сути, совместное выживание оказалось в приоритете перед индивидуальным выживанием. Ну, и как следствие, после определённого по продолжительности периода такой совместной эволюции (в виде колонии), индивидуально клетки уже не могли толком выживать (а вот в виде многоклеточного организма – запросто).

Мало того, предполагаю, что вариантов протоэукарит было много, но абсолютное большинство из них оказались тупиковые.

Принцип, благодаря которому возникали сначала протоклетки, затем  клетки (прокариоты), а потом протоэукариты и наконец эукариоты был один и тот же – интеграция геномов и прочей молекулярной «машинерии» в единое целое.

Понятно, что сначала происходила интеграция в единый объём, а потом оптимизация внутренней структуры (и, разумеется, параллельно этому, оптимизация оболочек этого объёма) этого объёма в процессе эволюции.

Интеграция в единый объём с большей вероятностью (на много порядков большей) будет происходить, если интегрируемое постоянно (или очень часто) находится поблизости и/или в непосредственном контакте. А такие условия как раз и складываются в колонии.

То есть, для возникновения эукариоты нужна соответствующая среда обитания – колония из разных видов прокариот. В аналогичных условиях появлялись и сами прокариоты – в протоколонии из разных видов протоклеток. Опять-таки, предполагаю, что вариантов протоклеток было много, но абсолютное большинство из них оказались тупиковые.

P.S. Несколько ссылок (и совсем крохотных цитат) из заблокированной темы.

Немного о проплазменной форме жизни, переходе в протоклеточную и пр. здесь:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234921.html#msg234921

ЦитироватьПодытожу: переход в клеточную (сначала, в протоклеточную) форму состоялся не поодиночке, а в виде колонии (сначала, в виде протоколонии) и геном (сначала, протогеном)  поначалу был общий для всей колонии (протоколонии) и разбросан по клеткам (протоклеткам . Дальнейшая эволюция (до полноценной клеточно-генетической формы) шла уже в протоколониях.

А здесь немного об изначальной социальности жизни:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg235197.html#msg235197

ЦитироватьВыскажу даже такую, парадоксальную, на первый взгляд, мысль – индивидуальное существование и, соответственно, индивидуальное поведение, возникли много позже в  эволюции живых систем.

Изначально, и существование, и поведение, были только коллективными. И первоначально такое индивидуальное (обособленное) существование (а следом, и поведение) были вовсе не нормой и нещадно отсекались ЕО. Мутанты, способные существовать индивидуально (обособленно, отдельно от колонии), имели шанс оставить потомков только при весьма необычных условиях – полнокомплектность генома и отсутствие конкурента в виде протоколонии в данной экологической нише. Причём, такая индивидуальность (обособленность) существования была весьма относительна – в общем геноме (для всей протоколонии) большинство генов были завязаны именно на коллективное сосуществование и возникший мутант их нёс в себе.

Но при определённых условиях, для протоколоний, имещих в своём составе некоторое количество таких протоклеток (мутантов-индивидуалистов), это было благом – такие протоколонии могли быстрее конкурентов осваивать освободившиеся ниши (пруды, локальные гидрогеологические системы) после гибели или ухода прежних жильцов.

Тут немного о возможном сценарии возникновения многоклеточности:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg241444.html#msg241444

Теперь несколько ссылок (и цитата) из этой темы.

Несколько важных моментов (про «маргиналов», режимы работы и пр.):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.msg255214.html#msg255214

Ещё чуток (по сценариям возникновения жизни):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.msg256540.html#msg256540
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.msg256541.html#msg256541

А вот здесь следует обратить внимание на мой комментарий (наверное, он получился слегка ироничным):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.msg256721.html#msg256721
Цитата: АrefievPV от октября 16, 2021, 17:04:23...
Происхождение жизни
http://www.evolbiol.ru/paleobac.htm
ЦитироватьВ начале было сообщество

Многие биологи полагают, что все разнообразие жизни на нашей планете происходит от единственного исходного вида – "универсального предка". Другие, в том числе крупнейший микробиолог академик Г.А.Заварзин, несогласны с этим. Устойчивое существование биосферы возможно только при условии относительной замкнутости биогеохимических циклов. В противном случае живые существа очень быстро израсходуют все ресурсы или отравят себя продуктами собственной жизнедеятельности.

Замкнутость циклов может быть обеспечена только сообществом из нескольких разных видов микроорганизмов, разделивших между собой биогеохимические функции (примером такого сообщества являются циано-бактериальные маты). Заварзин считает, что организм, способный в одиночку замкнуть круговорот, столь же невозможен, как и вечный двигатель.

Для этапа химической преджизни это еще более очевидно. Никакая отдельно взятая органическая молекула не сможет устойчиво самовоспроизводиться и поддерживать гомеостаз в окружающей среде. На это способны только комплексы из довольно большого числа разных молекул, поделивших между собой функции.

Скорее всего, общим предком всего живого был не один вид, а полиморфное сообщество, в котором происходил активный обмен наследственным материалом между организмами. Разнообразие, симбиоз, разделение функций, информационный обмен – изначальные свойства земной жизни.
Народ так и не сделал последнего шага в рассуждениях...

А чего проще-то – задать себе вопрос: как и каким образом обеспечивалась замкнутость циклов до клеточных организмов? И чем, в таком случае, сие образование следует считать? На мой взгляд, сие образование следует считать протоплазменной формой жизни. Но, это "на мой взгляд", а не на "их взгляд"...
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от июня 02, 2023, 19:06:35
Чуток вольных размышлизмов (закину, чтобы не забыть).
 
Способность к самосохранению появилась, когда начали возникать системы с внутренним гомеостазом – по сути, с внутренним закольцованным гиперциклом химических реакций (это, если речь идёт о жизни нашего типа). Системы в большом количестве возникали в результате сложных взаимодействий внутри среды, каждый раз заново.
 
Напоминаю: среда создаёт систему, а не система создаёт самое себя.
 
Конечно, способность систем к самосохранению (причём, в первую очередь, самосохранение в активной фазе существования) спровоцировала конкуренцию за ресурсы между системами. Разумеется, со всеми вытекающими адаптациями* для более эффективной конкуренции – оптимизация структуры, повышенную прочность/устойчивость, способность к восстановлению структуры после повреждения, экономность, возможность пережидать плохие условия в пассивной фазе существования и т.д.
 
Но вся проблема была в том, что среда создавала системы каждый раз заново, и все адаптации* происходили только прижизненно и по наследству не передавались. В самих системах никакой долговременной памяти не было, да и нужды для однократно и недолго живущих систем в такой памяти никакой не было. Мало того, наличие такой памяти сильно ухудшало другие возможные адаптации* (например, оптимизацию структуры и экономичность).
 
Одна из вытекающих адаптаций* (способность к восстановлению структуры после повреждения) оказалась достижима несколькими способами. Один из этих способов – переход в режим самовоспроизводства.
 
Строго говоря, изначально этот способ не являлся способом размножения, как стремлением к продолжению рода, это был всего лишь способ самосохраниться таким вот образом – реплицироваться в свеженькую копию, пока не разрушился оригинал (как образец для репликации). И так раз за разом – копии/реплики передавали свою структуру по эстафете от поколения к поколению и тем самым сохраняли её в череде поколений. Вполне нормальное решение.
 
А если ещё и реплик с одного оригинала получаются больше, чем одна (например, в течение жизни оригинала с него реплицируется несколько копий последовательно, или, сразу несколько копий за один акт репликации), то конкуренция уже возникнет сразу между несколькими линиями, а не только между копиями в одном поколении. Вот тут уже ЕО (в дарвиновском смысле) начнёт работать во всю мощь.
 
Замечание в сторону.
 
Понятно, что реплику создаёт по-прежнему среда, просто оригинал имеет такую специфическую структуру, что для среды энергетически выгоднее реплицировать копию оригинала, нежели создать другую систему заново (разумеется, из подходящих «блоков», находящихся в среде по месту создания). То есть, репликация систем процесс естественный (и энергетически выгодный именно для среды), а не обусловлен каким-то неведомым стремлением системы реплицироваться. И вообще, все эти стремления (и стремление к размножению, и стремление к самосохранению) являются всего лишь интерпретациями наблюдателя.
 
Кстати, именно в эту проблему – как возникла эта изначальная специфическая структура оригинала – упёрлась наука в вопросе происхождения жизни на нашей планете. На мой взгляд, этот вопрос уводит в сторону – только затрудняет и маскирует выявление сути жизни (конкретно – сути живой системы) явлением репликации. Поэтому в настоящее время людям очень трудно понять и принять идею, что репликация (хоть расширенная, хоть нерасширенная) является всего лишь способом самосохранения.
 
Продолжу.
 
Само собой, точной копии не получалось, соответственно, и свойства оригинала наследовались не полностью. Однако для реализации такой адаптации долговременная память уже не была излишеством, она могла пригодиться для следующей копии, ведь у предыдущей копии уже могли быть выработаны некоторые нужные адаптации*, которые можно было использовать.
 
И вот тут уже у меня вопрос (прямо-таки, крамольный) по изначальной специфической структуре оригинала – были ли ядром такой структуры и ядром структуры памяти только лишь нуклеиновые кислоты? Или белки тоже могли сформировать структуру ядра и/или памяти? Или поверхность минералов (апатиты) могла оказаться структурой памяти, например? Вопросы...
 
