Музей им.Тимирязева на Малой Грузинской провел 30 января семинар «Происхождение жизни». С докладом выступил Александр Марков, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Палеонтологического института РАН. Собралось очень много молодежи. Красавец и любимец женщин Марков непедагогично курил у входа на морозе и только безнадежно пожал плечами в ответ на вредную реплику Л.М. курить вредно.
По окончании лекции выдали свидетельство об участии в семинаре.
Вопросы Л.М., оставшиеся без ответа: Вопрос что дальше? По Малахову?
Почему вы в основу берете вещество, а не самоорганизацию? Ведь из чего, особой разницы нет. Это все можно и на компьютере нарисовать.
Про теорию Юрия Чайковского уже и боюсь спрашивать.
После вопроса Л.М. Марков сказал: «спасибо за комментарий» и пошептался с Екатериной Железной вопреки протестам Л.М. можно вслух и не шептаться?
Марков как Дарвин: все чудесно получается, остается небольшой разрыв палеонтологической летописи.
У Маркова получилось посложней и покрасивей чем у Опарина, но те же коацерваты. Теория из числа мишеней сарказма Лема. Те же комбинаторные игры в подтасовки, которые ничем кроме красивого оформления новейщими данными не отличаются от прошлого редукционизма. Как и у Михаила Гельфанда это путь к грантам, но не к истине.
Марков очевидно исключает vis vitalis и считает единичный абиогенез неизбежным, но так не м.б. – если жизнь может возникнуть, то не м.б. один раз. Марков как и Опарин идет не с того конца и ищет условно говоря генеративные клетки не в яйцах, а в бороде.
После последней революции в науке развитие синергетики, теории фракталов подход странен и он прежде всего скучен, что было видно по обманутым ожиданиям аудитории.
Народ начал уходить раньше, чем кончилась лекция.
Очевидно жизнь является неслучайной цепью маловероятных событий. Исход цепи тем более неизбежен, чем больше событий с чрезвычайно низкой вероятностью каждого по отдельности.
В таком плане абиогенез тем более единичный представляется абортивной идеей.
Аннотация лекции:
Вопрос о происхождении жизни волнует всех, и очень жаль, что он пока еще далек от разрешения. Основная сложность тут в том, что путь от неорганических молекул к первой живой клетке был долгим и трудным. На этом долгом пути было множество развилок, остановок, временных отступлений, всевозможных промежуточных этапов и «переходных звеньев». Досаднее всего, что эти многочисленные, разнообразные и сложные события не оставили, по-видимому, никаких следов в палеонтологической летописи. Земная кора просто не сохранила столь древних осадочных пород. К тому же есть основания полагать, что какие-то ранние этапы пути могли быть пройдены и вовсе не на Земле, а в протопланетном облаке или на других небесных телах. Поэтому ученые пока вынуждены довольствоваться разработкой правдоподобных гипотез, описывающих и объясняющих отдельные этапы долгого пути от мертвой материи к живой клетке. Эти гипотезы поддаются экспериментальной проверке, но таким способом можно доказать только принципиальную возможность того или иного хода событий. Гораздо труднее доказать, что все на самом деле именно так и происходило.
Марков начал лексцию с того что за один час все рассказать невозможно, я своим студентам обычно три лекции читают. Наш мозг устроен так что на интуитивном уровне трудно оценивать большие и малые величины. Как писал Ричард Докинз, хорошо средние величины. Вероятность погибнуть в авиакатастрофе 1/200 если пять тыс часов, но если бы мы жили по сто тыс лет летать было бы самоубийством. Мы воспринимаем как чудо совпадения одна десятитысячная.
Абиогенез если жизнь зародилась на Земле то один раз. Как так получилось что мы находимся на планете где есть жизнь с вероятностью одна квинтильонная. Вселенная настолько велика что зарождение жизни неизбежно. Если верны модели и вселенная в первое время расширялась очень быстро, то она составляет малу часть мира и вероятность зарождения жизни намного больше.
Когда открывают наиболее простые способы абиогенного синтеза веществ, мы не абиогенез он очевиден, а повышаем вероятность встречи с инопланетянами.
Этапы зарождения жизни: абиогенный синтез органических соединений; абиогенный синтез сложных соединений кирпичиков жизни; появление первых репликаторов как основа дарвиновской эволюции; после этого уже все проще; появление белкового синтеза; LUCA Last Universal Common Ancestor последний общий предок бактерий эукариот и архей.
Долгое время считали что мухи или мыши самозарождаются из грязи благодаря тому что все пронзает жизненная сила.
Франческо Реди накрыл тряпочкой тухлое мясо и показал что мухи там не зарождаются.
Пастер показал что и микробы от чего-то материального.
Выиграла от этого религия.
Как пусть и в далеком прошлом живое произошло от неживого.
Фридрих Велер 1828 синтез мочевины первый крупный успех абиогенеза.
Жизнь основана на простых атомах, которых во Вселенной больше всего, что правильно. Органику находят в метеоритах, которые никогда не входили в состав каких-нибудь планет и аминокислоты и нуклеотиды.
