Необходимые условия для возникновения жизни (абиогенеза)

[Maki]

Не совсем так. Калибровка молекулярных часов заключается в соотнесении времени разделения ветвей дерева с абсолютной геохронологической шкалой. Например, логично предположить, что отделение аэробных линий эволюции от анаэробных произошло, в основном, после так называемой "кислородной революции" 2.4 млрд. лет назад.  Хотя, конечно, тем самым мы косвенно оцениваем и скорость мутаций.

Вот теперь понял, что вы имели в виду. В таком случае, при многократном уточнении дат, МЧ смогут дать результат весьма инетересный.
ОК.
Предположим, выводы статьи верны, и LUCA появился вскоре после удара Тейи. Противоречит это идее земного абиогенеза?
Если абиогенез произошёл уже в катархее - нет. Вполне возможно, что удар Тейи выбил в космос столько живности, что её хватило на то, чтобы там впасть в анабиоз, сохраниться, а затем вновь засять остывшую землю.
В таком случае, никакой "посторонний" абиогенез не нужен.

[Combinator]

Предположим, выводы статьи верны, и LUCA появился вскоре после удара Тейи. Противоречит это идее земного абиогенеза?
Если абиогенез произошёл уже в катархее - нет. Вполне возможно, что удар Тейи выбил в космос столько живности, что её хватило на то, чтобы там впасть в анабиоз, сохраниться, а затем вновь засять остывшую землю.
В таком случае, никакой "посторонний" абиогенез не нужен.

Для меня это весьма сомнительно. Как известно, поле удара обе планеты перешли в расплавленное состояние. Да и нескольких десятков миллионов лет вряд ли бы хватило для эволюции от неживой материи до LUCA.

[Maki]

Предположим, выводы статьи верны, и LUCA появился вскоре после удара Тейи. Противоречит это идее земного абиогенеза?
Если абиогенез произошёл уже в катархее - нет. Вполне возможно, что удар Тейи выбил в космос столько живности, что её хватило на то, чтобы там впасть в анабиоз, сохраниться, а затем вновь засять остывшую землю.
В таком случае, никакой "посторонний" абиогенез не нужен.

Для меня это весьма сомнительно. Как известно, поле удара обе планеты перешли в расплавленное состояние. Да и нескольких десятков миллионов лет вряд ли бы хватило для эволюции от неживой материи до LUCA.

Первое - вовсе не беда. Расплавленное состояние Земли никак не касается выброшенных в космос микробов. Осели на остывшую Землю, да и размножились. Такая вот локальная "панспермия".
Второе - да, проблема. Но только если принимать существующие датировки событий как 100% достоверные. Насколько я понимаю, единого мнения касаемо ранних этапов истории Земли нет. Возможно, "десятков миллионов лет" было не "несколько". А возможно, что абиогенез - очень быстрый процесс. Всё, что пока сделано в этом направлении интересного - это эволюция искусственных рибозимов в пробирке. А она там показывает поразительную скорость.

[Combinator]

А возможно, что абиогенез - очень быстрый процесс. Всё, что пока сделано в этом направлении интересного - это эволюция искусственных рибозимов в пробирке. А она там показывает поразительную скорость.

Насколько я знаю, основная проблема мира РНК - рибозим, способный делать копии других рибозимов ещё очень далека от разрешения. И это не смотря на то, что в пробирке создаются идеальные условия, страшно далёкие от реальной жизни - в неё с высокой концентрацией подаются лишь необходимые для реакции составляющие, причём, уже с нужной хириальностью и активированные. Впрочем, мы уже вплотную подходим к области веры, теоретически возможны оба варианта, а выбор из них, уже во многом дело вкуса.

[Maki]

Насколько я знаю, основная проблема мира РНК - рибозим, способный делать копии других рибозимов ещё очень далека от разрешения. И это не смотря на то, что в пробирке создаются идеальные условия, страшно далёкие от реальной жизни - в неё с высокой концентрацией подаются лишь необходимые для реакции составляющие, причём, уже с нужной хириальностью и активированные. Впрочем, мы уже вплотную подходим к области веры, теоретически возможны оба варианта, а выбор из них, уже во многом дело вкуса.

