Необходимые условия для возникновения жизни (абиогенеза)

[Maki]

Про эксперименты по ускорению полимеризации с помощью радиации ничего не слышал, и у меня лично есть большие сомнения в успехе подобного эксперимента.

Про радиацию попадалось где-то вскользь. В любом случае, на молодой Земле её было больше.

При температурах выше 130 градусов процессы деградации ускоряются существенно быстрее процессов синтеза, причём от давления это зависит очень слабо, ибо при таких температурах энергия валентных связей, удерживающая атомы внутри органической молекулы, легко разрушается термодинамической энергией теплового движения молекул.

Спасибо. Значит придётся ограничиться слоем хондритного грунта, в котором температура была приемлемой.
Вследствие дегазации Земли, в толще хондритов у поверхности должна была возникнуть мерзлота, под которой могла находиться вода. Ещё ниже она присутствовала в виде пара. Ещё ниже - была зона высоких температур. Если брать диапазон температур 0-150, то это около 10 километров вглубь. И это подо всей поверхностью планеты. Грандиозная лаборатория!

[библиограф]

При 1000 атм. вода не закипит и при 300 град. Как будут в таких условиях чувствовать себя рибозимы?

Прежде чем задаваться вопросом про ощущения рибозимов, нужно немного подучить термодинамику - конкретно,
про диаграмму состояний воды при высоких температурах и давлениях
Там нечему кипеть, нет ни жидкости ни пара, есть сверхкритический флюид!

[Combinator]

Про радиацию попадалось где-то вскользь. В любом случае, на молодой Земле её было больше.

Возможно, Вы читали про бактерию Candidatus Desulforudis audaxviator, которая получает энергию за счёт окисления водорода, получающегося глубоко под землёй в результате распада ядер урана и других радиоактивных химических элементов: https://ru.wikipedia.org/wiki/Candidatus_Desulforudis_audaxviator
Но к полимеризации нуклеотидов это, естественно, не имеет никакого отношения.

[Maki]

Возможно, Вы читали про бактерию Candidatus Desulforudis audaxviator

Про бактерию читал. Естественно, к полимеризации это не имеет отношения. Повторюсь, не помню, но что-то о влиянии радиации на синтез полимеров мне попадалось. Забыл...
Да и Йогг-Соггот с ней, этой радиацией! Ведь главное, что уже сами по себе подземные условия в катархее (и, прежде всего, давление) были настолько своеобразны, что для алхимии в духе Юри-Миллера открываются просто волшебные перспективы.

Прежде чем задаваться вопросом про ощущения рибозимов, нужно немного подучить термодинамику - конкретно,
про диаграмму состояний воды

Если я задаю вопрос на форуме - это не означает, что я желаю получить в ответ картинку из википузии или совет получить непрофильное образование. Мне интересны мнения собеседников, которые разбираются в предмете лучше чем я.
За картинку спасибо. Уже видел.   

Там нечему кипеть, нет ни жидкости ни пара, есть сверхкритический флюид!

В глубине Земли кипит
Сверхкритический Флюид
Что же в нём произведёт
Вездесущий углерод?
Парафин? Иль РНК?
Не известно нам пока...
P.S.
На всякий случай уточняю, что это был запрос на приличные статьи по органике в "сверхкритическом флюиде".

[библиограф]

Что же в нём произведёт
Вездесущий углерод?
Парафин? Иль РНК?
Не известно нам пока...
P.S.
На всякий случай уточняю, что это был запрос на приличные статьи по органике в "сверхкритическом флюиде".

что я желаю получить в ответ картинку из википузии или совет получить непрофильное образование.

Уж не знаю, чего вы там желаете: картинку из Вики не хотите - тогда выбирайте сами статью на запрос
 Окисление сверхкритической водой

Если кратко - в сверхкритической воде  вся органика сгорит до углекислого газа

Повторюсь, не помню, но что-то о влиянии радиации на синтез полимеров мне попадалось. Забыл..

А между тем, пользуетесь каждый день полиэтиленовыми пакетами из радиационно-сшитого  полиэтилена

[Maki]

Если кратко - в сверхкритической воде  вся органика сгорит до углекислого газа

Вот такие комментарии (желательно, с приложением ссылки на статью) - это, в моём понимании, комильфо. Благодарю-с!

А между тем, пользуетесь каждый день полиэтиленовыми пакетами из радиационно-сшитого  полиэтилена 

Было бы неплохо, если бы вы продолжили мысль, и описали влияние радиации на молекулу РНК... 

[Rattus]

Rattus привёл цифры 130-150 град. для устойчивости биополимеров. Но это при атмосферном давлении.

Это при любом давлении. При повышенном даже меньше, если речь идёт о воде в качестве среды. См. принцип работы автоклава.

[Maki]

Это при любом давлении. При повышенном даже меньше, если речь идёт о воде в качестве среды. См. принцип работы автоклава.

