Происхождение жизни

[Константин Шереметьев]

Теперь нам надо понять, в какой именно момент неживая природа стала живой, так как именно эволюция живых систем и привела к появлению интеллекта.

Некоторое время назад, а точнее, 15 миллиардов лет назад, в нашей вселенной произошел Большой взрыв, в результате которого возник колоссальных размеров огненный шар. По мере остывания этого шара возникло облако материи, из которого стали появляться первые галактики.

Приблизительно 5 миллиардов лет назад на окраине галактики по имени Млечный Путь образовалась и наша планета.

Условия жизни на Земле сначала были не столь приятные, как сейчас. На том месте, где вы сейчас сидите, наверняка извергался очередной вулкан. И потоки раскаленной лавы стекали в океан, образуя клубы пара. Непрерывно гремел гром, и сверкали молнии. Дышать нечем, так как кислорода нет совсем. В атмосфере только метан, аммиак и водяной пар. А ультрафиолетовое излучение было существенно выше, так что вы сразу бы покрылись загаром

Вот в таких ужасных условиях природа начала грандиозный химический эксперимент по созданию жизни.

Часто приходится слышать такой аргумент противников самозарождения жизни на Земле. Якобы вероятность самозарождения равна вероятности того, что на мусорной свалке сам собой собрался бы «Боинг» и улетел.

Те, кто приводит данный аргумент, слабо разбираются в теории вероятности. Дело в том, что при расчете вероятности любого события необходимо учитывать взаимозависимость элементов, участвующих в эксперименте.

Для понимания процесса происхождения жизни проведем сначала мысленный эксперимент. Возьмем два ведра. Одно ведро наполним теннисными мячами, а другое колючками чертополоха. Энергично встряхнем ведра и затем перевернем их.

Очевидно, что с теннисными мячами ничего не произойдет, и они раскатятся по комнате. Это произойдет потому, что мячи независимы. Поведение каждого мяча не связано с другими. Можно сколько угодно повторять эксперимент, результат будет одинаковый.

А вот из ведра с колючками вывалится плотный ком. Колючки сцепятся и образуют сложную систему, которая будет обладать устойчивостью. Повторить эксперимент с колючками в исходном варианте уже не удастся. Разорвать связи между колючками гораздо сложнее, чем образовать их. Назовем это явление принципом автосборки, который сыграл определяющую роль в возникновении жизни на Земле.

Роль колючек в процессе образования органических веществ играют молекулы углерода, которые легко образуют связи.

Кстати, схожими свойствами обладают молекулы кремния. И на Земле могла бы быть кремниевая жизнь, но мы – углеродники - успели сделать это первыми. (Впрочем компьютеры у нас кремниевые, так что может быть они еще отыграются).

Соединения углерода отличаются образованием большого количества межатомных связей, что приводит к появлению макромолекул, включающих тысячи и миллионы атомов. Кроме этого, внутри молекулы существует большое количество менее прочных связей между частями этой молекулы. Все это позволяет углеродсодержащим макромолекулам создать миллионы различных веществ, которые затем стали основой зарождающейся жизни.

Ученые многократно проводили опыты по смешиванию метана, аммиака и водяного пара и воздействовали на эту смесь электрическими разрядами. В результате этих опытов легко получаются простейшие молекулы. Самое любопытное в этих экспериментах то, что проще всего получаются органические молекулы, как более устойчивые. Собственно поэтому они и получили название органических, так как именно устойчивые молекулы стали основой жизни.

[Исусик]

Автосборка органики - вещь, конечно, важная для зарождения жизни, только не достаточная: вот собралась молекула, рядом с ней ещё несколько, плавают в капле воды, но жизнь ли это? Что должно между ними происходить, чтобы мы могли назвать эту капельку живой?

[asodax]

Сообщение от Константин Шереметьев

...
Некоторое время назад, а точнее, 15 миллиардов лет назад, в нашей вселенной произошел Большой взрыв, в результате которого возник колоссальных размеров огненный шар. По мере остывания этого шара возникло облако материи, из которого стали появляться первые галактики.
...

Я совсем уже попридираюсь.

А что, "огненный шар" сам материей не являлся?

[Губернатор]

А что, "огненный шар" сам материей не являлся?

Можно я отвечу?

Вообще говоря, пока достоверно не установлено, что представляла собой "точка сингулярности", предшествующая "большому взрыву".
Мне думается, что этот "огненный шар" состоял из хаотического набора барионов (протонов, нейтронов, электронов) и других элементарных частиц, которые сталкиваясь создавали сначала простейшие молекулы водорода, затем гелия и т.д. Хотя не известно, содержались ли они уже в "точке сингулярности" или были сформированы уже в процессе "большого взрыва". Возможно, они тоже были сформированы в свою очередь из более мелких частиц, о которых мы еще ничего не знаем...