Стэнли Миллер 1953 запустил синтез органики в колбе со смесью газов из которых как предполагалось состояла древняя атмосфера. Но оказалось что состав атмосферы булл другой чем в его колбе, было много углекислого газа.
В последнее время разрабатывается абиогенный синтез в гидротермальных источниках.
Армен Мулкиджанян 2009 разрабатывается основа цинкового мира под ультрафиолетом фотосинтез.
Черный и белый курильщики соответственно железный и цинковый миры с фотосинтезами на соответственно железа меди никеля или сульфидах марганца и цинка.
Третий тип подземным вулканических источников щелочные известковые.
Понятно что жизнь зародилась в неравновесной системе, если взять большой таз вроде океана и насыпать туда, ничего само не зародится.
Дальше встает проблема избирательного синтеза именно нужных молекул, браковка других. Как это могло происходить? Синтез органики из неорганики дает рацемическую смесь. Ничего неразрешимого тут нет. Можно придумать что будут синтезироваться только левые.
Реакция Бутлерова водный раствор формальдегида с добавлением щелочи магния или кальция при нагревании дает сахара. Реакция Бутлерова не может эволюционировать по Дарвину, там наследственности нет. Пытались пищу для космонавтов.
Левые аминокислоты дают правые сахара. Хиральную чистоту можно получить. В некоторых метеоритах хиральное обогащение, некий отбор аминокислот.
Раньше в книгах о происхождении жизни много писали про каталитические циклы, но это еще не жизнь чтобы стартовала эволюция, должны появиться не просто катализаторы, а такие катализаторы которые обладают наследственной изменчивостью.
Теория РНК-мира: две ключевые функции – хранение размножение передача наследственной информации и активная работа по получению энергии синтезу необходимых молекул поддержанию структуры организму.
РНК может выполнять обе функции без ДНК и без белков. Именно РНК могла быть первой молекулой жизни, такой т.зр. придерживался Френсис Крик. Гипотеза оставалась экстравагантной пока не открыли рибозимы.
Стали изучать рибозимы, в природе их осталось немного были вытеснены более эффективными белками. Но их можно получить методом искусственной эволюции.
У теории РНК-мира как у всякой молодой теории много проблем. Тенденция такая что в ней все меньше остается непонятных мест.
Например проблема абиогенного синтеза нуклеотидов.
Четыре года назад в абиогенной химии прорыв. До этого получили цитозин, получили рибозу но соединить не удавалось. Оказалось что если добавить немного фосфата то бешеная комбинаторика сокращается и получается то что надо. Сделали цитозин, хотели бы еще уридин. Сделать это достаточно просто, если облучить ультрафиолетом. Как раз то что входит в состав РНК. Процесс который был не придуман, а открыт. Химики не придумали некую хитрость, а получили.
Можно было ожидать что развивая эту реакцию получатся еще открытия. Добавление аминокислот. Джейсон Хейн 2011 получил стереохимический синтез с хиральной чистотой. Левый пролин связывается с глицеральдегидом и для синтеза нуклеотидов остается только правый пролин. Так была решена проблема хиральной чистоты.
Шпильки А Т Г Ц самые устойчивые из нуклеотидов.
Дарвин в письме Джозефу Хукеру написал жизнь могла зародиться в теплой луже.
Удалось получить рибозим который способен осуществить репликацию до 95 нуклеотидов и получить другой рибозим. Последние версии рибозимы меньше зависят. Но есть проблемы праймеров. Но тем не менее какая-то полимеразная активность рибозимов есть. правда нет рибозимов которые могут синтезировать сами себя.
Взаимное размножение двух рибозимов используя в качестве пищи олигонуклеотиды. Вопрос в том откуда берется такая сложная пища? Могло быть некое содружество. Показаны рибозимы-эгоисты, которые в конкуренции за субстрат синтезируют сами себя.
Т.о. за исключением некоторых пробельчиков, все получается весь путь более-менее разгадан. Остались стыки.
Как белки синтезировать, боюсь что не сегодня.
Пропущу про мембраны, протоклетки.
Действительно величайшим приобретением было обретение белкового синтеза. Рибосома это очень сложный агрегат. Исследование 23S рРНК показало ее можно разобрать не повреждая основы только одним способом который видимо представляет собой обратную эволюцию пока не останется маленький кусочек. С которого видимо все началось маленький простенький рибозим с которого видимо и началась рибосома. Он оказался каталитическим центром. Все остальные блоки рибосомы нужны для стабилизации эффективности и т.п. Сначала видимо соединяли безвыборочно в полипептид, но возможно аминокислот и было не двадцать. Оказалось даже такой неспецифический синтез повышает устойчивость рибозимов, защищает от гидролиза. Рибозимы могли защищаться повышать свою выживаемость за счет синтеза таких пептидов.
Хищные пептиды могли расщеплять пептиды.
Как возник генетический код, не берусь. Уже полтора часа говорю.
Евгений Кунин в книге «Логика случайности» рассказывает о возникновении генетического кода. Она пока не переведена но можно прочитать по-английски.
После вопроса Л.М. Марков сказал: спасибо за комментарий и пошептался с Екатериной Железной вопреки протестам Л.М. можно вслух и не шептаться?
