Происхождение жизни за пределами солнечной системы - за и против.

[Nucleosome]

И вообще, Вам не кажется странным, что из 5 наиболее распространённых во Вселенной элементов все, кроме инертного в химическом отношении гелия, входят в состав базовых органических молекул, а из 5 наиболее распространённых в земной коре таковых всего два (водород и кислород)?

ну во-первых, поскольку Вселенная довольно-таки молода, то лёгких элементов в ней пока что много, и одновременно лёгкие элементы являются химически наиболее активными - а это, собственно в первую очередь и надо. почему углерод, а не кремний которого в 2 тыс раз больше - этому как раз есть масса объяснений (и оксид у него твёрдый, и более инертный он и цепочки образует фигово, а уж двойные связи...) с водородом тоже ясно - вода, да и не связывает его только ленивый. Кислород - 49% и второй по силе окислитель, да и опять вода... и остаются азот и фосфор... самый прикол ещё и в том что и друг на друга они похожи - V группа как-никак, но вот биологически функции совершенно разные. при этом фосфор - почти всегда как кислотный остаток, а азот - в составе аминогруппы - то есть можно сказать противоположные.

[Combinator]

Ну, например, на 3 Центавра А

по современной модели, происходит разделение элементов в фотосфере из-за подавления конвекции. Но это обогащение касается лишь тонкого видимого слоя. Таким образом, когда эта звезда перейдёт на следующую стадию своей эволюции, слои перемешаются, и среднее содержание фосфора придёт в свою естественную норму - меньше, чем серы.

Эта модель объясняет далеко не всё. См., например:

http://www.interfen.ru/content/view/31/35/1/1/
************************************************
Диффузионное разделение не позволяет объяснить всех особенностей состава магнитных звезд. Например, в атмосферах некоторых звезд видны линии прометия Рт — элемента, не имеющего стабильных изотопов. Самый долгоживущий изотоп прометия распадается за время много меньше возраста звезды. Эти и ряд других наблюдений указывают на то, что, по-видимому, у части магнитных звезд должны происходить ядерные реакции на поверхности, например, при бомбардировке поверхности быстрыми а-частицами. Возможно, некоторые звезды пережили сложную эволюцию, в результате которой на поверхность вынесено вещество, сильно переработанное внутри звезды. В целом проблемы, связанные с магнитными звездами, далеки от разрешения (см. [46]).

Кроме того, мы ещё очень мало знаем о процессах ядерного синтеза, происходящих при вспышках сверхновых...

[Combinator]

ну во-первых, поскольку Вселенная довольно-таки молода, то лёгких элементов в ней пока что много, и одновременно лёгкие элементы являются химически наиболее активными - а это, собственно в первую очередь и надо.

Если Вы здесь усматриваете корреляцию с атомным весом элементов, то где литий-берилий-бор?

почему углерод, а не кремний которого в 2 тыс раз больше - этому как раз есть масса объяснений (и оксид у него твёрдый, и более инертный он и цепочки образует фигово, а уж двойные связи...) с водородом тоже ясно - вода, да и не связывает его только ленивый. Кислород - 49% и второй по силе окислитель, да и опять вода... и остаются азот и фосфор... самый прикол ещё и в том что и друг на друга они похожи - V группа как-никак, но вот биологически функции совершенно разные. при этом фосфор - почти всегда как кислотный остаток, а азот - в составе аминогруппы - то есть можно сказать противоположные.

Когда есть "масса объяснений" (вместо одного, но чёткого), то для меня лично это первый признак, что бы насторожиться.
Положим, во Вселенной есть, условно говоря, 80 относительно стабильных химических элементов. Из 5-ти наиболее распространённых 4 входят в состав базовых органических молекул. Вероятность того, что это так случайно получилось - примерно один на миллион.

[petrowich]

Ну, например, на 3 Центавра А

по современной модели, происходит разделение элементов в фотосфере из-за подавления конвекции. Но это обогащение касается лишь тонкого видимого слоя.

В принципе, строгого доказательства того, что на ранней Земле не мог возникнуть подобный тонкий слой, обогащенный фосфором, нет.
Или есть веские основания отвергать такую возможность?

