Необходимые условия для возникновения жизни (абиогенеза)

[vika vorobyeva]

Чуть подробнее в английских источниках:
http://www.nytimes.com/2009/05/14/science/14rna.html?ref=global-home

А вот и по-русски (прекрасная статья на Элементах):
http://elementy.ru/news?newsid=431082

[Olweg]

А вот и по-русски (прекрасная статья на Элементах):
http://elementy.ru/news?newsid=431082

Почитал. Впечатляет. В предыдущих экспериментах синтезировали промежуточные вещества раздельно: отдельно углеводы, отдельно азотистые соединения, и на последнем этапе добавляли фосфат. Оказалось, что реакции эффективно идут как раз при смешении всех этих компонентов! (Чего, в общем-то, и можно ожидать в природных условиях). При этом задействованы побочные продукты реакций. Ультрафиолет необходим для синтеза уридина (У) и разрушения "неправильных" нуклеотидов. Всё оказалось просто до неправдоподобия.
На очереди синтез аденозина (А) и гуанозина (Г).

[arduan]

  Все равно не до конца.Вот есть ,например, проблема неуменьшаемой сложности. Реальная биологическая система не может быть уменьшена до молекулярного уровня, до размера отдельных молекул — двух, трех, пяти, десяти, даже если это очень большие молекулы. Не может по той простой причине, что функции, которые присущи этим молекулам, в высшей степени многообразны.

Есть совершенно ясное понимание того, что первичные органические молекулы могли возникнуть самопроизвольно. Но это достаточно простые молекулы. С другой стороны, совершенно понятно, что простейшая биологическая система должна собой представлять поли- мерную молекулу или полимерные молекулы, обладающие двумя свойствами. Это должна быть матрица — носитель информации, это должен быть инструмент или катализатор, который способен, во-первых, эту информацию трансформировать, экспрессировать, превратить в нечто материальное, и с помощью данного материала эту матрицу размножить. Если мы точно не можем себе представить, как мог возникнуть реальный белок, то можем себе представить, как могла возникнуть первичная молекула РНК. Самая простая модель заключается в том, что есть РНК, которая является, с одной стороны, матрицей, с другой стороны, катализатором. Имея РНК-репликазу в режиме синтеза материала, который создает оболочку мембраны, вы можете получить первичную структуру.

С другой стороны, есть большой набор органических молекул, которые возникают самопроизвольно в природе. Так две системы понимания сближаются, но по-прежнему существует разрыв, не позволяющий пока понять, каким образом вот эти молекулы соединились..Вот эдесь-то загадка и эти опыты ее,абсолютно не объясняют.!
 Возьмем образное сравнение с мышеловкой: нельзя взять деревянную основу мышеловки, поймать несколько мышей, потом приставить туда пружину, еще несколько мышей поймать, потом ударник, и еще поймать мышей — мышеловка должна либо работать сразу, либо мышь уйдет. И это примеры реальных биологических систем, которые так устроены, что их части не имеют никакого смысла, если они не предназначены для работы целого.В общем далеко им до Нобелевки,как желает автор статьи ;DПо частям,то может они и соберут мышеловку,но кто ее потом собрать сумел?

[Kosmogen]

По частям,то может они и соберут мышеловку,но кто ее потом собрать сумел?

Не кто, а что - эволюция!!! И ей на это потребовалось не шесть дней, а по меньшей мере миллиард лет. Увы, не всё так быстро делается в природе. 

[idris]

А что значит фраза про разделение некой жизни и молекул? Есть ведь вполне себе жизнь вирусы. А это одиночные молекулы РНК. Есть преоны, которые тоже почти жизнь и которые даже не РНК, а просто куски белковых молекул. Есть вообще очень просто устроенные "живые", или вернее "немертвые" формы. Так что то, что сделали ученые, то есть искусственно воспроизвели синтез 3 букв генетического кода из 5, это можно сказать прорыв.

[CADET]

  Все равно не до конца.

