После своего возникновения Земля представляла знойную и горячую сферу без жизни. Спустя же 4,5 миллиарда лет фауна и флора оказались представлены многочисленными формами ныне живущих организмов, продолжающих эволюционировать на молекулярном уровне. В этой работе мы с вами попытаемся проникнуть через тектонические плиты истории, слой за слоем углубимся к описанию первоначальных алгоритмов химических реакций и ответим на вопрос: «Где, в каком количестве и из чего возникли сложные органические молекулы, прошедшие долгий путь эволюции в живые существа?». Чтобы обуздать порядок эволюционного отбора, понадобится прочный фундамент теории, для дальнейшей логистики рассуждений и статистических описаний.
Пролог: структура и организация носителей информации
Прежде чем перейти к химическим реакциям получения органических соединений, мы изучим молекулы, условия абиогенного синтеза которых будем искать большую часть статьи. Нуклеиновые кислоты делятся на дезоксирибонуклеиновые (ДНК) — находятся в хромосомах, митохондриях, хлоропластах, нуклеоидах и рибонуклеиновые (РНК) — транспортирующие генетическую информацию, обеспечивающие синтез белка, регуляцию генов и сплайсинг. При построении нуклеиновых кислот рибоза связывается с одним азотистым основанием, образуя молекулу нуклеозида. Такое соединение, вместе с фосфатными группами, образует уже молекулы нуклеотидов (рис. 1). Из них и строятся нуклеиновые кислоты присоединением новых нуклеотидов, где две фосфатные группы отделяются, а третья входит в состав цепи [3].
Моносахариды рибоза и дезоксирибоза, как компоненты сахарофосфатного скелета, являются альдозами из-за своей открытой альдегидной группы, с формулами С5H10O5 и С5H10O4. Дезоксирибоза отличается от рибозы лишь отсутствием гидроксильной группы, поэтому у неё она заменена атомом водорода.
Производные пурина: | Пиримидиновые производные: |
Аденин — C5H5N5 | Цитозин — C4H5N3O |
Гуанин — C5H5N5O | Тимин (для РНК) — C5H6N2O2 |
Урацил (для ДНК) — C4H4N2O2 |
Таблица 1. Азотистые основания
Фосфатные группы, которые обеспечивают образование фосфодиэфирной связи с другими нуклеотидами, представлены солями фосфорных кислот (P-O-P связь) и метиленом (СН2), связывающим фосфатные группы с сахаридами.
1 | Введение: химический состав архея
В начале своего формирования, около 4 миллиардов лет назад, атмосфера планеты пополнялась лишь газами, исходящими из расплавленных геологических структур. При движении магмы в ядре магнитное поле благоприятствовало осаждению карбонатов и сдерживало целостность атмосферы [1]. Барьер из озона, образовавшийся в процессе реакции действия ультрафиолета (фотолиза), создал нужный тепловой баланс к концу архейского эона [2]. В этот период, в атмосфере содержались:
Водород (Н2)
Метан (СН4)
Аммиак (NH3)
Азот (N2)
Диоксид углерода (СО2)
Монооксид углерода (CO)
Вода (Н2O)
Сероводород* (Н2S)
Диоксид серы* (SO2)
*В атмосфере соединения серы неустойчивы, но при поступлении из глубин, содержание сохраняется.
2 | Введение: первые алгоритмы синтеза — первые проблемы
В начале XX века А. Опарин и Д. Холдейн работали над концепцией коацервата. Их интересовало то, каким образом синтезируется сложная органика при разрядах молний, ультрафиолета и извержений вулканов [4]. Идея частично подтвердилась Г. Юри и С. Миллером. Смесь соединений, имитирующих древнюю атмосферу, запаивалась в замкнутой установке и в колбу с водой пропускали электрический ток. Спустя две недели, на протяжении которых им периодически приходилось наблюдать за реакциями через стекло, они вскрыли колбу и выяснили, что теперь в ней присутствовали аминокислоты, сахара и органические кислоты [5]. Эксперимент показал реальность синтеза сложной органики из более простых химических веществ.
CO2 > CO + [O] (атомарный кислород)
CH4 + 2[O] > CH2O (формальдегид) + H2O
CH4 + NH3 > HCN (синильная кислота) + 3H2
Полученные в вышеописанных реакциях соединения формальдегида, синильной кислоты и аммиака, синтезируют аминокислоты в процессе реакции Штрекера, а вода и формальдегид — рибозу, в процессе реакции Бутлерова. Последующие эксперименты синтезировали производные пурина (таблица 1) и расширили список получаемых аминокислот. Казалось бы, вот же переход от химической эволюции к биологической. Но как это бывает, бронежилет теории не выдерживает обстрела реальности — концепция коацервата имела серьёзные недостатки. Реакция соединения аминокислот в белок или нуклеотиды происходит с выделением воды, и длинные молекулы подвержены распаду [1]. Ещё одной проблемой стал способ размещения вокруг атома углерода связей, которые являются взаимно-зеркальными — хиральными [6]. Аминокислоты чаще представлены левыми изомерами, а рибозы — правыми. Такая характеристика нуклеотидов придаёт спиральную структуру ДНК и РНК, но в синтезе из простых соединений получается равное количество изомеров, поэтому белки такой смеси не способны функционировать.
3 | Теория условий: источники условий для концентрации
Высокое содержание железа, цинка, марганца и меди — особенность живых клеток. Если железа много в неживой природе, то меди с марганцем и цинком — не особенно. Парадоксально, но все они содержатся в клетках в намного большей концентрации, чем во внешней среде. Перечисленные металлы характерны в обильном количестве для гидротермальных источников, с которых мы начнём поиск условий для абиогенного синтеза органических соединений.
Воды источников имеют чёрный цвет благодаря сульфидам, сероводороду и другими взвесям [10]. После контакта с океаном гидротермальные воды охлаждаются, а соединения железа, меди и никеля выпадают в осадок. При дальнейшем остывании вод сульфиды цинка и марганца осаждаются на уже сформированный рельеф.
Сульфиды цинка способны к фотохимическому восстановлению, поглощая ультрафиолет и фосфоресцируя. В таком состоянии возбуждённый электрон восстанавливает соединения диоксида углерода до муравьиной и других органических кислот, а при ультрафиолете восстанавливает азот до аммиака. При этом он защищает органические молекулы от ультрафиолета эффективней слоя воды в десятки метров. Именно поэтому первые организмы могли укрываться в минеральных осадках, имея доступ к продуктам фотохимических реакций [1].
Осадки образуются из мелких частиц и имеют много пор. Подобные условия являются удобными для репликации органики из-за относительной изоляции. Откладывающиеся сульфидные минералы становятся катализаторами химических реакций для синтеза органических соединений [11]. Градиенты температур разделяют хиральные формы соединений. В таких условиях термодиффузии РНК и белки накапливаются в одной локации, например — в вышеупомянутых порах, где происходит концентрация в миллиарды раз [12].
4 | Теория условий: количественные исследования синтеза
Важным веществом клетки является фосфор, содержащийся в фосфорилированных органических молекулах, входящих в состав нуклеиновых кислот, аденозинтрифосфатов и др. Источниками достаточного количества этого вещества являются вулканы и горячие геотермальные источники. Они содержат фосфиты, пирофосфаты, или оксиды фосфора. При растворении эти соединения дают молекулы в пригодной для сахарофосфатов и нуклеотидов форме. В условиях кипения минеральных вод растворённые соединения разделяются, поэтому часть испаряется с водой и выходит в грязевых котлах. В виду подобной сепарации металлов поднимающийся пар магмы содержит бораты, калий, натрий и соли молибдена в концентрации такой же, как в органической клетке.
