Происхождение жизни за пределами солнечной системы - за и против.

[Combinator]

Хотелось бы обсудить топик.
Я, в основном, могу привести аргументы "за".
1. Непропорционально большая роль, которую играет в составе главных органических молкул (АТФ, ДНК-РНК, липиды, коферменты) фосфор, который содержится на Земле, да и в солнечной системе вообще, в очень небольших количествах (и, к тому же, в основном в составе апатитов, из которых добыть его при нормальных условиях практически невозможно);
2. Молекулярные данные указывают на то, что универсальный предок всех живых организмов обитал в относительно прохладных условиях, в то время как по современным данным Земля с момента своего формирования только охлаждалась;
3. Молекулярные данные с шансами примерно 5:1 говорят в пользу того, что указанный универсальный предок жил более, чем 4.5 млрд. лет назад;
4. Уже обнаружены предположительные следы жизни на Земле (по изотопному составу углерода в частицах циркония) возрастом около 4.25 млрд. лет;
5. Факты обнаружения сложных органических молекул (аминокислоты, урацил и т.д.) в отдельных метеоритах;
6. Апроксимация кривой роста длины ДНК по мере эволюции жизни на Земле приводит к времени появления жизни не менее 10 млрд. лет назад;
7. Постепенно накапливающиеся факты, что формиование солнечной системы было инициировано взрывом находящейся поблизости углеродной звезды, находящейся на завершающем этапе своей эволюции (=> бактерии, обитающие на малых планетах (или их обломках) и/или метеоритах этой звёздной системы теоретически могли достаточно быстро достичь окрестностей формирующейся солнечной системы;
8. Огромная роль комет и метеоритов в формировании современной атмосферы Земли (например, весь азот современной земной атмосферы был сформирован метеоритами).

А у кого какие есть аргументы "против"?

[Combinator]

Пока наблюдается редкое единодушие, даже скучновато как-то.
Непонятно только, почему абсолютное большинство биологов и палеонтологов с упорством, достойным лучшего применения, не хотят даже обсуждать вариант панспермии.
 

[Combinator]

Этот вариант принципиально не решает вопроса происхождения жизни.

Естественно, не решает. Зато он решает вопрос о происхождении жизни на Земле, и существенно расширяет спектр для гипотез происхождения жизни вообще. А это уже немало.


 

[Combinator]

Увы, не всё так оптимистично.

"Метеоритное вещество оказалось достаточно богатым органикой, однако вся она, как уже было сказано, не обладает хиральной чистотой; это последнее обстоятельство - весьма сильный довод против принципиальной возможности существования "межзвездной жизни". Таким образом, по крайней мере положение, касающееся повсеместности распространения жизни во Вселенной, не нашло подтверждения. Это заставляет сделать грустный вывод, что панспермия, так же как и абиогенез, не дает удовлетворительного ответа на вопрос о возникновении жизни на Земле."
                                 К.Ю. Еськов "ИСТОРИЯ ЗЕМЛИ И ЖИЗНИ НА НЕЙ"
 

Еськов не в теме (либо приводит устаревшие данные):
http://www.innovanews.ru/info/news/hightech/444/

[Combinator]

--- если можно , ссылку , очень интересно.

Ну, во первых, есть статья Шарова на эту тему:
http://home.comcast.net/~sharov/pdf/GenomeIncrease.pdf

Во вторых, в одном из ближайших номеров Палеонтологического Журнала должна выйти ещё одна статья на эту тему, где на основе другого подхода мы приходим примерно к такому же результату, что и Шаров (хотя в самой статье проблема панспермии упоминается лишь вскользь).

 

[Combinator]

Еськов не в теме (либо приводит устаревшие данные):
http://www.innovanews.ru/info/news/hightech/444/
 Ну , здесь вилами по воде писано  то, что на  несколько процентов каких-то изомеров было больше  в любом случае в метеоритах была смесь, а значит по логике вещей, на эти проценты отличия и  на Земле  должно было быть два разных королевства микроорганизмов.

Им не было места на одной Земле, ибо левохериальная органика является ядом для правохериальных организмов (и наоборот). Соответственно, они неизбежно должны были выбрать единую хериальность подобно тому, как долго живущие вместе народы обычно переходят на единый язык общения.