[Combinator]

Ну, например, на 3 Центавра А

по современной модели, происходит разделение элементов в фотосфере из-за подавления конвекции. Но это обогащение касается лишь тонкого видимого слоя.

В принципе, строгого доказательства того, что на ранней Земле не мог возникнуть подобный тонкий слой, обогащенный фосфором, нет.
Или есть веские основания отвергать такую возможность?

Подобное строгое доказательство, конечно, вряд ли когда-либо будет в принципе возможно. По отдельности и другие приведённые факты отнюдь не являются строгими доказательствами, но собранные вместе, явно заставляют задуматься о соотношении вероятностей земного и внезмного биогенеза.
Если говорить строго, то и возможность того, что все молекулы из комнаты вылетят на улицу через открытую форточку, тоже нельзя отергать. Но вероятность этого события, понятное дело, такова, что ею обычно пренебрегают.

[petrowich]

Но вероятность этого события, понятное дело, такова, что ею обычно пренебрегают.

В чистой теории так. Но если наблюдаются звезды с "избытком" фофсфора, то вероятность того, что и на планете может сложится подобный дисбаланс, не представляется такой уж ничтожно малой.
Ведь для фосфорного пути развития все равно где-то требовалось много фосфора, так почему же не на Земле?

[Combinator]

Но вероятность этого события, понятное дело, такова, что ею обычно пренебрегают.

В чистой теории так. Но если наблюдаются звезды с "избытком" фофсфора, то вероятность того, что и на планете может сложится подобный дисбаланс, не представляется такой уж ничтожно малой.
Ведь для фосфорного пути развития все равно где-то требовалось много фосфора, так почему же не на Земле?

Да кто же спорит, могло, конечно, с некоторой вероятностью такое быть и на ранней Земле.
В любом случае, другие аргументы связанные, в частности, с апроксимацией роста минимальной длины ДНК в прошлое, оценками времени появления LUCA молекулярными методами и факта его изначальной нетермофильности представляются мне куда более значимыми.

 

[petrowich]

Да кто же спорит, могло, конечно, с некоторой вероятностью такое быть и на ранней Земле.
В любом случае, другие аргументы связанные, в частности, с апроксимацией роста минимальной длины ДНК в прошлое, оценками времени появления LUCA молекулярными методами и факта его изначальной нетермофильности представляются мне куда более значимыми.

Тут не спорю, подход серьезный.

[Nucleosome]

Если Вы здесь усматриваете корреляцию с атомным весом элементов, то где литий-берилий-бор?

нет, корреляцию я не усматриваю, потому что элементы весьма сильно отличаются друг от друга (особенно второго периода) - корреляция тут только со свойствами, а вот они уже и коррелируют с весом...
что же касается лития-бериллия-бора - то что с них взять? элементы довольно редкие, легко окисляются, литий и бериллий - металлы, к тому же очень мелкие, так что как коэнзимы едва ли пойдут, а ни на что другое практически металлы и не годны для живого... правда, бор тоже способен создавать длинные цепочки, но структура их такова, что на реакции подобные органическим соединениям рассчитывать не приходится...

Когда есть "масса объяснений" (вместо одного, но чёткого), то для меня лично это первый признак, что бы насторожиться.

в данном случае это дополняющие друг друга объяснения, а не альтернативные...

Вероятность того, что это так случайно получилось - примерно один на миллион.

при одном условии - если бы они случайно туда попадали. А, согласитесь, свойства золота удовлетворяют нуждам живого намного меньше, чем углерода, то же относится и ко всем переходным и не только, металлам - как скелет, а стало быть и как самые распространённые, они никак не подходятпонятно, что "ни рылом ни ухом" не идут и инертные газы - таким образом остаётся не так уж много... кстати, сера хоть и не распространена так как эти, но всё равно играет заметную роль, ну а то что она не заняла место фосфора - так кислота слишком сильная - попробуй свяжи... Так что никакого "перегиба" в химическом составе организмов я не вижу...
что же касается апроксимации роста минимальной длинны ДНК то тут кажется есть одна точка перегиба - переход к клеточному уровню, о котором мы можем только догадываться.

