Космологические и комбинаторные основания редкости жизни в наблюдаемой вселенной

[Combinator]

Оригиналов нет. Есть отдельные картинки для разминки:
http://elementy.ru/news/431625
Для усидчивых:
 http://elementy.ru/news?theme=2395410
на неделю чтения.

Посмотрел первую ссылку, она касается эукариот. Не очень понятно, каким боком это соотносится с Вашим текстом о происхождении жизни, а разгадывать Ваши ребусы в виде отдельных картинок мне усидчивость не повзволяет.

Поробуйте встретить на такой площади слона. Не розового, в любой точке Земли

Во-первых, сравнение некорректно. Мы ищем не конкретный вид, а любые следы жизни. Во-вторых, моё замечание относителось, в основном, к тому, что хорошо бы всё же сверяться с первоисточниками, когда Вы приводите конкретные цифры.

 

Ну не до бактерий, но до самосохраняющихся ассоциаций из трех сотен различных молекул - современного месяца достаточно для самой первой дождевой лужи на Земле.

Если это не голословное утверждение, хотелось бы пруфлинк на описание соответсвующих экспериментов.

[Скеп-тик]

Посмотрел первую ссылку, она касается эукариот.

Я недаром назвал "картинки". Это пример взаимодействия одного белка (гидрофобного) с другим белком (гидрофильного) при помощи третьего белка (линкерного) для преодоления структурированого четвертым белком препятствия. С затратой энергии в эВ-ы за миллисекунды. Без всякого рода комбинаторик.
Упростите структуру в миллиард раз, но принцип останется. Молекулы белков проделают определенную цепочку операций, которая оказывается полезной для остального "сообщества" молекул, которые, в свою очередь, защитят эту "рабочую" троицу от катаклизмов  внешней среды (например, от ионов трехвалентного железа).
Жизнь оказывается сверхсложным собранием простых механических систем, устроеных по принципу: что-то прицепил (электрон или ион), изогнулся с поворотом, подставив соседу активный (ранее механически спрятаный) радикал, тот подхватил это что-то и сам среагировал и т.д.
Но это уже жизнь, преджизнь не самодублировалась, а только стабилизировалась, пусть на несколько часов, что позволяло уже "охотиться"  на некоторые комплементарные молекулы во внешней среде, увеличивая свою сложность. А настоящая жизнь возникла только с фотосинтезом.

Мы ищем не конкретный вид, а любые следы жизни.

Я здесь сравниваю только вероятности событий - обнаружение на случайных 50 кв. км следов жизни или слона.

Если это не голословное утверждение

Это моя "голословная" убежденность, вызваная чтением журнала "Природа" с 1974 года и "Элементов" с самой древней статьи
Ещё картинка
http://elementy.ru/news/430749

[idris]

В принципе если поставить камеру и "просмотреть" запись за последние 100 тысяч лет, то в любой точке Евразии, Африки и Северной Америке можно увидеть слона.

[Александр Анохин]

Выскажу свое мнение: вопрос существования жизни за пределами солнечной системы в настоящее время не имеет ни какого практического значения. Современные ракеты принципиально не годятся для полетов даже к ближайшим звездам. Более того пока не видно каких-либо техничсеких решений, которые позволят решить проблему межзвездных полетов в ближайшие сто лет. Темпы развития космонавтики, после резкого старта, постепенно замедляются. Даже через 50 лет после первого полета в космос человек "плавает" на околоземной орбите.
А полет в соседнюю галактику - туманность андромеды даже со скоростью 30% от скорости света займет несколько миллионов лет.
Надежды, что инопланетяне к нам прилетят близки к нулю, поскольку они испытывают подобные затруднения.
Поэтому наше одиночество, как мне кажется, "обоснованно" чисто техническими причинами. Не мы не они не сможем долететь друг до друга.

[Patsak]

Выскажу свое мнение: вопрос существования жизни за пределами солнечной системы в настоящее время не имеет ни какого практического значения.
Современные ракеты принципиально не годятся для полетов даже к ближайшим звездам. Более того пока не видно каких-либо техничсеких решений, которые позволят решить проблему межзвездных полетов в ближайшие сто лет.