Да, в настоящее время мы видим, что нуклеиновые кислоты являются ядром и успешно справляются с выполнением функции долговременной (наследственной) памяти. Но в прошлом это ведь могло быть по-другому – ядро было образовано одной структурой, а память другой. Просто ядро и память были связаны друг с другом и реплицировались совместно. Впоследствии функции и роли могли перераспределиться.
 
Хорошей гипотезой в русле этой идеи является гипотеза «РНК-мира», но она, опять-таки, отводит ведущую (и даже – единственную) роль нуклеиновым кислотам.
 
У меня складывается впечатление, что такая структура ядра и памяти не является единственной, а сложилась именно в тогдашних земных условиях.
 
И возвращаясь к структурам ядра и памяти – только интегрировавшись (опять интеграция создаёт следующий уровень, опять выживают гибриды, опять при взаимодействии двух возникает/формируется третье) в единую систему, они смогли дать начало живым системам с генетическим кодом. 

Скорее всего, протоплазменная форма жизни не обладала геномом (изначально – точно не обладала, а позднее – вполне могло появиться нечто подобное) – геном появился только у «бутербродной» формы жизни, а потом его унаследовала протоклеточная форма жизни (протоколонии из протоклеток в массивах пузырьков пены). Но возможен вариант, что массивы пены «захапали» гены независимо от полей с «бутербродиками» с восходящими потоками пузырьков со дна и стенок прудов гидрогеологических систем.
 
Тем не менее в защиту протоплазменной формы жизни можно сказать, что реплицировалась эта форма жизни весьма успешно (даже расширенной репликацией – размножением), и захват соседнего пруда через протоку, был обычной ситуацией в то время. Долговременная память базировалась в самой протоплазме (её потомки, модифицированные до неузнаваемости – некоторые виды эпигенетической памяти). И не важно, что внешне это было похоже на рост и почкование протоплазмы, конкуренцию оно обеспечивало (как и полноценный ЕО). 

Вообще плюсов (и минусов, конечно) у такой формы жизни хватало – пруд играл роль суперклетки с огромным (просто фантастическим) прижизненным адаптационным потенциалом; полнейшая интеграция процессов, ускорявшая поиск/перебор вариантов решений неимоверно; чудовищная скорость эволюции – большую часть эволюционного пути от косной до полноценной живой предклеточного уровня было пройдено именно протоплазменной формой жизни. 

Но и минусы тоже были: паразиты там просто процветали (интеграция-то полнейшая и любой паразитарный процесс там мгновенно распространялся); попадание в гидрогеологическую систему извне воды в товарных количествах могло погубить эту форму жизни (защитной оболочки-то не было), что и произошло при наступлении первичного океана (благо процесс был растянутый, и часть процессов успела перебазироваться в массивы дырявых пузырьков пены)
 
P.S. Крамольный вопрос, это вопрос о жизни вообще, а не только лишь о земной жизни.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от июля 21, 2023, 16:35:08
Продублирую ссылку в эту тему.
Цитата: АrefievPV от июля 21, 2023, 16:30:31Есть ли альтернатива углеродно-водной жизни?
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/436822/Est_li_alternativa_uglerodno_vodnoy_zhizni
Панспермия и альтернативная биохимия
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от января 26, 2024, 08:37:06
Продублирую сюда сообщение (новость + мой комментарий):
Цитата: АrefievPV от января 26, 2024, 08:21:51Блокчейн использовали в моделировании четырех миллиардов реакций, необходимых для зарождения жизни
https://naked-science.ru/article/chemistry/blokchejn-ispolzovali-v-m
Команда химиков применила вычислительные мощности распределенной сети компьютеров, чтобы сгенерировать крупнейшую из когда-либо созданных цепей химических реакций, которые могли привести к появлению пребиотических молекул на ранней Земле.
ЦитироватьВ исследовании, опубликованном в журнале Chem, ученые использовали потенциал технологии блокчейн для решения проблем за пределами финансового сектора, которые в противном случае потребовали бы дорогих и труднодоступных суперкомпьютеров. Авторам научной работы удалось изучить (https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(23)00611-3) все возможные комбинации химической реактивности, действовавшие на первобытной Земле, и показать, что некоторые примитивные формы метаболизма могли возникнуть даже без участия ферментов.

Чтобы применить блокчейн-сеть для расчета нужных реакций, исследователи сначала выбрали набор исходных молекул, которые присутствовали на ранней Земле, например воду, метан и аммиак, установив правила, какие реакции могли происходить между различными типами молекул. Затем эту модель задействовали для расчета наиболее вероятных реакций на блокчейн-сети распределенных вычислений.

Для этого команда ученых объединила свои усилия с компьютерными специалистами, использующими искусственный интеллект для планирования химического синтеза. Вместе они создали блокчейн с использованием платформы Golem, которая организует вычисления на сотнях компьютеров по всему миру, платя владельцам ПК криптовалютой в обмен на вычислительное время их машин.

Получившаяся сеть, названная NOEL (Network of Early Life), начиналась с 11 миллиардов реакций, а затем была сжата до 4,9 миллиарда наиболее правдоподобных. В итоге NOEL содержит части хорошо известных метаболических путей, таких как гликолиз и имитация цикла Кребса, и синтез 128 простых биотических молекул, таких как сахара и аминокислоты.

Однако среди почти пяти миллиардов произведенных реакций только сотни реакционных циклов оказались «самовоспроизводящимися» — в них молекулы создавали копии самих себя. Предполагается, что именно свойство саморепликации сыграло центральную роль в возникновении жизни, но подавляющее большинство ее известных проявлений требуют сложных макромолекул, например ферментов. Полученные же результаты показали, что при наличии только небольших молекул самовоспроизведение — редкое событие, так что, как полагают авторы, это свойство появилось позднее в процессе эволюции.

В итоге совместная работа химиков и IT-специалистов не только расширила знания о ранней пребиотической химии, но и показала, как благодаря распределенным вычислениям науку можно сделать более доступной для исследователей в небольших университетах и институтах, где нет доступа к суперкомпьютерам. Более широкое использование блокчейн-платформ поможет резко изменить организацию крупномасштабных вычислений, радикально упростив их даже для игроков без высокопроизводительного «железа».

P.S. Опять забыли про среду, в которой происходили все эти «самовоспроизведения» – эти реакционные циклы ведь не в вакууме шли (кстати, даже сам реакционный цикл есть составная часть среды). То есть, это не «молекулы создавали копии самих себя», а именно среда создавала копии/реплики молекул, а молекулы здесь играли роль образцов/оригиналов для копирования/репликации.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: василий андреевич от января 26, 2024, 11:22:37
Цитата: АrefievPV от января 26, 2024, 08:37:06среда создавала копии
Если она (среда) компьютерная, вычисляющая. Да здравствует Высший Разум))))
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от января 31, 2024, 06:45:43
Происхождение жизни: неферментативная репликация
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/436987/Proiskhozhdenie_zhizni_nefermentativnaya_replikatsiya
Интервью Бориса Штерна с Александром Марковым
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от февраля 07, 2024, 09:05:53
Продублирую сюда:
Цитата: АrefievPV от февраля 07, 2024, 09:04:04Альтернативные формы жизни
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/436997/Alternativnye_formy_zhizni
Интервью Бориса Штерна с Михаилом Никитиным

P.S. Прокомментирую некоторые высказывания.

ЦитироватьКак и везде в естественных науках, в отличие от математики и философии, мы тут не можем начать с того, чтобы дать строгое определение, что такое жизнь. Но пока мы находимся на Земле и рассматриваем то, что есть на Земле, мы более-менее интуитивно понимаем, что там живое, а что не живое. То есть царства растений, животных и минералов люди выделяли тысячи лет назад.
Строгое определение (при этом, определение желательно в «зрелой» форме, а не перечнем свойств/качеств) жизни дать не могут, а только «более-менее интуитивно понимают, что там живое, а что не живое», но умудряются выстраивать сложные конструкты на такой зыбкой базе...

Грубо говоря, наша интуиция (точнее, её нейрофизиологическая основа – нейросети мозга) обучается на наглядных примерах, а размножение, это наглядно, но глубинная суть при этом не видна. И здравый смысл, в этом плане, только поверхностное осмысление результатов обучения – выделение поверхностной сути («что вижу, о том и пою»).

Судя по всему, это самое «более-менее интуитивное понимание» и завело в «когнитивный тупик». В итоге саморепликация поставлена во главу угла. Ну и, так как, в основу живого поставили, так называемую, саморепликацию, то всё остальное оказалось жёстко привязанным к этой «саморепликации». И вот тут некоторые вещи начинают нестыковаться, но люди этих нарушений логики не замечают.

Характерный пример (из цитаты ниже). Сначала умудряются заражённую вирусом клетку обозвать вирусом в активной форме, и эта клетка начинает производить вирусные частицы (типа, вирусы в покоящейся стадии). Вроде основа определения живого (саморепликация живой системой самое себя) не нарушена – вирус реплицирует сам себя (типа, активная форма создаёт покоящиеся стадии). Нормально же, да? А ничего, что клетка (хоть заражённая, хоть незаражённая), это не вирус? Вот ни в какой форме или стадии клетка, это не вирус.

Репликация, это только способ сохранения своей структуры именно для таких неустойчивых химических систем, как живые системы нашего типа жизни (то есть, главное, чтобы успела сформироваться копия структуры в реплике, пока структура оригинала не разрушена (а если реплик получилось больше, то и вероятность сохранения оказывается выше)).