[Combinator]

Да, рано еще сбрасывать Еськова... Даже наличие всего "живого" арсенала не решает проблему происхождения жизни.

А что, разве кто-то говорит, что решает?
Оно лишь даёт намёки, в каком направлении перспективнее рыть...

[Combinator]

Глупости. На этой планете куча разноговорящих наций ,это разноголосица и есть стимул для конкуренции, войн, революций и эволюционного развития,; было бы несколько разных биосистем , скажем левохеральные питались бы только левохиральными микроорганизмами , правые -- только своими собратьями , на месте Бога, я бы так и сделал -- скорость эволюциии из-за конкуренции между этими разными королевствами возросла бы в разы 

1. Разноговорящие нации разнесены между собой. Если две нации живут вместе, они рано или поздно неизбежно переходят на один язык.
2. Борьба за ограниченные ресурсы неизбежно привела бы к победе одной из партий, так как данные системы были бы антогонистичны, а в результате эволюции выживают лишь экосистемы, в которых существует динамический баланс интересов. Например, движение может быть левосторонним, или правостороннним, но нет ни одной страны мира, где бы одновременно сосуществовали любители ездить по правой и левой стороне дороги. Это классическая ситуация спонтанного нарушения симметрии. 

[Combinator]

ну в каком виде фосфор был на первичной земли, сказать конечно можно, нос трудом, и ещё труднее как он был вовлечён в первые организмы.

Главное, на мой взгляд, в том, что по сравнению с водородом, кислородом, углеродом и азотом его было ОЧЕНЬ мало. А в ббазовых органических молекулах он встречается практически на каждом шагу гораздо чаще, например, той же серы.

во-первых, ссылку на источник, а во-вторых едва ли такие данные могут быть вообще - о том как выглядел единый предок всех мы можем только догадываться, а уж был ли он термостойким или нет - как тут можно что-то сказать вообще не ясно.

Это восстанавливается по термостойкости древнейших белков и рРНК:
http://elementy.ru/news/430955

аналогично - откуда сведения? но тут - вполне возможно, только молекулярные анализы (в данном случае это "молекулярные часы") на таких промежутках времени ошибаются ой как сильно - поскольку нет способа их калибровки по сути, собственно говоря, его нет и на меньших интервалах и подобным методам нужно доверять вообще очень осторожно (чтобы не сказать больше), да и 5:1 это статистически не достоверно

Ну, скажем так, это мои собственные оценки, сделанные на основе анализа двух различных работ на эту тему. Рассказывать конкретный метод, как они были получены, здесь, наверное, не время и не место. Согласен, 5:1 далеко от абсолютной достоверности, но как ещё один камушек в мозаике, вполне катит, имхо.

ну, 4.25 - в общем - не слишком много, но хотелось бы посмотреть источник.

http://www.sunhome.ru/journal/113823

а вот тут лучше вообще ничего не аппроксимровать - у амёб самая длинная ДНК из всех организмов,

Во-первых - источник?
А во вторых, нужно брать минимальную длину ДНК для каждого класса.

в клеточной стенки некоторых бактерий имеются аминокислоту закрученные в другую сторону. так что место есть. и вовсе не яд это. но вообще, с тем что не могут быть в одной биосфере два "королевства" остро- и тупоконечников лево- и право-вращающих, я согласен.

Если имеются в виду археи, то это лишь редчайшее исключение, лишь подтверждающее правило.
По поводу яда - не знаю, на сколько это правда, читал давно в какой-то публикации.

[Combinator]

Демагогия , в Москве торговцы на рынках говорят на своем языке

Вот пускай поживут здесь хотя бы тыщу лет, тогда и будем сравнивать.
Много сейчас в России говорящих по шведски? То-то же.

[Combinator]

Да, а вы даюте руку на отсечение , что через 200 лет в Москве не будут говорить на азербайджанском или китайском ?

Во первых, 200 лет не срок. Во вторых, система должна быть изолированной (привет Нью-Йорку). В третьих, не важно, на каком конкретно будут говрить, главное, что это будет одинковый для всех язык. В общем, точки зрения понятны, что бы не ходить по кругу, предлогаю дискуссию на эту тему свернуть.

P.S.