Полностью согласен.
Мы сейчас (вернее вы, учёные) - ещё в самом начале пути. И пока что во всех вариантах абиогенеза "веры" больше, чем знания.
Но - я уже вскользь это упомянул - "матьсыраземлисты" молодцы уже в том, что предложили некоторое количество гипотез зарождения жизни в грязной луже, постреляли электрическими разрядами через газ, и погоняли в пробирке рибозимы.
Но ни одна гипотеза внеземного абиогенеза, которая хоть как-то объясняла бы зарождение жизни вне Земли, и предполагала бы постановку эксперимента, мне не попадалась.

[Combinator]

Полностью согласен.
Мы сейчас (вернее вы, учёные) - ещё в самом начале пути. И пока что во всех вариантах абиогенеза "веры" больше, чем знания.
Но - я уже вскользь это упомянул - "матьсыраземлисты" молодцы уже в том, что предложили некоторое количество гипотез зарождения жизни в грязной луже, постреляли электрическими разрядами через газ, и погоняли в пробирке рибозимы.
Но ни одна гипотеза внеземного абиогенеза, которая хоть как-то объясняла бы зарождение жизни вне Земли, и предполагала бы постановку эксперимента, мне не попадалась.

Земля отнюдь не идеальное место для зарождения жизни, того же углерода на ней смехотворно мало. Я лично больше склоняюсь к изначальному появлению жизни в среде сверхкритического CO. Но, что бы не было обидно учёным, потратившим чуть ли не всю жизнь на земной абиогенез, предположим, что лучше места не найти. Чем, собственно, не устраивает гипотеза зарождения жизни на копии Земли, но появившейся не 4.5, а, положим, 9 млрд. лет назад?

[Maki]

Земля отнюдь не идеальное место для зарождения жизни, того же углерода на ней смехотворно мало. Я лично больше склоняюсь к изначальному появлению жизни в среде сверхкритического CO. Но, что бы не было обидно учёным, потратившим чуть ли не всю жизнь на земной абиогенез, предположим, что лучше места не найти. Чем, собственно, не устраивает гипотеза зарождения жизни на копии Земли, но появившейся не 4.5, а, положим, 9 млрд. лет назад?

Опасность этой гипотезы в том, что прямым её следствием становится понятие универсальности абиогенеза, и вывод о том, что жизнь самозарождается абсолютно на всех землеподобных планетах. Если жизнь зарождается во всякой луже - зачем ждать комсического "Луку"? Вот такой парадокс. Если жизнь обычна - она, вероятно, местная. Если жизнь необычна - надо бы как-то нафантазировать этот сверхкритичный мир, где жизнь была просто вынуждена появиться. 
Кстати, а почему углерода у нас "мало", если по слухам, его связано и захоронено аж 3 венерианские атмосферы? Вроде как везеде пишут, что в катархее углеродной "органики" было просто завались.

[Combinator]

Опасность этой гипотезы в том, что прямым её следствием становится понятие универсальности абиогенеза, и вывод о том, что жизнь самозарождается абсолютно на всех землеподобных планетах. Если жизнь зарождается во всякой луже - зачем ждать комсического "Луку"? Вот такой парадокс. Если жизнь обычна - она, вероятно, местная. Если жизнь необычна - надо бы как-то нафантазировать этот сверхкритичный мир, где жизнь была просто вынуждена появиться.

Почему обязательно на всех? Все лотерейные билеты изначально одинаковы, но крупный выигрыш в итоге можно получить лишь по очень немногом из них. Роль случая, следуя Кунину, тоже нельзя умолять. А вот проблему фантастической скорости эволюции на её первых шагах такой вариант вполне решает. Кажется, это А. Марков писал, что одна из самых больших загадок эволюции - практически мгновенное, по эволюционным меркам, появление бактериальной клетки. А ведь путь от первичного бульона до клетки не меньше, а, скорее, гораздо больше, чем путь от прокариот к эукариотам, на который природе пришлось потом потратить около 2 миллиардов лет...

Кстати, а почему углерода у нас "мало", если по слухам, его связано и захоронено аж 3 венерианские атмосферы? Вроде как везеде пишут, что в катархее углеродной "органики" было просто завались.

