Космологические и комбинаторные основания редкости жизни в наблюдаемой вселенной

[AlexAV]

Оружие? Второе начало термодинамики. Закон возрастания энтропии.

Второе начало один из базовых законов природы, его нельзя обмануть. Вот только вы им некорректно пользуетесь.

Оно утверждает лишь, что в замкнутой системе энтропия не может убывать. Но это ни в коем случае не запрещает усложняться одной части системы за счёт всё большего увеличения степени беспорядка в другой. Даже более того, для диссипативных процессов спонтанное появление упорядоченности явление вполне обычное. Пример реакции Белоусова-Жаботинского уже приводился.

А любая жизнь, даже самая примитивная – это диссипативный процесс.

Т.е. второе начало говорит лишь о том, что эволюция возможна только в неравновесной среде, содержащей избыток свободной энергии. В случае жизни более-менее нашего типа это, прежде всего, химически неравновесная среда. Но никаких ограничений ни на минимальную сложность системы способной к эволюции, ни на пределы её спонтанного усложнения оно не накладывает.

[vika vorobyeva]

Замечу в скобках, что даже строго однократное зарождение жизни в нашей Метагалактике не гарантирует Лебедю отсутствие конкурентов. Если жизнь зародилась на Земле раньше, чем рассеялось звездное скопление, в котором образовалось Солнце, и если астероидные удары во время поздней тяжелой бомбардировки выбрасывали в космос породу, в которой оставалось хоть что-то живое (или, как вариант, если жизнь зародилась на другой планете и была занесена на Землю панспермией), то сейчас в Галактике может быть до нескольких сотен планет, "зараженных" той самой, единожды зародившейся жизнью (в основе своей идентичной земной). Которая впоследствии развивалась изолированно на каждой из планет.

[Кремальера]

Лебеди получат шанс стать сверхцивилизацией и заасфальтировать минимум Галактику

Правильно.Асфальтировать голые камни от забора и до самого обеда.А где же неизмеримая роскошь и богатство чужого внутреннего мира?Ведь наверняка же не за пинаколадой,презренным металлом или еще каким  "анобтаниумом",будет галактическая экспансия разума..А разумных каменюк еще пока не было.

[Проходящий Кот]

Elementy.ru - Синтез РНК в протоклетках возможен без участия ферментов.

[Nucleosome]

А у Вас какие источники?

так там не говорится об их селективности. а так - голое железо тоже хорошо цепляет кислород...

Подозреваю, что и генетический код бы в основном совпал

ну в очень общих чертах. а так вообще есть у него довольно много исключений уже у нас под ногами.

Он слишком сосредоточен на своих цепочках.

так о том тема! если бы мы говорили о том, какие условия должны быть на планете (я это где-то упоминал). я бы и писал о другом.

Готов ли противник?

нет. и вызов ваш я не принимаю. во-первых - форум не для этого. а во-вторых уже и так много всего приведено, в-третьих - я вижу, что раз пошли в ход аргументы вроде "предельной сложности" вызванной Вторым Началом - значит аргументов у вас больше нет. И Алекс уже ответил почему. а так вообще - зарождение жизни в самом деле не чудо, но шедевр - точно. и репликация - главное свойство жизни, нужно как раз для того, чтобы "обманывать" именно второе Начало и ничего больше.
кстати, кто-то сказал про вирусы (сейчас уже, простите, не нахожу цитаты), так вот  первый репликатор не должен быть сложнее него, поскольку вирус вообще несёт в себе информацию только о том, как взломать клетку и заставить её делать его копии, а не что клетки надо. и это - совсем не простая задача. никакой такой задачи перед первым организмом не стояло.

[ВадимZero]

а так вообще - зарождение жизни в самом деле не чудо, но шедевр - точно.

Для Семенова походу это одно и тоже.

[Combinator]

так там не говорится об их селективности. а так - голое железо тоже хорошо цепляет кислород...

Селективность подразумевается сама собой. Вот, например, аннотация статьи, на которую Кунин ссылается в конце приведённого мной фрагмента своей книги.
==============================
An indispensable step in protein biosynthesis is the 2′(3′) aminoacylation of tRNA by aminoacyl-tRNA synthetases. Here we show that a similar activity exists in a tiny, 5-nt-long RNA enzyme with a 3-nt active center. The small ribozyme initially trans-phenylalanylates a partially complementary 4-nt RNA selectively at its terminal 2′-ribose hydroxyl using PheAMP, the natural form for activated amino acid. The initial 2′ Phe-RNA product can be elaborated into multiple peptidyl-RNAs. Reactions do not require divalent cations, and have limited dependence on monovalent cations. Small size and minimal requirements for regiospecific translational activity strongly support the hypothesis that minuscule RNA enzymes participated in early forms of translation.
=================================
Как видите, крохотная РНК способна селективно аминоцилировать тРНК фенилаланина.