Проводились исследования с использованием солей бора, где образовывались комплексы 5/6-углеродных сахаров, выпадающие в осадок, и происходило накопление молекул с двумя соседними гидроксильными группами. При добавлении гидроксиапатита в такую смесь на его поверхности откладывается рибоза [18][19], а соли молибдена превращают разветвлённые сахара в линейные, увеличивая синтез. Почувствуйте, как густые и горячие знания стекают вам на шею, ведь грязевые котлы обогащены всеми вышеописанными ранее элементами [15], потому и представляются одними из самых вероятных мест появления жизни, имея несколько преимуществ сразу:
Условия, богатые необходимыми микроэлементами;
Источник тепла с постоянными условиями;
Пористые минеральные осадки, работающие в качестве катализаторов и локации для репликации органических соединений;
Испарение на местах при концентрации веществ, солей и кислот, где происходит образование цепочек РНК;
Несколько путей получения органических молекул;
Фотохимические реакции и расположенные рядом защищённые поры;
Нагрев пор, где накапливаются нуклеотиды и РНК в высоких концентрациях.
5 | Теория условий: лаборатория Манчестера — анализ системы синтеза
В 2008 году вышло исследование об обнаруженных на дне океана колонн из светлого известняка высотой до 60 метров. Из их недр исходила вода температурой около 80°С и содержала соединение гидроксида магния, выпадающее в осадок. Нагрев происходил за счёт реакций в глубине твёрдых пород, поэтому метан и кислоты этих вод образуются абиогенно, а изотопный состав углерода в них такой же, как в углекислом газе [16]. В атмосфере древнего мира метан реагировал с азотом, водой и углекислым газом, образуя формальдегид. Соединения фотолиза метана не накапливались, а выпадали с дождём (рис. 2). Синильная кислота и формальдегид растворимы в воде, поэтому они вымывались и на поверхность поступали формальдегид, цианамид и цианид — являющиеся прекурсорами для азотистых оснований и РНК [17].
Реакция получения нуклеотидов с помощью таких соединений была получена в 2009 году в Манчестере, во время работы Д. Сазерленда и его коллег [20]. Они синтезировали пиримидиновые нуклеотиды путём смешения в одной установке предшественников сахаров и нуклеотидов с фосфатами (рис. 3).
Сейчас придётся хрустеть коркой головного мозга, но чтобы было проще, обратимся к рисунку 3 ниже, который будет иллюстрировать ход реакций. Как можем видеть, первоначальные соединения представлены: цианоацетиленом, цианамидом, глицеральдегидом и гликольальдегидом.
Фосфат в реакции не только облегчает синтез нуклеотидов, подавляя побочные реакции, но и направляет соединение цианамида с гликольальдегидом в сторону аминооксазола. А уже его соединение с глицеральдегидом образует арабинозо-аминооксазолин. В реакции же аминооксазолина с цианоацетиленом снова фосфат помогает реакции — он поддерживает кислотность и создаёт условия для получения арабинозо-ангидронуклеозида.
После, достаточно подогреть реакционную смесь для получения циклического цитидин-монофосфата. Такой раствор освещается ультрафиолетом, чтобы превратить часть цитозина в урацил и избавиться от побочных продуктов. Аналогичным способом получены пуриновые нуклеотиды при добавлении синильной кислоты вместо цианоацетилена. Всего из четырёх простых соединений получаются все нуклеотиды и десять из двадцати белковых аминокислот. Но главное, в реакциях почти не образуется соединений, не встречающихся в клетках. Этот момент станет сюжетной пружиной повествования.
6 | РНК: эволюция информации с помощью репликаторов
В конце XX века произошло открытие рибозимов. До того времени РНК считалась только связующим элементом ДНК и белков, но последующие исследования показали способность РНК заменять белки в качестве катализаторов реакций, а также их ключевое значение в организации синтеза белка. Появилась гипотеза «РНК мира». Согласно этой теории, реплицирующиеся рибозимы стали первыми органическими соединениями, начавшими эволюцию. Спустя поколения репликаторы предоставили каталитические функции белкам, а хранение генома практически полностью — ДНК [7]. Однако без клеточных систем получение полноценных белков в водной среде невозможно. Вопрос решается нахождением условий, где участие воды в реакции снижено или у неё отсутствуют химически свободные молекулы — благо, примеры таких локаций мы уже с вами рассмотрели в предыдущих главах.
7 | РНК: алгоритм отбора палиндромных молекул
Двигаемся дальше. В условиях липидно-нуклеотидного раствора уже рассмотренных грязевых котлов образуются последовательности РНК в 50-100 нуклеотидов. Липиды, к которым мы вернёмся позже, при высыхании образуют слои и длинные цилиндры, где последовательности РНК упорядоченно накапливаются и сохраняют подвижность. При естественном отборе преимущество получают те последовательности, которые служат фрагментами для создания собственных копий — палиндромные цепи РНК [21]. Эта идея А. Маркова превращает необходимость фрагментов в фактор естественного отбора, который может привести к образованию рибозима среди длинных палиндромных молекул. Это частично подтверждает геноцентричный взгляд на эволюцию Ричарда Докинза [22], ведь палиндромный способ упаковки молекул наблюдается и в последовательностях соединений нынешних транспортных РНК.
Устойчивость к ультрафиолету тоже может быть признаком отбора, при котором выживали более длинные цепи. В таких молекулах защита соседних соединений осуществлялась за счет параллельных связей азотистых оснований — стэкинг-взаимодействия, похожего на «слоёный пирог» [9]. Важно то, что увеличение количества собственных копий способствует не только копированию, но и превращению простых органических веществ в нуклеотиды. В совокупности, это знаменует появление обмена веществ, где реакции происходят при контроле ферментов.
8 | РНК: вещественный обмен
Обмен веществ у первых органических структур развивался гетеротрофно, от сложных исходных соединений, как рибоза и азотистые основания, к более простым [1]. На начальных этапах РНК были доступны многие активные одноуглеродные соединения:
Муравьиная кислота образуется при фотосинтезе на сульфиде цинка и выносится геотермальными источниками после реакций воды с базальтами.
Формальдегид опадает с дождями, возникая при фотолизе метана.
Угарный газ выделяется в составе газов вулкана.
Все три случая рассмотрены ранее и внимательный читатель вспомнит их, но именно диоксид углерода стал конечным нужным соединением. Хотя его восстановление без качественных катализаторов медленное, мы помним, что при абиогенном восстановлении реакция происходит под действием ультрафиолета или температуры. Выбор между способами использования углерода в обмене веществ зависит от среды. Рибулозо-монофосфатный цикл питаемый формальдегидом [23] похож на древнейший синтез сахаров, а участие муравьиной кислоты в синтезе пуринов (таблица 1), предполагает формирование этой реакции до появления ферментов фиксации диоксида углерода.
9 | РНК: энергия липидной мембраны
Возвратимся к теме липидов. Электроны связей молекулы воды смещены из-за большей электроотрицательности кислорода. Вследствие этого, одна сторона молекулы несёт положительный заряд, а другая — отрицательный [27]. Поэтому вещества с полярными молекулами (гидрофильные) притягиваются и смешиваются с водой, а неполярные молекулы (гидрофобные) — нет [28]. В живых организмах клетки окружены мембраной из двух слоёв липидов, при смешивании их молекул в воде получается эмульсионная взвесь, а не растворение [29]. Наружная сторона мембраны несёт положительный заряд, а внутренняя — отрицательный. Такой электрический потенциал используется при передаче и хранении энергии, а также транспорта веществ вместе с протонами для компенсации заряда мембраны [30][31].
Вероятно, протоклетки имели примитивные оболочки из липидов, которые пропускали протоны и ионы металлов, но задерживали белки и РНК, поэтому выход из геотермальных водоёмов в среду с высоким содержанием натрия потребовал создания клетками способа его «откачки» [32]. Появления натриевых насосов использующих энергию реакций и освоение новых кислых сред, подтверждает образование мембран в тот период, когда аденозинтрифосфаты уже были в наличии.