Если придерживаться Вашей логики, то и вариантов генетического кода на Земле должно быть чем больше, тем лучше.

[Combinator]

в каких это? ну есть фосфорилированные белки, ну и АТФ само собой, ну и всё... азот вот тоже в основном в наши дни находится в виде молекулы N₂ - весьма крепкий орешек.

ДНК-РНК, клеточная мембрана (липиды), NAD, FAD....

прочитал, ну во-первых - 50 - 60 градусов это совсем не мало, а во-вторых их оценка основана только на экстраполяции количество ГЦ нуклеотидов, что не очень убедительно - кто знает как эволюционировал этот Лука? Он мог весьма быстро растерять "неугодные" нуклеотиды, если на то была необходимость - признак-то сугубо адаптивный, а подход как к нейтральному.

50-60 это по рРНК, а по белкам так вообще 20. К тому же, когда два независимых метода дают примерно одну и ту же картину, это уже о чём-то говорит.

http://www.genomesize.com/statistics.php

Спасибо, любопытно.

а почему именно класса? почему не отряда, скажем?..

Можно и отряда, но, во первых, тогда это будет гораздо менее статистически значимый резудьтат, а во вторых, время появления отрядов, особенно, древних, палеонтологическими методами определить чрезвычайно трудно.

Если имеются в виду археи, то это лишь редчайшее исключение, лишь подтверждающее правило.

да какие археи - все грамм-положительные...
http://www.center-hc.ru/diseases/infection2.htm

Спасибо, буду знать. Видимо, когда формировались структуры, отгораживающие клетку от внешней среды, природа ещё не сделала окочательного выбора в пользу определённой хериальности...

[Combinator]

50-60 и 20 это примерно одно и то же?

Одна и та же тенденция: прохлада - жара - последующее постепенное остывание.

ну допустим классов слегка легче... но это же чисто наша проблема, а не организмов - как же исходя из неё мы можем делать выводы?

Нет никакой проблемы, просто мы выбираем более грубую шкалу, что бы получить статистически более достоверный результат.

да и почему статистически недостоверным? потому что в каждом отряде меньше видов?

Да, меньше видов, для которых известна длина ДНК.

ну так же всё равно много, а вот самих отрядов заметно больше... ну и потом - есть группы вообще не известные в отложениях - тихоходки к примеру, ну таких, правда, не много... но вообще - данные о размере геномов весьма не полны пока - как это видно из той ссылки что привёл (честно говоря, даже не думал, что всё так плохо...)

Просто я не могу пересказывать здесь всё содержание статьи, там все аргументы за использовамнный подход подробно рассматриваются. Скоро она выйдет, тогда можно будет вернуться к обсуждению этой темы. Если Вам интресно - A. В. Марков, В. А. Анисимов, А. В. Коротаев - "ГИПЕРЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЙ РОСТ МИНИМАЛЬНОГО РАЗМЕРА ГЕНОМА В ЭВОЛЮЦИОННОМ РЯДУ ОТ ПРОКАРИОТ К МЛЕКОПИТАЮЩИМ".
А пока, могу дать ссылку на нитку форума, в которой зародилась идея данной статьи:
http://www.paleo.ru/forum/index.php/topic,178.0.html


 
 

[Combinator]

Если Вам интресно - A. В. Марков, В. А. Анисимов, А. В. Коротаев - "ГИПЕРЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЙ РОСТ МИНИМАЛЬНОГО РАЗМЕРА ГЕНОМА В ЭВОЛЮЦИОННОМ РЯДУ ОТ ПРОКАРИОТ К МЛЕКОПИТАЮЩИМ".

C парадокс обсуждается?

Да, конечно.

[Combinator]

всё же вывод статьи выглядит не очень убедительно - из-за движущего характера подобных изменений - реконструируя геном Луки исходя из консенсузов Архей и Прокариот, мы невольно предполагаем, что этот геном - нечто среднее между ними, а сделать такое предположение можно только говоря о нейтральной эволюции тех участков по которым мы это строим - что уже идёт вразрез с выводом - ведь если % соответствующих нуклеотидов и аминокислот зависит от условий обитания, то замены уже не случайны, следовательно "станадартный" филогенетический анализ применить уже нельзя...

