Необходимые условия для возникновения жизни (абиогенеза)

[Skipper_NORTON]

>> Так как Вам всем моя теория? Замечания есть?  >>

Что-то знакомое я уже где-то слышал...
 

[Любитель]

По-моему, очень стройно. Додумался сам, честное слово.

[Крупин С.Ю.]

Современные    гипотезы о происхождении жизни содержат, на мой взгляд, весьма существенный недостаток. Они не учитывают энергетику. Молекулярные ансамбли, из которых построены живые клетки, высоко упорядочены и пригнаны друг к другу. Сочетание атомов в кристаллах алмаза или рубина тоже высоко упорядочено и гармонично. Но в отличие от кристаллов живые организмы не статичны - они поддерживают гармонию, только потребляя пищу и энергию. И эти свойство, по моему мнению, должны были иметь предбиологические организмы. Они не должны были пассивно ждать пока грозовые разряды или радиоактивное излучение создадут запас биомолекул и эти молекулы, случайно встретившись друг с другом, создадут структуру, поглощающую солнечный свет и грамотно утилизирующее поглощаемую энергию.
В неживой природе имеются примеры структур, самоподдерживающихся за счёт «рационального» расходования энергии. Простейшей механической структурой является водяная воронка, образующаяся, например, при сливе ванны. Воронка поддерживает свою форму за счёт утилизации потенциальной энергии воды и живёт только до тех пор, пока открыто сливное отверстие. Предбиологические организмы представляли из себя химические самоподдерживающиеся структуры. Но за счёт какого энергетического источника? Поскольку эти организмы были крайне примитивны (по отношению к живой клетке), высокотехнологичный фотосинтез был им не по зубам. Требовался более простой для освоения энергетический источник.
В океанских глубинах при давлениях в сотни атмосфер, трёхсотградусном кипятке (температура кипения воды повышается с давлением) живут удивительные организмы, потребляющие в пищу ядовитейший сероводород, выделяемый из расщелин подводных вулканов. Каким образом могли образоваться эти формы жизни? Возможны два ответа. Первый: эти организмы произошли от «обычных» низкотемпературных, искавших новые энергетические источники. Эволюционируя миллионы лет, постепенно повышая устойчивость к высоким температурам и ядовитой среде, приближались они к подводным вулканам. Но возможен и противоположный ответ – первичными были как раз высокотемпературные организмы, произошедшие от высокотемпературных предбиологических молекулярных ансамблей.
За счёт какого энергетического источника существовали предбионты и какие следы могли они оставить? Вспомним гипотезу Менделеева о происхождении нефти. Согласно этой гипотезе нефть произошла вследствие разложения водой подземных карбидов. Гипотеза Менделеева сейчас непопулярна. Против неё имеется очень веский аргумент – нефть обладает оптической активностью – вращает плоскополяризованный свет, а это явление объясняется зеркальной асимметрией молекул несвойственной неживой природе. Вследствие этого большинство учёных считает, что нефть образовалась при разложении древних живых организмов примерно тем же способом, что и каменный уголь.
Однако, есть способ «примирить» обе концепции _ рассмотреть нефть как результат взаимодействия карбидов (и сульфидов) с водой при посредстве предбиологических (а затем и биологических) организмов. Этим организмам не пришлось осваивать энергетический источник со сложным механизмом. Они просто приспособили к своим нуждам самопроизвольно протекающие химические процессы, образовав «живую плёнку» на поверхности раздела карбидов и воды. Поскольку в результате разложения образуется органика – в частности очень реакционноспособный ацетилен, предбиологические существа обеспечивались помимо энергии и сырьём. А высокие температура и давление были несовершенным «организмам» выгодны, поскольку их каталитическая активность была крайне низкой. Плёнка поначалу была непрочная, легко пропускала через себя воду, поэтому большая часть энергии и продуктов реакции рассеивались впустую. Но плёнка в дальнейшем всё более приспосабливалась – увеличивалась её прочность, герметичность, усиливались каталитические свойства. На каком-то этапе химической эволюции плёнка стала разбиваться на отдельные самостоятельные обособленные зёрна, размножающиеся посредством деления.
Возможно, первые предбиологические организмы возникли не в земных глубинах, а ещё в открытом космосе. Выпадающие на Землю метеориты разнообразны. Одни содержат высокоокисленные вещества, другие обладают восстановительными свойствами. Есть и такие, в которых соседствуют оба типа. Предбиологические организмы могли первоначально образоваться на границах этих веществ в астероиде, а затем в составе этого астероида замуроваться в земных глубинах.
Такова, вкратце,  моя «подземная» гипотеза происхождения жизни.

