Калиевые пруды и натриевые океаны

[Vladimir Matveev]

Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток и происхождение внутриклеточной среды
Аннотация. Появившееся недавно предположение о калиевых прудах, как о колыбелях жизни, обогащают палитру идей о возможных условиях предбиологической эволюции на первобытной Земле, но не приближают нас к решению проблемы происхождения жизни в целом. Суть проблемы – в механизме разграничения двух сред, внутриклеточной среды и среды обитания протоклеток. Со времени открытия насосной функции Na, K-АТФазы так и не было найдено модели, которая могла бы рассматриваться в качестве предка современной натриевой помпы, что и вызвало к жизни идею калиевого пруда. Кризис современной методологии настолько глубок, что сталкивается даже с логическими противоречиями при попытке объяснить происхождение первой живой клетки. Одно из них состоит в том, что законы физики запрещают возникновение в термодинамически равновесной системе (пруд) неравновесной подсистемы (протоклетки). Имеющиеся подходы к решению проблемы происхождения жизни полностью игнорируют необходимость детального изучения клеточных моделей. Так, свойства микросфер Сиднея Фокса оказались несовместимыми с общепринятыми представлениями о функционировании живой клетки. Например, мы сталкиваемся со следующим парадоксом: математическая модель потенциала действия Ходжкина-Хаксли оказалась одинаково хорошо совместимой и с нервной клеткой и с микросферами Фокса, также способными генерировать потенциал действия. Цель настоящей статьи – предельно обнажить противоречия, возникающие при попытке объяснить происхождение протоклеток на основе сложившихся представлений о клетках живых. Ставится вопрос о необходимости значительного расширения сравнительных исследований живых клеток и их моделей.

Полный текст дискуссионной статьи: http://www.biophys.ru/sci-hyde-park/94- ... atveev-1st
Приглашаем обсудить эту статью на сайте:

Toucan:

ссылка удалена

[Lukum]

Vladimir Matveev в сообщении #967066 писал(а):

законы физики запрещают возникновение в термодинамически равновесной системе (пруд) неравновесной подсистемы (протоклетки)

Не запрещают, кроме того, планета не является равновесной термодинамической системой.

[Vladimir Matveev]

Lukum в сообщении #967068 писал(а):

Vladimir Matveev в сообщении #967066 писал(а):

законы физики запрещают возникновение в термодинамически равновесной системе (пруд) неравновесной подсистемы (протоклетки)

Не запрещают, кроме того, планета не является равновесной термодинамической системой.

Можно пример?
Кроме того замечу, что речь идет не о планете, а о луже...

[Lukum]

1. Броуновское движение.
2. Планета не изолированная система, следовательно, лужа тоже.

[Vladimir Matveev]

Lukum в сообщении #967075 писал(а):

1. Броуновское движение.
2. Планета не изолированная система, следовательно, лужа тоже.

В термостатированном газе броуновское движение - это неравновесный процесс?
Неравновесный процесс всегда идет с поглощением/выделением энергии.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0 ... 0%BA%D0%B0

Термодинамика необратимых процессов (неравновесная термодинамика), изучает общие закономерности поведения систем, не находящихся в состоянии термодинамического равновесия. В таких системах имеют место разнообразные неравновесные процессы (теплопередача, диффузия, электрич. ток, хим. реакции и т. п.), которые являются необратимыми в термодинамич. смысле (см. Обратимые и необратимые процессы).

[Lukum]

Физики меня поправят, если что, я не физик, могу ошибаться.
Бомба с часовым механизмом, которая находится в термодинамическом равновесии с равновесной термодинамической системе, может стать через некоторое время неравновесной подсистемой.
Опять же вспоминается реакция Белоусова-Жаботинского.
И главное, лужа не изолирована от окружающего неравновесного мира.

-- 23.01.2015, 10:33 --

Vladimir Matveev в сообщении #967076 писал(а):

В термостатированном газе броуновское движение - это неравновесный процесс?
Неравновесный процесс всегда идет с поглощением/выделением энергии. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0 ... 0%BA%D0%B0

Броуновская частица (локальная подсистема) движется т.к. получает энергию извне, в моем понимании физики этого явления.