[zenixt]

Существует такая проблема или нет, это все равно не объясняет, почему имеет место крайняя «расточительность». Было бы много «дешевле», с точки зрения вероятности (оцениваемой по размеру соответствующих ящиков в фазовом пространстве), а именно в 10¹²³ раз, создать 10³ меньших областей Вселенной с инфляцией (что дает нам то же число разумных существ, что и одна Вселенная большего размера), нежели одну область Вселенной большего размера..."

Это невозможно в силу фотометрического парадокса.

Однако если подумать подольше и рассуждать логично, то, исходя из того, что звезд на небе бесконечное количество, мы придем к выводу, что небо должно быть все яркое, как Солнце. Действительно, в бесконечной вселенной, все пространство которой заполнено звёздами, всякий луч зрения должен оканчиваться на звезде, аналогично тому, как в густом лесу мы обнаруживаем себя окружёнными «стеной» из удалённых деревьев. Поток энергии излучения, принимаемого от звезды, уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния до неё. Но угловая площадь (телесный угол), занимаемая на небе каждой звездой, также уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния, из чего следует, что поверхностная яркость звезды (равная отношению потока энергии к телесному углу, занимаемому на небе звездой) не зависит от расстояния. Во всех точках неба поверхностная яркость должна быть равна поверхностной яркости Солнца, поскольку в любой точке небосвода должна находиться какая-нибудь звезда. Следовательно, всё небо (не только ночью, но и днём) должно быть таким же ярким, как и поверхность Солнца.

парадокс




На картинке: Иллюстрация фотометрического парадокса в однородной и изотропной, но статической Вселенной. Размеры звёзд для наглядности преувеличены, что не отражается на сути парадокса.
Впервые ученые задумались над данным парадоксом только в 19 веке. Иногда этот фотометрический парадокс называется парадоксом Ольберса, в честь астронома, который первым привлёк к нему внимание.

http://temperatures.ru/articles/pochemu_zvezdnoe_nebo_chernoe
То есть только "разбегание галактик со скоростью  пропорциональной расстоянию" обеспечивает, что температура неба очень близка к нулю(чем быстрее движется галактика, тем краснее, то есть менее энергичнее ее излучение). То есть область Вселенной, за пределами которой галактики не разбегаются, вообще не может быть ограниченной в рамках антропного принципа, поскольку тогда температура неба была бы выше температуры Солнца.
Или это кому-то непонятно???

[-Asket-]

Здесь "области Вселенной" это разные домены, а под Вселенной понимается Мультиверс.

[Nucleosome]

Как видите, крохотная РНК способна селективно аминоцилировать тРНК фенилаланина.

селективно да, а насколько? то есть каков шанс на ошибку? сродство таких ферментов?

[SY]

Эволюция химических структур на ранних стадиях видимо достаточно детерминированная химической природой олигонуклеотидов и аминокислот. Т.е. меня бы совсем не удивило если бы ксеножизнь оказалась вообще мало отличимой от земной, т.е. использующей тот же  набор нуклеотидов и аминокислот. Подозреваю, что и генетический код бы в основном совпал (не думаю, что связь триплета нуклеотидов и аминокислоты просто случайность, скорее здесь будет глубокая и весьма детерминированная связь с химией этих простейших олигонуклеотидов).

Однозначной связи между триплетом и аминокислотой нет. Существует несколько систем кодирования информации(языков), когда одному триплету в разных системах соответствуют разные аминокислоты.
Даже у людей в геноме используются два диалекта. Митохондриальная ДНК имеет другую систему(язык), чем основные гены.
Чем раньше виды живых организмом разделились, тем сильнее отличаются языки.(У всех многоклеточных основной код совпадает).
Есть все основания думать, что поначалу для синтеза белка использовались дуплеты, а третий нуклеотид был "зарезервирован для будущих расширений языка".
PS:Мое личное мнение: тРНК просто не могла так "свернуться", чтоб работать по дуплетам, а триплеты на заре существования жизни были излишними, и третий нуклеотид был просто дистанцирующей прокладкой.

[Combinator]

селективно да, а насколько? то есть каков шанс на ошибку? сродство таких ферментов?

Так а с чем сравнивать то? Вы знаете хоть один пептид длинной в 5 аминокислотнх остатков, способный селективно аминоцилировать тРНК?

[Nucleosome]

Так а с чем сравнивать то?