Я так понимаю, что никакого "консенсуса" архей и эубактерий не подбиралось. Просто были выбраны общие, наиболее консервативные участки рРНК, и наиболее древние общие белки у видов, которые в соответствии с анализом филогенического дерева, появились раньше других (это, на сколько я понимаю, термофильные метаногены). Вероятность того, что все они на протяжении последующих 4 млрд. лет эволюции у разных видов мутировали абсолютно одинаково, на мой взгляд, ничтожно мала.  Да и исследование проводили отнюдь не любители от науки, а люди, профессионально занимающиеся эволюционной биологией, вряд ли они могли допустить какие-то детские ляпы, имхо.

 
да и расхождение всё же заметное по температурам - 20 - оптимум для большинства современных организмов, 60 - едва ли не потолок (не, ну есть и такие которые и при 120 живут, но всё же в такое пекло залезает ничтожная часть...)

Ну так там же всё привязывается не к единой шкале времени, а к неким двум относительным шкалам, индицирующим степень термостойкости рРНК и белков. Соответственно, и обрываться они по тем или иным причинам могут на разных участках шкалы времени.

 
спасибо! тем более дискуссия окончилась до моего появления там, а вообще я почти с самого начала темы понял что Комбинатор тут и Комбинатор там - один и тот же я там DNAoidea, осмелюсь предположить, что знаете меня оттуда

Да, я тоже подозревал, что Вы и DNAoidea один и тот же человек.

[Combinator]

Судя по этому,

7. Постепенно накапливающиеся факты, что формиование солнечной системы было инициировано взрывом находящейся поблизости углеродной звезды, находящейся на завершающем этапе своей эволюции (=> бактерии, обитающие на малых планетах (или их обломках) и/или метеоритах этой звёздной системы теоретически могли достаточно быстро достичь окрестностей формирующейся солнечной системы;

предполагается, что живые организмы попали в солнечную систему на этапе её формирования. Но этот вариант сомнителен, потому что постепенно накапливаются факты в пользу того, что Луна образовалась в ходе столкновения протоземли с телом размером с Марс и если посмотреть на моделирование столкновения, становится ясным, что никакие бактерии бы это сплошное облако магмы не пережили.

Бактерии могли попасть на Землю уже после этого столкновения, будучи занесёнными кометами или метеоритами.

Взрыв же, инициировавший образование Солнечной системы, должен был произойти за десятки миллионов лет до образования Луны. После этого газопылевое облако успело сжаться, образовать протосолнце, разогреть свои внутренние слои вплоть до будущего астероидного пояса до +1500 градусов, потом остыть, потом слипуться в планетезимали – в общем очень много всего произошло. В общем, это всё равно что пытаться связывать текущие колебания курса доллара и чеканку древней грецией золотых монет.

Во первых, достигшие пределов солнечной системы метеориты от другой звёды могли до поры до времени находиться на её окраине, где-нибудь в районе пояса Койпера или даже облака Оорта.
Во вторых, если указанная звезда находилась в пределах сотен световых лет от протосолнечной туманности, то покинувшие её метеориты (или даже целые планеты) могли достичь только что зародившейся солнечной системы как раз через несколько десятков миллионов лет.

8. Огромная роль комет и метеоритов в формировании современной атмосферы Земли (например, весь азот современной земной атмосферы был сформирован метеоритами).

Эта фраза может породить ошибочное представление о том, что якобы была некая готовая земля, а потом метеориты занесли туда азот. На самом деле множество планетезималей разного размера сталкивались и объединялись, и на некоторых из них было много летучих веществ, в том числе азота. И когда масса протоЗемли стала близка к современной, весь азот на ней уже был. И весь этот азот – из солнечного протопланетного диска, так что это не имеет никакого отношения к гипотетическим межзвёздным странствиям зародышей жизни.

Не всё так просто. См, например:
http://www.3dnews.ru/news/kometi_formirovali_rannuu_atmosferu_zemli/
И
http://digitalcommons.library.arizona.edu/holdings/journal/article?r=uadc%3A%2F%2Fazu_maps%2FVolume44%2FNumber5%2Fc2bd355f-119d-4454-b826-18472d7bf85e

А фосфор – элемент вовсе не редкий. Он имеет нормальную для своего положения в таблице менделеева распространенность.