10 | Эволюция РНК: кластеризация вирусов
Каким всё-таки образом ДНК сменила функцию РНК в хранении генома? Реакция превращения рибозы в дезоксирибозу связана с образованием опасных радикалов, поэтому рибозимы не могут её осуществлять. Реакцию проводят ферменты — большие белки, для кодирования которых нужны минимум тысячи нуклеотидов. Между теперешним способом хранения нуклеиновых кислот и миром РНК, были промежуточные формы более простые в получении чем ДНК, но стабильнее РНК [7]. Эволюция предковых образований клеток тесно связана с вирусами. Так, П. Фортер считает главной стадией жизни вируса — её активную часть в заражённой клетке [24]. Вирусы образуют кластеры сочетающие клеточные и вирусные белки, где клетки синтезируют копии вируса при контроле вирусного генома.
На этом этапе видно, что задача хранения генетической информации осуществляется разными вариациями соединений, но естественным отбором избраны содержащиеся в нынешних клетках. К слову, синтетическая биология достигла больших результатов, создавая альтернативные нуклеотиды. В 2014 году «нуклеотидный алфавит» был расширен до шести букв за счет включения нескольких синтетических пар гидрофобных нуклеиновых оснований [8].
Переход РНК к ДНК снижает частоту нарушений копирования, но ошибки в момент перехода возрастают. При этом, смена геномного материала сопровождается преобразованием фермента отвечающего за копирование — полимеразы. Согласно идее П. Фортера, эти реакции происходили в вирусах, а выгодой стало прохождение защитных систем клетки [25].
11 | Эволюция РНК: увеличение количества информации генома
С появлением белкового синтеза в результате отбора, РНК-полимераза сняла с рибозимов обязанность репликации и позволила увеличить количество генетической информации. Белки стали промежуточным звеном построения липидной оболочки, а эволюция плоских структур РНК, превратила их в трёхмерные скопления покрытые мембраной [26]. Независимость от сульфида цинка была ещё невозможна, но появились пузыревидные структуры напоминающие вирусы не только механизмами репликации, но и размерами геномов.
В ходе естественного отбора, вирусы и плоские первоначальные организмы создавали новые типы нуклеиновых кислот: метил-РНК, урацил-ДНК и современную ДНК с тимином [1]. Эти кислоты использовали протоклетки позволяющие увеличивать размер и стабильность генома. Изобретение ДНК и совершенствование её копирования во множестве линий вирусов, привело к обильному разнообразию ферментов работающих с ней. Углубляясь в опыт прошлых глав, можно подытожить — надёжная репликация ДНК знаменует скорое объединение генетических элементов в большие геномы и последующий исход из источников возникновения не заставит себя ждать.
12 | Дальнейшая эволюция: статистика и происхождение эукариот
Остался неразрешённый вопрос перехода количества в качество — о структуре клетки. Форму эукариота поддерживает цитоскелет из тонких и толстых белковых трубочек, а моторные белки перемещают компоненты клетки и обеспечивают её подвижность. Деление и слияние мембран регулируется специальными белками. Благодаря этому, большинство эукариот способны к фагоцитозу — поглощению частиц внешней среды внутрь.
Ещё одними важными органеллами являются митохондрии, которые имеют собственную генетическую систему. Их сходство с аэробными бактериями и пластидами стало первым этапом понимания происхождения эукариот. Пластиды и митохондрии образуются только в процессе деления, указывающего на происхождение от бактериальных симбионтов попавших в цитоплазму [34].
В 2015 году найдены археи близкие к эукариотам во множестве компонентов (рис. 4). Экспедиция, изучавшая геотермальные поля в Северной Атлантике, после сбора осадков населённых бактериями и археями, провела анализ их ДНК. Он показал преобладание в той локации вида архей относящегося к некультивируемой группе глубоководных архей (deep-sea Archaea group) [35]. После сбора и прочтения генома средствами вычислительной биологии, установленный вид оказался ближе к эукариотам, чем все известные ранее. Вид обладает большим набором сигнальных белков, которые в эукариотах регулируют: перестроение цитоскелета, сигналы между мембраной, цитоплазмой и ядром, деление клеток и другие функции.
В ходе эволюции эукариотам пришлось подчинить себе внутриклеточные симбиотические бактерии, вслед за тем, появился новый биохимический путь. После симбиоза с митохондриями аэробное дыхание повышает эффективность использования пищи. Десятки кластеров глубоководных организмов независимо друг от друга приручили бактерии, окисляющие сероводород или метан [1]. Благодаря этому, эукариоты приобрели функции фиксации азота, разложения целлюлозы, синтеза витаминов и пр. Но не надо захлёбываться серотониновой пеной, ведь такой вектор эволюции кажется эгоистичным. Сложно сказать, существуют ли живые организмы только для пользы репликации генома или нет. Но, в сравнении с короткой жизнью всего организма, часть информации нуклеиновых кислот существует невероятно продолжительное время передаваясь при размножении и создавая новую структуру носителя [22].
Заключение:
Нами были описаны места возможного возникновения абиогенного синтеза органических соединений с содержанием нужных для этого веществ. А также на молекулярном уровне разобраны реакции получения органических соединений из простых микроэлементов на примерах работ А. Опарина и Д. Сазерленда. Дальнейшую же эволюцию полученных биомолекул объясняют рассмотренные теории А. Маркова и П. Фортера, которые позже подтверждаются исследованиями в геотермальных полях Северной Атлантики. На протяжении всего текста можно было наблюдать уникальную биохимическую эволюцию и усложнение переносимой информации, закономерности которой описываются лишь свойствами химических веществ.
Закончу статью словами эволюционного биолога Ричарда Докинза: «Все живое эволюционирует в результате дифференциального выживания реплицирующихся единиц».
Литература:
1 — Михаил Никитин: «От туманности до клетки. Происхождение жизни»;
2 — Роберт Хейзен: «История Земли»;
3 — KhanAcademy: раздел «ДНК. Молекулярная генетика»;
4 — Опарин Александр: «Возникновение жизни на земле»;
5 — Organic compound synthesis on the primitive earth // Science — July 1959: vol. 130, no. 3370;
6 — KhanAcademy: раздел «Стереохимия»;
7 — Евгений Кунин: «Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции»;
8 — A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet // Nature, 2014, advance online publication;
9 — Physico-chemical and evolutionary constraints for the formation and selection of first biopolymers: towards the consensus paradigm of the abiogenic origin of life // Chemistry & Biodiversity, 2007, vol. 4;
10 — ?-Hydroxy and ?-Amino Acids Under Possible Hadean, Volcanic Origin-of-Life Conditions // Science — October 2006: vol. 314, no. 5799;
11 — On the origin of life in the zinc world: 1. Photosynthesizing, porous edifices built of hydrothermally precipitated zinc sulfide as cradles of life on Earth // Biol. Direct, 4 (2009);
12 — An Origin-of-Life Reactor to Simulate Alkaline Hydrothermal Vents // J. Mol. Evol., 79, (2014);
13 — On the origin of life in the zinc world. 2. Validation of the hypothesis on the photosynthesizing zinc sulfide edifices as cradles of life on Earth // Biol. Direct, 4 (2009);
14 — KhanAcademy: раздел «Фотосинтез»;
15 — Origin of first cells at terrestrial, anoxic geothermal fields // Proc. Natl. Acad. Sci., 109 (2012);
16 — Lost City в Атлантическом океане;
17 — Марков Александр: «Рождение Сложности»;
18 — Элементы: «Новое в теории появления жизни»;
19 — Элементы: «Химикам удалось стабилизировать абиогенный синтез сахаров»;
20 — Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions // Nature — May 2009: vol. 459;
21 — Элементы: «В поисках начала эволюции»;
22 — Ричард Докинз: «Эгоистичный ген»;
23 — Валентин Пармон: «Естественный отбор среди молекул»;
24 — The origin of viruses // Research in Microbiology, 2009, vol. 160;
25 — The two ages of the RNA world, and the transition to the DNA world: a story of viruses and cells // Biochimie, 2005, vol. 87;
26 — ПостНаука: «Происхождение жизни: от РНК-мира до последнего общего предка всего живого»;
27 — KhanAcademy: раздел «Химическая связь и структура молекул»;
28 — Биомолекула: «Липидный фундамент жизни»;
29 — KhanAcademy: раздел «Химия»;
30 — Фрэнсис Эшкрофт: «Искра жизни. Электричество в теле человека»;
31 — KhanAcademy: раздел «Мембранный транспорт»;
32 — Древние системы натрий-калиевого гомеостаза клетки как предшественники мембранной биоэнергетики // Биохимия, 2015. Т. 80. Вып. 5;
33 — KhanAcademy: раздел «Строение клетки»;
34 — Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes // Nature advance online publication (2015);
35 — Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity // Nature, advance online publication (2017);
36 — KhanAcademy: раздел «Жизнь на Земле и во Вселенной».
michael108
Основной недостаток всех «химических» теорий происхождения жизни — в том, что они не описывают, как именно возник(а)ла временнАя соорганизация процессов, и как эта соорганизация могла возникнуть без внешнего «фактора синхронизации».