По распространённости в земной коре среди других элементов углерод находится лишь на 12-ом месте, а в среднем во Вселенной - на 4-ом.
 

[Maki]

По распространённости в земной коре среди других элементов углерод находится лишь на 12-ом месте, а в среднем во Вселенной - на 4-ом.

Но, при этом, его оказалось достаточно, чтобы выпасть в виде известняка, и даже в чистом виде. То есть биосфера процветает и при текущих количествах.
Абиогенез требует углеродной избыточности? Возможно. Но как вы представляете себе этот мир со сверхкритичным СО? Как там дела с температурой, давлением, наличием воды, и солнечным излучением?

Кажется, это А. Марков писал, что одна из самых больших загадок эволюции - практически мгновенное, по эволюционным меркам, появление бактериальной клетки. А ведь путь от первичного бульона до клетки не меньше, а, скорее, гораздо больше, чем путь от прокариот к эукариотам, на который природе пришлось потом потратить около 2 миллиардов лет...

Сложно спорить с тем, что появление жизни на Земле в последнее время заметно "удревнили", и абиогенезу оставили мало времени. Но у сторонников местного происхождения пока ещё есть аргументы. Первое - что эволюция доклеточной жизни действительно могла идти с невероятной скоростью. Второе - "инкубатором" мог стать Марс, или та же Тейя.
При всём изяществе теории господина Аррениуса, идея о миллионолетней сохранности микробов в космосе, даже внутри фрагментов породы, остаётся пока недоказанной. Так что поиски местных путей абиогенеза вполне имеют смысл.

[Rattus]

Насколько я знаю, основная проблема мира РНК - рибозим, способный делать копии других рибозимов ещё очень далека от разрешения.

Кунин писал, что чистого РНК-мира скорее всего никогда не существовало и эволюция биополимеров практически сразу стартовала с РНК-пептидных взаимодействий, на основании хотя бы того, что они гораздо лучше приспособлены химией к катализу полимеризации друг друга, чем самих себя.
Кроме того, если бы чистый РНК-репликатор когда-либо и существовал, то он бы оказался самодостаточным, что резко снизило бы вероятность какой-либо дальнейшей эволюции.

Кажется, это А. Марков писал, что одна из самых больших загадок эволюции - практически мгновенное, по эволюционным меркам, появление бактериальной клетки.

Скорее К.Еськов. А Марков наоборот писал о том, что для макроэволюции гораздо более характерно протекание в форме прерывистого равновесия: эволюция в движущем режиме как правило протекает гораздо меньшее время, чем в стабилизирующем.

А ведь путь от первичного бульона до клетки не меньше, а, скорее, гораздо больше, чем путь от прокариот к эукариотам, на который природе пришлось потом потратить около 2 миллиардов лет...

Тот же Кунин в главе про эукариотизацию и LECA писал, что отправной точкой её судя по всему действительно послужил внутриклеточный симбиоз с аэробной альфапротеобактерией - будущей митохондрией - т.е. приобретение аэробного метаболизма. А это имело смысл только после насыщения атмосферы кислородом выше точки Пастера - и в геологической истории оба этих события тоже произошли примерно в одно время.

[Combinator]

Но, при этом, его оказалось достаточно, чтобы выпасть в виде известняка, и даже в чистом виде. То есть биосфера процветает и при текущих количествах.
Абиогенез требует углеродной избыточности? Возможно. Но как вы представляете себе этот мир со сверхкритичным СО? Как там дела с температурой, давлением, наличием воды, и солнечным излучением?

CO переходит в сверхкритическое состояние при температуре выше -140С и давлении выше 3.5 атмосфер, так что, ничего экзотического. Даже на поверхности Венеры уровень освещённости примерно соответствует тому, что наблюдается на Земле в пасмурный день. Воды, я думаю, изначально было мало, но потом её концентрация стала постепенно повышаться так как она выделялась в качестве побочного продукта первых метаболических циклов. Скорее, кроме CO, в среде могло присутствовать ощутимое количество не воды, а CO2.

