Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет ivanov_petrov ([info]ivanov_petrov)
@ 2005-03-10 10:43:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
Должок!.. Обещал к сожалению. О происхождении…
В одном из предыдущих постов меня попросили рассказать, что я думаю о происхождении жизни. Я попробую – только, ясное дело, следует понимать формат такого высказывания. Нечто сверхобщепринятое из учебника писать не имеет смысла, разражаться новаторской аргументированной теорией тоже было бы странно. Поэтому всё, что можно сделать – высказать несколько вроде бы не совсем банальных соображений, которые мне приходилось слышать, дополненное тем, что удалось придумать по этому поводу.

Сразу скажу, что мне более всего симпатична позиция Тимофеева-Ресовского, который на вопрос о происхождении жизни отвечал, что он не помнит, маленький был, а спросить лучше академика Опарина, тот точно знает. Существует в любой науке некоторое количество запретных тем, которых – как знают профессионалы – лучше не касаться. Обычно по такой теме было сказано достаточное количество глупостей, и повторяться неуместно. Как я слышал, лингвисты не принимают в журналы статьи с очередными теориями происхождения языка, и долгое время у биологов наличествовали сходные инстинкты.

Самое для меня трудное – встать на научную точку зрения. Дело в том, что познавательные инстинкты говорят мне, что принятые способы рассуждения в лучшем случае задевают край правды, и сама форма построения научных теорий такова, что результат их по этому вопросу оказывается несколько смешным. Если всё ж побороть мою неприязнь к этой теме…

Теория панспермии мне не кажется интересной (по крайней мере в исходной форме) – она не опровергнута, её можно защищать вполне успешно, но не интересно работать с теорией, которая по сути ничего о происхождении жизни не говорит, а лишь это неведомое происхождение отодвигает в космическое никуда. Перенос «зародышей жизни» меня не устраивает, и более внятной формой этой теории представляется иная: по сути, ответ панспермии – жизнь была всегда, это свойство космоса.

Другой красивый ход мысли выглядит примерно так. Весьма полезно сначала определить, что такое жизнь – во вполне операциональном смысле, чтобы отличать живые объекты от неживых. Нужно определение в смысле критерия. Признаковые определения (раздражимость, самовоспроизведение, обмен веществ и пр.) не годятся – по каждому признаку есть исключения, и выкраивать лоскутный набор из пересекающихся понятий некрасиво. Материальные определения – жизнь есть белок, ДНК, нуклеиновая кислота – я предпочитаю оставить Энгельсу и его последователям. Пусть берут ДНК сколько унесут.

Было сформулировано: жизнь определяется через двойное развитие. Живыми называются объекты, испытывающие онто- и филогенез. Мне кажется, очень красивое определение, весьма точно вырезающее из реальности объекты, которые хотелось бы назвать живыми. Далее две вещи: во-первых, это не говорит о происхождении – онтогенез, филогенез и их сцепка должны как-то возникнуть. Во-вторых: при развитии этого определения получается забавная штука.

У Земли есть несколько оболочек (атмосфера, гидро-, лито…), в том числе биосфера. Живым называем объект, имеющий живые части в своем составе – например, то, что у нас волосы и ногти – мертвые, не делает нас в целом неживыми. Биосфера состоит из биоценозов и их объединений. Существует представление о сукцессии – закономерной смене сообществ до достижения равновесия. Сукцессия есть аналог онтогенеза. Развиты представления о филоценогенезе – эволюции сообществ. Указаны вымершие сообщества. Указан путь – преобразование сукцессионных систем. Это не филогенез – судя по всему, устойчивыми элементами, «наследственностью», здесь выступают не гены (разумеется), а виды. Тогда, согласно определению, биосфера является живой и Земля в целом должна быть признана живой. Не собранием живых – а живой как целое (уровень этой планетарной жизни – другой разговор. Для начала предположим, что Земля проще амебы – далее можно сравнивать и искать более правдоподобные сравнения).