Основные требования к такому фактору:
а) неизменность на протяжении длительного времени (миллионы лет),
б) глобальность (примерно одинаковое проявление на всей поверхности Земли или во всем ее объеме)
в) наличие некоторой «внутренней структуры», которая, собственно, и должна была привести к соорганизации временнЫх процессов в зарождающихся клетках. В частности, эта «внутренняя структура» могла быть причиной того, что любое живое существо на Земле, начиная с одноклеточных, является автоволновой средой.
Нетрудно понять, что никакое из известных на сегодняшний день физических полей не подходит на роль такого фактора.
Чтобы понять физическую природу такого (на данный момент гипотетического) фактора, можно было бы начать с изучения биологических объектов, которые, в рамках данного предположения, должны и сегодня тесно взаимодействовать с ним. Т.е. этим должны заниматься физики, математики и инженеры, обладающие необходимой теоретической и технической базой, но не химики и биологи. Хотя никто не мешает им всем плодотворно сотрудничать )))
Yermack
А какие не фантастические теории происхождения жизни кроме химических существуют?
Описанный вами фактор синхронизации называется "законы физики". Тяжелые элементы, металлы на земле раскиданы более менее равномерно, а органические молекулы в космосе довольно распространенное явление, и способы попасть на планету у них есть. Автокаталитическая химия везде одинаковая, так что конвергентное образование однотипных соединений не такое уж и откровение. Те что быстро прореагировали канули в летопись горных пород, остальные же только и заняты тем, что отщипывают от окружающей среды кусочки с меньшей энтропией — подкидывают дровишки и в процессе их распада ищут новые.
К тому же химики, биохимики, биофизики и физики очень даже сотрудничают — как раз читаю книгу по теме
michael108
На сегодняшний день — никакие (скорее всего, потому, что эти теории придумываются химиками). Это если исключить панспермию. Но химия принципиально не работает с временнОй синхронизацией процессов. Это не радиотехника с электроникой. Недаром, кажется, Хевисайд в шутку сказал: «Заставьте химика исследовать динамо-машину, и он первым делом растворит ее в кислоте».
Кстати, допущение о новом (неизвестном на данный момент) поле нисколько не фантастично — главное, чтобы это допущение можно было проверить (или опровергнуть) экспериментально. Вся наука так и развивалась. Достаточно вспомнить бозон Хиггса.
Yermack
Зачем приплетать какое-то новое поле, если достаточно ЭМ и гравитации?
И в темпоральные аспекты все же может: этим занимается химическая кинетика, молекулярная динамика и их потомки
michael108
Раумеется, эти поля первыми приходят на ум. Но гравитация слишком «однородна», а ЭМ (например, генерируемое молниями) — слишком хаотично. Акустику и тепло вообще можно сразу сбросить со счетов. Не стоит забывать, что этот «неизвестный фактор» должен в достаточной мере быть интенсивным и «структурированным» в масштабе отдельной клетки. Поэтому мы и приходим к (вынужденному) предположению о дополнительном факторе.
Zenitchik
Простите, но химические колебательные системы — уже давно не новость мировой культуры. На вскидку гуглится море материала. И даже на Википедии есть https://ru.wikipedia.org/?curid=165153&oldid=103220310
SchrodingerKitty
А кем они должны придумываться — коли все явления в области энергий 0,01-10эВ описывается химией
Панспермия — может описывать один из этапов химической, предбиологической или биологической эволюции, отодвигая время и место развития абиогенеза или части компонентов за пределы Земли… Но панспермия не может быть решением проблемы абиогенеза (происхождения жизни)… Ибо… ибо -вечная панспермия жизни противоречит космологическим наблюдательным, который указывают нам
1) Галактики разбегаются со скоростью пропорциональной расстоянию, и посему развернуть это процесс во времени, вещество вселенной (гелий водородная смесь) начнет уплотняться… А как известно из законов школьной термодинамики, при сжатии газ нагревается… То есть в стародавние времена, теперь уже забытые, Вселенная представляла собой огромное газовое облако… Но всякое нагретое тело излучает
2)И это второй факт — 50 лет назад найден артефакт этой эпохи. Реликтовое коротковолновое излучение
Из факта нумер 2 следует, что во Вселенной существовали в былинные времена когда температура превышала скажем 2000К. А при 2000К никакая органика и даже развитая химия существовать не может. Посему вечная панспермия ни о чем
Да и что бы дважды с места не вставать… В физике известны 4 взаимодействия… и более никаких… Сильное связывает ядра имеет отдаленное отношение к абиогенезу (за исключением того что этими взаимодействием определен первичный, а затем самый важный звездный нуклеосинтез)… Слабое — посему и называется слабым что очень слабое (хотя звездный нуклеосинтез без него никак не идет, но все очень медленно), но возможно имеет большее отношение к абиогенезу в части происхождения киральности. Гравитационное — еще на десятки порядков более слабое, чем упомянутое слабое, но создает галактики, звезды планеты… И остается последнее, которое и обуславливает почти все наблюдаемые явления — электромагнитное. Масштаб энергий — той части которая имеет отношение к процессу жизнь я указал выше
michael108
Это как сказать. Во-первых, она может быть решением для Земли: первые клетки, попав на Землю, начали адаптироваться и эволюционировать в соответствии с уже известными принципами.
Во-вторых, внеземные условия абиогенеза могут существенно отличаться от земных. Например, наличием сильных дополнительных (не известных нам на сегодняшний день) полей, которые предопределили появление клеток в тех условиях.
Чтобы не быть голословным (насчет неизвестных полей), приведу ряд ссылок. Как отметил рецензент моей первой научной публикации: «Если вы делаете утверждение, вы должны или сослаться на источники, в котором оно доказывается, либо привести доказательство в тексте»
Итак, ссылки с кратким описанием. Чтение первоисточников приветствуется.
[1]: «Толкающий луч» Подклетнова. Этот товарищ наткнулся на, с моей точки зрения, совершенно крышесносное явление. При высоковольтном разряде через специальным образом сформированный YBCO сверхпроводник возникает «луч», который ничем не экранируется, свободно проходит через пару кирпичных стен и отклоняет маятник в вакуумированном сосуде на расстоянии 150 метров (в другом здании). Отклонение не зависит от массы маятника (20-50г) и вещества, из которого он сделан (стекло, резина, металл...).
Учитывая свойства луча, Подклетнов с Моданезе, сначала решили, что он имеет гравитационную природу и долго пытались как-то приплести гравитацию, используя существующие концепции, но в конце концов сдались и признались, что природа луча неизвестна.