Вы путаете наши практические возможности установить существование чего-то, с практическими последствиями его существования, которые к нашим способностям никакого отношения не имеют.
Существование жизни за пределами солнечной системы может иметь далеко идущие практические последствия, как зависящие от нас (политические, социальные, научные, религиозные и т.д.), так и не зависящие – тут можно пофантазировать.

Темпы развития космонавтики, после резкого старта, постепенно замедляются. Даже через 50 лет после первого полета в космос человек "плавает" на околоземной орбите.
А полет в соседнюю галактику - туманность андромеды даже со скоростью 30% от скорости света займет несколько миллионов лет.
Надежды, что инопланетяне к нам прилетят близки к нулю, поскольку они испытывают подобные затруднения.

Совершенно верно.
На "лошадиной тяге" до "Луны" не дотянуть, это Вам "любой ямщик" скажет. А он знает свое дело, и правильно предупреждал 100~2000 лет назад, что сие – глупость несусветная…

Поэтому наше одиночество, как мне кажется, "обоснованно" чисто техническими причинами. Не мы не они не сможем долететь друг до друга.

Совершенно верно – сказали муравьи, глядя на бескрайнюю гладь океана.

[Проходящий Кот]

Выскажу свое мнение: вопрос существования жизни за пределами солнечной системы в настоящее время не имеет ни какого практического значения. Современные ракеты принципиально не годятся для полетов даже к ближайшим звездам. Более того пока не видно каких-либо техничсеких решений, которые позволят решить проблему межзвездных полетов в ближайшие сто лет. Темпы развития космонавтики, после резкого старта, постепенно замедляются. Даже через 50 лет после первого полета в космос человек "плавает" на околоземной орбите.
А полет в соседнюю галактику - туманность андромеды даже со скоростью 30% от скорости света займет несколько миллионов лет.
Надежды, что инопланетяне к нам прилетят близки к нулю, поскольку они испытывают подобные затруднения.
Поэтому наше одиночество, как мне кажется, "обоснованно" чисто техническими причинами. Не мы не они не сможем долететь друг до друга.

А причем тут эта тема?
Тут вопрос о жизни, а не о цивилизации.....

[Александр Анохин]

А причем тут эта тема?
Тут вопрос о жизни, а не о цивилизации.....

Вопрос существования жизни у других звезд, так и останется на уровне дебатов без практической реализации межзвездных полетов.

Совершенно верно – сказали муравьи, глядя на бескрайнюю гладь океана.

Точно! Мы муравьи! Океан космоса пока для нас непреодолим.

[-Asket-]

Еще о разных взглядах на скандальную идею Кунина: Платоники и аристотелики Сам Кунин в комментариях тоже отметился:
"...Что же до ответов на вопросы о происхождении жизни, так ведь и я не утверждал, что это - ОТВЕТ. Скорее, делал акцент на том, что ОТВЕТА - в традиционном понимании, т.е. пусть не *общей теории всего*, но хотя бы *простой-элегантной-проверяемой-в-эксперименте* модели возникновения клетки - может просто не быть. Ну и я старался найти некий космический фон для такой вот возможности, которая, конечно, для биологов интересующихся вопросом, кажется дикой. Собственно, Ваш популярный текст в ином контексте говорит о том же, на мой взгляд, весьма точно..."

[Nucleosome]

Совершенно верно – сказали муравьи, глядя на бескрайнюю гладь океана.