При этом, если смотреть глобально, то это просто соответствие (напомню: жизнь – это живая система + её среда обитания) условий среды и структур систем-образцов/оригиналов, которые среда может реплицировать. Тут: без соответствующих систем-образцов/оригиналов не будет реплик – не с чего делать копии), а без соответствующих условий среды не будет репликации – такие системы-образцов/оригиналы данная среда не будет реплицировать (возможно, системы с другой структурой будет, но вот эти не будет).

ЦитироватьНекоторую сложность доставляли вирусы, но тут я могу сказать, что вирусы, конечно же, живые, хотя бы потому, что кафедра вирусологии находится на биологическом факультете, а не на химическом и не на геологическом. Вирусы способны к размножению, также, как и все другие живые существа, просто те формы вирусной частицы, которые кристаллизуются и более упорядочены, чем живые клетки, — это их покоящаяся стадия. А активная форма жизни вируса — это вироклетка, зараженная клетка, которая производит новые вирусные частицы. Она со всей очевидностью живая — это размножающаяся форма живого организма, вируса.
Аргумент, что «вирусы, конечно же, живые, хотя бы потому, что кафедра вирусологии находится на биологическом факультете» – это шутка, наверное.

Обозвать заражённую вирусом живую клетку вирусом в активной форме для того, чтобы наделить «живостью» вирус – это какое-то жонглирование понятиями...

На самом деле, это вынужденная мера, дабы не порушить основу определения живого – так называемую, саморепликацию. «Закрывать глаза» на то, что именно клетка создаёт реплики вируса, а не сам вирус создаёт собственные реплики – то есть, в данном случае живая клетка является средой, реплицирующей вирус, а вирус является только образцом/оригиналом для репликации – наверное, вера диктует...

И да, живая система может находиться в двух фазах (и эти фазы достаточно легко выявляются) – в активной, и в пассивной. Но изначально (в момент возникновения живых систем) чёткого разделения фаз не было, оформились/обособились  фазы в результате эволюции, как адаптации для выживания. Это ещё и к вопросу «что первично, курица или яйцо» (на базовом уровне, разумеется) – типа, какая из фаз была первичной.

ЦитироватьПотому что жизнь довольно четко отличается от неживой материи на Земле по способности к дарвиновской эволюции, по способности к неограниченной наследуемой изменчивости. Так, живые организмы производят свои копии, копии эти не являются точными — они все-таки немножко отличаются от родителей, — изменения этих копий наследуются следующими поколениями (это не одна ошибка, которая будет исправлена в следующем поколении, это наследуемое изменение), а разница между этими копиями влияет на их дальнейшее размножение. Существует отбор. Какие-то потомки с какими-то вариациями размножаются лучше, другие потомки с другими вариациями размножаются хуже и в конце концов могут исчезнуть из популяции.
Не организмы производят собственные копии, а среда производит копии организмов (организмы играют только роль образцов/оригиналов для копирования). При этом не следует забывать, что и среда, и образец, это вещи относительные – например, для молекулы ДНК/РНК, это внутриклеточная среда, а для клетки это уже внеклеточная среда, но в пределах колонии, такни, органа и т.д.

Вот здесь описана аналогия с копировальным аппаратом и упоминание о том, что репликация это только способ сохранения:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234446.html#msg234446

Здесь чуток подробнее поясняю:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,8969.msg238885.html#msg238885

Здесь попытался обозначить связь между механизмом сознания, субъектностью, механизмом самосохранения, сутью возникновения автономности живых систем:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9297.msg233720.html#msg233720

Здесь попытался расписать сценарии возникновения основ живого:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.msg265926.html#msg265926
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.msg267052.html#msg267052

ЦитироватьДарвиновский естественный отбор — это очень важный процесс. Более того, он входит в рабочее определение астробиологической программы NASA. Там определение очень короткое: «Жизнь — это химическая система, способная к дарвиновской эволюции». Но какой должен быть материальный субстрат, чтобы поддерживать дарвиновскую эволюцию? Он, строго говоря, не обязан быть химическим.
«Химическая жизнь», к которой принадлежит и наш тип жизни (атомно-молекулярная форма жизни на основе соединений углерода и воды), это только частный случай жизни.

Как уже говорил, в основе живого лежит стремление к самосохранению. Возникает таковое стремление как нарушение гомеостаза. Ну, а любой гомеостаз (любого уровня) системы всегда сводится к некоей совокупности замкнутых/закольцованных процессов внутри системы (и/или замкнутых/закольцованных процессов на этом уровне).

То есть, гомеостаз системы, если совсем уж упрощать (предельно простая система, единственный замкнутый/закольцованный процесс и т.д.), сводится к процессу, который воспроизводится раз за разом внутри системы.

Сразу уточняю – этот процесс возникает и поддерживается взаимодействиями элементов системы между собой (разумеется, часть элементов системы взаимодействует и с внешней средой – система должна быть открытой) – то есть, даже для этого процесса причины его возникновения и существования – внешние. И вообще, любая сущность возникает и существует благодаря внешним причинам (утрируя можно сказать, что «при взаимодействии двух возникает третье»).

При нарушении (например, при внешнем воздействии на систему) этого процесса, как раз и возникает направленный потенциал (процесс обладает инерцией и, как бы, стремиться продолжить «крутиться»).

Здесь приведена цепочка рассуждений, как я пришёл к тому, что следует положить в основу определения жизни:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg234477.html#msg234477

Здесь скучковал основные определения:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9297.msg267302.html#msg267302

Здесь скучковал критерии (в том числе, и «при взаимодействии двух возникает третье»):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,12369.msg258384.html#msg258384
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2024, 11:26:47
К цитате:
Цитата: АrefievPV от августа 28, 2022, 11:41:27Я уже писал, как формируется прогрессивное усложнение систем, повторю немного.
 
Естественным (и наиболее вероятным) является именно «тупое» (всякое там слипание, соединение, включение в себя всякого «хлама» и пр.) усложнение системы, не несущее какого-то преимущества, функциональности и т.д. Изменилась среда обитания, и появились возможности для наращивания «тупой» сложности – то есть, стали более вероятны такие процессы.
 
Возникновение функционального усложнения является очень маловероятным событием и чем сложнее исходная система, тем менее вероятно такое событие. Кстати, этим фактом очень часто пользуются критики и противники теории естественного возникновения жизни.
 
Функциональное усложнение систем возникает в результате ЕО, путём изменения и оптимизации структуры («тупой» сложности) систем. То есть, изменилась среда обитания в очередной раз, и сложные (с наращенной «тупой» сложностью) системы начали упрощаться, параллельно адаптируясь (типа, стали более вероятны такие процессы).
 
Мало того, возникновение новой функциональности без упрощения (исключения части элементов) также очень маловероятно. Даже паразиты, обретая новую функциональность, неизбежно упрощаются.
 
Для изменения внутренних связей надо, или что-то включить в систему, или что-то исключить из системы. Включение приведёт к наращиванию «тупой» сложности – вероятность обретения новой функциональности очень мала (система скорее сломается). Исключение приведёт к упрощению системы – по сути, к деградации системы. А вот если сначала нарастить «тупую» сложность, а потом начать терять элементы в силу естественных причин (тем самым поневоле изменяя внутренние связи), то можно с достаточной вероятностью обрести новую функциональность и сохранить сложность не ниже исходной (до наращивания «тупой» сложности).
 
Тут важно отметить сразу два принципиальных момента:
 
Функциональность возникает, как адаптация к условиям существования (как ответ системы на комплексные воздействия среды обитания на протяжении многих поколений). То есть, сама функция/функциональность требует взаимодействия системы и среды – она и рождается/возникает в процессе такового взаимодействия (функция, это, как бы, алгоритм этого взаимодействия).
 
– В процессе адаптации, практически неизбежно, «выпадают» элементы, звенья, части адаптирующейся системы (опять-таки, на протяжении многих поколений это происходит). Упрощение гораздо более вероятно, нежели некое конструктивное усложнение (упрощение, это процесс вполне естественный). Само собой, при «выпадении» элементов, в системе изменяются и её внутренние связи (типа, возникают новые связи без посредников). Однако таковое упрощение идёт на фоне формирования функциональности (на фоне адаптации) – то есть, происходит то, что можно назвать оптимизацией.
 
И если после обретения какой-то функциональности с параллельным упрощением структуры системы (то есть, оптимизацией структуры) возникает новая прогрессивная сложность, то никаким прямым (то есть, постепенным наращиванием прогрессивной сложности системы в процессе эволюции) моделированием это не объяснить – формирование такой последовательности из маленьких эволюционных «шагов» прогрессивного усложнения очень маловероятна.
 
Мало кто допускает, что эволюция идёт всеми возможными путями сразу – в том числе, через множество циклов («тупое» усложнение – упрощение + формирование функциональности). И, имея перед глазами исходную простую систему и конечную конструктивно сложную систему (после адаптации – то бишь, после обретения некоей функциональности), просто невозможно себе представить, как такое (весьма маловероятная последовательность событий) произошло.
 
Ошибка исследователей заключается в том, что, реконструируя последовательность событий, они применяют метод прямого моделирования – постепенное наращивание прогрессивной сложности системы в процессе эволюции маленькими «шагами». Но эволюционный путь оказался скорее похожим на последовательность «петель», а не линию – то есть, каждый маленький «шаг» является эволюционной «петлёй».   
 
