ivanov_petrov: Загадочное объяснение

Загадочное объяснение
Когда описывают процесс происхождения жизни - живое из неживого - там существует некое загадочное для меня рассуждение. Говорят о неких молекулах - ну, пусть ДНК, это не важно. Они там себе добывают во внешней среде энергью, колотятся как могут, воспроизводятся и - совершенствуются. Всё, дальше можно не смотреть - впереди у этого объяснения чисто технические проблемы. Но отчего же они совершенствуются?

Тут надвигается ответ: потому что те, кто не совершенствуется, вымирает. Не воспроизводится. Все, кто совершенствоваться не хотел - исчезли, мы их знать не знаем. Наши далекие-предки-молекулы все были наделены стремлением жить - ну вот они и того... Как пожелаем - так и будет.

От меня решительно ускользает смысл этого объяснения. Если взять чуть не любую химическую реакцию, даже самую простую - там образуются разные продукты. Просто в силу флуктуаций. Кроме "нормальных", прописанных в учебнике, продуктов реакции, образуются и другие, часто более сложные вещества. Скажем, при взаимодействии метилхлорид и гидроксид дают ионы хлора и метанол, но также этанол, формальдегид и т.д. Эти "побочные" продукты снова вступают в реакцию, разлагаются, и на выходе их неощутимое количество - редкая молекула доживет до конца реакции... На выходе хлор с метанолом.

Самое обычное дело, реакция прямая и обратная, есть точка равновесия, есть редкие продукты и есть типичные... но отчего же среди неисчислимого множества молекул не возникает борьбы за существование? Что же так равнодушно этот формальдегид берет себе и разлагается... Нет бы подраться.

В этом месте произносится (если оставить в стороне молитву к диссипативным системам), что ДНКов было множество, и неисчислимые миллионы лет они... Ну вывелось. Почему-то на меня этот аргумент действует таким образом: если взять очень много исходных молекул, целые океаны метилхлорида и гидроксида, то исход реакции будет иной. Этанол станет появляться в борьбе за жизнь в питьевых количествах.

Решительно, не понимаю, в каком месте у молекул зашита воля к жизни.

(Читать комментарии) - (Добавить комментарий)

Re: If you are interested in my professional opinion

shkrobius@lj
2006-06-09 15:27 (ссылка)

1) It is news to me that anoxic deep waters of the Black Sea are teeming with life.
2) Why do not you do some reading about the source of U pitchblende before suggesting me this argument? You'd learn that UO3 is a satellite of iron/copper ores all of which have biogenic origin, mainly forming during the oxygenation of the ocean by in the mid Archaean. The mechanism for concentration of the U was via processing of seawater by marine life and subsequent metamorphization in the sediment (sandstone). Such ores are tale tell indicators for Life. There are, actually very few mechanisms for concentrating trace ions in seawater that are not biogenic, directly or indirectly. Think again.
3) the popular "hydrothermal vent" story has absolutely no factual support. The earliest evidence for life comes from 3.45 Gyr old Strelley Pool Cherts, a carbonate bed and a shallow marine environment completely devoid of any hydrothermal activity. 'Nature' just published a review on these Archaean stromatolites which you might find interesting
http://www.nature.com/nature/journal/v441/n7094/full/441700a.html
These are built by calcifying cyanobacteria, your basic phototrophs. Frankly, the hydrothermal idea never made much sense. Most of the bacteria that live there are HS- oxidizers that use oxygen to make sulfite. No oxygen, no Life. We have thriving communities near these vents in our deeps because those are already oxic, due to the billions of years of photosynthesis. W/o that, you get your reqular Black Sea depths, brackish and dead. All these tales of 'once upon a hydrothermal vent' are just so stories and impotent hand waving.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

Re: If you are interested in my professional opinion
(Анонимно)
2006-06-10 04:15 (ссылка)

It is news to me that anoxic deep waters of the Black Sea are teeming with life.