я бы не сказал, что для них океаны так уж и непреодолимы - на островах, никогда не являющихся частью континентов они есть. во-первы = муравьих худо-бедно, но летают, во-вторых их может принести на какой-то коряге (так часто переселяются пресноводные организмы)
да... попытаюсь ответить на то, что накопилось, пока меня не было - во-первых - конечно же "ядро" организмов - то есть метаболизм - занимает в геноме очень мало - там уже давно найдена наиболее оптимальная конфигаруция. далее - размер генома, или даже его значимой части, не столь уж критично для организма - гены и вообще любые участки имеют склонность удваваться, что в итоге повышает их помехоустойчивость - как к мутациям, так и порокам равзития. ну ин наконец - в некоторых случаях с развитие им оттачиванием некого механизма размер, занимаемый им в геноме может и сокращаться - путём удаления элементов становящимися ненужными по мере совершенствования других.
что же касается углерода, то тут видится, что он вообще не критичен для нашей биосферы и не только дело в том, что его слишком для неё много, даже у нас, но и в том, что ритм жизни биосферы зависит от скорости её циклом, и в меньшей степени того сколько вовлеено в них - что тольку в углероде, если его поглотят на какой планете некие аналоги деревьяев-исполинов, растующие по сто тысячь лет и каждые тысячу лет приносящие горсть семян, а каждые - пять тысяч - обновляющие свою листву?.. биомасса - огромна, биопродукция - сопоставима с куполом Антактики. и ещё "хуже" всё в случае возникновения жизни - там самое критичное явно энергия - ведь как уже заметил скеп-тик - она нужна для репликации и расчивать можно только на слабенькие процессы абогенного синтеза - ну и причём тут количество углерода, когда что с ним делать неизвестно?
касательно панспермии - кажется Пацак как-то уже написал, то ему "фиолетово" была она или нет. если честно - мне тоже. просто я не вижу в панспермии надобности - пока. и молекулярные часы - единственное, что как-то, где-то говорит за это, меня не уберждают (как они не убеждают меня и в других вопросах), уже писал почему. насколько я понимаю существенным образом химический состав Вселенной в последние миллиардов этак 10 не изменился - то есть тогда, понятно было ярче, потому что было больше голубых звёзд, а теперь их отрыжки слиплись в такие как наше Солнце, собрав в себя часть тяжёлых элементов, поступление которых во вселенную с той поры снизилось.

[Combinator]

что же касается углерода, то тут видится, что он вообще не критичен для нашей биосферы и не только дело в том, что его слишком для неё много, даже у нас, но и в том, что ритм жизни биосферы зависит от скорости её циклом, и в меньшей степени того сколько вовлеено в них - что тольку в углероде, если его поглотят на какой планете некие аналоги деревьяев-исполинов, растующие по сто тысячь лет и каждые тысячу лет приносящие горсть семян, а каждые - пять тысяч - обновляющие свою листву?.. биомасса - огромна, биопродукция - сопоставима с куполом Антактики. и ещё "хуже" всё в случае возникновения жизни - там самое критичное явно энергия - ведь как уже заметил скеп-тик - она нужна для репликации и расчивать можно только на слабенькие процессы абогенного синтеза - ну и причём тут количество углерода, когда что с ним делать неизвестно?

Энергия, конечно, тоже нужна, одно другому не мешает. Но как известно при прочих равных скорость любой химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагентов. Углерод является самым важным элементом органических молекул, составляя как бы их скелет. Соответственно, скорость химических реаккций в первоначальном бульоне должна была быть прямо пропорциональна концентрации в нём углерода. Так как на Земле она примерно на два порядка ниже, чем на в среднем по галактике, это означает, что Земля в этом плане примерно в сто раз хуже приспособлена для зарождения жизни, чем взятая наугад планета (или её спутник).

[Nucleosome]

Но как известно при прочих равных скорость любой химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагентов.

не вполне - есть и критические стадии - скажем реакции неклеофильного замещения идущие в две стадии не зависят от конценрации нуклеофила. кроме того - в случае синтеза нуклеоиновых кислот (а там есть и такая фаза) имеет место ещё и примитивный катализ - поскольку кто-то должен давать энергию - то есть - от концентрации реагентов зависит (то есть если углерода будет вообще не 0,12% как у нас, а сколько-нибудь 0,001% то тут уж наверное проблема...) но они явно не критичны - скорость лимитируют другие факторы.

[Combinator]

в случае синтеза нуклеоиновых кислот (а там есть и такая фаза) имеет место ещё и примитивный катализ

Катализатор просто ускоряет скорость реакции в N раз, если в двух растворах, один из которых на два порядка насыщеннее другого, идёт одна и та же реакция с одним и тем же катализатором, то в более насыщенном растворе её скорость по прежнему будет в сто раз больше, чем в ненасыщенном. Разве нет?
 