[Константин Шереметьев]

Сообщение от asodax

А что, "огненный шар" сам материей не являлся?

Хорошо, сформулирую так: "Материя, которую почему-то так не называли, взорвалась от возмущения".

Сообщение от Иисусик

вот собралась молекула, рядом с ней ещё несколько, плавают в капле воды, но жизнь ли это?

Действительно, разве это жизнь?

Поэтому идем дальше.

Образование сложных органических молекул происходило в следующей последовательности.

Смесь газов метана, аммиака, водяного пара, цианистого водорода под влиянием электрических разрядов (проще говоря, молний) превращалась в набор аминокислот.

А эти простейшие органические соединения послужили основой для образования белков и нуклеотидов - основу жизни. Белки – это кирпичики, из которого мы сложены. А нуклеотиды – это буквы, которыми записан чертеж нашего тела.

Теперь рассмотрим важное свойство нуклеотидов. Нуклеотиды бывают четырех типов, сокращенно обозначаемых буквами А, У, Ц и Г. Они легко образуют длинные цепочки, называемые полинуклеотидами. Нуклеотиды А и У, а также Г и Ц попарно образуют специфические химические связи. Это значит, что если нуклеотид А случайно встретится с нуклеотидом У, то они сцепятся как две колючки.

В результате каждый полинуклеотид может служить матрицей для получения другого полинуклеотида. Если, например, полимерную цепочку, состоящую из нуклеотида аденина (А) поместить в среду несвязанных нуклеотидов урацила (У), то благодаря специфическим химическим связям молекулы урацила также выстроятся в полимерную цепочку. То есть нуклеотиды могут управлять построением полимерных молекул.

В свою очередь получившийся полинуклеотид может служить матрицей для получения аденина. В результате одна молекулярная цепочка может породить другую и это приведет к тому, что несвязанные молекулы скоро займут свое место в одной из цепочек.

Таким образом, матричное копирование или репликация является чрезвычайно мощным механизмом копирования органических структур. Фактически матричное копирование является самым примитивным способом влияния на окружающую среду. Забравшись в раствор органических молекул макромолекула начинает выстраивать свое собственное зеркальное отражение.

Полинуклеотиды любят закручиваться в спирали. Поэтому в процессе репликации рядом с исходной спиралью выстраивается зеркальная спираль, и макромолекулы сплетаются в объятиях.

С момента появления в первичном бульоне первых нуклеотидных цепочек хаотическое движение нуклеотидов прекращается, и все холостые нуклеотиды начинают искать себе половинку и выстраиваться в строго упорядоченные парные спирали, предшественники великой спирали ДНК.

Сама ДНК также состоит всего из четырех видов нуклеотидов. Эти четыре нуклеотида составляют базовый алфавит жизни. Строение всех живых организмов, в том числе и нас, записано буквами этого алфавита.

[Тома]

Шайтан, однако......

[Константин Шереметьев]

В окончательном формировании фундамента жизни сыграли роль еще три процесса:

• Катализ репликации
• Синтез белков
• Заключение в мембрану

Катализ репликации
Следующим шагом эволюции стало образование таких полимеров, которые могут катализировать собственный процесс репликации.

Катализатор - это вещество, которое ускоряет химические реакции. Следовательно, ускоряется образование именно тех полимеров, которые сами ускоряют данный процесс. В результате определенный набор полимеров становится более устойчивым и образует систему, в которой преобладает определенный вид макромолекул.

Начинается естественный отбор органических систем. Теперь при встрече двух цепочек побеждает та, которая сумела катализировать свой процесс репликации, а неудачная цепочка распадается. Хотя мы и называем этот процесс естественным отбором, мы все еще имеем дело с неживым организмом. Идет простая химическая реакция, результатом которой становится преобразование неустойчивых макромолекул в устойчивые.

В соответствии с моей теорией живые системы должны иметь систему отражения, а здесь пока идет прямое химическое воздействие.

Синтез белков

Нуклеотиды имеют относительно слабые возможности для построения специфических функциональных систем, но способны направлять синтез полипептидов, то есть белков.

Для синтеза белков используется специальный генетический код, в котором определенные триплеты нуклеотидов кодируют определенные кислоты. Этот код одинаков у всех живых организмов. Из этого следует, что в результате естественного отбора появилась определенная органическая система, сумевшая синтезировать белки, которая вытеснила все прочие полинуклеотидные системы.

Все существующие сейчас живые организмы являются потомками одной органической системы. Короче, наша нуклеотидная цепочка забила всех остальных. Ну так им и надо!