Пожалуй, креационистам пора подумать над тем. что они будут говорить, когда в пробирках у учёных зашевелится и запищит.
Предлагаю такой лозунг: "Ха! Ерунда! Вы нам эволюцию свою хвалёную продемонстрируйте!"

[UR4III]

Они радостно пожмут Вам руку и зачислят вас в свои ряды, так как Вы повторили дело Создателя!

[arduan]

А что значит фраза про разделение некой жизни и молекул? Есть ведь вполне себе жизнь вирусы. А это одиночные молекулы РНК. Есть преоны, которые тоже почти жизнь и которые даже не РНК, а просто куски белковых молекул. Есть вообще очень просто устроенные "живые", или вернее "немертвые" формы. Так что то, что сделали ученые, то есть искусственно воспроизвели синтез 3 букв генетического кода из 5, это можно сказать прорыв.

Да,уж,прорыв --- пружинку от мышеловки в лаборатории собрали

[Olweg]

Arduan, аналогия с мышеловкой удачна только на первый беглый взгляд. Мышеловку человек создал сразу. Любой сложнейший орган или органелла - результат постепенных последовательных приближений. Например: эволюция глаза, эволюция рибосомы, происхождение эвкариот. Нужен начальный критический уровень сложности репликаторов, после которого возможна созидающая эволюция. Как РНК смогли подключить ДНК и белки к процессу репликации? Это вопрос уже не качественный, а частный. Важно, что это изменение имело эволюционное преимущество.
"Конечно, ДНК лучше справляется с задачей хранения информации, а белки – с "работой", но это уже мелочи. РНК-организмы могли приобрести белки и ДНК позже, а поначалу обходиться без них."
http://macroevolution.narod.ru/paleobac.htm#1

Ещё по теме:
http://elementy.ru/news/430749

[arduan]

Конечно, ДНК лучше справляется с задачей хранения информации, а белки – с "работой", но это уже мелочи. РНК-организмы могли приобрести белки и ДНК позже, а поначалу обходиться без них

  Дьявол,кроется в деталях.Объяснения,как могли обходится и ,что самое главное,как приобрели "в собственность" белки и ДНК,за счет эволюции в луже(странной причем -- миллиарды лет в стац.состоянии) -- НЕТ.

[Olweg]

Ну, Вы всё сразу хотите. Дорогу осилит идущий...

[Olweg]

На очереди синтез аденозина (А) и гуанозина (Г).

Аденозин комплементарен уридину, а гуанозин цитидину. Не здесь ли собака зарыта?

[Aquarius]

Осталось только синтезировать каталитические рибозимы из этих рибонуклеидов, поместить их в условия, близкие к естественным и смотреть, как они будут эволюционировать...

  Все равно не до конца.

Пожалуй, креационистам пора подумать над тем. что они будут говорить, когда в пробирках у учёных зашевелится и запищит.
Предлагаю такой лозунг: "Ха! Ерунда! Вы нам эволюцию свою хвалёную продемонстрируйте!"

Всё это пока химия. Да, на высоком уровне, но химия. Работы идут по горизонтали. Даже до создания "плоти" ещё очень далеко, хотя возможно... А уж чтобы совершить качественный скачок и всё это оживить - можно не мечтать. Никакие физические условия и катализаторы здесь не помогут. Здесь стена, потолок. И химией его не пробьёшь.

[Olweg]

"Жизнь", "нежизнь" - это всё идеальные категории, придуманные философами. Но, как говорил Лем, "наука движется мелким шагом, по-черепашьи, а то и вовсе, казалось бы, топчется на месте, но в конце концов добирается до последних рубежей, до окончательной границы разума, проведенной философами, и, не замечая никаких пограничных столбов, преспокойно идет себе дальше."
Абсолютного перехода к жизни не существует, потому что отсутствует согласованное понимание того, что такое жизнь. Я думаю, на такой качественный переход может претендовать появление автокаталитических репликаторов (РНК). Но ведь и кристаллы повторяют свою матрицу, и даже, возможно, подвержены в небольшой степени естественному отбору (кристаллы глины, например). Но, если прав антропный принцип, в данной Вселенной к появлению разумных существ ведёт только определённый тип химических реакций.