Кстати, эти принципиальные моменты являются дополнительными аргументами к моему утверждению, что среда не только порождает систему, но и после рождения системы продолжает определять реакции системы (по сути, среда управляет системой).

Смена функции и интеграция («слипание») устраняют противоречие между постулируемым плавным поступательным эволюционизмом (эволюция путём малых эволюционных шагов, где каждый последующий шаг немножко улучшает) и его результатом (некоей системы со сложной структурой с определённым функционалом), который, исходя из здравого смысла, не мог возникнуть постепенно.

То есть, по мнению некоторых учёных, функционал системы оказывается слишком специфическим и может возникнуть только сразу/одновременно с возникновением данной системы со сложной структурой. Мол, пошагово такая система с таким функционалом возникнуть не может – вероятность такого возникновения чрезвычайно низкая. Иначе говоря, сложная составная система (у которой составные части обладают своим функционалом) возникает сразу в уже готовом виде (и функционал как структура этих частей уже является согласованным).

И главным доводом в пользу такого сценария (кстати, для очень сложных систем мало отличающегося от акта Божественного творения) является то, что невозможно существенно изменить любую часть (тем самым рассогласовав структуру и функции с остальными частями) такой системы, не разрушив структуру этой системы и/или лишив эту систему той полезной функции, которая у неё имеется.

Однако здесь не учитывается ряд существенных моментов:

– во-первых, функционал системы проявляется (и определяется) при взаимодействии этой системы с окружением в каком-то процессе. То есть, для проявления какой-то функции нужна не только некая система, но и соответствующее ей окружение (и новый функционал у системы может проявляться даже просто при изменении свойств среды – эдакая коэволюция системы и среды).
– во-вторых, функционал системы может меняться, в зависимости от свойств окружения и/или от того, в каком состоянии в среде находится система – в составе другой системы или в свободном состоянии (это в принципе то же самое, что и зависимость от свойств окружения).
– в-третьих, эту самую необычайную согласованность структур и функционала частей системы мы наблюдаем обычно у уже хорошо оптимизированных систем (они прошли долгий путь ЕО, остались наиболее эффективные системы). Но на начальном этапе, когда только ещё произошла интеграция («слипание») частей будущей сложной системы, согласованность функций и соответствие структур этих частей было слабым.

Проблема невозможности возникновения эволюционным путём необычайно точной согласованности (соответствия) всех частей системы, которые при согласованной же работе (согласованного выполнения своих функций) обеспечивают выполнение сложного и специфического функционала данной системой в целом, является надуманной проблемой. Типа, как же могли возникнуть такие сложные функциональные структуры путём малых эволюционных изменений, если любое изменение сразу же необратимо разрушает функциональность этой сложной структуры?!

С чего мы взяли, что эти части ранее по отдельности были такими же и выполняли те же самые функции, что и в данной сложной системе? Разве трудно было предположить, что части были немного другими и выполняли иные функции? Разве трудно допустить, что среда существования этих частей была другой? Разве трудно догадаться, что функционал части системы, будучи в свободном состоянии может отличаться (зачастую кардинально) от той же части, но находящейся в составе системы?

Сложная структура системы может возникнуть из более простой структуры путём постепенного усложнения – то есть, путём малых эволюционных изменений, поддерживаемых ЕО. Более сложные системы могут возникать в результате интеграции («слипания») простых (и усложнённых тоже) систем. При этом у последних (простых и усложнённых простых) может сильно меняться функционал – функционал простой системы в свободном состоянии будет не тот же самый, нежели функционал простой системы в составе сложной системы.

Отрадно читать, что в том же направлении «копает» и Никитин (полностью приведу это интервью в отдельном сообщении):

Как в мире РНК появились белки
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/437039/Kak_v_mire_RNK_poyavilis_belki
ЦитироватьТипичная рибосома состоит из трех (у бактерий) или четырех (в случае эукариот) молекул РНК и из нескольких десятков белковых молекул, которых может быть до 80. То есть это такая довольно большая и сложная молекулярная машина. Довольно трудно было бы представить, как такая машина может возникнуть путем дарвиновской эволюции пошагово, т. е. путем накопления последовательных мутаций: большинство из деталей рибосомы нельзя выкинуть, не поломав ее главную функциональность — кодируемый синтез белков. Но по мере накопления фактов, по мере изучения разнообразия рибосом, по мере изучения некоторых других биологических процессов стало понятно, что рибосома могла возникнуть эволюционным путем — путем смены функций, так же, как и другие сложные биологические системы.
ЦитироватьЗначит, во-первых, рибосома состоит из двух химических компонент: из РНК нуклеиновой кислоты и из рибосомных белков. Что делает рибосома, если разбираться конкретно? Основная химическая реакция, которую катализирует рибосома, — это пептидилтрансферазная реакция, т. е. перенос пептидной цепочки растущего белка на молекулу следующей аминокислоты. При этом происходит удлинение цепочки на одну аминокислоту. Эта реакция происходит в пептидилтрансферазном центре рибосомы, и из изучения структуры рибосом видно, что никаких рибосомных белков в пептидилтрансферазном центре нет. Он образован только рибосомной РНК, и механизм катализа в нем обеспечивается только РНК. То есть рибосома — это самый главный, самый важный рибозим, присутствующий в любой живой клетке. Это указывает на принципиальную возможность работы рибосомы в какой-то древней, примитивной, вообще без белков среде. Так что парадокс курицы и яйца у нас на этом месте не возникает: для синтеза первых белков не обязательно уже иметь готовые белки. Голая РНК с этим может справиться.
ЦитироватьВо-вторых, белки с их химическим разнообразием могли быть включены в какие-то начальные стадии гонки вооружений. Гонка вооружений — это известный эволюционный механизм, который может обеспечивать очень быстрые изменения. Все современные организмы находятся в состоянии гонки вооружений по направлению паразит — хозяин. На всех клеточных формах жизни паразитируют те или иные вирусы. И поэтому всё время среди клеток есть отбор на устойчивость к вирусам, а среди вирусов есть отбор на способность к заражению клеток хозяев. И этот отбор не прекращается никогда. Все четыре с лишним миллиарда лет, что жизнь на Земле существует, этот отбор шел и производил множество эволюционных новшеств.

И в мире РНК, скорее всего, с самых ранних этапов был в том или ином виде паразитизм. Какие-то первые паразиты могли быть похожи на современные вироиды — паразиты РНК-вирусов. Белки, распознающие такие вироиды или кодируемые самими вироидами, могли быть оружием в этой гонке вооружений. Преимущество белков тут в том, что их нельзя разрушить теми рибозимами, которые разрушают другие РНК. Белки неуязвимы к нуклеазам. Такая неуязвимость, естественно, очень полезна для средства, применяемого в гонке вооружений.

Кто первый это применил — паразит или хозяин, — мы уже не узнаем, но из-за того, что геномы тогда, наверное, были маленькими, а для рибосомы с ее обслуживающей всей периферией нужно много информации, все-таки это, вероятно, было новшество хозяев, однако сделанное под давлением паразитов. И дальше такая гонка вооружений могла поддерживать включение каждой новой аминокислоты в аминокислотный набор вплоть до современных 20. Я бы смотрел в эту сторону.

Всё, что я сегодня говорил, довольно сильно расходится, например, с тем, что вы можете прочитать в книге Евгения Кунина «Логика случая». Там он, оценивая вероятность появления жизни, считает, что самым сложным и маловероятным шагом было случайное возникновение рибосомы. То есть он не берет для рибосомы путь смены функций, путь постепенной дарвиновской эволюции из более простых предшественников, а считает, что рибосома возникла случайной самосборкой более-менее сразу, более-менее в современном размере и сложности.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2024, 13:33:13
Как в мире РНК появились белки
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/437039/Kak_v_mire_RNK_poyavilis_belki
Интервью Бориса Штерна с Михаилом Никитиным
Цитировать— Здравствуйте! Сегодня у нас опять — надеюсь, не в последний раз — Михаил Никитин. Сегодня будем говорить о втором таком интересном этапе эволюции. В прошлых выпусках мы говорили с Евгением Куниным и с Александром Марковым о том, как появился первый репликатор — то есть современные воззрения на то, что такое жизнь, определение начала самой жизни — это появление репликатора, который участвует в дарвиновской эволюции, у которого есть наследственность, изменчивость и отбор . Все сходятся на том, что первым репликатором была молекула РНК, что всё началось с РНК-мира. Но вот если бы всё им и закончилось, то это ведь было бы неинтересно. Ну, хорошо, плавают где-то там в каком-то растворе — совершенном РНК-мире — совершенные молекулы РНК, которые великолепно умеют размножаться и отлично проходят отбор. Ну и что дальше? Это раствор. Жизнь-то стала двигаться дальше, когда она обросла белками и у нее появились инструменты и тело — это всё белки уже. Сегодня, скорее всего, четких ответов на то, как это произошло, нет, но хотя бы порассуждать на эту тему с Михаилом Никитиным мы попробуем.

— Здравствуйте, Борис. Спасибо, что позвали меня еще раз. Надеюсь, что не в последний. Но, конечно, после Евгения Кунина мне довольно сложно о чем-то с ним спорить, хотя поспорить местами хочется. И немножко уточню ваши слова. На самом деле, конечно, в науке о происхождении жизни нет полного консенсуса о том, что первый репликатор представлял из себя молекулу РНК. Есть гипотезы о ксенонуклеиновых кислотах — т. е. о каких-то других полимерах, способных к образованию двойной спирали, переносу генетической информации, и более стабильных, чем РНК. Есть гипотезы о протометаболических циклах, есть гипотезы (хотя очень слабо подтвержденные) о системах реплицирующихся пептидов. Теория мира РНК — наиболее принятая, но полной общепринятости теорий в науках, изучающих события прошлого, как вы можете знать на примере космологии, наверное, не бывает.