Все бы ничего, и, может, это исследование было бы продолжено в открытых источниках, но Подклетнов в одном из интервью заявил, что луч может распространяться на пару сотен километров практически без рассеяния и при определенных условиях способен пробивать дырки в кирпичах и делать вмятины в 5-см листах железа, как от удара кувалды. Очевидно, что после таких заявлений ожидать открытые публикации на данную тему весьма наивно. За почти 20 лет, прошедших с момента публикации, не было ни одной открытой статьи, подтверждающей или опровергающей этот эффект.
Пара энтузиастов попыталась воспроизвести результаты Подклетнова в своих гаражах, но они при этом нарушали все условия проведения эксперимента и, естественно, получили шиш с маслом.
С моей точки зрения, данный «луч» тупо утаскивает за собой барионную материю, отсюда и его свойства. Я его назвал «толкающим», т.к. «тянущий за собой» (что было бы точнее) не так коротко.
[2]: История исследований Гуляева и Годика, проводимых в 80-х годах прошлого века в АН СССР. В этой ссылке приведена история появления программы по изучению людей с необычными способностями. Как мне говорили, Гуляев популярно объяснил своим сотрудникам, что, если кто-то начнет всерьез говорить о «биополе», он немедленно вылетит из программы. Поэтому они искали только «научно объяснимые» феномены. И, кстати, нашли много интересных вещей. Во второй половине 80-х было множество публикаций по результатам этой программы (от Литературки до Докладов АН СССР). Однако «по ходу дела» они хотели-не хотели, а сталкивались с тем, чего объяснить не могли и что не укладывалось в их парадигму. В [2] пара таких моментов описана после фразы «Давайте лучше о том, чего я объяснить не могу.»
На фуршете в Киеве после одной конференции я случайно пересекся с одним из участников этой программы и попытался у него выяснить, с чем же они на самом деле имели дело. Он сделал круглые глаза и заявил: «Это не наука. Это магия. Наука такое объяснить не может». Также он сказал, что публикации в открытых источниках — это только то, что укладывается в рамки науки, чтобы публика не перевозбуждалась. А полный отчет (с описанием всех наблюдаемых феноменов) лежит в Ленинке. И вам его даже выдадут без спецразрешения… если вы назовете его номер. Который в каталоге отсутствует )))
[3]: Очень интересное исследование девочки с уникальными способностями — она могла видеть (в цвете) магнитное поле. Проведя ряд изящных физических экспериментов, Пытьев выяснил, что для «видения» девочка генерирует какое-то поле (назовем его «поле Х»), которое не совпадает ни с одним из известных на сегодняшний день. Если вы (были) связаны с серьезной наукой и постановкой физических экспериментов — получите настоящее удовольствие от чтения. Лично на меня произвела впечатление идея с использованием дифракционной решетки.
С описанием ссылок закончили, теперь немного порассуждаем.
Сначала факты.
Во-первых, в Природе существуют поля [1, 3], которые на данный момент не описываются существующим научным знанием. Никакой паники, это просто нормальный процесс развития науки.
Во-вторых, как минимум некоторые биологические объекты (например, люди с необычными способностями) способны генерировать подобные неизвестные поля [2, 3] для воздействия на другие объекты и восприятия окружающего мира.
Теперь предположения.
Раз биообъект (человек) может генерировать «поле Х», т.е., является его источником, то он же может быть и приемником этого поля. Это достаточно логично.
Более сложное рассуждение. Поскольку организм — это совокупность клеток, то генерация «поля Х» связана с процессами, происходящими в клетках.
Двигаемся дальше. Раз «поле Х» может генерироваться на клеточном уровне, то даже отдельная клетка способна «достаточно эффективно» (в ее масштабах) взаимодействовать с этим полем.
Вопрос: На каком этапе эволюции клетки научились взаимодействовать с «полем Х»? Этот этап должен быть достаточно ранним, чтобы данное взаимодействие было существенно важным для отдельной клетки и чтобы данные механизмы зафиксировались в ее генетической памяти.
Предположение 1. Взаимодействие с «полем Х» существует только у многоклеточных организмов. В этом случае оно возникло на достаточно поздних этапах эволюции и не связано с возникновением жизни. Но непонятно, каков эволюционный смысл данного свойства и каков был механизм его возникновения.
Предположение 2 (альтернативное). Взаимодействие с «полем Х» существует у всех биологических объектов, начиная с одноклеточных.
Предположение 3. Если верно предположение 2, мы можем предположить, что даже самые первые одноклеточные, возникшие миллиарды лет назад, уже могли с ним взаимодействовать.
Предположение 4. Как следствие из предположения 3, мы можем предположить, что «поле Х» играло существенную роль в процессе возникновения первых биообъектов. Оно могло играть роль "малого параметра", постепенно (в течение миллионов лет) сдвигающего вероятности химических реакций в определенную сторону, так что получающиеся макромолекулы все более эфффективно могли взаимодействовать с «полем Х». То же самое относилось и к конгломератам этих молекул — вплоть до появления первой клетки.
Нетрудно заметить, что данное предположение никак не противоречит моделям РНК-мира и другим «химическим» теориям. Оно лишь дополняет их.
Однако из этого предположения вытекает, что каждый биообъект на сегодня является «приемо-передатчиком поля Х», и сама биологическая жизнь возникла как способ взаимодействия с этим полем. А это уже вполне проверяемое и опровергаемое утверждение (пусть и не на современном уровне развития науки и техники). То есть соответствующее требованию, предъявляемому к любой научной гипотезе.
Ссылки
1. E. Podkletnov and G. Modanese. Investigation of High Voltage Discharges in Low Pressure Gases through Large Ceramic Superconducting Electrodes. — Journal of Low Temperature Physics, Vol. 132, Nos. 3/4, August 2003 ( 2003)
2. Александр Тараторин. Невыдуманная история экстрасенсов в России. --s://scorcher.ru/art/mist/telepathy/telepathy6.php
3. Ю.П. Пытьев, Н.А. Анциферова, А.Л. Анциферов. Электромагнитные явления при экстрасенсорном восприятии. — Вест. Моск. Ун-та. Сер. 14, Психология. 1995. Кн 2. — shhshhshh.trinitas.ru/rus/doc/0016/001b/00161280.htm
SchrodingerKitty
Уважаемый когда начинают в спорах, хоть как-то приближенных к научным вводить в качестве обоснующих гипотез вводятся неизвестные явления и объекты, то можно закнчивать разговор. Ибо неизвестному можно приписать любые свойства, вообще любые, в том числе противоречащие существованию изучаемого объекта или явления
—
— давайте еще вспомним энергетический катализатор Росси, и установки по очистке воды Петрика/Грызлова до полного ассортимента… Все эти явления не подтверждаются сторонними группами экспериментаторов. А научный подход требует воспроизводимость результатов. Поэтому нулевая гипотеза — что никаких новых полей в этих экспериментах не обнаружено, а отчеты — либо следствия несовершенства методик проведения экспериментов (в ЦЕРНе регулярно такое бывает, хотя за дитятем наблюдает сотни высоквалифицированных профессионалов — то сверхсветовое нейтрино найдут -из пьяного монтажника оптической линии, то пучек неизвестным образом уширяется при проезда TVG), либо злой умысел — шарлатанство, дабы вышибить денег на безбедную жизнь…
Итак заявляемое не может служить обоснованием сущесвованием неизученных полей, ввиду невоспроизводимости… Дальнейшее доказательство не может приниматься, ибо построено на базисе ложной посылки, а импликация с ложной посылкой по аксиомам логики — ложная
michael108
1.
Разумеется. Только не стоит забывать, что все процессы, приведшие к появлению биологической жизни на нашей планете, относятся к области неизвестного. Настоящие ученые это прекрасно осознают. Также как и то, что известные на сегодняшний день поля и взаимодействия — не обязательно образуют исчерпывающий список. Та же темная материя «не существовала» до того момента, пока физики не были вынуждены предположить ее наличие под давлением фактов. Кстати, существует она или нет — мы на сегодняшний день не знаем точно, а работаем только с предположением о ее наличии.