[Aquarius]

"Жизнь", "нежизнь" - это всё идеальные категории, придуманные философами.

Не придуманные, а полученные другими методами (отличными от научных).

Но, как говорил Лем, "наука движется мелким шагом, по-черепашьи, а то и вовсе, казалось бы, топчется на месте, но в конце концов добирается до последних рубежей, до окончательной границы разума, проведенной философами, и, не замечая никаких пограничных столбов, преспокойно идет себе дальше."

В философии нет границ. Всё зависит от уровня и предмета рассмотрения. Границы есть у ума, преступить которые он не в силах.

Абсолютного перехода к жизни не существует, потому что отсутствует согласованное понимание того, что такое жизнь.

Всё правильно. Слово есть, определения нет. Жизнь можно чувствовать - объяснить нельзя. Процесс познания пограничного индивидуален и не изъясним, ибо там есть тайна.
Истина не нуждается в согласованности ищущих. Понимание может быть только индивидуальным. Всё остальное лишь этапная договорённость для необходимого изъяснения между собой.

Я думаю, на такой качественный переход может претендовать появление автокаталитических репликаторов (РНК). Но ведь и кристаллы повторяют свою матрицу, и даже, возможно, подвержены в небольшой степени естественному отбору (кристаллы глины, например). Но, если прав антропный принцип, в данной Вселенной к появлению разумных существ ведёт только определённый тип химических реакций.

Любые физические проявления лишь следствия, отражения причинных процессов, проецирующихся сюда неведомым нам способом. Не понимание причинности, переворачивание её, уводит в сторону... Мировоззрение! Вот главное отличие разных исследователей, а не в методах...

[arduan]

Смысл в чем?Вот,есть второй закон термодинамики,который гласит,что наша Вселенная становится все более беспорядоченной,и с этим ничего нельзя сделать -- ее ждет тепловая смерть :растратив со временем всю свою энергию,она погрузится в состояние вечного покоя.Все и вся :паровые машины,колонии бактерий,наш с вами родной организм,устройства компьютерной памяти, и даже черные дыры в космосе ведут себя одинаково и деградируют в соответствии со вторым законом термодинамики.
 Итак,энтропия неизбежна,мир стремиться к беспорядку и попытки ,синтезировав,неким ,хитроумным образом РНК,стремится затем свести в единую систему комплекс из органел,рибосом,лизосом и прочих комплексов Гольджи,вкупе со сложно устроенной клеточной мембраной ,выглядят явной попыткой построения вечного двигателя : как бы мы не совершенствовали наши машины,нам не удасться уберечь их от износа и энергетических потерь,если поместить рядом два тела с разными температурами , тепло потечет от более нагретого тела к более холодному.Этот поток прекратится только тогда,когда температуры обеих тел сравняются,и тела окажутся в состоянии теплового равновесия.После этого изменения прекратятся.
 Как из большего беспорядка,скажем хаотически перемещающихся молекул белков,собрать меньший -- клетку,не нарушая второй закон термодинамики ,совершенно не понятно..Все вышеперечисленные ссылки --- попытки создания вечного двигателя...
   Но,посмотрев вокруг,мы видим,что все же в природе наблюдаются не только разупорядочение и упадок,но также самоорганизация и рост(наряду с разрушения наших организмов,в соответствии с законом,словно ,неизвестно откуда рождаются и маленькие существа - дети).
  В чем же дело?С моей точки зрения,потому, что это происходит все же в единственной точке Вселенной -- месте ,где нарушается ЗАКОН.
  Второе,посмотрите вокруг -- падает снег,дует ветер,едут машины,светит солнце и испарят воду -- везде примеры равновесных и равновесных систем,строго подчиняющихся ЗАКОНУ,следовательно,не верен начальный постулат --- жизнь возникла,все же не на Земле!Где?А,там где была неравновесная система,поведение которой не поддается описанию в рамках классической термодинамики и вступает в противоречие с представлением о неуклонном росте беспорядка в природе.
  И, далеко,ходить не надо ,здесь оно находится в Солнечной системе и писал,про это,я уже здесь.
 