Возвращаясь на первое: развиты представления о возникновении жизни исходя из теории диссипативных систем. Далее следуют слова о бифуркациях и самосборке. Действительно, понятие о диссипативных системах является объемлющим для живых систем, и в этом смысле оно крайне удобно. Отсюда такой ход, аргументов к которому описывать не буду – получается, что современное естествознание, базирующееся на физике, находится на «прошлой стадии», оно берет за основу статичные системы. Начинает развиваться новое естествознание, начинающееся с динамики, и наиболее разработанная здесь область – биология. «Новая стадия» будет биологоцентричной в той же мере, в какой прошлая стадия была физикоцентричной.

Когда мне приходилось заниматься типологией, представлением о том, как следует мыслить разнообразие таксонов, планов строения и их субординированных частей (типология – по сути, область знания, изучающая разнообразие), мне пришлось помимо традиционного (но далеко не общепринятого) представления об архетипе ввести еще одно понятие. Архетип можно считать сущностью биологического объекта (ну, если не говорить о том, сколько существует пониманий «сущности» и считать это понятие ясным). Помимо него пришлось ввести представление о стиле – не о том, «что» живет и существует, а о том, «как» существует это «что». Стиль отображает те аспекты строения живого, которые добавляются к архетипу при воплощении – для взаимодействия с совокупностью остальных живущих, с уже имеющейся реальностью. Можно сказать, что архетип – это «идея» (опять же, предполагая, что этим что-то сказано), и для того, чтобы стать явлением, ей необходимо нечто добавочное, причем не просто «материя», а именно некоторая совокупность частей, которые и обозначаются как «стилистические черты». В наибольшей степени это представление о стиле работает при совмещении классических представлений типологии – и экологической проблематики.

При этом, просматривая динамику образования архетипа, мне удалось понять, что новый архетип возникает из стиля – то, что является стилистическими чертами у «предка», становится основным, архетипическим у потомка. Стиль порождает архетип. Это типологическое положение, как мне кажется, удается более «натурно» представить себе, если зайти с иной стороны.

Экологи пришли к выводу, что организм немыслим вне биоценоза. Прежние концепции строились из такого представления, что надо себе представить, как происходил организм – это и будет описанием происхождения жизни. Однако организм, как кажется – это уже очень высокий результат развития жизни. До организма жизни еще идти и идти – почти по Эмпедоклу, у которого организмам предшествовали части. Так что можно сказать, что жизнь возникала как биоценоз, в котором потом возникли организмы. Представляя себе этот доживой биоценоз, приходится говорить о циркуляционных процессах в различных планетных сферах, возникающих потоках энергии, оформленных в структуры, и уже на этой основе начинать разговор о росте организации – той самой излюбленной Янчем c Матураной самосборке. Тем самым проблема происхождения жизни упирается в вопросы планетогенеза, теории динамики разных планетных сфер – циркуляции атмосферы и гидросферы, начинающей сейчас разрабатываться циркуляции литосферы. «Коренной» наукой для таких рассуждений служит едва возникшая общая планетология – что-то вроде планетарной динамики.

Попробую в чуть иных выражениях. Мне представляется, что для обрисовки того, как появился предживой биоценоз, важно обратить внимание на еще неживые организованные циклы – геохимические. В водно-воздушной среде планеты возникали под действием внутреннего тепла и внешнего света регулярные, закономерные циклические процессы, ячейки организованности. Кажется, эти – по меркам нынешних живых организмов огромные – организованности могли служить очередным переходным этапом между живым и неживым. Впоследствии эти огромные по размерам геохимические организации порождали более мелкие и еще более организованные «штуки». Короче, организмам предшествовал биоценоз (безорганизменный), а биоценозу – георитмика.

Поскольку высказывания мои абсолютно безответственны и призваны лишь обрисовать мою личную точку зрения на крайне сложную проблему, я позволю себе еще один небольшой шаг, уже вполне интуитивный и не опирающийся на внятные аргументы, скорее – на некие представления о том, как складывается этот пазл, если судить по видимому куску рисунка. Предполагаю, что теория суперструн не является окончательной и всеобъемлющей, и выше находится более общая теория элементарных взаимодействий, к которой теория суперструн относится примерно так, как ньютонова физика к эйнштейновой. Эта более фундаментальная теория физических взаимодействий, лежащая за теорией суперструн, при некотором развитии окажется связанной с проблемой происхождения жизни. Полагаю, примерно в той форме, что будут выяснены некоторые фундаментальные асимметрии, только при наличии которых может возникнуть жизнь. Повторюсь: этот абзац следует рассматривать как мою науковедческую фантазию, не более.