Наука постоянно развивается — путем генерации гипотез и их экспериментальной проверки, в ходе которой вопросов может появиться больше, чем ответов.
2. Замечательно! Приведите хотя бы один «сторонний эксперимент», который бы «не подтвердил» существование этих полей? Не забываем, что этот эксперимент должен проводиться на той же (или аналогичной) экспериментальной базе и по тем же методикам.
Не стоит путать отсутствие подтверждающих данных (которые никто просто не дал себе труда получить) и наличие результатов, полученных в эксперименте, и не подтверждающих исходные данные (т.е. противоречащих им). Или для вас это одно и то же? Для меня — нет.
3.
Каюсь, я проглядел, что подробно и явно об этом говорится не в оригинальной статье, а здесь:
Пытьев Ю.П. Феномены «видения» с закрытыми глазами: проблемы и результаты исследований // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2000. – № 5. – С. 43–49.
Если в вашей библиотеке нет этого журнала — вот ссылка на копию статьи в Интернете.
Учитывая, что, судя по моему опыту, на Хабре чтение первоисточников есть что-то вроде дурного тона, привожу конкретную цитату (выделение текста — моё):
Прошу принять во внимание что я не стараюсь «убедить» кого-то, ибо научная дискуссия строится на фактах и логике, а не на эмоциях. Поэтому я предъявляю ссылку на факт, полученный человеком, явно имеющим опыт в проведении физических исследований. Если кто-то отрицает его результаты, то либо он отрицает сам факт существования феномена (на основании каких данных?), либо должен указать на ошибку в методике исследований.
Иначе это сильно смахивает на знаменитую фразу сталинских времен — «Я Пастернака не читал, но осуждаю». Для «критиков» генетики и кибернетики это было вполне нормально, но вот для современного ученого…
Возвращаясь к «полю Х».
Как следует из приведенной выше цитаты, «опорное излучение» не является ЭМИ. Также можно исключить акустику. Какие могут быть еще варианты? Поделитесь, если знаете.
Сам Пытьев провел достаточно большое количество экспериментов (чтобы получить данные, которые он привел), так что он явно имел дело с хорошо повторяемым явлением. Возможно ли его повторить сегодня — неизвестно. У девочки могла пропасть способность (сегодня она должна быть уже достаточно взрослой женщиной), и вообще неизвестно, жива ли она.
То есть мы имеем дело с результатами изучения уникального явления. Для науки это вполне приемлемая ситуация. Главное — чтобы можно было доверять применяемым методиками исследования и полученным результатам. Если мы хотим «воспроизвести» эти результаты, используя в качестве испытуемых «нормальных» людей — нам надо хорошенько продумать постановку эксперимента, т.к. свойства изучаемого объекта будут существенно отличаться от испытуемой Пытьева.
Тут надо начинать с анализа физики явления и выдвижение гипотез. Например, можно предположить, что способность «видеть» магнитное поле есть у всех нас, но она «подавлена», потому, что «центры восприятия» находятся внутри головы, а не снаружи, как у той девочки. Или потому, что мы не обладаем навыком генерации «опорной волны», и его надо специально тренировать, тогда как у нее он был проявлен спонтанно. Можно выдвинуть еще много предположений, и каждое и них потребует соответствующей постановки эксперимента и интерпретации получаемых результатов.
Проще всего — сказать: «У меня нет времени на эту ерунду» и, гордо фыркнув, заявить, что, поскольку никто не озаботился проведением соответствующих экспериментов, можно считать, что феномена нет. Обычно так и делают.
Уффф… Если добросовестно отвечать на возражения, то приходится писать много букв )))
4. Пара слов о рассказе Тараторина. Я привел его в качестве свидетельства человека, которому можно доверять. Да, это свидетельство не опубликовано в рецензируемом журнале, но Тараторин яво не является фанатиком с горящими глазами, и я уверен, что эксперименты, о которых он говорит, проводились под строгим контролем весьма скептически настроенных ученых. То есть можно не сомневаться в факте наблюдения этих явлений. Другое дело, что у нас, простых смертных, нет доступа к строгому описанию соответствующих экспериментов. Но является ли это поводом для отрицания самого факта?
5. Наконец, о Подклетнове. Тут либо надо говорить, что все, что написано в его публикациях — сознательная фальсификация, либо принимать все, как есть. Или вы думаете, что отклонение из положения покоя на несколько сантиметров в сторону-вверх маятника, находящегося в другом здании, — это методическая ошибка? То есть люди не умеют пользоваться линейкой? Или вы таки не потрудились прочитать первоисточник? Там ведь есть соответствующие графики, как отклонение связано с напряжением разряда. Если есть проблемы с доступом к статье в журнале — препринты Подклетнова легко найти в arxiv.
История с Подклетновым — самая интересная. С моей точки зрения, он, фактически, заявил об открытии какого-то нового фундаментального взаимодействия. Или чего-то другого, что может перевернуть вверх тормашками существующую физику. И что, физики после этого спокойно прошли мимо??? Тут если заявляют, что нашли неизвестную частицу на ускорителе, все сразу бросаются все проверять. А тут что — нет времени повторить методику и убедиться в наличии эффекта?? Или повторить технологию, которую описал Подклетнов, и которую, грубо говоря, можно воспроизвести чуть ли не на кухне, ума и ресурсов не хватает? Не смешите меня.
Если бы эффект не был воспроизводим — об этом бы не преминули покричать на каждом углу. Но все молчат в тряпочку. Вывод — эффект воспроизводим. Но в тот же момент, как получено подтверждение, на результаты ставят гриф «Совершенно секретно».
Это очень похоже на исследования в области изучения физики атомного ядра перед Второй мировой войной. Тогда советская разведка обнаружила, что в периодике перестали публиковаться немецкие ученые, которые занимались этой проблемой. Так они поняли, что Германия начала активную работу по разработке атомного оружия.
SCUIIIPTOR Автор
Читая ваш комментарий, я заметил, что вы взаимозаменяете термины «абиогенез молекул» и «эволюция клетки» — тем самым, нарушаете причинно-следственную связь в ваших идеях о «полях Х», ибо только благодаря абиогенезу и естественному отбору, молекулы эволюционируют и взаимодействуют с другими соединениями и образуют в итоге клеточный организм способный к репликации. Вы упускаете развитие молекул в клеточные образования и их симбиоз с другими организмами, т.к. рассматриваете теории «полей Х» с позиции сформировавшейся клетки.
— а есть эпизоды, где другие клеточные организмы имеют эти свойства? Может дело в соблюдении правильности эксперимента и их трактовки (если те были) «учёными»?
— так клетка являются генерирующими организмом «поля Х» или просто органеллой, которая взаимодействует с «полем»? Что в таком случае представляет из себя «поле Х» и как вышеупомянутый тезис укладывается в ваши слова ниже: «Взаимодействие с «полем Х» существует только у многоклеточных организмов».
— какие в таком случае аргументы, кроме «мы может предположить»? Какова природа «полей Х», если они существуют настолько долго и зачем вы в последнем абзаце редуцируете их описание с помощью ранее открытых и доказанных физических явлений: «приемо-передатчиком поля Х» — эти поля распространяются в нашей среде и имеют колебательно-волновое происхождение?
P.S. К сожалению, источники которые вы предоставили не могут быть аргументами, ибо в первом случае — нарушена воспроизводимость эксперимента, о чём упоминал SchrodingerKitty. Во втором — «учёные» специально искали только «научно объяснимые» феномены, подгоняя результат под нужный итог. В третьем — не найдено подтверждение генерации полей девочкой и каким образом магнитные волны определяются девочкой свойствами цвета.
michael108
Я достаточно подробно ответил SchrodingerKitty, поэтому дублировать ответ здесь не имеет смысла.
