Космологические и комбинаторные основания редкости жизни в наблюдаемой вселенной

[Nucleosome]

Кстати, как Вы себе представляете появление энзимов или рибозимов с исключительно высокой селективностью сразу скачком, без этапов предварительного отбора?

да никак. к чему это? SY и Кот уже ответили. рибозимы просто вышли из гонки с белками уже после. и всё. кажется LUKA про это пишет.

[Combinator]

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

Да, конечно. Кстати, следы ощутимой корреляции встречаемости пар отдельных аминокислот в пептидах прослеживаются до сих пор!: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0072225

[Combinator]

да никак. к чему это? SY и Кот уже ответили. рибозимы просто вышли из гонки с белками уже после. и всё. кажется LUKA про это пишет.

Белки могли победить в гонке только при одном условии, если рибозимы в ней вовсе не участвовали. И LUKA, кстати, пришет ровно о том же - "первыми аминоациляторами были сами пептиды".

[Скеп-тик]

РН без К хвоста
  http://lenta.ru/news/2013/12/26/rnatapworld/

[Olweg]

Дал ссылку в новостях
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,14500.msg2699956.html#msg2699956

[Проходящий Кот]

Неужели так трудно вставлять информацию в нужное место:

В 1982 г. американский биохимик Томас Чек открыл автокаталитические свойства РНК. Он экспериментально показал, что в среде, содержащей в высокой концентрации минеральные соли, рибонуклеотиды спонтанно (самопроизвольно) полимеризуются, образуя полинуклеотиды — молекулы РНК. На исходных поли- нуклеотидных цепях РНК, как на матрице, путем спаривания комплементарных азотистых оснований образуются РНК-ко- пии. Реакция матричного копирования РНК катализируется исходной молекулой РНК и не требует участия ферментов либо других белков.

Дальнейшие события достаточно хорошо объясняются процессом, который можно было бы назвать «естественным отбором» на уровне молекул. При самокопировании (самосборке) молекул РНК неизбежно возникают неточности, ошибки. Содержащие ошибки копии РНК снова копируются. При повторном копировании вновь могут возникнуть ошибки. В результате популяция молекул РНК на определенном участке первичного океана будет неоднородна.

Поскольку параллельно с процессами синтеза идут и процессы распада РНК, в реакционной среде будут накапливаться молекулы, обладающие либо большей стабильностью, либо лучшими автокаталитическими свойствами (т.е. молекулы, которые быстрее себя копируют, быстрее «размножаются»).

На некоторых молекулах РНК, как на матрице, может происходить самосборка небольших белковых фрагментов — пептидов. Вокруг молекулы РНК образуется белковый «чехол».

Наряду с автокаталитическими функциями Томас Чек обнаружил у молекул РНК и явление самосплайсинга. В результате самосплайсинга участки РНК, не защищенные пептидами, самопроизвольно удаляются из РНК (они как бы «вырезаются» и «выбрасываются»), а оставшиеся участки РНК, кодирующие белковые фрагменты, «срастаются», т.е. самопроизвольно объединяются в единую молекулу. Эта новая молекула РНК уже будет кодировать большой сложный белок.                                                                                                                               Для справки---Томас Роберт Чек (англ. Thomas Robert Cech; род. 8 декабря 1947 в Чикаго) — американский молекулярный биолог.

Удостоен Нобелевской премии по химии (совместно с Сидни Олтменом) «за открытие каталитических свойств рибонуклеиновых кислот» («for discovery of catalytic properties of RNA») в 1989 году.