Специальные вопросы того, как именно можно представить хотя бы некоторые этапы развития самоусложняющихся предживых систем, описаны сейчас в нескольких интересных монографиях – ну вот хоть Эйгена можно вспомнить, а вообще их число быстро множится. Я лучше поделюсь сомнениями. Меня не оставляет мысль о маргинальности этих рассмотрений. Дело вот в чем. Существует ряд процессов, которые могут быть мыслимы как универсальные (и многие ученые сейчас их так и мыслят), но которые мне кажутся весьма слабо распространенными и не слишком значительными. Ну, например – горизонтальный перенос генов. Так, как выстроена эта теория – она универсальна, ею можно объяснять очень многое. Но мне кажется, что внутри высших живых, эукариот, эффекты горизонтального переноса весьма невелики. Так вот – представление о самосборке органических молекул, развиваемые неравновесной термодинамикой, всё время кажутся мне такими же маргинальными. Они вроде бы универсальны, так что этот путь возникновения вроде бы мыслится сейчас как основной – а мне все кажется, что это лишь небольшая и, главное, неважная часть правды.

Получился уже по меркам ЖЖ очень большой объем, и связность изложения, как мне кажется, снижается. Так что, пожалуй, можно ограничиться этими заметками.


(Читать комментарии) - (Добавить комментарий)


[info]eugenegp@lj
2005-03-10 05:43 (ссылка)
основное изложение - весьма полезно.
но, как всегда, вопрос к детали:
горизонтальный перенос генов. Так, как выстроена эта теория – она универсальна, ею можно объяснять очень многое. Но мне кажется, что внутри высших живых, эукариот, эффекты горизонтального переноса весьма невелики

Почему так кажется?

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2005-03-10 12:14 (ссылка)
Как всегда - к детали... Это существенно? Я не знаком с последними разработками в этой области. Надо пошуршать литературу... Так-то оно трудно. В общих чертах - примерно так: ясен перец, когда в бактерию встраивается клок чужого генома, оно так и реплицируется - кто ж его удержит. Но - ежели вспомнить теорию эволюции бактерий... Черт, всегда эти фамилии путаю. Кажется, Заварзин. Это совершенно особый мир - прокариоты, там совершенно иначе даже систематика выглядит, филогенетика вообще сбоит. У эукариот ситуация иная. Там между геномом - кто бы там не наследил - и фенотипом лежит туча регулирующих механизмов. Так что, кажется мне. грязь в геноме оставаться может, а вот проявляться ей никто не позволит. И во многом это подтверждается филогенетикой - видите ли. коли б горизонтальный перенос широко работал у эукариот, была б соответствующая картина, однако преемственность линий прослеживается достаточно удовлетворительно. Могут быть, вообще говоря, и такие эффекты, что вносимая в геном чужеродная грязь со временем начинает использоваться - только ведь у эукариот важен "принцип читателя", то есть важнее то, кто читает геном, а не последовательность нуклеотидов. Так что даже фиготень, написанную на незнакомом данной организации языке, со временм можно для своих нужд приспособить. Может быть, можно более прямые соображения подобрать, написаны, кажется, неплохие критики теории горизонтального переноса как универсального фактора эволюции, помнится, видел монографии и даже что-то просматривал - но ввиду неинтересности темы деталей не запомнил.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]eugenegp@lj
2005-03-10 12:23 (ссылка)
спасибо.
а не знаете каких-то работ по горизонтальному переносу генов внутри вида? телегония и прочее мракобесие?

