17k
9 лет назад · 2 фото · 5739 просмотров · 29 комментариев
Первые свидетельства в пользу физической теории происхождения жизни (2 фото + 1 видео)
Возьмите химию, добавьте энергию, и получите жизнь. Проведены первые проверки провокационной гипотезы происхождения жизни, выдвинутой Джереми Ингландом, и они показывают, как из ничего может возникнуть порядок
Биофизик Джереми Ингланд взбудоражил общественность в 2013 году своей новой теорией, делающей происхождение жизни неизбежным следствием термодинамики. Его уравнения подразумевают, что при определённых условиях группы атомов естественным образом перегруппировываются так, чтобы тратить всё больше и больше энергии, содействуя непрерывному рассеянию энергии и появлению «энтропии», или беспорядка во Вселенной. Ингланд говорит, что этот эффект реструктуризации, называемый им адаптацией под воздействием рассеяния, стимулирует рост сложных структур, включая и живые организмы. Существование жизни – не загадка и не удача, писал он в 2014-м, оно следует из основных физических принципов и «должно быть настолько же неудивительно, как катящиеся с горы камни».
С тех пор Ингланд, 35-летний адъюнкт-профессор в Массачусетском технологическом институте проверял аспекты своей идеи в компьютерных симуляциях. Две наиболее важных из ряда его работ были опубликованы в июле 2017 – самый интересный результат появился в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), а второй – в Physical Review Letters (PRL). Результаты обоих экспериментов, судя по всему, подтверждают основное утверждение Ингланда об адаптации под воздействием рассеяния, хотя возможность их применения к реальной жизни остаётся под вопросом.
«Это, очевидно, новаторское исследование», – сказал Майкл Лассиг [Michael Lässig], специалист по статистической физике и количественной биологии из Кёльнского университета в Германии, по поводу работы из PNAS, написанной Ингландом и постдоком из MIT, Джорданом Хоровицем. Лассиг пишет, что это «пример изучения заданного набора правил в относительно небольшой системе, поэтому пока рано говорить, можно ли будет его обобщать. Однако очевидным интересным вопросом будет – что это означает для жизни».
В работе разбираются практически важные детали клеток и биологии, и описывается упрощённая, симулированная система химических соединений, в которой, тем не менее, возможно спонтанное возникновение исключительной структуры – этот феномен Ингланд считает побуждающей силой, стоящей за возникновением жизни. «Это не значит, что вы гарантированно получите эту структуру», – поясняет Ингланд. Динамика системы слишком сложна и нелинейна для того, чтобы предсказывать результаты.
В симуляции участвует суп из 25 химических соединений, взаимодействующих друг с другом огромным количеством способов. Источники энергии заставляют проходить некоторые из этих реакций, как солнечный свет запускает выработку озона в атмосфере, а химическое топливо аденозинтрифосфат управляет процессами в клетке. Начав со случайных начальных концентраций, скоростей реакций и «принудительных ландшафтов» [forcing landscapes] – правил, говорящих, какие реакции получат подпитку внешних сил и какую именно – симулированная сеть химических реакций развивается, пока не достигнет конечного, стабильного состояния, или «фиксированной точки».
С тех пор Ингланд, 35-летний адъюнкт-профессор в Массачусетском технологическом институте проверял аспекты своей идеи в компьютерных симуляциях. Две наиболее важных из ряда его работ были опубликованы в июле 2017 – самый интересный результат появился в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), а второй – в Physical Review Letters (PRL). Результаты обоих экспериментов, судя по всему, подтверждают основное утверждение Ингланда об адаптации под воздействием рассеяния, хотя возможность их применения к реальной жизни остаётся под вопросом.
«Это, очевидно, новаторское исследование», – сказал Майкл Лассиг [Michael Lässig], специалист по статистической физике и количественной биологии из Кёльнского университета в Германии, по поводу работы из PNAS, написанной Ингландом и постдоком из MIT, Джорданом Хоровицем. Лассиг пишет, что это «пример изучения заданного набора правил в относительно небольшой системе, поэтому пока рано говорить, можно ли будет его обобщать. Однако очевидным интересным вопросом будет – что это означает для жизни».
В работе разбираются практически важные детали клеток и биологии, и описывается упрощённая, симулированная система химических соединений, в которой, тем не менее, возможно спонтанное возникновение исключительной структуры – этот феномен Ингланд считает побуждающей силой, стоящей за возникновением жизни. «Это не значит, что вы гарантированно получите эту структуру», – поясняет Ингланд. Динамика системы слишком сложна и нелинейна для того, чтобы предсказывать результаты.
В симуляции участвует суп из 25 химических соединений, взаимодействующих друг с другом огромным количеством способов. Источники энергии заставляют проходить некоторые из этих реакций, как солнечный свет запускает выработку озона в атмосфере, а химическое топливо аденозинтрифосфат управляет процессами в клетке. Начав со случайных начальных концентраций, скоростей реакций и «принудительных ландшафтов» [forcing landscapes] – правил, говорящих, какие реакции получат подпитку внешних сил и какую именно – симулированная сеть химических реакций развивается, пока не достигнет конечного, стабильного состояния, или «фиксированной точки».