Его распространённость в солнечной системе на 3(!) порядка меньше распространённости углерода, а в базовых органических молекулах он встречается лишь в несколько раз реже углерода, кислорода и азота. Спрашивается - почему?

В общем, я не вижу причин предполагать внеземное происхождение жизни, за исключением разве что

4. Уже обнаружены предположительные следы жизни на Земле (по изотопному составу углерода в частицах циркония) возрастом около 4.25 млрд. лет;

Но одного этого совсем недостаточно – ведь мы не знаем скорости, с которой из химических веществ самопроизвольно образуется жизнь.

Как то слабо верится в путь от первичного бульона до бактерии в 200 млн. лет с учётом того, что следующий, гораздо более простой шаг от бактерии до эвкуриотов занял на порядок больше времени.
 

[Combinator]

И все-таки мне не очень понятно почему для зарождения жизни фосфора было мала, но для ее поддержания достаточно.
Если сравнить с огнем, то огонь легче всего развести из мелких сухих щепочек, от которых потом разгораются более крупные дрова, чем пытаться сразу распалить большие поленья.
Может вполне оказаться, что именно малость концентрации фосфора способствовало зарождению жизни. Они были этакими мелкиими щепочками. А при большей концентрации фосфора жизнь бы не зародилась.

Не очень понял Вашу аналогию со щепочками.
Сейчас жизнь уже научилась многим "трюкам", которых не могло быть в начале эволюционного развития. Я бы Вашу аналогию со щепками повернул так - если у вас уже есть спички, то вы без труда можете разжечь огонь, даже если у вас ограничено количество горючего материала, но если спичек ещё нет, то вероятность того, что огонь сам собой появится в результате удара молнии гораздо выше, когда вокруг вас сплошной густой лес, чем когда вы находитесь в каменистой пустыне, с очень редкими островками кустарника. 
Можно поставить вопрос и по другому - почему в качестве 5-го основного элемента был выбран крайне редко встречающийся фосфор, а не гораздо более распространённая сера имеющая, к тому же, большую валентность?

[Combinator]

Свойство фосфорной кислоты более подходящи, чем серной, или сернистой. Излишняя валентность может давать большее цепляние к всяческому мусору.

Хм. 4 (углерод) - мало, 6 - (сера) - много? Почти как в анекдоте про Ленина, сегодня рано - завтра поздно!
Кстати, сера же на первых порах (пока не появилось хотя бы клеточной мембраны) никуда не делась, она всё равно "мешалась". Но ведь вот даже для посторения относительно простенькой мембраны почему-то использовалась столь редкая и экзотичная на Земле фосфорная кислота, хотя налипали туда на первых порах наверняка все, кому не лень.

[Combinator]

В основе их открытия лежат три замечательные находки. Первая состоит в том, что они догадались сразу добавить в реакционную смесь фосфорную кислоту (неорганический фосфат). До сих пор все исходили из естественного допущения, что фосфат нужен только на последней стадии синтеза рибонуклеотида, когда фосфат присоединяется к рибозе, которая до этого уже присоединилась к азотистому основанию. Однако оказалось, что фосфат необходим и на ранних стадиях процесса. Его присутствие резко снижает выход разнообразных «ненужных» веществ в ходе реакций и повышает выход «нужных».

К сожалению, у авторов нет данных по экспериментам с серными кислотами. Или моей химической подкованности на нахождения этого не хватило.

Я думаю, с серными кислотами никто реально не экспериментировал, так как все пытаются толкать систему к намеченно цели  - абиогенному синезу РНК (или хотя бы отдельных нуклеотидов), в которых, как известно, серы нет. А в указанном эксперименте, насколько я понимаю, концентрация фосфорной кислоты была нереально завышена по сравнению с той, что могла быть на ранней Земле исходя из сегодняшних представлений и распространённости фосфора в солнечной системе.

[Combinator]

Но можно повторить опыт с серной кислотой. И если все с удестяренной силой проявится, тогда сомнение в земном биогенезе получит мощное подтверждение.

В смысле, что проявится? Понятно, что скорее-всего тоже будут возникать какие-то сложные структуры, видимо, даже циклические, но что и кому это докажет?