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2005-03-10 13:51 (ссылка)
Специальных работ, увы, не знаю. Про лошадей с зебрами популярная литература пишет уже 150 лет, одинаково бездоказательно. Кажется, это фигня - но близко с вопросом не знаком. Упоминаемого в таковых случаях Феликса ЛеДантека читал, забавная книжка. Чтобы ее понять. надо много окружающей литературы того времени читать. Там и французская составляющая - у французов с эволбиологией всегда были очень своеобразные и интимные отношения; и мифы тогдашние, и период был занятный - как раз вскоре дарвинизм считался класическим примером мертвой науки, тогда объявили. что эволтеория умерла, опровергнута... Длилось это лет 5-7, может 10, но было такое время. По сути могу сказать одно - я читал некоторое количество работ "еретиков" от биологии, специально подбирающих к критике господствующих теорий всякие факты, неудобные и необъяснимые. Так вот, телегония, сколько помню, не фигурирует у людей, претендующих на профессионализм. Там другие игры - звероводство, как любая практическая область. выдает такие фортели. что теории только успевай поворачиваться. Например, работ по окраске животных фантастически мало - я бы сказал, что кораска - это забытая, закрытая и загадочная тема. очень мало что понятно. Закономерности наследования окраски - несмотря на кажущуюся демонстративность возможных примеров - тоже слабо изучены. Зато очень хороши работы, которые показывают 1) зависимость очень многого в окраске от факторов среды 2) работа эффекта Болдуина, как это... забыл термин. Короче, там возниают длительные модификации, в неск. поколений длиной. Это есть. Причем вроде бы - в определенном смысле "ненаследуемое" на генетическом уровне - если вообще имеет смысл говорить о ненаследственных факторах.

(Ответить) (Уровень выше)

А вот все-таки с этого места подробнее
[info]pargentum@lj
2005-03-13 12:45 (ссылка)
Вроде бы при расшифровке генома человека находили гены, которые по всем признакам вполне бактериальная ДНК, и в то же время вполне нормальный активный ген. То есть эта самая читающая механика его геном признает и что-то такое с него синтезирует. Могу ссылку на nature поискать, насчет более серьезных публикаций - я же все-таки в биологии дилетант.

И чем так принципиально "читатель" у эукариот отличается от читателя прокариот? У бахтериев ведь тоже разные белки в разных условиях синтезируются, так что "читатель" эукариот может отличаться от прокариотного лишь чисто количественно, числом доступных состояний. Будучи наивным программистом по профессии, я не вижу принципиального отличия между автоматом с несколькими штуками разных состояний у бахтерии и несколькими сотнями у высших эукариот.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

Re: А вот все-таки с этого места подробнее
[info]ivanov_petrov@lj
2005-03-13 14:30 (ссылка)
Если не ошибаюсь, мы с use_yer_name об этом говорили. Насколько понимаю, случаи встраивания могут быть; может быть, именно тот случай с тем геном. О деталях генетических можете поинтересоваться у use_yer_name, я думаю, он больше в курсе, чем я. Что же до "автомата", то система генотип-фенотип - штука довольно сложная. Я не уверен, что число состояний там сотни. В общих словах, у эукариот то, что будет прочтено с кода, определяется тем, кто читает, а потом это еще много раз проверяется и регулируется дополнительными читателями. Что до того, что такое "читатель" - вспомните, например, что одна и на же последовательность нуклеотидов может служить основой для сборки нескольких разных белков (с разного места начинается чтение), что многие РНК синтезируются а потом из них вырезаются фрагменты, в очень большом количестве. Короче, генкод - не программа, думаю, это плохая аналогия.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

Программа ли генкод
[info]pargentum@lj
2005-03-14 07:39 (ссылка)
На самом деле, ни одна из перечисленных вами сложностей меня, если честно, не впечатляет - если посмотреть, как реально внутри устроен современный настольный компьютер, какой-нибудь там P IV с тридцатишаговым конвеером, шестью арифметико-логическими устройствами, branch prediction, спекулятивным исполнением и когерентностью кэша, то там сложностей и кривостей, наверное, будет даже больше. При том, что у P IV все это проектировали люди, то есть преследовалась цель не только спроектировать, но и сделать дизайн умопостижимым, а при проектировании клетки умопостижимость как отдельная задача не ставилась.