Пример автоклава очень хорош. Согласен. А если среда не совсем водная, а представляет собой "газировку"? Будут ли на границе пузырька H₂О - CO₂ какие-то особые условия для биополимеров при повышенной температуре?

[TabulaRasa]

А почему именно вулканические газы и поверхность?

Всё потому, что Земля в геологическом плане достаточно хорошо изучена. Но это вовсе не отменяет Вашу гипотезу в пользу иных планетарных образований;  вот, к примеру, попалась статья на эту тему, https://in-space.ru/uglistye-hondrity-prolivayut-svet-na-proishozhdenie-zhizni-vo-vselennoj/ но сами понимаете - нужен первоисточник, его перевод и анализ изложенного. К сожалению, сейчас нет на это времени.

[Maki]

А почему именно вулканические газы и поверхность?

Всё потому, что Земля в геологическом плане достаточно хорошо изучена. Но это вовсе не отменяет Вашу гипотезу в пользу иных планетарных образований;  вот, к примеру, попалась статья на эту тему, https://in-space.ru/uglistye-hondrity-prolivayut-svet-na-proishozhdenie-zhizni-vo-vselennoj/ но сами понимаете - нужен первоисточник, его перевод и анализ изложенного. К сожалению, сейчас нет на это времени.

Спасибо! Об этой работе по синетзу органики из формамида есть небольшая выжимка. Ссылки я приводил чуть раньше.

По запросу "метеорит катализатор" попалась пара ссылок
http://www.sai.msu.su/EAAS/coll/kapralov.pdf
https://www.mk.ru/science/2016/12/16/meteority-iz-antarktidy-pomogli-ponyat-kak-poyavilas-zhizn-na-zemle.html

Авторы, впрочем, рассматривают вопрос с точки зрения синтеза в метеоритах, которые, падая на Землю, разрушаются, и освобождают уже синтезированную органику.
Это не совсем то, что могло происходить в самой толще первичных хондритных пород, которые подвергались высокому давлению, разогреву и насыщались газами и водой, поступающей из глубины. Но сам факт каталитической активности хондритов впечатляет.

[Maki]

Ещё немного интересного:
https://elementy.ru/novosti_nauki/430367
"...Глубинные воды, затерянные среди базальтов возрастом 2,7 млрд лет, находятся под большим давлением, имеют щелочную реакцию и насыщены всевозможной химией: различными солями, среди которых преобладают сульфаты, растворенными газами, такими как водород, метан, углекислый газ и другие, и простыми органическими соединениями (углеводородами, формиатом, ацетатом). Большая часть органики, судя по изотопному составу, имеет абиогенное происхождение, то есть порождена не живыми организмами, а геологическими процессами. Температура подземной воды — чуть выше 60 градусов. Находка привлекла внимание микробиологов, изучающих биоту земных недр. На сегодняшний день хорошо известно, что толща земной коры заселена микроорганизмами вплоть до глубины в 6-7 км или даже более...".
И
https://elementy.ru/novosti_nauki/430872/V_nedrakh_zemli_nayden_mikrob_zhivushchiy_sam_po_sebe
Что же это за микроб, живущий сам по себе в 60-градусной воде на глубине 2,8 км? Он оказался «старым знакомым», тем самым сульфатредуктором, который доминирует в пробах из прииска Мпоненг, изученных ранее... Важную роль в функционировании экосистемы играет радиоактивный распад урана".

Таким образом, радиолиз воды и бикарбонатов до сих пор играет существенную роль в жизни подземных микроорганизмов.
Также, под землёй до сих пор происходит синтез органических соединений.
Возникает вопрос: мог ли радиолиз способствовать абиогенезу?

[Fall63]

Возникает вопрос: мог ли радиолиз способствовать абиогенезу? 

Если так , то подходящий для этого уровень радиации должен в относительно узких пределах колебаться. Слишком низкий - радиолиз не очень активно идёт , слишком высокий - длинные цепочки полимеров имеют значительно меньшие шансов и времени уцелеть (систем репарации-то ещё нет).

[Maki]

Возникает вопрос: мог ли радиолиз способствовать абиогенезу?

Если так , то подходящий для этого уровень радиации должен в относительно узких пределах колебаться. Слишком низкий - радиолиз не очень активно идёт , слишком высокий - длинные цепочки полимеров имеют значительно меньшие шансов и времени уцелеть (систем репарации-то ещё нет).

Да, наверное это так. Было бы любопытно, если бы в опыты с рибозимами добавили фактор радиации.

[Fall63]

Возникает вопрос: мог ли радиолиз способствовать абиогенезу?

Если так , то подходящий для этого уровень радиации должен в относительно узких пределах колебаться. Слишком низкий - радиолиз не очень активно идёт , слишком высокий - длинные цепочки полимеров имеют значительно меньшие шансов и времени уцелеть (систем репарации-то ещё нет).