[Combinator]

при одном условии - если бы они случайно туда попадали. А, согласитесь, свойства золота удовлетворяют нуждам живого намного меньше, чем углерода, то же относится и ко всем переходным и не только, металлам - как скелет, а стало быть и как самые распространённые, они никак не подходятпонятно, что "ни рылом ни ухом" не идут и инертные газы - таким образом остаётся не так уж много... кстати, сера хоть и не распространена так как эти, но всё равно играет заметную роль, ну а то что она не заняла место фосфора - так кислота слишком сильная - попробуй свяжи... Так что никакого "перегиба" в химическом составе организмов я не вижу...
что же касается апроксимации роста минимальной длинны ДНК то тут кажется есть одна точка перегиба - переход к клеточному уровню, о котором мы можем только догадываться.

По поводу химсостава есть ещё одна странность. Фосфор (в отличии от той же серы например) абсолютно отсутствует в составе аминокислот (а это, как никак, более 20-ти немаленьких молекул). Этот парадокс легко объясняется, если представить, что фосфор был в достатке только на этапе "мира РНК", а белками он "по случаю" обзовёлся уже в другой звёзной системе, состав которой был гораздо ближе к "классическому" распределению хим. элементов в солнечной системе.
По поводу клеточного уровня - если проблему земного абиогенеза ещё как-то пытаются решить теоретическими или практическими методами, то как природа умудрилась всего за несколько сот миллионов лет пройти путь от сиропа органических молекул до уровня такого сложнейшего образования, как прокариотическая клетка, ни у кого, на сколько я себе представляю, нет даже никаких идей. Тем более, нет идей почему на этом эволюция практически на 2 миллиарда лет остановилась...

[Grinia]

У кого есть последние данные по самым древним биогенным осадочным породам?

[Nucleosome]

По поводу химсостава есть ещё одна странность. Фосфор (в отличии от той же серы например) абсолютно отсутствует в составе аминокислот (а это, как никак, более 20-ти немаленьких молекул).

так фосфорная кислота, хоть и не очень сильная, но куда сильнее любых остатков, которые есть в белках - а изначально делки должны были ассоциироваться с нуклеиновыми кислотами, а как бы они это делали окажись они оба сильно отрицательно-заряженными? кроме того, фосфорилирование белков - вещь нередкая... а кроме фосфорного остатка фосфора вроде и нет в живом...

то как природа умудрилась всего за несколько сот миллионов лет пройти путь от сиропа органических молекул до уровня такого сложнейшего образования, как прокариотическая клетка, ни у кого, на сколько я себе представляю, нет даже никаких идей. Тем более, нет идей почему на этом эволюция практически на 2 миллиарда лет остановилась...

ну если есть необходимый минимум молекул, то достаточно всему этому оказаться в липидном пузырьке - а насчёт того как они формируются соображения есть, и уже будет "клетка". а вот "задержка" в самом деле несколько странна, хотя очень возможно что нам она только кажется, а многоклеточные появились раньше...

[Combinator]

так фосфорная кислота, хоть и не очень сильная, но куда сильнее любых остатков, которые есть в белках - а изначально делки должны были ассоциироваться с нуклеиновыми кислотами, а как бы они это делали окажись они оба сильно отрицательно-заряженными? кроме того, фосфорилирование белков - вещь нередкая... а кроме фосфорного остатка фосфора вроде и нет в живом...

Так а что мешало фосфору наподобии серы входить в состав аминокислот без кислотного остатка?

ну если есть необходимый минимум молекул, то достаточно всему этому оказаться в липидном пузырьке - а насчёт того как они формируются соображения есть, и уже будет "клетка"

Имхо, это будет не клетка, а органический бульон внутри липидной оболочки. Одно строение мембраны чего стоит, не говоря уже про внутренность клетки с РНК, ДНК, рибосомой, вакуолями, кучей белков и пр. Плюс, то, что снаружи (пили, жгутики и т.д.).

[Nucleosome]

Так а что мешало фосфору наподобии серы входить в состав аминокислот без кислотного остатка?