[Любитель]

Но в отличие от кристаллов живые организмы не статичны - они поддерживают гармонию, только потребляя пищу и энергию. И эти свойство, по моему мнению, должны были иметь предбиологические организмы. Они не должны были пассивно ждать пока грозовые разряды или радиоактивное излучение создадут запас биомолекул и эти молекулы, случайно встретившись друг с другом, создадут структуру, поглощающую солнечный свет и грамотно утилизирующее поглощаемую энергию.

Если мы говорим о Возникновении жизни, то предбиологические организмы должны были ждать пассивно, пока не создастся запас молекул, из которого они могли бы в первый раз собраться. Вероятность их самосборки по моей (выше) теории невелика в малых объемах биомолекул, но увеличивается с их концентрацией. Т.е. первые организмы могли возникнуть только из концентрата орг. веществ (первичного бульона). Но скоро бульон кончился, а новый образовывался медленно.

Если мы говорим о возникновении нового аутотрофного механизма жизни, то Вы правы. Ранние микроорганизмы (а они уже имели клеточную структуру) могли использовать множество разных экзоэнергетических химических реакций для получения энергии, до появления фотосинтеза.
Хорошо бы поразмышлять, что было раньше, фотосинтез или хемосинтез? Действительно ли механизмы хемосинтеза проще, чем фотосинтеза?.
Биохимия обоих процессов отличается только использованием хлорофилла при фотосинтезе.

[Крупин С.Ю.]

Гипотезы о происхождении жизни отличаются друг от друга, в частности, тем с какого момента начинаются самовоспроизводство, эволюция, энергетический обмен. Наиболее радикальна гипотеза, что эти процессы могут начаться лишь в готовой живой клетке, невесть откуда взявшейся. В гипотезе Опарина процессы, свойственные живым организмам начинаются на уровне сгустков органического вещества - «коацерватных капель» напоминающих жировые капли на поверхности бульона. Однако, предлагаемый способ их формирования в результате случайного объединения всевозможных сложных органических молекул, получаемых в результате грозовых разрядов и ультрафиолета, весьма сомнителен, поскольку, после перемешивания  в мировом океане их концентрация станет слишком ничтожной. В моей гипотезе процессы, свойственные живому начинаются ещё на уровне небольших молекулярных агрегатов. Даю очень грубую схему процесса. Допустим, в земных недрах, ещё на этапе образования Земли был замурован астероид, состоящий из карбидов, сульфидов, гидридов металлов. В результате тектонических процессов он соприкоснулся с водами океана и началась реакция разложения, сопровождающаяся выделением ацетилена, цианида водорода, формальдегида и пр. – весьма реакционноспособных соединений. Высокие температура, давление, наличие ионов металлов, обладающих каталитической активностью способствует полимеризации этих веществ. В результате такой хаотической полимеризации создаются разнообразные случайные сочетания полимерных молекул. Какая-то ничтожная их часть случайно обладает «автокаталитическими» свойствами – способностью в какой-то степени производить свои копии – более-менее схожие молекулярные ансамбли, среди которых начинается «естественный отбор». В общем, похоже на Опарина, только эволюция начинается много раньше.

[Любитель]

КрупС, Вы можете предложить схему молекулярного агрегата, способного воспроизводить свои копии и достаточно простого для самосборки?

P.S. Желательно, отличную от моей.