- поскольку кто-то должен давать энергию - то есть - от концентрации реагентов зависит (то есть если углерода будет вообще не 0,12% как у нас, а сколько-нибудь 0,001% то тут уж наверное проблема...)

Средняя концентрация углерода в земной коре 0.03%, а не 0.12%. Или Вы имеете в виду атмосферу?
Энергия, насколько мне известно, в большинстве теорий абиогинеза вообще не рассматривается как лимитирующий фактор. В них всегда предпологается, что её вполне достаточно (грозовые разряды, ультрафиолетовое излучение Солнца, химическая энергия окислительно-восстановительных реакций и т.д.). Далее, почему 0,12% не проблема, а 0,001% уже проблема? На чём основана подобная оценка?

но они явно не критичны - скорость лимитируют другие факторы.

Какие кроме доступности энергиии?

[Nucleosome]

Разве нет?

нет - зависит от того, насколько будет насыщен катализатор - если его свободного больше нет, то сколько субстрата не добавляй скорость реакции не изменится.

Средняя концентрация углерода в земной коре 0.03%, а не 0.12%. Или Вы имеете в виду атмосферу?

постойте - 0,03% - это атмосферное, с 0,12% мог ошибится, давно в одной книге по биогеохимиии это смотрел

Какие кроме доступности энергиии?

ну-во-первых - для нуклеиновых кислот нужен не только углерод, но и фосфор, а ещё азот - притом оба в растворимой форме. во-вторых, часто говорят о чём-то вроде глин, которые обеспечат нужный, то есть мелкий размер пор, где бы могли происходить нужные реакции без катастрофиеского разбовления продукта

[Combinator]

нет - зависит от того, насколько будет насыщен катализатор - если его свободного больше нет, то сколько субстрата не добавляй скорость реакции не изменится.

Это понятно, но катализатор на то и катализатор, что для ускорения реакции обычно достаточно его присутствия в микроскописческих количествах, ведь он в реакции не расходуется.

ну-во-первых - для нуклеиновых кислот нужен не только углерод, но и фосфор, а ещё азот - притом оба в растворимой форме. во-вторых, часто говорят о чём-то вроде глин, которые обеспечат нужный, то есть мелкий размер пор, где бы могли происходить нужные реакции без катастрофиеского разбовления продукта

Фосфора нужно на порядок меньше, чем углерода. Азота на Земле и в среднем во Вселенной вполне достаточно, да и нужно его в несколко раз меньше, чем углерода. По поводу глин - не очень понятно, за счёт чего именно в их порах будет поддерживаться повышенная концентрация углеродсодержащих компонентов.

[Nucleosome]

Это понятно, но катализатор на то и катализатор, что для ускорения реакции обычно достаточно его присутствия в микроскописческих количествах, ведь он в реакции не расходуется.

ну смотря какой... то есть каково его сродство к субстрату... то есть - чем ниже, тем и нужно больше.

Фосфора нужно на порядок меньше, чем углерода. Азота на Земле и в среднем во Вселенной вполне достаточно, да и нужно его в несколко раз меньше, чем углерода.

да, но и по вселенной эти элементы редки - они ж нечётные... и на порядок нужно меньше или на два - что толку если на некой планете будет прорва углерода, а азота и фосфора - столько, скольку у нас? куда его девать?

По поводу глин - не очень понятно, за счёт чего именно в их порах будет поддерживаться повышенная концентрация углеродсодержащих компонентов.

в силу их пористости будут образовываться микро-пробирки - за счёт поверхностного натяжения они не будет выпускать содержимое адсобриброванное на внутренней поверхности (а она у них очень велика) наружу...

[Combinator]

да, но и по вселенной эти элементы редки - они ж нечётные... и на порядок нужно меньше или на два - что толку если на некой планете будет прорва углерода, а азота и фосфора - столько, скольку у нас? куда его девать?

Пропорции, в которых эти элементы встречаются в РНК и аминокислотах примерно те же, что и для всей Вселенной в целом, а вот от соответствующих пропорций для Земли отличаются довольно существенно (в первую очередь, из-за  существенной нехватки углерода)

в силу их пористости будут образовываться микро-пробирки - за счёт поверхностного натяжения они не будет выпускать содержимое адсобриброванное на внутренней поверхности (а она у них очень велика) наружу...