Эта органическая система и есть первобытная ДНК. Именно эта нуклеотидная цепочка сумела первая поставить себе на службу белки и добиться подавляющего преимущества перед другими полинуклеотидами.

Хотя организм человека содержит около квадриллиона клеток, в каждой из них содержится ДНК, в которой записана полная информация о строительстве этого организма. Эта информация представляет собой руководство, описывающее те белки, которые требуется синтезировать для создания организма.

Способность направлять синтез белков позволила создавать практически любые органы и ткани, что в дальнейшем привело к чрезвычайно большому разнообразию живых систем.

Заключение в мембрану
Заключительной частью появления первых клеток было появление мембраны. Это произошло на основании свойства определенных органических молекул, называемых фосфолипидами, образовывать в воде замкнутые двухслойные пузырьки.

Так как для синтеза белков необходима физическая близость молекул, то наиболее устойчивыми системами синтеза оказывались наборы макромолекул, попавшие внутрь фосфолипидных пузырьков, которые в результате стали клеточными мембранами.

В результате заключения в мембрану появилась возможность гораздо более эффективного синтеза белков, так как катализаторы находились всегда в контакте с полипептидами и более точно могли направлять их синтез. После этого появилась возможность построения всех остальных подсистем клетки.

[Константин Шереметьев]

И теперь окончательный ответ на вопрос - какова была первая живая система.

Для появления живой системы должна была появиться система реагирования, которая бы заставила клетку отвечать не на само воздействие, а на информацию о нем.

Появление такой клетки стало возможным путем создания специальных видов белков, которые не просто явились материалом для строительства клетки, а стали устройствами для восприятия и обработки информации.

Первые клетки были крайне примитивны. Все органические образования, включая ДНК, были перемешаны и разбросаны по всей клетке.

Органические соединения они вырабатывали, питаясь неорганическими соединениями, метаном и двуокисью углерода.

Некоторые молекулы находились и внутри, и вне клетки. Именно они и стали информационными каналами.

Системы отражения первых клеток представляют собой молекулы белка, которые реагируют на концентрацию химических веществ.

Двигательным аппаратом являются так называемые жгутики, которые позволяют клетке перемещаться относительно градиента химических веществ.

Таким образом, система отражения этих клеток может реагировать только на непосредственное окружение клетки.

Как же выглядели самые первые живые организмы?

Для того, чтобы узнать это, нужно перенестись на другой конец земного шара – в Австралию. В залив Шарк. Особенность этого залива в том, что вода в этом заливе является настолько соленой, что в ней не могут жить хищники.

И здесь спокойно живут самые древние живые организмы – строматолиты. Остатки строматолитов находят по всему земному шару в горных породах, возраст которых достигает трех миллиардов лет.
Строматолиты научились синтезировать питательные вещества при помощи энергии солнечного света, то есть освоили фотосинтез. Поэтому можно считать строматолиты предками первых растений.

[Fil]

Некоторое время назад я был на выступлении ученика одного очень святого гуру. И этот ученик, разнося великое и светлое учение, демонстрируя великую любовь к жизни своего учителя, провозгласил, что душой обладает всякая жизнь, и даже бактерии....
Да, конечно прогресс религий впечатляет. От наделения душой исключительно мужской части и то только человечества, до вот такого демократичного подхода. Но у меня сразу возник вопрос, а у вирусов то как? Есть душа, или нет?
Вроде тоже живые, бегают, размножаются,изменяются как им надо... По крайней мере мёртвой материей их не называют. И это был бы даже прикол, - раз мёртвая материя так точно имитирует жизнь, так какая собственно разница, между живым и неживым, где проблема возникновения и перехода одного состояния к другому?
Так, мелочи, собрались под одну мембрану, и всё.
Ученик сказал, что вирусы не живые, но он проконсультируется у гуру.
А пока он консультируется, я выскажу соображения по поводу строматолитовых матов. Хотя их древность неоспорима и близка к предельной, т.е. они появились близ момента, когда жизнь вообще могла появиться, и должна была по идее долго, долго экспериментировать... Но стоматолитовые маты демонстрируют не только разнообразие жизни, но и некий симбиоз между клетками, общее, взаимовыгодное сотрудничество. В совокупности являясь уже прообразом многоклеточного организма, типа "первобытного коммунизма" .
Вот как дело поворачивается.
Причем этот вид организма благополучно дожил до наших дней, что плохо согласуется с представлениями отдельных "прогрессистов", что лучшее - враг хорошего, и эволюция напрочь отбрасывает старое в пользу нового.

[Skynet]

Насколько я знаю, современная позиция в отношении вирусов такова: вирус - живой, когда является частью живой клетки, и неживой, когда существует отдельно от нее. Сам по себе он не проявляет свойств живого организма.