[-Asket-]

Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции. Е. Кунин. 2014

Предисловие автора к русскому переводу
Сообщение о том, что группа энтузиастов, самоорганизовавшаяся через LiveJournal, начала работу над переводом этой книги, было для автора полной неожиданностью, конечно же приятной. В XXI веке вопрос о необходимости перевода научной литературы с английского на какие-либо другие языки, мягко говоря, неоднозначен. Научные тексты теперь публикуются по-английски, и умение их читать на этом языке – элементарное требование профессиональной пригодности. Научно-популярная литература – дело, конечно, совершенно иное. Эта книга не популярная, но и не типичная специализированная монография. В идеале этот текст рассчитан на широкие круги ученых разных специальностей, включая аспирантов и студентов старших курсов. Было бы, конечно, прекрасно, если бы вся эта читательская аудитория могла свободно прочесть оригинал, однако пока что это вряд ли реалистично.
Самым же главным аргументом в пользу перевода стал для автора сам факт, что немалый коллектив переводчиков собрался в считаные дни. В этой ситуации автор считал своей почетной обязанностью прочесть и отредактировать весь текст перевода, конечно следя в первую очередь за фактической точностью.
Оригинал этой книги был опубликован осенью 2011 года, за два года до русского издания. Биологические исследования в наше время прогрессируют в беспрецедентном темпе, и за эти годы, естественно, накопилось множество важных новых результатов и было опубликовано немало серьезных статей, проливающих свет на фундаментальные проблемы эволюционной биологии, обсуждаемые в книге. Разумеется, новые соображения, только частично опубликованные, появились и у автора. Более того, многие читатели, включая переводчиков, и сам автор при редактировании перевода отметили неточности и неясности в изложении (к счастью, насколько автору известно, ни одна из них не может считаться серьезной ошибкой). Учесть все это в русском переводе было невозможно, но автор сделал попытку отразить наиболее важные уточнения и некоторые самые интересные научные новости в примечаниях к русскому изданию. Таких новых примечаний в итоге оказалось куда больше, чем ожидалось в начале работы над редактированием перевода (а могло быть и еще больше – автор высказывался только тогда, когда уж совсем не мог молчать). Автора это очень радует, поскольку наглядно иллюстрирует скорость прогресса современной эволюционной биологии. Несколько примечаний относятся скорее к переводу, поясняя те места в тексте, где английскую игру слов не удалось точно передать по-русски. Разумеется, эти примечания не могут претендовать на то, чтобы сделать книгу «вторым изданием», это именно перевод, но все же автор надеется, что эти небольшие дополнения повышают его ценность.
С точки зрения автора, основные идеи книги пока выдерживают проверку временем (пусть коротким в астрономическом исчислении, но не пренебрежимым, учитывая поразительную скорость накопления новых данных); во всяком случае, потребности что-либо радикально пересмотреть до сих пор не возникло. Более того, автору представляется, что прошедшее время только усилило потребность в концептуальном обобщении информации о разнообразии организмов и их геномов и об эволюционных процессах. Новый эволюционный синтез на основе данных геномики и системной биологии кажется важным и актуальным, как никогда раньше. Без такого обобщения как-либо осмыслить море наблюдений становится просто невозможным.
Конечно, важно подчеркнуть, что эта книга ни в коем случае не может претендовать на роль такого нового синтеза. Это всего лишь некий эскиз, попытка угадать контуры будущего здания. Даже оставляя в стороне принципиальную открытость науки и считая, что какие-то этапы завершенности и подведения итогов в ней действительно существуют, по мнению автора, завершение нового синтеза эволюционной биологии – дело как минимум двух научных поколений. Слишком много еще остается неясного, и слишком много надо сделать, чтобы уложить гигантские массивы данных, производимые геномикой и системной биологией, в рамки стройных и обоснованных теорий и концепций. Пожалуй, главной задачей этой книги и было выявить те области эволюционной биологии, где традиционные представления не работают, наметить возможные пути к решениям и только в некоторых случаях предложить сами решения, конечно же предварительные. Насколько все это удалось, судить читателям.
Благодарности учителям, сотрудникам и многочисленным коллегам, с которыми довелось обсуждать рассматриваемые в книге проблемы, приведены в конце книги. Здесь же приятный долг автора – выразить искреннюю благодарность Георгию Юрьевичу Любарскому за идею коллективного перевода и его организацию, всем переводчикам и редакторам издательства за работу над русским вариантом и персонально одному из переводчиков, Валерию Анисимову, за ценные комментарии, в значительной степени учтенные в авторских примечаниях к переводу.