— Есть хотя бы и не полная, но «сильная» общепринятость по поводу теории космологической инфляции.

Да, есть сильная общепринятость, что теория мира РНК имеет много недостатков, но она лучшая из худших теорий о первом репликаторе. Действительно, от первого репликатора до всепланетной биосферы, хотя бы микробной, прошло очень много эволюционных шагов, и важнейшим из них было приобретение кодируемого белкового синтеза — способности создавать белки произвольной последовательности, закодированные в молекулах РНК и впоследствии ДНК. Система, которая занимается синтезом белка в живых клетках — это одна из самых сложных молекулярных машин, и при этом она самая универсальная. Рибосомы есть так или иначе во всех клетках.

Типичная рибосома состоит из трех (у бактерий) или четырех (в случае эукариот) молекул РНК и из нескольких десятков белковых молекул, которых может быть до 80. То есть это такая довольно большая и сложная молекулярная машина. Довольно трудно было бы представить, как такая машина может возникнуть путем дарвиновской эволюции пошагово, т. е. путем накопления последовательных мутаций: большинство из деталей рибосомы нельзя выкинуть, не поломав ее главную функциональность — кодируемый синтез белков. Но по мере накопления фактов, по мере изучения разнообразия рибосом, по мере изучения некоторых других биологических процессов стало понятно, что рибосома могла возникнуть эволюционным путем — путем смены функций, так же, как и другие сложные биологические системы.

Ну вот, например, крыло птиц — это сложная система, оптимизированная для полета, и упрощенные ее версии для полета не подходят. Но происхождение птичьего крыла для нас не представляет большой сложности, потому что мы знаем, что это переделанные передние конечности других наземных позвоночных — рептилий, до того амфибий, а до того рыб. И вообще, парные конечности позвоночных возникли как плавники каких-то древних рыбообразных существ, которые потом много раз меняли функции. Вот и с рибосомой, и с отдельными ее компонентами и вспомогательными системами, работающими вокруг, тоже накоплено достаточно свидетельств того, что их эволюция происходила через смену функций.

Значит, во-первых, рибосома состоит из двух химических компонент: из РНК нуклеиновой кислоты и из рибосомных белков. Что делает рибосома, если разбираться конкретно? Основная химическая реакция, которую катализирует рибосома, — это пептидилтрансферазная реакция, т. е. перенос пептидной цепочки растущего белка на молекулу следующей аминокислоты. При этом происходит удлинение цепочки на одну аминокислоту. Эта реакция происходит в пептидилтрансферазном центре рибосомы, и из изучения структуры рибосом видно, что никаких рибосомных белков в пептидилтрансферазном центре нет. Он образован только рибосомной РНК, и механизм катализа в нем обеспечивается только РНК. То есть рибосома — это самый главный, самый важный рибозим, присутствующий в любой живой клетке. Это указывает на принципиальную возможность работы рибосомы в какой-то древней, примитивной, вообще без белков среде. Так что парадокс курицы и яйца у нас на этом месте не возникает: для синтеза первых белков не обязательно уже иметь готовые белки. Голая РНК с этим может справиться.

Если посмотреть на рибосомную РНК как на такой трехмерный пазл (см. рис.), то цепочка РНК складывается в клубок, представляющий из себя основу субъединицы рибосомы за счет нескольких типов взаимодействий. Во-первых, за счет уотсон-криковских пар между азотистыми основаниями, приводящих к образованию коротеньких двуспиральных участков-шпилек. Это двуспиральные фрагменты одной нити, сложенной пополам, т. е. с одной стороны эта двойная спираль заканчивается петлей. Следующий механизм — это солевые мостики, разные положительно заряженные ионы в разных местах рибосомы. Это могут быть как неорганические ионы (магний, калий и цинк), так и простые органические полиамины, а также сложные положительно заряженные ионы, т. е. молекулы рибосомных белков. Рибосомные белки как раз положительно заряжены — в отличие от типичных белков — большинства белков клетки. Это позволяет им компенсировать отрицательный заряд рибосомной РНК. Вот эти вот положительно заряженные противоионы позволяют отрицательно заряженной РНК преодолеть электростатическое отталкивание разных частей молекул друг от друга и свернуться компактно.

Дальше есть более тонкие и сложные взаимодействия, помогающие ей свернуться, например так называемые а-минорные контакты. Это водородные связи, которые образуются между аминогруппами аденинов одного участка РНК и гидроксильными группами рибозы другого участка РНК. При этом тот участок, который дает рибозу для этой связи, — двуспиральный, а тот участок, который дает аденины, — односпиральный. Сравнение рибосом близких видов бактерий и опыты по искусственному мутагенезу (по внесению ошибок в последовательности рибосомной РНК показывают: если этот а-минорный контакт нарушить, сломать, например заменив аденин на другое азотистое основание, то от этого страдает укладка адениновой стороны контакта, а укладка двуспиральной стороны контакта не страдает.

То есть это такой несимметричный контакт, который важен для стабильности одной своей стороны, но не важен для другой, для двуспиральной. Поэтому а-минорные контакты позволяют нам наложить на структуру рибосомы ось времени — оценить сравнительный возраст разных ее частей — какие части рибосомной РНК возникли раньше, какие позже: из-за такой несимметричности а-минорных контактов их двуспиральные стороны, скорее всего, старше, чем адениновые. И такой анализ показывает, что, действительно, самая древняя часть рибосомы — это пептидилтрансферазный центр, т. е. именно та часть рибосомы, которая удлиняет белковую цепочку. Пептидилтрансферазный центр находится на большой субъединице рибосомы. В большой субъединице рибосомы есть две или три молекулы РНК, в малой субъединице рибосомы есть одна молекула РНК.

Так вот, что важно? Важно то, что с генетическим кодом, с матричной РНК работает малая субъединица рибосомы и декодирующий центр рибосомы, который всем этим занимается: он находится пространственно далеко (на расстоянии порядка 10 нм) от пептидилтрансферазного центра. Прямого контакта между ними нет. Транспортные РНК (такие маленькие РНК-носители, которые приносят новую аминокислоты в рибосому) одним концом входят в пептидилтрансферазный центр, другим — в декодирующий. И это единственное, что связывает пептидилтрансферазный центр с декодирующим в процессе работы рибосомы. И если смотреть по а-минорным контактам, то те участки большой субъединицы рибосомы, которые контактируют с малой, моложе, чем пептидилтрансферазный центр. Если также смотреть направленные а-минорные контакты в малой субъединице рибосомы, то там тоже декодирующий центр — это самая древняя часть, а участки контакта с большой субъединицей моложе.

И по этим данным получается, что пептидилтрансферазный центр и декодирующий центр имели какую-то свою независимую историю до того, как собрались вместе, образовав рибосому. И давайте подумаем, что они могут делать по отдельности. Современную функцию рибосомы — кодируемый синтез белков — они по отдельности выполнять, конечно, не могут. Пептидилтрансферазный центр может соединять аминокислоты в цепочку, но инструментов для контроля их последовательности в цепочке у него нет. Поэтому если ему подавать все 20 аминокислот, входящих в состав современных белков, то на выходе будет получаться какая-то случайная белковая последовательность, которая вряд ли будет функциональной, и, что еще важнее, даже если она будет полезна клетке, если этот белок будет делать что-то нужное, то его не получится повторить вновь: вероятность его повторного получения будет ничтожно малой. Так, кодируемый синтез белков тут невозможен. Что же тогда полезного может сделать пептидилтрансферазный центр, который не может заниматься кодируемым белковым синтезом?

Что в простейшем случае он может сделать такого полезного и воспроизводимого? Самое простое — это гомополимерные пептиды, т. е. пептиды, состоящие из одной аминокислоты, повторенной много раз, например полиаланин или полиглицин. Но полезных функций у таких пептидов мне, к сожалению, не удалось найти по всей научной литературе. Еще такая система может производить стохастические пептиды из смеси двух-трех аминокислот. За счет уменьшения аминокислотного алфавита с 20 до двух или трех мы получаем воспроизводимость пептидов. Могут ли такие пептиды быть полезными? Могут. Про это расскажу чуть позже. И третий вариант более сложный — это пептидилтрансферазный центр, который, в принципе, мог бы с некоторыми дополнительными, несложными механизмами делать периодические пептиды — те пептиды, в которых аминокислоты чередуются каким-то регулярным образом, например АБАБАБ. Это простые пептиды, воспроизводимые пептиды, и для них есть потенциал, что они могут делать полезного.

Теперь вопрос: что полезного могут делать для развивающегося РНК-мира простые пептиды, будь они периодическими или случайными? Все белки, взаимодействующие с РНК (а в мире РНК первые белки, несомненно, должны были с ней взаимодействовать), несут положительный электрический заряд, компенсирующий отрицательный заряд РНК. Это позволяет им электростатически притягиваться. Таковы все рибосомные белки, таковы многие другие белки, взаимодействующие с РНК. И в экспериментах показано, что активность и стабильность практически любых рибозимов очень сильно повышается, если им добавить такие положительно заряженные белки. Более того, не обязательно даже добавлять белки. Работают даже гомополимерные пептиды, например пептид, состоящий из десяти остатков аминокислоты лизина — одной из двух аминокислот с положительным зарядом. Он повышает активность многих рибозимов в десятки и сотни раз. Или пептид, в котором остатки лизина случайным образом перемешаны с остатками глицина. Незаряженные аминокислоты тоже так работают.