Да, наверное это так. Было бы любопытно, если бы в опыты с рибозимами добавили фактор радиации.

Ещё зависит от того , сколь длинным было "окно возможностей" по данному пути , т.е. оптимальный радиационный фон. Ибо судя по всему тогда было много самых экзотичных радионуклидов (признаки присутствия йода-129 в метеоритах находят). Кол-во урана и тория тогда было выше всего в 2-3 раза (т.е. непринципиально) , а вот калия-40 более чем на порядок больше , кюрий-247 ещё интересен ( период полураспада 15 млн. лет + относительно длинная цепь распада перед образованием долгоживущего урана-235). Ещё немаловажно , какие формы радиации преобладали тогда. Скажем альфа-частицы выделяют энергию в относительно небольшом объёме пространства - так что если попадёт в "протоклетку" , ей тут же и хана.

[Maki]

Ещё зависит от того , сколь длинным было "окно возможностей" по данному пути , т.е. оптимальный радиационный фон. Ибо судя по всему тогда было много самых экзотичных радионуклидов (признаки присутствия йода-129 в метеоритах находят). Кол-во урана и тория тогда было выше всего в 2-3 раза (т.е. непринципиально) , а вот калия-40 более чем на порядок больше , кюрий-247 ещё интересен ( период полураспада 15 млн. лет + относительно длинная цепь распада перед образованием долгоживущего урана-235). Ещё немаловажно , какие формы радиации преобладали тогда. Скажем альфа-частицы выделяют энергию в относительно небольшом объёме пространства - так что если попадёт в "протоклетку" , ей тут же и хана.

Возможно, для разных этапов абиогенеза, был оптимален разный радиационный фон.
Можно предположить, что при сверхвысоких давлениях интенсивный радиолиз воды мог как-то поспособствовать синтезу низкомолекулярной органики (полагаю, экспериментальная проверка этого вполне возможна). А по мере ослабления радиации, появлялись условия для всё более длинных полимерных цепочек.
Ну и вы совершенно правы - надо отдельно учитывать влияние альфа, бета и гамма облучения.

Скажем альфа-частицы выделяют энергию в относительно небольшом объёме пространства - так что если попадёт в "протоклетку" , ей тут же и хана.

А если мишенью окажется молекула воды или простое органическое соединение?

[Fall63]

А если мишенью окажется молекула воды или простое органическое соединение?

Для воды и других простых соединений не принципиально - они при любой энергии физически только на водород и кислород распасться могут... (ну на свободные радикалы ещё) Органические соединения - там есть варианты (как грубый пример - толины). Но чем длиннее цепь полимера , тем она более чувствительна к подобным "пертурбациям".

[Maki]

толины

Да, интересный пример. Из википедии:
В одном из экспериментов проба толинов облучалась мягким рентгеновским излучением, после чего в пробе был обнаружен аденин.

ну на свободные радикалы ещё

Ну, помимо газов, при радиолизе ещё и перекись водорода образуется. Может ли перекись, вкупе со всяческими свободными радикалами, способствовать, скажем так, большему разнообразию органики, которая синтезируется в рассматриваемых нами условиях?

[Fall63]

толины

Да, интересный пример. Из википедии:
В одном из экспериментов проба толинов облучалась мягким рентгеновским излучением, после чего в пробе был обнаружен аденин,

Те же толины , скажем на Титане при достижении определённой массы оседают в нижние слои атмосферы и на поверхность , где радиации меньше , за счёт этого сохраняётся дольше. Но в "атмосферных" толинах нет таких биогенов , как фосфора , серы и прочих. "Породные" "толины" надо думать , бОльшим разнообразием отличались.

[Maki]

"Породные" "толины" надо думать , бОльшим разнообразием отличались.

Возникает вопрос, а именно ли "толины" могли синтезироваться в катархейских хондритных породах? Какое-то количество, возможно, было в них изначально. Но толиновые полимеры, как я понимаю, синтезируются при низких температурах и ультрафиолетовом облучении. Ну и кислород в их состав не входит - а при радиолизе он присутствует.

[Fall63]

"Породные" "толины" надо думать , бОльшим разнообразием отличались.

Возникает вопрос, а именно ли "толины" могли синтезироваться в катархейских хондритных породах? Какое-то количество, возможно, было в них изначально. Но толиновые полимеры, как я понимаю, синтезируются при низких температурах и ультрафиолетовом облучении. Ну и кислород в их состав не входит - а при радиолизе он присутствует.

По-идее , нужен не один эксперимент , а большая серия , с учётом множества меняющихся факторов - уровня радиации (меняющегося) , разных давлений , температур , геохимических сеттингов. Вполне возможно , это целая последовательность стадий , и для каждой специфические условия нужны были.