[Vladimir Matveev]

Lukum в сообщении #967079 писал(а):

Физики меня поправят, если что, я не физик, могу ошибаться.
Бомба с часовым механизмом, которая находится в термодинамическом равновесии с равновесной термодинамической системе, может стать через некоторое время неравновесной подсистемой.
Опять же вспоминается реакция Белоусова-Жаботинского.
И главное, лужа не изолирована от окружающего неравновесного мира.

-- 23.01.2015, 10:33 --

Vladimir Matveev в сообщении #967076 писал(а):

В термостатированном газе броуновское движение - это неравновесный процесс?
Неравновесный процесс всегда идет с поглощением/выделением энергии. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0 ... 0%BA%D0%B0

Броуновская частица (локальная подсистема) движется т.к. получает энергию извне, в моем понимании физики этого явления.

Бомбу с часовым механизмом приводит в действие не броуновское движение молекул тринитротолуола, а запал. Так что, давайте подождем физиков...

[atlakatl]

Материал автора слишком сложен и специфичен. Для специалистов.
Можно чуть оффтоп?
В Сети гуляет одинокая весть:
В 2011 г. Тадаси Сугавара создал протоклетку в горячей воде.
Клетка обладает обычной ДНК (хоть и очень простой), делится и питается в приготовленном для неё растворе.
Вопросы:
1. Почему это всё-таки протоклетка?
2. Получено доказательство образования жизни из первичного бульона органических веществ. Ничем не хуже опытов Ван Гельмонта по самозарождению мышей из грязной рубашки, горсти пшеницы и человеческого пота. И с 2011 года молчание. Ни продолжений, ни опровержений.
3. Автор упирает на невозможность первичных резко односторонних неравновесных термодинамических процессов. Но что мешало природному повторению опыта Сугавара в какой-нибудь луже миллиарды лет назад? Ультрафиолет - по Опарину - насоздавал в ней органики, затем вода нагрелась на солнышке - по Сугавара - и появилась клетка. Дальше всё по Дарвину.

[Sonic86]

Vladimir Matveev в сообщении #967072 писал(а):

Lukum в сообщении #967068 писал(а):

Vladimir Matveev в сообщении #967066 писал(а):

законы физики запрещают возникновение в термодинамически равновесной системе (пруд) неравновесной подсистемы (протоклетки)

Не запрещают, кроме того, планета не является равновесной термодинамической системой.

Можно пример?
Кроме того замечу, что речь идет не о планете, а о луже...

А зачем брать термодинамически равновесные системы, если планета таковой не является? Возьмите абиогенез Опарина. Там Земля подвергается действию солнечного излучения, которое играет существенную роль. Далее, играет роль вулканическое извержение. Это все также порождает ливни и грозы и прочие процессы. Кроме того, как вариант, рассматривается возможность происхождения жизни около глубоководных океанических источников, черных курильщиков (см. напр. Мосевицкий Происхождение жизни и уникальность разума - там много гипотез и ссылок на статьи).
Где здесь термодинамическое равновесие?

Vladimir Matveev в сообщении #967066 писал(а):

термодинамически равновесной системе (пруд)

пруд - открытая система, не равновесная

[Vladimir Matveev]

Цитата:

Вопросы:
1. Почему это всё-таки протоклетка?
2. Получено доказательство образования жизни из первичного бульона органических веществ. Ничем не хуже опытов Ван Гельмонта по самозарождению мышей из грязной рубашки, горсти пшеницы и человеческого пота. И с 2011 года молчание. Ни продолжений, ни опровержений.
3. Автор упирает на невозможность первичных резко односторонних неравновесных термодинамических процессов. Но что мешало природному повторению опыта Сугавара в какой-нибудь луже миллиарды лет назад? Ультрафиолет - по Опарину - насоздавал в ней органики, затем вода нагрелась на солнышке - по Сугавара - и появилась клетка. Дальше всё по Дарвину.

ПРОТОклетка потому, что не могла же современная клетка со всей свой сложностью возникнуть сразу. Термин "протоклетка" используется с первой трети 18-го века и обозначает предковую структуру, на основе которой постепенно шло усложнение.

Цитата:

А зачем брать термодинамически равновесные системы, если планета таковой не является?