Тем более, что конечный автомат - это все-таки не компьютер, а обобщение компьютера, класс устройств, к которому относятся как обычные фон-неймановские компьютеры, так и разные другие устройства, как более простые, так и, вообще говоря, более сложные, другое дело, что фон-неймановские компьютеры, насколько я знаю - самые сложные из серийно производимых людьми.

Насчет оценки числа состояний - понятно, что несколько сотен - это оценка снизу, насколько я понимаю, количество типов клеток у высших организмов измеряется именно несколькими сотнями. Устройство, которое имеет несколько сотен возможных внешних состояний, скорее всего имеет как минимум столько же внутренних. Вопрос в том, дискретно ли пространство состояний этого устройства (аппарата, который управляет экспрессией генов) или образует континуум состояний. Если оно дискретно, то оно заведомо конечно, значит это конечный автомат. Насколько я понимаю, пока что все известные механизмы самоуправления клетки дискретны. Ген либо используется для синтеза белка, либо нет.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]use_yer_name@lj
2005-03-10 14:42 (ссылка)
мне вот, например, вообще неясно, как можно серьезно рассматривать горизонтальный перенос у эукариот. Не то что бы его совсем нет, конечно, но впечатление, как будто обсуждают многоклеточность у прокариот.
Признаться, удивительно было вообще упоминание об этом слышать в данном контексте.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2005-03-10 17:10 (ссылка)
Что смешно, так то, что помнится где-то читал о развитии многоклеточности у прокариот. Цианобактериальные маты - одна дорожка, колонии у них бывают с некоей дифференциацией - другая. Но, конечно. это всё забавки. всерьез, конечно, нету.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]ivanov_petrov@lj
2005-03-11 03:34 (ссылка)
Я ответил eugenegp очень слабо - плохо помню детали критики. Может быть, Вы могли бы подробнее рассказать, отчего горизонтальный перенос не проходит у эвкариот? Я бы с удовольствием детализировал свои представления об этом.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]use_yer_name@lj
2005-03-12 13:56 (ссылка)
Да вы на самом деле сами написали об этом, только не вполне заметили :)
Эукариоты гораздо сложнее устроены в смыслы регуляции. Собственно, с биохимической точки зрения, или с точки зрения, пусть, количества генов ("биохимических"), мы с вами не так уж сильно отличаемся от какого-нибудь дрожжа. Появление нового биохимического элемента в эукариотической системе не так важно, как точная настройка элементов относительно друг друга. Возможность осуществлять новую реакцию позволит прокариоте жить в других условиях, а в случае эукариоты с большой вероятностью расстроит систему.
Эукариоты очень любят отличаться друг от друга, круг хозяев патогенов очень узок, а значит, горизонтальный перенос затруднен между видами. Количество патогенов, способных встраиваться в геном - весьма невелико, на что тоже есть свои причины.
Животные, чтобы ограничить его еще сильнее, придумали себе то, что называется germline, дабы если уж зараза попала в организм, чтобы она перешла к потомкам, надо ей изрядно постараться.
С растениями, вроде бы, все выглядит несколько расслабленней. Есть вироиды, есть изрядно других патогенов, которым если повезет поразить меристему, можно будет и зафиксироваться. С растениями да, с ними, пожалуй, о горизонтальном переносе так или иначе говорить можно - я когда писал ответ, все больше о животных думал. Растения вообще выглядят куда более гибкими системами, признаться. Хоть и они не любят получать к себе в геном что-то новое - глушат экспрессию замечательно.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2005-03-13 06:05 (ссылка)
Огромное Вам спасибо, примерно так и представлял. У растений даже не то что гибче - это только одна сторона. У них организм, как понятно. менее обособлен, менее целостен, поэтому прорва разных характеристик ведет себя иначе. чем у животных - они и мозаичнее. и гибче. и более блочные, и легче чужеродное встраивают, и менее регулятивные и т.д.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]eugenegp@lj
2005-03-17 10:22 (ссылка)
Только сейчас увидел. Но ведь всё, что Вы говорите, годится только для обсуждения межвидового горизонтального переноса. А если внутри вида?

(Ответить) (Уровень выше)


(Читать комментарии) -