Насчет «нарушения воспроизводимости эксперимента» — такого нет. Сам Подклетнов утверждает, что приведенная в его статье технология, при точном ее воспроизведении позволяет воспроизвести эффект. «Слишком сложная технология» — это смехотворный аргумент для экспериментатора. Все равно, что сказать, «у меня руки недостаточно прямые».
Насчет «подгонки» во втором случае — этого не было. Было просто сокрытие «неудобных» результатов, которые приведены в «полном» отчете. Но я дал ссылку на Тараторина, во-первых, потому, что, с моей точки зрения, описание истории появления государственной программы изучения экстрасенсов — это просто интересная информация, а с другой стороны — потому, что там дано свидетельство двух случаев: резкое «оживление» тканей, которые не могли оживить «научными» средствами, и дистантное воздействие на человека, который находился в другой комнате вне поля зрения. Физика в этом случае интересует сам факт воздействия и его механизм, а не регалии тех, кто о нем сообщает.
Ну и насчет девочки — см. цитату, которую я привел в ответе SchrodingerKitty.
Рекомендую таки почитать первоисточники — будет интересно.
На другие вопросы отвечу отдельно, а то будет сильно много букв в одном ответе.
michael108
Неверно.
Я исхожу из того, что причины, приведшие к появлению первой живой клетки (если она действительно появилась именно на Земле), продолжали действовать постоянно и непрерывно и, скорее всего, действуют и в настоящий момент.
Как я сказал, предположение о существовании «поля Х» не противоречит «химической» теории абиогенеза и «естественному отбору».
О чем говорит идея абиогенеза? Что отдельные атомы под действием факторов окружающей среды (например, температуры, электрических разрядов, воздействия стенок резервуара и т.д.) соединяются в первичные аминокислоты, а те, в свою очередь — в более сложные макромолекулы (например, РНК) и т.д.
О чем говорит гипотеза «поля Х»? О том, что, под действием этого поля вероятность соединения атомов в аминокислоты, а тех — в более сложные макромолекулы будет выше, чем просто случайное соединение «как получится». Увеличение этой вероятности может быть крайне малым, но, если она действует на протяжении большого количества событий, результат химических реакций может все больше и больше отличаться от хаотического процесса. То есть я говорю о том же самом «естественном отборе», но явным образом указываю на его механизм и причину. И, кстати, в этом случае мы можем выдвинуть предположение, что хиральность биологических молекул является именно следствием их «настройки» на «поле Х». В противном случае трудно объяснить, почему лево-правая симметрия не стала доминирующей в биомолекулах.
Тут вся проблема в постановке эксперимента.
Допустим, что какой-то проценте сусликов способен к телекинезу. Как мы можем обнаружить этих сусликов? Как мы можем попросить их передвинуть «силой мысли» зернышко на столе?
Поэтому на сегодняшний день единственные субъекты, с которыми возможно проводить подобные эксперименты — это люди, с которыми можно хоть как-то договориться.
Здесь я использую аналогию с физикой, где элементарный источник поля является также и детектором данного поля — подобно тому, как магнитная стрелка в компасе является и магнитом, и «приемником» магнитного поля.
На данный момент неизвестно. Поэтому это так интересно.
Чтобы понять, что же такое «поле Х» мы должны выдвинуть предположения о его свойствах и сформулировать, чем оно отличается от уже известных нам полей. Как его можно усилить? Как заблокировать (заэкранировать)? При каких условиях оно возникает и исчезает? И т.д. Тогда, вооружившись этими предположениями, мы сможем придумать схемы экспериментов для их проверки. И, проанализировав результаты экспериментов, сможем понять, в чем мы были правы, а в чем — ошибались, и придумать новые эксперименты. Так всегда развивалась наука.
Это было одно из двух альтернативных и взаимоисключающих предположений (Предположение 1 и Предположение 2). Из них вытекают разные выводы.
Если вы обратили внимание, это была цепочка предположений, основанных друг на друге. Прямая проверка этих предположений может быть затруднена или невозможна на нынешнем этапе развития науки. Но могут быть косвенные проверки.
Например, если «поле Х» является принципиально важным для существования биообъектов, то можно предположить, что без него они или начнут мутировать, или потеряют жизнеспособность.
Я думаю, что подобная проверка будет де-факто проведена в достаточно близком будущем, когда люди начнут основывать поселения на других планетах. И если на Луне мы можем предполагать, что причиной негативных изменений является пониженная гравитация, то на Марсе этот аргумент работать уже не будет. Магнитные поля можно создать искусственно (мы уже сегодня знаем, что магнитная депривация негативно сказывается на организме).
И, если мы точно воспроизведем все «земные условия» в марсианском куполе, а живые существа там все равно будут мутировать и гибнуть, тогда будет иметь смысл вспомнить о «поле Х».
Я бы сам с удовольствием поспрашивал тех, кто знает, о природе «поля Х» ))) К сожалению, некого ((
В своих ссылках я привел 3 случая «неизвестных полей»:
1. Поле «толкающего луча».
2. Поле, посредством которого экстрасенс оказывал лечебное воздействие.
3. Поле, посредством которого девочка «подсвечивала» объект, чтобы видеть его с закрытыми глазами.
Мы можем опять выдвинуть 2 альтернативные гипотезы:
а) Все эти поля являются проявлением одного и того же поля (подобно тому, как рентгеновские лучи, свет и радиоволны — это проявления одного и того же электромагнитного поля).
б) Все три поля имеют различную природу. Или, по крайней мере, «луч Подклетнова» имеет одну природу, а поля, связанные с биообъектами — другую. В этом случае имело бы смысл выяснить, не совпадает ли поле «луча» с полем, которое используется при телекинезе. «Луч Подклетнова» в этом смысле — крайне удобный объект для исследований, т.к. мы тут находимся в обстановке стандартного физического эксперимента и не зависим от прихотей и физиологического состояния биообъекта.
Я весьма рекомендую вам почитать первоисточники (хотя бы статьи Пытьева) — там вы наверняка найдете ряд ответов на свои вопросы и, возможно, узнаете что-то новое и интересное.
SCUIIIPTOR Автор
В статье же описывается, как, где и при каких обстоятельствах происходила организация синтеза органики. Вы внимательно читали? Я на молекулярном уровне это описал, и в связи с фактором сохранения палиндромов при репликации, на ваш вопрос есть ответ в тексте.
Во втором абзаце вы пишете о клетках и их зарождении. Образование клеток и их строения органическими соединениями описываются в последних главах… Повторюсь, вы внимательно читали?
«Нетрудно понять, что никакое из известных на сегодняшний день физических полей не подходит на роль такого фактора» — в тексте я выделил на доказательство исследований и реальности существования таких мест, несколько глав… Слова, что «не трудно понять» — совсем не могут быть аргументом.
«Чтобы понять физическую природу такого (на данный момент гипотетического) фактора, можно было бы начать с изучения биологических объектов, которые, в рамках данного предположения, должны и сегодня тесно взаимодействовать с ним» — перечитайте ещё раз главы про археи, устройство и образование клетки и наконец об РНК (в частности палиндромный тип упаковки в наших сегодняшних клетках).
«Т.е. этим должны заниматься физики, математики и инженеры, обладающие необходимой теоретической и технической базой, но не химики и биологи. Хотя никто не мешает им всем плодотворно сотрудничать )))» — есть такая область, биоинформатика.
Если подытожить, на все ваши вопросы есть ответы в тексте, остаётся только внимательно перечитать)
Yermack
Вот это кстати самое демотивирующее — когда начинают задавать вопросы, на которые в статье есть ответы или вообще комментить не по теме. Тоже давно вынашивал идею подобной статьи, но там ведь нужно разжевывать и теорвер, и химкинетику, и биохимию, заблаговременно швырнув в читателя библиографию Докинза. Обширный опус никто не осилит, так что самый вариант отстреливать короткими статьями с несложными тезисами и красочными иллюстрациями, тогда может дело и пойдет
michael108
С моей точки зрения, любое «химическое» объяснение абиогенеза сводит клетку к этакому микро-автоклаву. Т.к. я электронщик, то воспринимаю это как некоторый аналог индукционной печи, в которой идет выращивание монокристаллов. Разные аспекты синтеза, о которых вы пишете, я бы уподобил внесению легирующих добавок, которые должны превратить кристалл в микросхему. Замечательно. НО: Если мы просто «нальем» эти добавки на кристалл-заготовку, получим ли мы работающую микросхему? Нет. Для того, чтобы она заработала, необходимо пространственное и временое согласование процессов, при которых на подложке сформируются элементы, связанные друг с другом по определенным правилам.