Ну вот, хоть что то интересное на фишках!
"Далее он показал, что эта статистическая тенденция к рассеиванию энергии может поддерживать самовоспроизведение (как он объяснял в 2014 году, отличным способом рассеять больше энергии будет изготовление копий самого себя). Ингланд считает, что жизнь, и её необычайное объединение формы и функции, служит итогом адаптации, питаемой стремлением к рассеиванию и самовоспроизведения".
А по поводу этого у меня есть следующая мысль. Воспроизведение не является способом рассеять большее количество энергии. Тут причина и следствие поменяны местами. Объединение частиц есть следствие естественных пульсаций в термодинамических процессах, о чём упоминается в статье со ссылкой на сложность исследования таковых. Так вот, пульсация или колебания дают импульс, который либо резонирует либо затухает. Импульс лишь сопровождается энтропией. Воспроизводство аномальной формы, возникшей на пике импульса есть прямое продолжение импульса и так далее. Энтропия тут не при чём. Для примера можно привести маятник. Представим себе, что при движении маятника от него отделилось тело. Так вот, оно не полетит в разные стороны, а будет следовать за маятником, так как сохраняет энергетический импульс.
Евгений Шахнович, профессор химии и химической биологии в Гарварде, руководивший исследованием Ингланда, чётко разделяет работу своего бывшего студента и вопросы биологии. Он начал свою научную карьеру в моей лаборатории и я знаю, какой он способный, говорит Шахнович, но работа Джереми представляет потенциально интересные упражнения в неравновесной статистической механике простых абстрактных систем . Все заявления о том, что они имеют отношение к происхождению жизни, добавляет он, являются чистой и бесстыдной спекуляцией .
ЯВЛЯЮТСЯ ЧИСТОЙ И БЕССТЫДНОЙ СПЕКУЛЯЦИЕЙ
Короче Склифосовский!!!
Все не осилил, но суть, как я понял такова. Я очень умный, все очень просто, но [мат] не получается) а жизнь на сколько я помню это форма обмена белков
Британские учёные, они такие...
Идиотский пост - про студента, который сделал дипломную работу в виде комп.моделей по заданным руководителям начальным условиям. Таких тысячи в год появляются.
В общем, без "интернет порван", "миллионы леммингов волнуются" и т.п. подобный пост неполон.
А тем временем, уже лет сорок (как бы не больше, но более ранних упоминаний я не знаю), как сформулированы аксиомы эволюции:
- есть наследование (потомки похожи на родителей, какой носитель наследственной информации - совершенно неважно)
- есть изменчивость (потомки не обязательно похожи на родителей, причина, опять же - не важна)
- есть смерть (пригожинская диссипация). От чего смерть - неважно, например, раз в миллион лет падает метеорит и убивает, на кого попал.
Всё, будет идти эволюция aka накопление необратимых изменений.
Добавляем четвёртую аксиому: вероятность смерти зависит от свойств объекта - и получаем естественный отбор.
Всё-о-о. Если в среде (вовсе не обязательно биологическая!) выполняются эти аксиомы - в ней будет эволюция, и именно дарвиновская эволюция.
Нас слишком много в литорали, обогреваемом и освещаемом солнцем верхнем слое океана. Нам всем нужны свет и тепло. Энергия. Те, кому не повезло оказаться ниже, страдают от нехватки света, чахнут. Я родился где-то посередине, но у меня есть преимущество. Маленький отросток стрекальце, которым я убиваю и подтягиваю к себе соседей. Я забираю у них накопленную энергию. Но черт возьми. Я сожрал всех соседей в доступности стрекальца, до остальных не дотягиваюсь. А еще и мои потомки, я ведь делюсь постоянно. И тут пища приплывает ко мне сама. Какая-то хрень, которая умеет двигаться. Ессно, я ее сожрал. И теперь, без света, без тепла и энергии соседей у меня есть пара миллионов лет, чтобы обдумать свой поступок. И вот моего стрекальца опять что-то коснулось. Опять фигня, которая умеет двигаться.
- Ты куда?
- К свету.
- А где это?
- Не знаю.
- Возьмешь меня с собой?
- У меня мало энергии.
- Я знаю, как ее добыть.
Еще пару миллионов лет мы шарахались в пространстве вместе, поедая встречных, один раз даже улепетывали от одного ублюдка. Он приплел себе двух, умеющих вертеть хвостиком. Нам повезло. Его перехватили чуваки, у которых было чуть ли не десять стрекалец. Но в какой стороне свет, мы так и не знали. Однажды мы познакомились с парой, один из которых умел передвигаться, а другой видел... видел? СВЕТ. Он каким-то макаром вывернул нерв наизнанку, и теперь ощущал тепло. А где тепло, там и свет. Мой партнер долго уговаривал их не есть. В итоге мы получили удвоенную скорость, знание направления, и главное, научились чувствовать тепло чуваков с десятью стрекальцами, чтобы обходить их стороной.