[Combinator]

[Кунин писал, что чистого РНК-мира скорее всего никогда не существовало и эволюция биополимеров практически сразу стартовала с РНК-пептидных взаимодействий, на основании хотя бы того, что они гораздо лучше приспособлены химией к катализу полимеризации друг друга, чем самих себя.
Кроме того, если бы чистый РНК-репликатор когда-либо и существовал, то он бы оказался самодостаточным, что резко снизило бы вероятность какой-либо дальнейшей эволюции.

Честно говоря, не помню такого у Кунина. Вроде, он, в основном, излагает более-менее общепринятую гипотезу мира РНК. А то, что Вы написали, это, больше похоже на мои собственные взгляды (изначально был мир кофакторов).

Тот же Кунин в главе про эукариотизацию и LECA писал, что отправной точкой её судя по всему действительно послужил внутриклеточный симбиоз с аэробной альфапротеобактерией - будущей митохондрией - т.е. приобретение аэробного метаболизма. А это имело смысл только после насыщения атмосферы кислородом выше точки Пастера - и в геологической истории оба этих события тоже произошли примерно в одно время.

Если так, то да. Но это пока вопрос достаточно тёмный, в частности, есть отдельные публикации об обнаружении отпечатков эукариот ещё в архее.
 

[Скеп-тик]

Насколько я знаю, основная проблема мира РНК - рибозим, способный делать копии других рибозимов ещё очень далека от разрешения. И это не смотря на то, что в пробирке создаются идеальные условия, страшно далёкие от реальной жизни - в неё с высокой концентрацией подаются лишь необходимые для реакции составляющие,

Хи-хи. Пробирка - одна, и вариабельность условий - единица. Никакого отбора.
А в "реальности" ультрафиолет синтезирует разные нуклеотиды, аминокислоты, рибозы, а ионы тяжёлых металлов их режут. И как тут поймать то мгновение, когда пробелок вдруг поймает одну валентность трёхвалентного иона железа, и он из яда превратися в драгоценность?
РНК-мир - чистейшая идея, как арийское происхождение цивилизации. Протожизнь изначально была многокомпонентной, с самого начала в первой глобуле была и РНК, и минеральная частица, и сахар, и энергитический белок (который давал электрон при расщеплении серой), и спирты, и каталитические, и ингибиторные белки.
Ведь даже лужа обеспечивала разнообразие условий: "пляж", омываемый волнами, с тончайшей плёнкой воды и обилием минералов; поверхность, на какую падал вулканический пепел, прогретую и просвечиваемую ультрафиолетом; и дно, куда осаживались толины, углеводороды и прочие продукты синтеза, включая РНК. В разнообразной комбинации от числа втекающих ручьёв (с различным химсоставом), вариации глубины по акватории, и проточности, не позволяющей химии "остановиться" в равновесии.

[Dem]

Опасность этой гипотезы в том, что прямым её следствием становится понятие универсальности абиогенеза, и вывод о том, что жизнь самозарождается абсолютно на всех землеподобных планетах. Если жизнь зарождается во всякой луже - зачем ждать комсического "Луку"? Вот такой парадокс. Если жизнь обычна - она, вероятно, местная. Если жизнь необычна - надо бы как-то нафантазировать этот сверхкритичный мир, где жизнь была просто вынуждена появиться. 

Нет никакого парадокса - Луку никто не ждёт, он сам прилетает. И сжирает всю местную протожизнь, просто потому что на несколько миллиардов лет более продвинут.

[Rattus]

Честно говоря, не помню такого у Кунина. Вроде, он, в основном, излагает более-менее общепринятую гипотезу мира РНК.

элементарные реакции, необходимые для трансляции (активация аминокислот, аминоацилирование РНК и транспептидация), легко моделируются с помощью рибозимов, в
противоположность репликации РНК, которой, как известно, трудно достичь в отсутствие белков.

[Combinator]

Глава 12. элементарные реакции, необходимые для трансляции (активация аминокислот, аминоацилирование РНК и транспептидация), легко моделируются с помощью рибозимов, в
противоположность репликации РНК, которой, как известно, трудно достичь в отсутствие белков.