Краткое изложение содержания книги по главам, в комментариях есть интересные замечания от самого Евгения Кунина:

Золото Дарвина: третий эволюционный синтез
Это пересказ. За пересказ ответственность не на авторе, в расхождениях с текстом виноват я. Лучше воспринимать этот текст как палец, указывающий на книгу. Благодарить за книгу, помимо автора, надо переводчиков, которые сделали перевод из энтузиазма, очень быстро и качественно. Перечислю только тех, кто согласился на публикацию имени (было еще несколько человек, которые не захотели, чтобы их фамилии упоминались). Всего команда переводчиков составляла 18 человек. Так что особенная благодарность: П. Аверину, В. Анисимову, О. Гадасиной, А. Грызлову, К. Муратовой, А. Надирян, А. Нестеровой, А. Самородову, Д. Тулинову, Э. Шумову, А. Черкасовой, Г. Янусу и еще нескольким А. Неизвестным.

[Ксавье]

Классическая наглядная аналогия  величины малости такой вероятности является пример бури, которая пронесется над свалкой запчастей и в результате сам собой там соберется автомобиль. А вероятность случайной самосборки такой молекулы, как утверждают критики концепции случайного самозарождения, много меньше!

Банальные аргументы. Слишком банальные. Я считаю же, что все во Вселенной зиждется на энергии, ее получении, расходовании и передачи этой самой энергии. Все просто. И не требуется много слов. А теория о случайности самозарождения жизни имеет право на существовании, но это не 21 век

[Arton]

Самозарождения жизни – явление не случайное, а закономерное. Была бы жидкая вода на поверхности планеты и ее метеоритная бомбардировка. И ничего лишнего больше не надо.

[OratorFree]

Самозарождения жизни – явление не случайное, а закономерное

Дело за малым, обосновать теоретически и доказать экспериментально. А так да, жить с мыслью, что ближе чем на 10^1000 световых  никого и ничего живого нет - несколько некомфортно.   

[bob]

жить с мыслью, что ближе чем на 10^1000 световых  никого и ничего живого нет - несколько некомфортно.   

Наоборот. Меньше народу - больше кислороду. Мысль об обитаемом космосе не греет совсем. Зачем иметь проблемы на пятую точку?

[Ксавье]

А это вовсе и не проблема. Явление для Вселенной достаточно обычное - встречаются два разумных существа и пытаются понять друг друга. Для того и дан разум, чтобы пытаться понять

[OratorFree]

Наоборот. Меньше народу - больше кислороду. Мысль об обитаемом космосе не греет совсем. Зачем иметь проблемы на пятую точку?

А давайте-ка я вас попугаю. Дело в том, что исходные данные для расчета выбраны неудачно. Есть исследования, которые позволяют предположить, что исходной РНК хватило бы 200 нуклеотидов (а не 1000 как в расчете) : Тайна происхождения рибосом разгадана? Из статьи следует, что (7% от 3000) :

остается «неразобранным» лишь маленький фрагмент молекулы, составляющий 7% от ее общей массы. Этот неразобранный фрагмент представляет собой участок пятого домена, содержащий в себе каталитический центр, ответственный за транспептидацию (пептидил-трансферазный центр, PTC, peptidyl-transferase centre).

Таким образом в расчете   K=10^100, а "грубое" P~0,6 в видимой части вселенной. Не исключено, что при "точной калибровке расчета",  может оказаться, что в видимой части вселенной мы не одиноки! 

[Arton]

встречаются два разумных существа и пытаются понять друг друга.

Встретились в свое время (7 ноября 1519 года) два разумных существа: Кортес и Монтесума

Дальнейшее развитие событий хорошо известно. Не прошло и года после этой встречи, как Монтесума был мертв, а великолепный город Теночтитлан — разрушен. Да и не только он один. Вся Мексика стонала под тяжким гнетом чужеземных завоевателей. Здесь уместно привести слова известного западного философа Шпенглера: «Эта история дает единственный в своем роде пример насильственной смерти цивилизации. Она не угасла сама по себе, никто не заглушил и не тормозил ее развития — ей нанесли смертельный удар в пору ее расцвета, ее уничтожили грубо и насильственно, она погибла, как подсолнух, у которого случайный прохожий сорвал головку».