Довольно близки к этому такие пептиды, как TAT-пептид вируса иммунодефицита человека. Это фрагмент одного из белков ВИЧ, который принимает участие в процессинге РНК этого вируса. Если этот короткий 9-аминокислотный пептид химически синтезировать отдельно от вируса, он тоже помогает стабилизации самых разных рибозимов в пробирке. Он тоже положительно заряжен. То есть если у нас есть положительно заряженные аминокислоты, то с их помощью любой пептид, будь то с правильным чередованием, будь то случайный, может быть полезен миру РНК. И вот это уже выглядит как хорошая такая функция для проторибосомы, для отдельного пептидилтрансферазного центра. Были эксперименты, когда рибосомную РНК большой субъединицы (а она длинная, более 3 тыс. нуклеотидов) пытались сильно укоротить и посмотреть, сохранится ли пептидилтрансферазная активность. Оказалось, что ее можно сократить почти в шесть раз, примерно до 600 нуклеотидов, и пептидилтрансферазная активность сохраняется.

Более того, есть еще более короткие варианты, вплоть до 150 нуклеотидов, которые частично сохраняют слабую пептидилтрансферазную активность, если им давать аминокислоты на носителе — на транспортной РНК. То есть проторибосома могла быть во много раз проще современной рибосомы.

Она могла быть не просто безбелковой: еще ее РНК могла быть гораздо короче в пределах длины известных экспериментально полученных рибозимов, каталитических РНК. Если у нас есть положительно заряженные аминокислоты, то, чередуя их с каким-нибудь простым глицином и аланином, мы можем сделать пептиды, весьма полезные для самых разных рибозимов.

Не сохранилось ли что-то подобное в клетке сейчас? Если посмотреть на структуру рибосомных белков, то несколько из них — это белки большой субъединицы L2, L3, L4 и L22, которые глубже всего входят в большую субъединицу. У них есть довольно длинные участки почти такой же структуры. В них нет ни альфа-спиралей, ни бета-слоев, характерных для типичных белков, которые сворачиваются в компактный клубок. Это не клубки, а такие ленты, вставленные в узкие щели в клубке РНК, несущие большой положительный заряд. Они богаты положительно заряженными аминокислотами, лизином и аргинином, и почти на две трети состоят из этих двух заряженных аминокислот, чередуемых с самыми простыми аминокислотами — с глицином, аланином и пролином. Таким образом, их аминокислотный состав очень сильно перекошен по сравнению со средними клеточными белками.

Тут есть некоторая сложность, связанная с химией лизина и аргинина. Эти две современные положительно заряженные аминокислоты, во-первых, довольно сложные: у них длинные и сложные пути биосинтеза (у аргинина восемь стадий, а у лизина — девять), и они не обнаруживаются в разных опытах по абиогенному синтезу аминокислот, начиная с опыта Миллера (см. врезку). Но и в опыте Миллера, и в метеоритной органике встречаются более короткие и простые положительно заряженные аминокислоты, такие как орнитин, диаминомасляная и диаминопропионовая. Более того, эти короткие положительно заряженные аминокислоты есть даже в живых клетках. Орнитин есть у всех организмов как предшественник аргинина в биосинтезе; диаминопропионовая и диаминомасляная бывают у микробов в составе некоторых пептидных антибиотиков.

Получается, жизнь имела возможность попробовать эти коротенькие положительно заряженные аминокислоты в составе белков, но почему-то их там не выбрала. Моя гипотеза здесь состоит в том, что на самом деле они входили в состав древних белков, но были вытеснены впоследствии более длинными и сложными лизином и аргинином, потому что вот эти короткие положительно заряженные аминокислоты не вписываются в альфа-спиральную укладку белка. То есть альфа-спираль ломается при попытке встроить в нее эти коротенькие положительно заряженные аминокислоты. Их положительный заряд нарушает водородные связи, скрепляющие альфа-спираль. При этом с бето-слоевыми структурами они совместимы. И, конечно, они полностью совместимы с неструктурированными белками, такими, как вот эти глубокие рибосомные белки. И синтетические пептиды с этими аминокислотами прекрасно помогают рибозимам ничуть не хуже, чем с лизином и аргинином.

Тут я предполагаю, что было вымирание некоторых аминокислот в белковом алфавите и замена их другими, более сложными, — лизином и аргинином. Эти древние положительно заряженные пептиды могли быть первым продуктом проторибосомы, который поддерживался естественным отбором.

— А теперь давайте я попробую изложить то, что понял, а вы меня проконтролируете. Зачем понадобились коротенькие положительно заряженные аминокислоты? Для компенсации: РНК стала продуцировать коротенькие пептиды ради того, чтобы скомпенсировать свой отрицательный заряд. И таким образом у них появилась как бы большая степень свободы. Правильно я понял вот это самое начало?

— Появилась возможность компактно сворачивать более крупные, более сложные молекулы РНК.

— Хорошо. Дальше вот эти самые первые пептиды оказались неудобными, потому что они как бы не вписывались в какие-то более сложные структуры белков, и поэтому эволюционно они в конце концов заменились на другие, может быть, менее заряженные, но, так скажем, более удобные. Правильно ли я это понял?

— Электрический заряд там и там единичный, одна аминогруппа — и у лизина, и у аргинина, и у их древних аналогов, просто у лизина и аргинина она вынесена дальше от остова пептидной цепи, на более длинной боковой веточке. Она отодвинута подальше.

— Спасибо, немножко вернулись, и чего-то вроде начало доходить. Теперь давайте дальше.

— Ну, главная идея — про то, что некодируемый синтез пептидов мог быть функцией проторибосомы без малой субъединицы. Проторибосома могла из какого-то очень простого аминокислотного набора, в две-три, может быть, даже в одну аминокислоту, собирать либо периодические, либо случайные пептиды, которые были поддержаны естественным отбором, потому что они были положительно заряжены, и это помогало рибозимам. Это их стабилизировало и активировало.

Как теперь от этого перейти к кодируемому белковому синтезу? Для этого надо, во-первых, чтобы появилась малая субъединица рибосомы и правильно соединилась с большой, а для этого нужны адаптеры, т. е. молекулы транспортных РНК, которые являются такими главными молекулярными мостами между последовательностью нуклеиновой кислоты и последовательностью белка. Рибосому можно обмануть, если подсунуть ей аминокислоту на не своей, не соответствующей ей транспортной РНК. Рибосома тогда сделает неправильный белок; у нее нет никаких средств эту ошибку заметить и тем более исправить. А вот у транспортной РНК-адаптера, с одной стороны, есть так называемая антикодоновая петля, в которой есть антикодон, три нуклеотида, комплементарные трем нуклеотидам в матричной РНК, кодирующим ту самую аминокислоту (см. схему вторичной структуры тРНК). И, с другой стороны, у нее есть акцепторный стебель, на который присоединяется аминокислота. В современном мире правильное соединение аминокислот — это работа семейства из 20 ферментов аминоацил-ТРНК-синтаз. Их 20 — по одному на каждую аминокислоту — каждый опознает соответствующие этой аминокислоте транспортные РНК. (Транспортных РНК на самом деле больше 20, их порядка 40 или 50 у разных организмов, потому что кодонов в генетическом коде всего 64, из них 61 кодируют те или иные аминокислоты.) Поэтому для опознания всех кодонов нужно больше 20 вариантов антикодонов. Точность, соответствие аминокислоты и транспортной РНК, проверяет только аминоацил-ТРНК-синтаза.

Откуда вообще возьмется соответствие между 20 типами транспортных РНК с 20 или более типами антикодонов и 20 аминокислотами? Для работы пептидилтрансферазного центра даже в контексте некодированного белкового синтеза аминокислоты должны быть несвободными, они должны быть прикреплены к какому-то РНК-носителю, аналогично транспортной РНК. Полноценная транспортная РНК — молекула в виде трилистника из трех шпилек и двуспирального участка, заканчивающегося акцепторным стеблем без петли, — для этого не обязательна. Можно сократить транспортную РНК до одной шпильки, до одного двуспирального участка. Если у нее акцепторный стебель всё еще такой же, как у транспортной РНК, то пептидилтрансферазный центр может ее принять и может использовать для сборки пептида. То есть у транспортных РНК могли быть более короткие и более простые предшественники.

Вот тут есть очень сложное место, которое я не уверен, что смогу кратко и понятно объяснить. На тему возможного соответствия аминокислот и их кодонов за десятки лет — с момента открытия генетического кода — сломано было очень много копий, и очень много крупных ученых приложило к этому руку. И количество противоречивых гипотез там просто чудовищно. Значит, самое простое, что напрашивается: есть какое-то соответствие по форме молекулы между аминокислотой и ее кодоном.

Эта гипотеза имеет несколько недостатков. Во-первых, кодон — больше, чем аминокислота. Кодон — это три нуклеотида, это по длине цепочки в шесть раз больше, чем одно аминокислотное звено в белке. Хотя, конечно, никто не может запретить взаимодействие аминокислот с кодонами, но если у нас есть две аминокислоты, взаимодействующие с двумя соседними кодонами, то они будут слишком далеко, чтобы их можно было связать.