Я опущу, как мы научились определять верх и низ. Как мы приспособились использовать кислород, чтобы сжигать убитых соседей, чтобы получать больше энергии, ведь нас сейчас миллиарды. Я опущу, как мы вышли из воды, приобретя почечную систему. Я расскажу, как подобные нам стали сбиваться в стада, стаи, прайты. Как додумались кооперироваться в государства.
Жизнь стремится к ОРГАНИЗАЦИИ.
Если взять кусок железной руды, закрыть его в глиняном тигле, а потом долго греть древесным углем, то можно получить железо. А теперь объясните как из железа получается автомобиль или токарный станок! Еще один придурок, который хочет подписаться под теорией "сэра" Дарвина, который и сам в неё не верил! В общем, поколение недоучек, которым всё всегда ясно рулит ! Правы были древние, которые говорили, что нет ничего страшнее полузнания, с помощью которого можно управлять человеком, как марионеткой!
Ты о своем невидимом друге?
Автор очень быстро умеет читать. Я тоже свои тексты, многократно мной же рецензироаанные, очень быстро читаю. Голос за кадром был бы лучше.
Есть такой недостаток у переводчика, приходится паузу нажимать постоянно. Но это не влияет на суть
Это старье, это новость? Я эту новость у кого то из физиков 60х читал, лет 10 назад...
Эка невидаль. Это всё корнями уходит к эксперименту Миллера-Юри еще из 1953. году. Если коротко - если долго хреначить током и греть суп из неорганических молекул, то в итоге можно получить органические, в том числе аминокислоты. А там, теоретически, и до самокопирования недалеко.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Эксперимент_Миллера_—_Юриhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Эксперимент_Миллера_—_Юри
Во, спасибо! Имя експеримента забыл. Была когда-то такая маленкая книжка, для школьников "4 миллиардов лет жизнь." Там все хорошо написано, даже с картинками.
чушь
закон накопления энтропии никто не отменял, а эта теория ему прямо противоречит
Вообще человек правильное направление взял. Может оно и неверное, но для этого его нужно не просто исключить, а максимально изучить перед этим.
Было время когда каждая десятая роженица умирала при родах и люди просто боялись рожать в клиниках тех годов - лучше уж в поле.. И появился человек, который узнал причину столь частой смертности и предложил врачам "мыть руки" перед операцией... Его открытие признали только через 30 лет, убив сотни тысяч людей перед этим. (перед признанием этого факта, ученый покончил жизнь самоубийством)
Просто я к тому, что все новое нужно проверять... Для этого наука и нужна. Дарвина ведь тоже не хотели принимать, но его противники, доказывая обратное, лишь подтвердили его теорию.
Толково написано. Я, правда, ни хера не понял.
Как и я.ИнглУнда заю,видел (Ф.Крюгер).Ингланда не знаю.
Это исследование не самой жизни, а творений на пороге жизни, например вирусоидов. По сути вещей жизнью считается то, что способно размножаться - создавать свою копию по матрице дезоксирибонуклеиновой кислоты. А тут речь идёт о ходе химических реакций с образованием молекулярных и атомных структур особой формы. Для понимания обьясню так - песок, насыпаемый в ёмкость создаёт наиболее плотную структуру между частицами, это не противоречит законам физики, трения и гравитации. Но это не делает массу песка живым существом.
Массу песка не делает, а как насчёт кристаллов или самовоспроизводящихся молекул белка? Одна молекула способна к копированию себя - она живая? - нет, скажите вы и будете правы. Понятие жизни придумано людьми и природе как-то плевать на него. В опытах по абиогенезу никто не рассчитывает получить структуру подобную современной живой клетке, достаточно получить что-то способное эволюционировать и через 4 миллиарда лет написать такой комментарий.
Ну и немного коробит от слова "творений". Творение - это что-то искусственное, подделка, кто же захочет быть подделкой
Ну не творений, так субстанций.
А что за молекула, которая может копировать сама себя? Я о таких не слышал.
Есть такие, вот например первая ссылка с Яндекса... принимается фишками за спам :) Так что не покажу, ищите сами
Это макромолекула. Нуклеиновая кислота или нечто схожее. Репликатор. Как раз один из первых кирпичиков жизни. И в принципе как раз и статья и подобные споры и теории об этом - появление первого репликатора - случайность или обусловлено физическими законами?
Подобные макромолекулы могут объединяться в структуры, но создавать из других веществ, аминокислот, например, копии себя они не способны. Это нельзя назвать жизнью.
http://www.webyeshiva.org/staff/http://www.webyeshiva.org/staff/
Сколько раз проводил такие опыты, получается или борщ или самогон в зависимости от набора хим элементов.
Взоржал аки коняшка! Надо в лаборатории повесить
Джереми и атомы,во цирк