[AlexAV]

Комментарий модератора раздела

Данная тема посвящена проблеме происхождения жизни. Дискуссия о последствиях контакта цивилизаций с сильно различным уровнем развития является здесь оффтопиком и была выделена в отдельную тему .

[zyxman]

Дело в том, что исходные данные для расчета выбраны неудачно. Есть исследования, которые позволяют предположить, что исходной РНК хватило бы 200 нуклеотидов (а не 1000 как в расчете)

Очень может быть.
- В чем ведь проблема матмоделей - а в том что это только модель, а ей еще требуются достоверные входные данные, а иначе получается даже при верной модели "мусор на входе - мусор на выходе".

[-Юрий-]

Была бы жидкая вода на поверхности планеты и ее метеоритная бомбардировка. И ничего лишнего больше не надо.

Как не надо? Если взять всё многообразие живых существ, то в них используется чуть ли не вся Таблица Менделеева.

[zyxman]

Если взять всё многообразие живых существ, то в них используется чуть ли не вся Таблица Менделеева.

Это для удобства вся таблица.
- Реально всё происходит примерно как в полупроводниковой промышленности - большинство адекватных людей стараются работать на монокристаллическом кремнии, и есть отдельные направления, которые используют экзотику (отсортировано по росту экзотичности):
поликристаллический кремний (гибкие микросхемы, TFT LCD),
Арсенид Галлия
Карбид Кремния
Тонкопленочные технологии, и в том числе органические полупроводники (еще один вариант гибких микросхем, а также потенциально супердешевая цифровая техника).

То есть вообще говоря от экзотики можно совсем отказаться и полностью сидеть на кремние, но тогда некоторые направления конечно труднодоступны или совсем недоступны.

А, чуть не забыл - вот есть смешной момент, что вообще говоря смысл органических полупроводников в том, что они ТЕОРИТИЧЕСКИ могут быть значительно дешевле чем поликристаллический кремний (например потому что кремний химически стоек и довольно высокая температура обработки, а органику уже можно печатать струйным принтером, то есть разница на стоимости оборудования/энергии/расходников колоссальная), но пока на практике получается, что сами эти органические расходники очень дорогие, и кроме того у них ресурс маловат (конкретно известно что у OLED дисплеев известного производителя довольно быстро выгорает голубой светодиод, а TFT в сравнении с ними практически вечные), и поэтому гибкие экраны на органике выгодны только в некоторых нишах, а вообще мейнстрим всё равно кремний.
Теоритически, если сделают чтобы органические расходники для органической электроники выделялись генно-модифицированными организмами, тогда органическая электроника потеснит кремний очень сильно.

UPD просто для справки, стоимость чипа из монокристаллического кремния начинается от 1000$ за килограмм, а органика вот того уровня сложности производства, что используется в органической электронике, есть и 100000$ за килограмм, а есть и порядка 200$ за килограмм.
UPD2 насколько мне известно, OLED конкретно что в мобилках гибридные, что там светодиоды органика, а электронная схема поликристаллический кремний на стеклянной подложке, и плюс контроллер на обычном монокристаллическом кремнии.

[Lord Mountbatten]

Кстати, господа, а почему мы сразу постулировали, что жизнь на иных планетах должна быть основана только на РНК или в этом роде? Разве это так уж обязательно?

[-Юрий-]

Кстати, господа, а почему мы сразу постулировали, что жизнь на иных планетах должна быть основана только на РНК или в этом роде? Разве это так уж обязательно?

За миллиарды! лет формирования жизни на Земле каких только ни каких форм не возникало. Но в конце концов эволюция пришла к той форме, какую мы имеем. Есть основания полагать, что это есть единственно возможная форма вообще. Имеется ввиду наличие РНК и ДНК.