Большого разнообразия жизни в сероводородной зоне не встретить, но и совсем стерильной она тоже не является. Более того, там живут довольно интересные организмы, с весьма необычным метаболизмом (источник энергии - окисление метана и восстановление S^{+6}):

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=12169733&dopt=Abstract

UO3 is a satellite of iron/copper ores all of which have biogenic origin

Согласен, пример с урановой рудой неудачный; точно такое же возражение можно выдвинуть и к любому другому примеру из геологии - к сожалению, чистого эксперимента не получится, на Земле жизнь уже есть, а других планет с заметным присутствием воды мы не знаем. Однако утверждение об отсутсвии абиогенных механизмов концентрации (кстати, концентрировать надо не редкие ионы, а органические молекулы) слишком сильное, на мой взгляд. Например, любое выпадение осадка приводит к возрастанию концентрации примесей, ушедших в осадок, на много порядков; вымораживание увеличивает концентрацию растворенных веществ и т.п.

the popular "hydrothermal vent" story has absolutely no factual support.

Отсутствие прямых (ископаемых) свидетельств зарождения жизни вблизи подводных источников совершенно не удивительно. Океанская кора очень молода (<180 млн. лет), то, что было этой корой 4 млрд. лет назад, давно переплавилось в зонах субдукции. Существуют, однако, сильные косвенные аргументы в пользу гипотезы о гидротермальных источниках - например, филогенетические, согласно которым гипертермофилы принадлежат к очень рано отколовшейся ветви живого.

No oxygen, no Life.

См. выше пример с циклом окисления метана.

- http://lj.rossia.org/usres/p_k

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

Re: If you are interested in my professional opinion

shkrobius@lj
2006-06-10 18:41 (ссылка)

Thanks for the reference; it is very interesting. A symbiosis of Archaea with eubacteria (in this case, sulfate reducers) is very uncommon (I cannot think of any other example off the top of my head). Sulfate reducers, of course, are very common; I just came recently across a few less usual ones
http://shkrobius.livejournal.com/49484.html
Sulfate reducers are almost always symbiotic: you have to find a way to close the electron chain.

In shoert, I am well aware that there are anaerobes, the point was that the present thriving hydrothermal ecosystems are based on aerobic respiration. For methane reduction, they did not need, specifically, a vent: there was plenty of methane in the Archaen atmosphere. Then, why should we look for such vents? Your own Black Sea example shows how tough is the going in the absence of redox gradients in the environment: you need a symbiosis of two completely different metabolisms just to keep alive. In short, we are talking about a very advanced metabolical design -- and that is supposed to be the point of the departure?

Surely there are some abiogenic mechanisms for concenrating the organics; however, what is needed is nothing short of a miracle. Concentrating the organics that one needs to make the RNA is only the beginning. You have to get the phosphates, pick out the right sugar stereomers out of the racemic mixture, phosphorilate them in the right way, and somehow add to those water-insoluble N-rich heterocycles. You can shake those in a test tube for 300 Myrs without getting anywhere. You have to make self-replicating stereoregular ribozymes and provide enough building blocks for them so that they can replicate for millions of years (in that mysterious locale). Again, the story

(Ответить) (Уровень выше)

Continued

shkrobius@lj
2006-06-10 18:45 (ссылка)

Again, the story of Adam and Eve looks more convincing than that.

As for your point that the thermophiles are basal to all Life, at present this is unsupported hypothesis. Molecular clocks do not work that far back, and the argument is weak at best. Some thermophiles (eg Thermus) and their relatives do not seem to be related to anything. My favorite is this one
http://shkrobius.livejournal.com/26418.html

It is far easier for me to imagine something like D. radiodurans or its friends hithching a ride on a grain of dust and becoming the LCA than all of these forced RNA world scenarios. Young Earth was not the right kind of environment for this type of chemical experiments. One has to pile one improbablility atop of another. We have not began here, and there is nothing random in that beginning.

(Ответить) (Уровень выше)

(Читать комментарии) -