В этом плане, может быть в этом что-то есть. Но, с другой стороны, например, в теории происхождения жизни в районе геотермальных источников по крайней мере с источниками энергии всё ясно. А откуда возьмётся свободная энергия внутри глинистых пород?

[незлой]

значит вся наша, чё

[Nucleosome]

Пропорции, в которых эти элементы встречаются в РНК и аминокислотах примерно те же, что и для всей Вселенной в целом, а вот от соответствующих пропорций для Земли отличаются довольно существенно (в первую очередь, из-за  существенной нехватки углерода)

да, но если вы посмотрите вообще на все гетероциклические соединения, то там соотношения будут примерно те же - то есть - соединения из чистого углерода малореактивноспособны, из чистого азота - вообще быть не может. причины тут сугубо химические... к тому же я думаю, что углерода во Вселенной гораздо больше в сравнеии с азтом, чем в этих циклах. да и причём тут вся Вселенная - вопрос же в том, в каких соотношениях попадёт на планеты или койпероиды какие или ещё чего такого рода, и даже не просто на них, а на их поверхности (прежде всего это относится к планетам, но шансы у остального не так уже велики - энергии мало, атмосферы нет в принципе)

А откуда возьмётся свободная энергия внутри глинистых пород?

почему внутри? глина размазана по луже или берегу, энергию получает от стекающей воды, в которой какая-то органика, или она прямо на её поверзности формируется, а потом уж адсобрибирует. да и вокруг геотермальных источников тоже ничего не мещает быть глинам... и вообще я их как пример привёл, а так в детали этого не вникал.

[Проходящий Кот]

Мы совсем одни в этой вселенной т_т (www.enu.kz)

Не одни.
Есть Docbrain

[Combinator]

да, но если вы посмотрите вообще на все гетероциклические соединения, то там соотношения будут примерно те же - то есть - соединения из чистого углерода малореактивноспособны, из чистого азота - вообще быть не может. причины тут сугубо химические... к тому же я думаю, что углерода во Вселенной гораздо больше в сравнеии с азтом, чем в этих циклах. да и причём тут вся Вселенная - вопрос же в том, в каких соотношениях попадёт на планеты или койпероиды какие или ещё чего такого рода, и даже не просто на них, а на их поверхности (прежде всего это относится к планетам, но шансы у остального не так уже велики - энергии мало, атмосферы нет в принципе)

Ну мы же говорим не об абстрактных гетероциклических соединениях, а конкретно об органике.
Вот, скажем, примерный состав океанов Титана:
    жидкий этан: 76÷79 %
    жидкий пропан: 7÷8 %
    жидкий метан: 5÷10 %
    циановодород: 2÷3 % (насыщенный раствор)
    бутан: 1 %
    ацетилен: 1 %
    жидкий бутилен: 1 %
    жидкие аргон, азот, угарный газ, водород: менее 1 %.

Вот это действительно похоже на классический "органический бульон", на Земле такого нет и, видимо, никогда не было.

А откуда возьмётся свободная энергия внутри глинистых пород?

почему внутри? глина размазана по луже или берегу, энергию получает от стекающей воды, в которой какая-то органика, или она прямо на её поверзности формируется, а потом уж адсобрибирует. да и вокруг геотермальных источников тоже ничего не мещает быть глинам... и вообще я их как пример привёл, а так в детали этого не вникал.
[/quote]

В простой органике энергия сама по себе отсутствует, если её туда целенаправленно не "закачать". Да и вообще, если бы такая возможность (абиогенез на глине или внутри неё под действием проточной воды) реально существовала, она бы наверняка уже была обнаружена, уж больно простой механизм, да и с экспериментальной проверкой нет никаких проблем. Про существование глины в районе геотермальных источников я тоже не слышал.

и вообще я их как пример привёл, а так в детали этого не вникал.

В вопросе происхождения жизни, как говорится, дьявол кроется именно в деталях.  В общем и целом понятно, что как-то же она в конце-концов из неорганики образовалась.