Первая клетка возникла не на планете вообще, а в каком-то конкретном месте, в каких-то конкретных условиях. Дарвин в частной переписке (в 1871 году) писал о маленьком теплом пруде, в котором могли возникнуть первые живые структуры. Следуя Вашей логике, можно пойти дальше: жизнь возникла в неравновесной системе - во Вселенной. Но это слишком общий подход. Можно сказать, что жизнь есть результат вечного движения материи. Тоже правильно. Но интересно рассмотреть конкретные условия, в которых могла возникнуть жизнь, что, собственно, и делают цитируемые мною авторы, начиная с Дарвина...

[atlakatl]

Vladimir Matveev в сообщении #967518 писал(а):

ПРОТОклетка потому, что не могла же современная клетка со всей свой сложностью возникнуть сразу. Термин "протоклетка" используется с первой трети 18-го века и обозначает предковую структуру, на основе которой постепенно шло усложнение.

Зачем цитировать все три вопроса и отвечать только на первый?
И почему "не могла же современная клетка со всей свой сложностью возникнуть сразу"? В 3-м вопросе я обрисовал возможный путь для "сразу". Возможна - в теории - и РНК-протоклетка как минимальная структура, способная к саморепликации.

[Vladimir Matveev]

Цитата:

2. Получено доказательство образования жизни из первичного бульона органических веществ. Ничем не хуже опытов Ван Гельмонта по самозарождению мышей из грязной рубашки, горсти пшеницы и человеческого пота. И с 2011 года молчание. Ни продолжений, ни опровержений.
3. Автор упирает на невозможность первичных резко односторонних неравновесных термодинамических процессов. Но что мешало природному повторению опыта Сугавара в какой-нибудь луже миллиарды лет назад? Ультрафиолет - по Опарину - насоздавал в ней органики, затем вода нагрелась на солнышке - по Сугавара - и появилась клетка. Дальше всё по Дарвину.

Ответ на вопрос 2. Возникновение жизни из бульона не доказано, но считается, что в бульоне готовились все необходимые составляющие. Возникновение жизни в пробирке еще никто не наблюдал. О мышах молчу. Подобные темы обсуждали лет 200-300 назад.
Ответ на вопрос 3. Про опыты Сугавары даже не слышал. Где о них можно почитать?

[atlakatl]

Vladimir Matveev в сообщении #967521 писал(а):

Подобные темы обсуждали лет 200-300 назад.

Это была ирония.

Vladimir Matveev в сообщении #967521 писал(а):

Про опыты Сугавары даже не слышал. Где о них можно почитать?

http://www.vesti.ru/doc.html?id=593890&cid=9
Дальнейшие ссылки базируются на этой инфе.
Ну если спец не слышал, то думаю, что это желтуха. Свою "версию" образования протоклетки снимаю.

[Vladimir Matveev]

Цитата:

http://www.vesti.ru/doc.html?id=593890&cid=9
Дальнейшие ссылки базируются на этой инфе.
Ну если спец не слышал, то думаю, что это желтуха. Свою "версию" образования протоклетки снимаю.

Об этой работе я слышал, но какое отношение это имеет в возникновению жизни?
Люди собирают клетку из готовых частей, взятых из других клеток. Где брали ДНК 4 млрд лет назад? И кто брал - предки Сугавары?
К "делению" способны и коацерваты и микросферы Фокса. В эти протоклетки тоже много чего "засовывали". Ничего нового этот японец не сделал, просто отпиарили его как следует...

[atlakatl]

Vladimir Matveev в сообщении #967521 писал(а):

Про опыты Сугавары даже не слышал.

Vladimir Matveev в сообщении #967526 писал(а):

Об этой работе я слышал

Да уж.
В приведённой мной ссылке сказано:

Цитата:

Искусственная клетка, которая самостоятельно размножается. Создание искусственной жизни начинается с приготовления "первичного бульона". В рецепте – несколько десятков ингредиентов. Это органические компоненты. Соединившись, они образуют синтетическую клетку с оболочкой и элементами ДНК внутри.

На http://www.inoforum.ru/forum/lofiversio ... 90678.html уточняется, какие "органические компоненты" применялись:

Цитата:

«В этой камере мы синтезируем вещества, которые служат своего рода пищей для искусственной клетки. После попадания внутрь клетки, где уже имеются молекулы ДНК, она начинает раздуваться, и в конечном итоге от нее отделяется точно такая же клетка с аналогичными молекулами ДНК»

Да, СМИ хорошо переврали новость. - Точнее, не всё сказали. Что ещё хуже вранья.