В рамках этой метафоры появление жизни из «первичного бульона» аналогично появлению работающего микроконтроллера из расплава магмы.
Yermack
Извините, уже после Хэвисайда надо было догадаться. В этом то и проблема, что тем, кто в химии и биологии достаточно поварился многие из моментов кажутся саморазумеющимися. Как вариант, предлагаю прислушаться к тем, кто на изучение вопроса не пожалел времени: например, того же Никитина можно послушать на ютубе в лекциях от АРХЭ. На младших курсах много общался с радиотехниками и в принципе понимаю как им не комфортно смотреть на химию, биологию, да и с высокоуровневым программированием у нас чуть до драк не доходило. Так что, вопрос как всегда решается хотя бы поверхностным, но погружением в тему
SCUIIIPTOR Автор
Проблема в том, что michael108 пытается понять эволюцию и абиогенез прибегая к физическим терминам и не обращаясь к теоретическим основам биологии и химии. Как можно понять эволюцию, если представлять клетку микро-автоклавом не пытаясь вникнуть собственно в сами процессы клетки и её образование?
Yermack
Ну по сути клетка и есть автоклав где налажено конвейерное производство белков. Для того чтоб прочувствовать эволюцию, нужно много времени убить, а вот для более менее интуитивного образа нужна лишь хорошая иллюстрация. Есть хороший фильм где часть этой внутриклеточной кухни красиво прорисована. Вот в идеале нужно такое и для мира рнк сделать, тогда мысль легче пойдет в массы
michael108
Народ, я просто смотрю на процесс образования первой клетки как на создание сложного устройства. Природа устройства не так важна — можно даже говорить о механическом аналоге (с соответствующими корректировками), но электронное устройство мне гораздо ближе.
Например, возьмем телевизор. Пусть даже чисто транзисторный, без микросхем. В этом случае мы могли бы представить транзисторы и другие элементы аналогами отдельных биомолекул. Тут нет проблем. Проблема появляется, когда мы попытаемся понять, как эти элементы «самоорганизовались» в готовое устройство, которое способно не просто шуметь и показывать снег на экране, а реально воспроизводить видеоконтент. Для этого резонансные контуры должны быть совершенно определенным образом настроены. И эти настройки не могут быть произвольными. А транзисторы в разных блоках должны обладать совершенно определенными параметрами — например, способны работать на частоте несущей или обладать определенной мощностью для работы в УНЧ.
И если мы захотим представить «самозарождение» телевизора как естественный процесс, мы должны будем также допустить существование передающего телецентра, который, собствено и является причиной его появления, так как все процессы в ТВ синхронизируются принимаемым сигналом. И телевизор «появился» именно как «резонатор», настроенный на взаимодействие с этим сигналом.
Надеюсь, я достаточно понятно изложил видение биогенеза как аналогии с инженерным процессом: для инженера не существует устройства, выполняющего полезную работу и при этом не выполняющего определенную функцию с точки зрения системы более высокого порядка.
Поэтому, даже если допустить, что «мир РНК» реально когда-то появился (а это, не забываем, лишь гипотеза), надо еще объясить, как появился цитоскелет, почему появились мембранные рецепторы и транспортные белки, и т.д. Ведь каждый из этих элементов — весьма сложная конструкция, и, даже если допустить, что «протоклетки» представляли собой капельки, окруженные бислоем и заполненные самореплицирующимися РНК, мы должны дать достаточно веские обоснования, почему внутри этих капель стали возникать другие биомолекулы и каков был процесс их соорганизации в единый механизм.
Foror
Думаю вы пытаетесь натянуть сову на глобус. Как законы в квантовом мире не работают в макро мире, так и ваша аналогия не работает в мире РНК.
Я не специалист по этой теме, но чисто интуитивно понимаю, что формирование клетки из атомов заложено в физические законы этой вселенной. А вот формирование телевизоров из атомов не заложено (хотя это как посмотреть).
SCUIIIPTOR Автор
Вы правы, для образования органических молекул и их дальнейшей эволюции в более крупные организмы, не нужны сверх-специфические условия не известные сейчас науке. Образование осадков, электроотрицательность молекул, синтез кислот, фотолиз, градиенты концентрации компонентов в связи с температурой (термодинамический эффект) — всё это известно и изучено уже десятки лет назад.
michael108
Если бы все было, как вы говорите, то кто мешает бросить в пробирку кучу аминокислот, добавить туда самореплицирующуюся РНК, липиды и добиться, чтобы оттуда выползла живая клетка?
Если все так просто — почему до сих пор этот эксперимент не был проведен? Ведь он достоин нобелевки, о нем бы кричали на всех углах и он тут же вошел бы во все учебники по биологии. Но что-то ничего не слышно.
С моей точки зрения, в этой области — та же проблема, что была в химии до появления таблицы Менделеева. Его предшественники исходили из того, что им известна вся необходимая информация, и они пытались сделать «непрерывную» систему, «без дырок».
Гениальность Менделеева заключается в том, что он понял, что в существующем знании есть пробелы, и он сделал «систему с пробелами», отражающими отсутствующее знание, плюс дал алгоритм заполнения этих пробелов.
А какое знание отсутствует в понимании происхождения жизни? Дав ответ на этот вопрос, мы сможем существенно продвинуться дальше.
Yermack
И опять возвращаемся к химической кинетике: для воссоздания клетки с нуля потребуются тонны реактивов распределенные по огромной площади и тысячи лет. При полной изоляции, чтоб не были занесены современные организмы. Ряд этапов можно и пропустить, но тогда все будут придираться, дескать, ваша рибосома собрана заранее, так что не считается
michael108
:)
Это почти по Ходже Насреддину: «За это время или осел сдохнет, или шах умрет, или я».
Если мы точно знаем все процессы, нам не надо будет ждать тысячи лет и тратить тонны реагентов — достаточно будет пробирки и вполне обозримого времени: опираясь на свое знание, мы сможем «ускорить время». Вся проблема — в том, что знаний, похоже, все-таки маловато ))
Я думаю, что, даже если мы насыпем в пробирку все «готовые» молекулы и таки получим на выходе живую клетку, никто особо придираться не будет.
sergeperovsky
Аналогия с телевизором не работает.
От телевизора требуется некоторая «внешняя» функциональность.
Когда мы говорим о жизни, то единственным требованием и критерием отбора является способность к воспроизводству.
С этой точки зрения любая автокаталитическая реакция уже некоторый шаг к живому. Статья описывает наиболее важные шаги по усложнению. Из нее видно, что живое появилось ПОСТЕПЕННО. На это потребовался миллиард лет.
SCUIIIPTOR Автор
— Потрясающий и увлекательный фильм, спасибо!
SCUIIIPTOR Автор
Абиогенез — это про синтез органики. А уже она, в последующем образует клетку в совокупности с другими соединениями и даже микроорганизмами. Одна из раскрываемых мною тем в статье — это эволюция и алгоритм отбора не только клеток, а именно хим.молекул.
Вы сравниваете условия для синтеза с внесением легирующих добавок? Собственно, зачем, если ваша аналогия не имеет свойств молекул, одни из которых — эволюция и естественный отбор. Если бы микросхемы могли кластеризоваться, усложнятся или отбираться палиндромным способом в особых условиях (которые подробно описаны в статье), тогда мы возможно бы наблюдали «работающие организмы»…