[afienko]

   Уважаемый Любитель! Благодарю Вас за интерес к моему сообщению. На Ваш вопрос отвечаю: 1. Шаровая молния и ядро нейрона преобразуют плазменную энергию в фотонную (под действием электрических полей свободные электроны внутри плазмоида разлагаются в энергию фотонов, с выделением энергии). Медики, изучая человека, видят, что в каждом его органе выделяется дополнительная энергия, появление которой не имеет объяснений на химико-биологическом уровне. Это малое выделение энергии ядерного происхождения. 2. Реку жизни питают три потока: энергия, информация, материя. Элемент жизни (плазмоид) эти (первичные) потоки создает. Элемент жизни (мембранный плазмоид) имеет все живое: фаг, бактерия, одноклеточный и т. д. Физический элемент жизни (плазмоид) создает химический элемент жизни (клетка). Клетки (фабрики веществ) и организмы (химический реактор), преобразуя пищу, производят электроны (топливо биосистем).

[Любитель]

Уважаемый afienko, спасибо за объяснение, но из него я мало что понял, наверное по тому что не физик.
Поясните пожалуйста, каким образом под действием электрических полей электроны могут превращаться в фотоны? Зачем нужны эти фотоны? куда девается избыточный положительный заряд?

Медики, изучая человека, видят, что в каждом его органе выделяется дополнительная энергия, появление которой не имеет объяснений на химико-биологическом уровне.

Можно ссылку?

[Наташа]

 А вы никогда не думали что Бог и Вселенная это одно и тоже, тогда ясно о чём речь, что Бог создал этот мир из себя и какое слово было в начале. Слово программы. Пи=3.14...

Я нашла где об этом можно поговорить...

Новости по тематике раздела "Вселенная, Жизнь, Разум"

[Vladimir]

А вы никогда не думали что Бог и Вселенная это одно и тоже, тогда ясно о чём речь, что Бог создал этот мир из себя и какое слово было в начале. Слово программы. Пи=3.14...

Тогда мы вернемся лет эдак на 2000 назад  Прогресс, которому обязано человечество в общем-то вырос из сомнения в этом тезисе.

[Dervish]

Уважаемый afienko, спасибо за объяснение, но из него я мало что понял, наверное по тому что не физик.
Поясните пожалуйста, каким образом под действием электрических полей электроны могут превращаться в фотоны? Зачем нужны эти фотоны? куда девается избыточный положительный заряд?

Медики, изучая человека, видят, что в каждом его органе выделяется дополнительная энергия, появление которой не имеет объяснений на химико-биологическом уровне.

Можно ссылку?

Позвольте ссылочку от меня - палатаномершесть.RU Там на все вопросы есть ответы

[тянь-жень]

Жизнь была всегда,она непоявлялась неисчезала...

[vika vorobyeva]

Жизнь была всегда,она непоявлялась неисчезала...

Живи мы в стационарной Вселенной, такая точка зрения имела бы право на существование. Но поскольку мы живем в расширяющейся Вселенной, в которой 13 миллиардов лет назад не было (или почти не было) тяжелых элементов (а значит, химической основы жизни), то где-то когда-то ей пришлось зародиться

[Павел Фоменко]

Я заметил тут пытались дать определение ЖИВОГО.
Так вот. Ваши попытки довольно близки к действительности.
Определение живых систем дали чилийские нейробиологи У. Матурана и Ф. Варела в своей теории автопоэза.
Живые системы на даный момент характеризуются воспроизводством компонент, из которых они состоя. Причём произведенные компоненты формируют структуру, которая в дальнейшем снова производит компоненты... и т. д. То есть идёт обновление не на уровне клеток, а на молекулярном уровне. Каждый компонент живой системы произведён ею самой и служит для поддержания целостности живой системы.
Замечу, что размножение - не является фактором "живости" системы.
Вы приводили пример - вирус. Так вот вирус НЕ живой. Он самостоятельно не может произвести компоненты, из которых он состоит.
Далее... Да можете привести любой пример и мы разберём живое это или нет. Сразу скажу - живых заводов на данный момент нет. Потому что он должен добыть ресурсы для своей постройки, переплавить их в метал, а из метала строить оборудование для добывания железной руды и энергии и т. д. замкнутый цикл.