вот тут не знаю... надо подумать. Углерод и сера имеют примерно одну электроотрицательность, фосфор тоже... выходит, что отличие тут в том, что фосфор - всегда полностью окислен, а сера - нет.

Имхо, это будет не клетка, а органический бульон внутри липидной оболочки. Одно строение мембраны чего стоит, не говоря уже про внутренность клетки с РНК, ДНК, рибосомой, вакуолями, кучей белков и пр. Плюс, то, что снаружи (пили, жгутики и т.д.).

ну это будет уже "современная клетка" - способная жить и конкурировать в нашем не простом мире, а вот когда ты один такой, то уже одна липидная оболочка - дорогого стоит - у тебя есть своя микросреда, где могут происходить примитивные биохимические процессы - и не нужно пока ни рибосом, ни сложной мембраны, ни уж тем более вакуолей (который и теперь-то не всегда есть) - всё это появится тогда когда подобные "параклетки" начнут конкурировать друг с другом за органику первичного океана, а случится это скоро...

[Combinator]

вот тут не знаю... надо подумать. Углерод и сера имеют примерно одну электроотрицательность, фосфор тоже... выходит, что отличие тут в том, что фосфор - всегда полностью окислен, а сера - нет.

Откуда инфа, что фосфор всегда полностью окислен?
Например, википедия даёт следующие степени возможного окисления:
фосфор: 5, 3, -3
сера: 6, 4, 2, -2
углерод: 4, 2, -2, -4

Не вижу драматической разницы фосфора с углеродом и серой.

ну это будет уже "современная клетка" - способная жить и конкурировать в нашем не простом мире, а вот когда ты один такой, то уже одна липидная оболочка - дорогого стоит - у тебя есть своя микросреда, где могут происходить примитивные биохимические процессы - и не нужно пока ни рибосом, ни сложной мембраны, ни уж тем более вакуолей (который и теперь-то не всегда есть) - всё это появится тогда когда подобные "параклетки" начнут конкурировать друг с другом за органику первичного океана, а случится это скоро...

Это всё так, но вопрос то был именно в рассмотрении конкретных возможных путей очень быстрой эволюции от бульона внутри мицеллы до уровня прокариотической клетки. На сколько я знаю, его никто даже не пытался рассматривать.

[petrowich]

Откуда инфа, что фосфор всегда полностью окислен?
Например, википедия даёт следующие степени возможного окисления:
фосфор: 5, 3, -3
сера: 6, 4, 2, -2
углерод: 4, 2, -2, -4

Не вижу драматической разницы фосфора с углеродом и серой.

Не скажите, очень любопытная разница. Фосфор нечетный, сера и углерод четные. Возможно, в этом весь цимес.

[Combinator]

Не скажите, очень любопытная разница. Фосфор нечетный, сера и углерод четные. Возможно, в этом весь цимес.

Ну да, естественно, при чётном заряде ядра и степень окисления чётная. А, скажем, у азота с его нечётным зарядом, степени окисления тоже нечётные, но ему это ничуть не мешает играть существенную роль в органических молекулах.
 

[petrowich]

Степени окисления азота в соединениях −3, −2, −1, +1, +2, +3, +4, +5.
Занятно, да? 

[Combinator]

Степени окисления азота в соединениях −3, −2, −1, +1, +2, +3, +4, +5.
Занятно, да?  

Википедия даёт несколько другие цифры:
5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -3

Отсутствует -2 (а положительные, расположенные в Вики в верхней строчке я сперва не заметил).
И всё же, непонятно, как факт чётности-нечётности степени окисления может принципиально влиять в этом случае?
Почему это важно для белков, и не важно для нуклеотидов, АТФ и т.д.?


 
 

[Птыц]

Так а что мешало фосфору наподобии серы входить в состав аминокислот без кислотного остатка?

Зачем сера в аминокислотах -- достаточно понятно. Два цистеина дают мостик S-S и, таким образом, формируют третичную структуру белка (наряду с водородными связями и т.п). Энергия связи S-S существенно больше энергии связи P-P (если представить, что мы хотим построить фосфиновый аналог цистеина). Да и вообще, соединения фосфина менее устойчивы чем сульфиды (например, триметилфосфин воспламеняется на воздухе).