ну уж конечно не с пентапетидами. важно же не это, а то как они справляются со своими функциями - то есть с теми белками, которые этим занимаются, а уж сколько там у них аминокислот - это их дело, мы ж не считамм вероятность появление этих белков, которые появились понятно позже первичных РНК

[Combinator]

ну уж конечно не с пентапетидами. важно же не это, а то как они справляются со своими функциями - то есть с теми белками, которые этим занимаются, а уж сколько там у них аминокислот - это их дело, мы ж не считамм вероятность появление этих белков, которые появились понятно позже первичных РНК

Ну во-первых, Кунин таки утверждает, что рибозимы справляются с данной задачей даже лучше, чем полноценные аминоацил-тРНК-синтетазы. Во-вторых, позволю себе напомнить, что Ваш исходный посыл был: "белок тоже прекрасно распознаёт нуклеиновую кислоту - более того, для него нужен короче специфический участок - ведь аминокислот больше".

[Nucleosome]

даже лучше, чем полноценные аминоацил-тРНК-синтетазы.

ну, тут есть два компонента по меньшей мере - степерь сродства вообще и селективность, то есть сродство в частности. вот на эти цифры и надо смотреть - притом хорошие они должны быть обе - какой толк в энзиме, селективность которого невысока?

Во-вторых

так и тут тоже нет чёткости - какой там активный центр белка? и всё же надо бы посмотреть на что именно способны эти олигонуклеотиды...

тРНК просто не могла так "свернуться", чтоб работать по дуплетам, а триплеты на заре существования жизни были излишними, и третий нуклеотид был просто дистанцирующей прокладкой.

очень может быть...

[SY]

какой толк в энзиме, селективность которого невысока?

А на этот случай есть другой энзим, который расщепляет ошибочносвязанные компоненты. И обратно получается не активированный ... Непонятно тока, что с АТФ в этом случае, просто в тепло?

Вероятность ошибочного связывания 1 к 1000..10тыс

[Combinator]

ну, тут есть два компонента по меньшей мере - степерь сродства вообще и селективность, то есть сродство в частности. вот на эти цифры и надо смотреть - притом хорошие они должны быть обе - какой толк в энзиме, селективность которого невысока?

Речь именно о селективности. Кстати, как Вы себе представляете появление энзимов или рибозимов с исключительно высокой селективностью сразу скачком, без этапов предварительного отбора? Тем более, что и тРНК тоже параллельно эволюционировали и разделялись на классы? Да и (как правильно указано в предыдущем посте) наличие мехнанизма редактирования тоже говорит скорее не в пользу сценария с волшебным появлением сразу готовых агентов с высочайшей степенью селективности.

[Проходящий Кот]

Для начала достаточно, что-бы худо-бедно система работала.
Весь интерес в ней....

[SY]

Речь именно о селективности. Кстати, как Вы себе представляете появление энзимов или рибозимов с исключительно высокой селективностью сразу скачком, без этапов предварительного отбора? Тем более, что и тРНК тоже параллельно эволюционировали и разделялись на классы? Да и (как правильно указано в предыдущем посте) наличие мехнанизма редактирования тоже говорит скорее не в пользу сценария с волшебным появлением сразу готовых агентов с высочайшей степенью селективности.

Наверное, в те далекие времена и не нужна была высокая селективность именно по причине, что небыло качественных матричных РНК. И за счет ошибок синтезировалось большое количество разнообразных соединений с одной мРНК, среди них попадались полезные, которые при высокой селективности не были бы синтезированы.(в те времена, наверное, жизнь не была такой суматошной) Далее подключался естественный отбор, который одновременно действовал на все эти составляющие - мРНК, тРНК и прочие рибонуклеиды. Вектором отбора был синтез полезных белков и его эффективность. На белки естественный отбор не действовал, т.к. белок является конечным продуктом, создаваемым рибонуклеидами и не способен самовоспроизводиться или служить матрицей для производства чего-нибудь каким-нибудь другим механизмом.(Для примера рибонуклеиды, кроме каталитической активности, способны служить матрицей для производства самих себя, ДНК, белков, что открывает возможность для оптимизации их функции - естественного отбора)

[LUKA]

Речь именно о селективности. Кстати, как Вы себе представляете появление энзимов или рибозимов с исключительно высокой селективностью сразу скачком, без этапов предварительного отбора? Тем более, что и тРНК тоже параллельно эволюционировали и разделялись на классы? Да и (как правильно указано в предыдущем посте) наличие мехнанизма редактирования тоже говорит скорее не в пользу сценария с волшебным появлением сразу готовых агентов с высочайшей степенью селективности.

Поскольку рибозимы "упустили шанс" стать аминоацилирующими ферментами, то это говорит о том, что первыми аминоациляторами были сами пептиды. Об этом (на мой взгляд) есть красивая модель (с симметриями к тому же) http://www.scorcher.ru/theory_publisher/show_art.php?id=214

А еще ДО появления пептидных аминоациляторов аминоацилирование разных динуклеотидов могло стать результатом СИНТЕЗА этих аминокислот на олигоРНК.
http://www.scorcher.ru/theory_publisher/show_art.php?id=228