Во-вторых, когда пытались экспериментально это проверить, делая РНК, отобранные на связывании различных аминокислот (так называемые РНК-аптамеры), были получены РНК-аптамеры, которые хорошо связывают аминокислоты с крупными и сложными молекулами (такие, как аргинин, лейцин или фенилаланин), но не получилось хороших аптамеров для самых простых аминокислот, таких как глицин и аланин. А на заре пептидного синтеза, несомненно, глицин и аланин были среди самых древних. Вот этот аптамерный механизм прямого взаимодействия аминокислоты с кодоном явно, если и поучаствовал, то не с самого начала развития генетического кода и не для всех аминокислот. Возможно, он даже и практически не сыграл роли.

Что мне здесь нравится больше? Посмотрим на то, как аминоацил-тРНК-синтетазы узнают транспортные РНК. Рибосома узнает транспортные РНК по их антикодоновой петле. Но аминоацил-тРНК-синтазы антикодоновую петлю, как правило, не проверяют. Большинство аминоацил-тРНК-синтаз, в том числе все аминоацил-тРНК-синтазы для древних и простых аминокислот, включая глицин, аланин, пролин и аспартат, проверяют только акцепторный стебель — только ту часть молекулы транспортной РНК, к которой они будут присоединять аминокислоту. Что тут можно заметить? Разные транспортные РНК они узнают по последовательности нуклеотидов акцепторного стебля, и в первую очередь по трем первым парам нуклеотидов этого акцепторного стебля. Эти три первые пары нуклеотидов называются рабочим кодом — operational code в англоязычной литературе.

И вот тут есть забавное совпадение, что именно для древних аминокислот — для глицина, аланина, аспартата, валина и пролина — рабочий код совпадает с одним из кодонов для этой аминокислоты. Для других аминокислот не совпадает, а для древних и простых совпадает. Случайно ли это? Мне кажется, что нет. Более того, если посмотреть на структуру современных транспортных РНК, в них видны некоторые тенденции к внутренним повторам: транспортную РНК можно собрать путем дупликации двух одинаковых более коротких шпилек. И при такой сборке путем дупликации антикодоновая петля возникает именно как копия рабочего кода. То есть если происходила внутренняя дупликация прототранспортных РНК, то первые антикодоновые петли были копиями первых рабочих кодов. И рабочий код для глицина, аланина, пролина и еще там пары аминокислот до сих пор это отражает, совпадая с их кодонами и не совпадая в случае других более поздних аминокислот. Таким образом, если в какой-то момент произошла дупликация в РНК-носителях аминокислот, предшественников транспортных РНК, наделившая их антикодоновыми петлями — копиями рабочего кода, — то эти антикодоновые петли могли образовывать комплементарное взаимодействие с каким-нибудь торчащим концом рибосомной РНК, древней проторибосомы и за счет этого обеспечивать какое-то более сложное или более воспроизводимое чередование аминокислот. Но для этой проторибосомы последовательность ее белкового продукта была жестко в ней самой зафиксирована, в последовательности ее собственной рибосомной РНК, — это некоторый шаг к коду, но это еще не код. Кодом он стал, когда появилась отдельная сменная матричная РНК, взаимодействующая с антикодоновыми петлями, и малая субъединица, которая это взаимодействие организует.

Откуда могла появиться малая субъединица? Она, строго говоря, не катализирует никаких химических реакций, но что происходит в ее декодирующем центре? Там происходит взаимодействие антикодоновой петли транспортной РНК и кодонов матричной РНК — три нуклеотида с одной стороны, три нуклеотида с другой стороны. Она контролирует, чтобы там было точное комплементарное совпадение на каждом шаге белкового синтеза. А между шагами малая субъединица обеспечивает продвижение всей системы на три нуклеотида вдоль матричной РНК, переходя на следующий кодон, выбрасывая использованную транспортную РНК и предоставляя место для входа следующей транспортной РНК, несущей следующую аминокислоту. Какие другие, не связанные с белковым синтезом процессы, это напоминает? Взаимодействие двух цепочек РНК и проверку их комплементарности. Это близко к тому, что происходит в системе копирования РНК, например в зависимых РНК-полимеразах. Не исключено, что малая субъединица РНК — это потомок того самого рибозима, который мечтали воскресить все ученые, занимавшиеся искусственным отбором рибозимов. Рибозима — РНК-зависимой РНК-полимеразы. Только, судя по тому, что он двигается шагами по три, он присоединял нуклеотиды к растущей цепочке не по одному, как белковые РНК-полимеразы, а сразу триплетами, тройками — рибозим трипликаза. Насколько мне известно, первым эту гипотезу предложили у нас в 1980-е годы на кафедре вирусологии, но тогда ей не было уделено внимания, она была опубликована только на русском языке в не самом известном журнале и была бы потеряна, если бы Евгений Кунин, учившийся на той же кафедре, не запомнил это и не упомянул впоследствии в своих работах, уже будучи знаменитым ученым с гигантским списком публикаций.

Вполне возможно, что малая субъединица рибосомы — это потомок того самого главного рибозима, который копировал все остальные рибозимы в мире РНК до появления белков. У нее была своя интересная трудовая биография до вхождения в состав рибосомы — ничуть не проще, чем у пептидилтрансферазного центра, делавшего случайные или периодические пептиды. На этом месте можно уже говорить о переходе от проторибосомы к рибосоме и о появлении генетического кода и синтеза произвольных белков, но, конечно, в рамках доступного аминокислотного алфавита. Скорее всего, на этом этапе аминокислотный алфавит был гораздо меньше современного.

Какие аминокислоты туда могли входить? Туда заведомо могли входить самые простенькие — глицин, аланин, пролин, что-то положительно заряженное, ну и, наверное, еще аспартат и валин, для которых тоже есть совпадение рабочего кода с антикодоновой петлей. В минимальном варианте кодируемый синтез белков мог начаться всего с шести аминокислот. На самом деле, это не так уж мало. В этом наборе есть вымершая аминокислота с положительным зарядом, аминокислота с отрицательным зарядом (аспартат), аминокислота гидрофобная (валин), аминокислота без особых примет (аланин), аминокислота гибкая (глицин). По глицинам белковая цепочка гнется гораздо лучше, чем по другим аминокислотам. И есть аминокислота жесткая (пролин), которая, наоборот, образует неразгибаемые повороты. Получается, для трехмерной укладки белков вся принципиально важная функциональность на этом этапе уже есть. Из такого набора уже можно построить белки, способные свернуться в клубок самостоятельно, а не помогать сворачиванию РНК. Среди них уже могут быть какие-то ферменты, какие-то белки с каталитической активностью, в первую очередь за счет того, что остатки аспартата (аспарагиновой кислоты) будут связывать разные катионы металлов — магний, калий, кальций, цинк и т. п.

Дальше, скорее всего, расширение аминокислотного алфавита шло по нескольким линиям. Во-первых, туда добавлялись другие аминокислоты, важные для ферментативного катализа, — гистидин, серин и цистеин. Гистидин с имидазольной группой — это кислотно-основной катализ. Цистеин — серосодержащая аминокислота, т. е. связывание железа, меди, цинка и окислительно-восстановительной реакции через дисульфидные мостики. Серин — это аминокислота с спиртовой группой, тоже для кислотно-основного катализа. Дальше добавлялись ароматические аминокислоты — фенилаланин, тирозин, триптофан. Во-первых, они объемные, а во-вторых, фенилаланин — самая объемная из гидрофобных, обеспечивающая образование плотного стабильного гидрофобного ядра у белкового клубка, у белковой глобулы. Они же за счет стэкинг-взаимодействия позволяют лучше связываться белкам с нуклеиновыми кислотами и нуклеотидами. Кроме того, триптофан поглощает ближний ультрафиолет, и в некоторых ферментах он участвует в фотокатализе, например в фотолиазе, чинящим повреждения в ДНК. Какие аминокислоты нам еще необходимы до современного 20-аминокислотного набора? Во-первых, более длинные, положительно заряженные — лизин и аргинин; длинные, отрицательно заряженные — глутамат; длинные гидрофобные — лейцин и изолейцин. Всё это лучше вписывается в альфа-спиральные белковые укладки, чем древние аминокислоты (см. схему трехмерной укладки белков).

Если смотреть по рибосомным белкам, то самые древние из них имеют бета-слоевую укладку, а молодые, находящиеся на поверхности рибосомы, включают в себя всё больше и больше альфа-спиралей. То есть альфа-спиральная укладка, вероятно, эволюционно моложе, чем бета-слои. Чем она принципиально лучше бета-слоев? Сложно придумать, конечно, такое универсальное преимущество, но, мне кажется, таким могла быть устойчивость к кристаллизации. Бета-слоевая укладка довольно сильно упорядочена, и белки с бета-слоевой укладкой гораздо легче кристаллизуются. В том числе это может вызывать проблемы, например при кристаллизации бета-слоевого амилоидного белка при нейродегенеративных заболеваниях. Когда у вас 50 белков, то вероятность того, что какой-то из них будет выпадать в осадок, в кристаллы, не очень велика, а когда у вас тысяча белков, эта вероятность уже становится заметной. И альфа-спиральные укладки в этом плане безопаснее. Поэтому эволюция, конечно, благоприятствовала им, как благоприятствовала и введению в аминокислотный алфавит новых аминокислот, которые нужны для стабильности альфа-спирали, — глутамат, лизин, аргинин, лейцин, изолейцин.