 

[Podarok]

Смысл в чем?Вот,есть второй закон термодинамики,который гласит,что наша Вселенная становится все более беспорядоченной,и с этим ничего нельзя сделать -- ее ждет тепловая смерть :растратив со временем всю свою энергию,она погрузится в состояние вечного покоя.Все и вся :паровые машины,колонии бактерий,наш с вами родной организм,устройства компьютерной памяти, и даже черные дыры в космосе ведут себя одинаково и деградируют в соответствии со вторым законом термодинамики.

ок, я тут наверное лезу в область в которой сам не особо смыслю, но what the hell. Второй закон говорит, что энтропия хоть и стремится возрастать, но для любого процесса есть вероятность того что она таки уменьшится, т.е. уменьшится в целом, во вселенной. Вероятность этого ну просто ничтожна мала для процессов которые мы наблюдаем каждый день. Однако вероятность эта не нулевая и вполне себе вычисляемая. Понятно, что там какие-то сумасшедшие числа со степенями в степенях... Но. В моем учебнике по стат. физике приводится такой аргумент - "Вероятность этого события настолько мала, что еще даже вселенная не просуществовала достаточно времени" имеется ввиду то же самое как если мы возьмем десять кубиков и бросим один-два раза в ожидании того что выпадут все пятерки. Побросав достаточно раз они таки выпадут, в этом сомнений нет. Ну что же, у нашей вселенной еще все впереди, числа в той вероятности очень маленькие, так  нам и некуда спешить, у нас есть целая вечность. Что будет, когда возраст вселенной станет достаточно большим что бы частота таких событий, с уменьшением энтропии, стала более-менее соизмеримой?

Причем добавлю, что что бы на шестигранном кубике выпала цифра 3, вероятность чего 1/6, не надо бросать шесть раз.

[arduan]

   Верно.Но,предельно утрируя,все же замечу,что вероятность,эта,была наибольшей в начальный период развития Вселенной,когда все "перемешивалось" предельно возможным образом и эти кубики бросались и бросались,ежемиллисекундно,сейчас же с каждым ,оборотом Солнечной системы,вокруг Галактического центра,все тише и реже,раз в Галактический час,через пень-колоду (да и столов ,на которые их можно бросать,все меньше и меньше).Следовательно,вероятность этого чудесного события,почти нулевая...

[UR4III]

Aquarius

Всё это пока химия. Да, на высоком уровне, но химия.

Я бы добавил и физика. Причём неудача в создании жизни происходит из-за того, что Мироздание мы мыслим сугубо как физическую систему, в которой всё, что не вписывается в физику, самозарождается.
Хотя многим уже понятно, что нужна другая модель Мироздания.

[Ксей]

   Но,посмотрев вокруг,мы видим,что все же в природе наблюдаются не только разупорядочение и упадок,но также самоорганизация и рост(наряду с разрушения наших организмов,в соответствии с законом,словно ,неизвестно откуда рождаются и маленькие существа - дети).
  В чем же дело?С моей точки зрения,потому, что это происходит все же в единственной точке Вселенной -- месте ,где нарушается ЗАКОН.
 

Закон не мешает преобразовать даже часть тепловой  энергии (энергии самого низкого качества), движущейся от теплого к холодному, в другие виды энергии.
Но во вселенной избыток энергии  более высокого качества - излучения. Излучение производится из вещества звезд различных поколений или из вещества падающего на черные дыры.
Излучение может понизить энтропию в некоторой области, например на Земле (светит солнышко, дует ветерок, текут речки).

Нет проблем пока все не превратилось в железо, но даже железо, падая в черную дыру высветит до 60 % массы в виде излучения.