Это отнюдь не равносильно утверждению, что "чистого РНК-мира скорее всего никогда не существовало". Трудно, не значит невозможно. Например, в той же 12-ой главе читаем "Таким образом, три независимые группы свидетельств сходятся в поддержку важнейшей роли РНК — а именно РНК-катализа — на самых ранних этапах истории жизни и совместимы с реальностью сложного древнего мира РНК, который Вёзе, Крик и Оргел постулировали вначале на чисто логических основаниях.". В общем и целом его нельзя отнести к безоговорчным сторонникам теории РНК-мира, но и его яростным противником он, судя по всему, тоже не является.
 
 

[Maki]

Опасность этой гипотезы в том, что прямым её следствием становится понятие универсальности абиогенеза, и вывод о том, что жизнь самозарождается абсолютно на всех землеподобных планетах. Если жизнь зарождается во всякой луже - зачем ждать комсического "Луку"? Вот такой парадокс. Если жизнь обычна - она, вероятно, местная. Если жизнь необычна - надо бы как-то нафантазировать этот сверхкритичный мир, где жизнь была просто вынуждена появиться. 

Нет никакого парадокса - Луку никто не ждёт, он сам прилетает. И сжирает всю местную протожизнь, просто потому что на несколько миллиардов лет более продвинут.

Предположим, Лука, действительно успел "отабиогенезиться" первой пригодной планете, и его покоящиеся формы разлетелись по всей Галактике. Какова должна быть скорость разлёта, чтобы гарантированно заразить весь Млечный Путь, и блокировать все местные абиогенезы?
Ну и не забываем о продуктивности. Это какой же колоссальной силы должен быть "биореактор", чтобы заполнить весь объём нашей Галактики нужным количеством спор?

[Андрей Астрофизический]

Какова должна быть скорость разлёта, чтобы гарантированно заразить весь Млечный Путь

Заразить весь заведомо не получится, потому что маловероятно что метеориты со спорами смогут пролететь через галактическое ядро на противоположную ее сторону.
Скорость... Зависит от сроков, в течение которых споры на борту метеорита летящего в межзвездном пространстве, способны сохранять жизнеспособность. если это допустим 100 млн лет (что-то большее уже едва ли правдоподобно), то чтобы покрыть всю галактику, потребуется скорость порядка 0.001 с. Минимум. На грани фантастики.
Так что, явно ошибочно предполагать что один вариант жизни где-либо в галактике зародившийся, может всю ее заразить таким способом. Какой то локальный участок в пределах нескольких десятков св.лет от точки взрыва, это скорее всего. Эффект может быть усилен если возле зараженных планет опять будут происходить новые взрывы сверхновых, опять разбрасывающие жизнь по окрестностям. Но это все равно долго и вряд ли настолько эффективно чтобы накрыть всю галактику.

[Rattus]

В общем и целом его нельзя отнести к безоговорчным сторонникам теории РНК-мира, но и его яростным противником он, судя по всему, тоже не является.

А никто и не говорит о противником. Вопрос тут только "чистый" РНК vs "грязный" РНК-пептидный мир.

а именно РНК-катализа — на самых ранних этапах истории жизни и совместимы с реальностью сложного древнего мира РНК

- безусловно. Но Е.Кунин склоняет к мысли, что РНК-катализ транспептидации вполне мог возникнуть в числе первых рибозимных реакций предибиологической среды и был в ней не менее важен, чем прочие "реакции домашнего хозяйства".

Заразить весь заведомо не получится, потому что маловероятно что метеориты со спорами смогут пролететь через галактическое ядро на противоположную ее сторону.

А кто сказал, что рассев может происходить только однократно?

Но это все равно долго и вряд ли настолько эффективно чтобы накрыть всю галактику.

Вот это как раз и нужно считать.

[Dem]

Предположим, Лука, действительно успел "отабиогенезиться" первой пригодной планете, и его покоящиеся формы разлетелись по всей Галактике. Какова должна быть скорость разлёта, чтобы гарантированно заразить весь Млечный Путь, и блокировать все местные абиогенезы?

Возможно Лука - вообще не первый. А просто наиболее удачно отбиогенезившийся и сожравший и более ранние варианты. У него на это порядка 5 миллиардов лет было, достаточно чтобы заразить пусть не всю, но почти всю галактику.
И он скорей оптимизирован под жизнь на каких-нибудь кометах, потому как с планеты хрен выберешься. Да и адаптация под кислородную атмосферу совсем не то что надо.