И есть две аминокислоты, которые, с одной стороны, химически не очень сложные, а с другой, скорее всего, стали последними в генетическом алфавите. Это амиды — аспарагин и глутамин, производные аспартата и глутамата. Они полярные, имеют амидную группу, не имеют электрического заряда. Почему они, скорее всего, последние в аминокислотном алфавите? Потому что не очень устойчивы к высоким температурам. У гипертермофильных микробов в белках почти нет этих аминокислот, потому что при высоких температурах они могут спонтанно дезаминироваться и превращаться в своих кислых предшественников — аспартат и глутамат — с появлением электрического заряда. А появление электрического заряда в белковой молекуле, там, где его раньше не было, — это отличный способ поломать белковую укладку, но также и обратное — убрать электрический заряд там, где он был. Серповидно-клеточная анемия — пример такого заболевания. При этой мутации аспарагиновая кислота, заряженная, в гемоглобине меняется на валин в одном месте — и всё, и такой гемоглобин начинает кристаллизоваться и хуже переносить кислород. Вот эти нетермостойкие аминокислоты — аспарагин и глутамин — скорее всего, последние в аминокислотном наборе, потому что есть основания считать, что жизнь делала первые шаги в горячих источниках того или иного типа при достаточно высоких температурах. На ту глубину в прошлое, на которую мы можем заглянуть сравнительной геномикой, общий предок бактерий и архей — LUCA (Last Universal Common Ancestor), возрожденные его белки (когда последовательность этого белка восстанавливают методами максимального правдоподобия по белкам его потомков, потом эту возрожденную последовательность воспроизводят химически, в плазмиде, в кишечной палочке, изучают наработанный таким образом воскрешенный белок); оказалось, что ферменты LUCA имеют максимум активности при температурах примерно 60 или 70 °C. То есть LUCA жил там, где было весьма-весьма тепло. Он был термофилом, хотя и не гипертермофилом — жил все-таки не в кипятке. Но при температурах 60–70 °C аспарагин и глутамин уже могут вызвать проблемы.

Я более-менее рассказал, хотя и очень кратко, как мог возникнуть белковый синтез. Думаю, что у вас накопились вопросы, на которые я попробую ответить, а потом я бы еще сказал немножко про место этого моего рассказа в том, что вам могут рассказать другие спикеры и что можно прочитать в научной и научно-популярной литературе.
Название: От: Гидрогеологическая система – колыбель жизни?
Отправлено: АrefievPV от марта 26, 2024, 13:35:55
Продолжение.
Цитировать— Вы рассказали, как это всё и в какой последовательности формировалось. Я спрашиваю: зачем? Здесь нужна была какая-то очень сильная мотивировка для того, чтобы такая сложная цепочка прошла отбор, чтобы она была очень полезной... Понятно, в чем заключалась польза первых заряженных пептидов — сворачивание РНК и его большая свобода форм. А вот дальнейшие усложнения: белки, сложные белки... Что они дали?

— Смотрите, тут, конечно, однозначного ответа ни у меня, ни у кого нет, но, по-моему, не будет большой натяжкой считать, что естественный отбор мог поддерживать и достаточно маленькие шаги на этом пути, например, для работы рибозимы РНК-полимеразы. Те рибозимы с такой функцией, которую пытались получить, работают довольно плохо и медленно, сильно уступая белковым РНК-полимеразам. И тут на самом деле есть фундаментальное ограничение (даже два), почему они так делают.

Во-первых, та химическая реакция, которая нужна для создания новой связи между нуклеотидами, — это развернутая в обратную сторону реакция гидролиза, реакция разрушения РНК. И если в активном центре находится катализатор этой реакции в сторону синтеза новых цепочек РНК, значит, он же (ведь катализаторы не сдвигают химическое равновесие, а только ускоряют его достижение) будет катализировать и распад РНК. А какая РНК всегда рядом с активным центром? Сам рибозим. То есть слишком хороший рибозим-РНК-полимераза, скорее всего, будет опасен для самого себя. Обратите внимание, что синтез белков происходит под контролем рибозима, даже сейчас. Пептидилтрансферазный центр — это рибозим. И аналогично можно предположить, что синтез РНК довольно рано происходил под контролем белков, потому что реакция вот этого образования связи или гидролиза связи между нуклеотидами безопасна для белкового остова. Для разрушения белков нужны другие катализаторы.

Второе соображение. Почему рибозимы РНК-полимеразы работают плохо и медленно? Потому что и РНК-матрица, с которой они работают, и сам рибозим представляют собой цепочки РНК. Если в РНК-матрице будут участки, комплементарные участкам рибозима, то они просто образуют с ними коротенький двуспиральный участок и прилипнут, заклинив. Можно ли этого избежать? До конца нет, потому что для мира РНК вот этот рибозим РНК-полимераза должен копировать в том числе сам себя. А когда он будет копировать сам себя, то неизбежно возникнут участки, комплементарные самому себе. А белок не образует таких комплементарных взаимодействий с РНК и от подобных недостатков может быть свободен.

Если посмотреть в активный центр белковых РНК-полимераз, там можно увидеть, как правило, три остатка аспартата, между которыми держатся два иона магния, которые и проводят, собственно, химическую реакцию. И три остатка аспартата часто находятся на одном кусочке пептидной цепочки, в последовательности чего-то типа аспартат-глицин-аспартат-валин-аспартат. И вот такое можно синтезировать тоже без генетического кода, используя механизмы синтеза периодических пептидов силами проторибосомы без малой субъединицы. Вот такие периодические пептиды с аспартатом для активного центра рибозима и РНК-полимеразы могли быть следующим полезным продуктом проторибосом.

Ну и когда уже пошло появление белков, способных свернуться самостоятельно, каждый шаг на этом пути мог быть поддержан сразу по нескольким причинам. Во-первых, белки, в принципе, химически более стабильны, чем РНК, особенно в щелочной среде, в присутствии солей железа и т. п. Переживание каких-то химически неблагоприятных условий для мира РНК плюс белков более просто, чем для мира РНК. Во-вторых, белки с их химическим разнообразием могли быть включены в какие-то начальные стадии гонки вооружений. Гонка вооружений — это известный эволюционный механизм, который может обеспечивать очень быстрые изменения. Все современные организмы находятся в состоянии гонки вооружений по направлению паразит — хозяин. На всех клеточных формах жизни паразитируют те или иные вирусы. И поэтому всё время среди клеток есть отбор на устойчивость к вирусам, а среди вирусов есть отбор на способность к заражению клеток хозяев. И этот отбор не прекращается никогда. Все четыре с лишним миллиарда лет, что жизнь на Земле существует, этот отбор шел и производил множество эволюционных новшеств.

И в мире РНК, скорее всего, с самых ранних этапов был в том или ином виде паразитизм. Какие-то первые паразиты могли быть похожи на современные вироиды — паразиты РНК-вирусов. Белки, распознающие такие вироиды или кодируемые самими вироидами, могли быть оружием в этой гонке вооружений. Преимущество белков тут в том, что их нельзя разрушить теми рибозимами, которые разрушают другие РНК. Белки неуязвимы к нуклеазам. Такая неуязвимость, естественно, очень полезна для средства, применяемого в гонке вооружений.

Кто первый это применил — паразит или хозяин, — мы уже не узнаем, но из-за того, что геномы тогда, наверное, были маленькими, а для рибосомы с ее обслуживающей всей периферией нужно много информации, все-таки это, вероятно, было новшество хозяев, однако сделанное под давлением паразитов. И дальше такая гонка вооружений могла поддерживать включение каждой новой аминокислоты в аминокислотный набор вплоть до современных 20. Я бы смотрел в эту сторону.

Всё, что я сегодня говорил, довольно сильно расходится, например, с тем, что вы можете прочитать в книге Евгения Кунина «Логика случая». Там он, оценивая вероятность появления жизни, считает, что самым сложным и маловероятным шагом было случайное возникновение рибосомы. То есть он не берет для рибосомы путь смены функций, путь постепенной дарвиновской эволюции из более простых предшественников, а считает, что рибосома возникла случайной самосборкой более-менее сразу, более-менее в современном размере и сложности.

— Он смягчил свой подход. В предыдущем интервью в «Троицком варианте» он уже гораздо мягче высказался...

— То есть там это у Евгения было одним из аргументов в пользу того, что наша жизнь единственная в обозримой Вселенной. Потому что вероятность ее возникновения получалась примерно сравнимой с количеством звезд в видимых галактиках. Но раз он смягчил с тех пор свой подход — ну что ж, хорошо, что я теперь не так сильно ему противоречу. Но мне как эволюционному биологу (а по первому образованию вообще зоологу) случайная самосборка таких довольно сложных структур, конечно, интуитивно не нравится, хочется поискать какой-то эволюционный путь. И для очень многих сложных структур эволюционные биологи такие пути на самом деле нашли — начиная с развития глаза, которое припоминали еще Дарвину, до каких-то сложных молекулярных машин.

— Ну вот на этом давайте это сложное, на самом деле, интервью завершим. Оно, безусловно, будет не последнее, значит, это всё надо будет развивать и проговаривать немножко под другим углом зрения. На этом, Михаил, огромное спасибо за очередное интервью — и спасибо слушателям.

— До свидания!