Как появилась жизнь? Конечно, это была не ДНК "сваренная" молнией в первичном бульоне. Первоначально - это автокаталитические циклы, связавшиеся в гиперциклы. Т. е., каждое следующее усложнение происходило ступенчато.
Кстати, очень интересно наблюдать формирование гиперциклов из случайного распределения веществ... Скажу, что у меня есть компьютерная модель образования гиперциклов. Кому интересно?

[тянь-жень]

Жизнь была всегда,она непоявлялась неисчезала...

Живи мы в стационарной Вселенной, такая точка зрения имела бы право на существование. Но поскольку мы живем в расширяющейся Вселенной, в которой 13 миллиардов лет назад не было (или почти не было) тяжелых элементов (а значит, химической основы жизни), то где-то когда-то ей пришлось зародиться

Смотрите на Мир шире, бабочка невсегда была бабочкой и то что мы называем Жизнью это наше определение.

[yvar]

придумали себе слово, дали определение и давай его терзать!
упала ложка со стола и как начала воляться!

[Любитель]

Как появилась жизнь? Конечно, это была не ДНК "сваренная" молнией в первичном бульоне. Первоначально - это автокаталитические циклы, связавшиеся в гиперциклы. Т. е., каждое следующее усложнение происходило ступенчато.
Кстати, очень интересно наблюдать формирование гиперциклов из случайного распределения веществ... Скажу, что у меня есть компьютерная модель образования гиперциклов. Кому интересно?

Мне интересно. Расскажите, пожалуйста, в деталях о автокаталитических циклах и их эволюции, если не затруднит. Подробненько так, знаете ли. 

[Павел Фоменко]

"Подробненько" можно почитать у Манфреда Эйгена. Он нобеля получал, а не я
Автокаталитический цикл - это хим. реакция, в которой вещество катализирует производство самого себя. Например
2X+A=3X
Видим, что в даном случае концентрация вещества растёт нелинейно (примерно по квадратичному закону). Тем самым задается неравновесность хим. системы - то есть, хим. равновесие смещается, и вещество не синтезируется-распадается с вероятностью 50/50, а уже более верояно - синтезируется. Так вот, продукты такого цикла могут быть субстратом для последующих автокаталитических циклов, и в один прекрасный момент - бац! - имеем гиперцикл который уже самодостаточен в производстве субстратов и катализаторов для своей реализации.
У Эйгена всё намного круче - у него ещё есть цикл гиперциклов, который уже может служить предвесником самореплицирующихся молекул типа ДНК.

[Dervish]

"Подробненько" можно почитать у Манфреда Эйгена. Он нобеля получал, а не я
Автокаталитический цикл - это хим. реакция, в которой вещество катализирует производство самого себя. Например
2X+A=3X
Видим, что в даном случае концентрация вещества растёт нелинейно (примерно по квадратичному закону). Тем самым задается неравновесность хим. системы - то есть, хим. равновесие смещается, и вещество не синтезируется-распадается с вероятностью 50/50, а уже более верояно - синтезируется. Так вот, продукты такого цикла могут быть субстратом для последующих автокаталитических циклов, и в один прекрасный момент - бац! - имеем гиперцикл который уже самодостаточен в производстве субстратов и катализаторов для своей реализации.
У Эйгена всё намного круче - у него ещё есть цикл гиперциклов, который уже может служить предвесником самореплицирующихся молекул типа ДНК.

Как то вы скромненько умолчали о стабильности таких реакций и условиях преодоления термодинамического барьера, нехорошо батенька.....

[Павел Фоменко]

Как то вы скромненько умолчали о стабильности таких реакций и условиях преодоления термодинамического барьера, нехорошо батенька.....

Ну, буду рад послушать знающего человека Честно говоря не пойму что я такого скрыл....
А! Ну конечно! Все упомянутые мною чудеса самоорганизации могут происходить только при условии потока энергии и/или вещества через систему. Это вы имели ввиду?