Катя поняла Сашу и предложила более конкретные вопросы.
Отвечая на них, он сказал что в происхождении нефти ничего не понимает. Некоторые считают что вирусы древние. Первые ДНК придумали именно вирусы.
Известно что на кристаллической решетке некоторых минералов полимеризация может происходить, алюмосиликатах. Были именно глины.
В принципе в растворе репликация РНК происходит, только там катализаторы нужны, ионы магния.
Вероятность зарождения жизни оценки разных авторов очень различаются. Делается на коленке, как американцы говорят на обратной стороне конверта. Как-то легко получается. Но скажем Евгений Кунин скептически относится к зарождению жизни, нужна гипотеза многих миров.
Кажется первый репликатор мог появиться каким-то простым способом, там не надо чтобы тысячи нуклеотидов встали на свои места.
По окончании лекции выдали свидетельство об участии в семинаре.
Вопросы Л.М., оставшиеся без ответа: Вопрос что дальше? По Малахову?
Почему вы в основу берете вещество, а не самоорганизацию? Ведь из чего, особой разницы нет. Это все можно и на компьютере нарисовать.
Про теорию Юрия Чайковского уже и боюсь спрашивать.
После вопроса Л.М. Марков сказал: «спасибо за комментарий» и пошептался с Екатериной Железной вопреки протестам Л.М. можно вслух и не шептаться?
Марков как Дарвин: все чудесно получается, остается небольшой разрыв палеонтологической летописи.
У Маркова получилось посложней и покрасивей чем у Опарина, но те же коацерваты. Теория из числа мишеней сарказма Лема. Те же комбинаторные игры в подтасовки, которые ничем кроме красивого оформления новейщими данными не отличаются от прошлого редукционизма. Как и у Михаила Гельфанда это путь к грантам, но не к истине.
Марков очевидно исключает vis vitalis и считает единичный абиогенез неизбежным, но так не м.б. – если жизнь может возникнуть, то не м.б. один раз. Марков как и Опарин идет не с того конца и ищет условно говоря генеративные клетки не в яйцах, а в бороде.
После последней революции в науке развитие синергетики, теории фракталов подход странен и он прежде всего скучен, что было видно по обманутым ожиданиям аудитории.
Народ начал уходить раньше, чем кончилась лекция.
Очевидно жизнь является неслучайной цепью маловероятных событий. Исход цепи тем более неизбежен, чем больше событий с чрезвычайно низкой вероятностью каждого по отдельности.
В таком плане абиогенез тем более единичный представляется абортивной идеей.
Аннотация лекции:
Вопрос о происхождении жизни волнует всех, и очень жаль, что он пока еще далек от разрешения. Основная сложность тут в том, что путь от неорганических молекул к первой живой клетке был долгим и трудным. На этом долгом пути было множество развилок, остановок, временных отступлений, всевозможных промежуточных этапов и «переходных звеньев». Досаднее всего, что эти многочисленные, разнообразные и сложные события не оставили, по-видимому, никаких следов в палеонтологической летописи. Земная кора просто не сохранила столь древних осадочных пород. К тому же есть основания полагать, что какие-то ранние этапы пути могли быть пройдены и вовсе не на Земле, а в протопланетном облаке или на других небесных телах. Поэтому ученые пока вынуждены довольствоваться разработкой правдоподобных гипотез, описывающих и объясняющих отдельные этапы долгого пути от мертвой материи к живой клетке. Эти гипотезы поддаются экспериментальной проверке, но таким способом можно доказать только принципиальную возможность того или иного хода событий. Гораздо труднее доказать, что все на самом деле именно так и происходило.
Марков начал лексцию с того что за один час все рассказать невозможно, я своим студентам обычно три лекции читают. Наш мозг устроен так что на интуитивном уровне трудно оценивать большие и малые величины. Как писал Ричард Докинз, хорошо средние величины. Вероятность погибнуть в авиакатастрофе 1/200 если пять тыс часов, но если бы мы жили по сто тыс лет летать было бы самоубийством. Мы воспринимаем как чудо совпадения одна десятитысячная.
Абиогенез если жизнь зародилась на Земле то один раз. Как так получилось что мы находимся на планете где есть жизнь с вероятностью одна квинтильонная. Вселенная настолько велика что зарождение жизни неизбежно. Если верны модели и вселенная в первое время расширялась очень быстро, то она составляет малу часть мира и вероятность зарождения жизни намного больше.
Когда открывают наиболее простые способы абиогенного синтеза веществ, мы не абиогенез он очевиден, а повышаем вероятность встречи с инопланетянами.
Этапы зарождения жизни: абиогенный синтез органических соединений; абиогенный синтез сложных соединений кирпичиков жизни; появление первых репликаторов как основа дарвиновской эволюции; после этого уже все проще; появление белкового синтеза; LUCA Last Universal Common Ancestor последний общий предок бактерий эукариот и архей.
Долгое время считали что мухи или мыши самозарождаются из грязи благодаря тому что все пронзает жизненная сила.
Франческо Реди накрыл тряпочкой тухлое мясо и показал что мухи там не зарождаются.
Пастер показал что и микробы от чего-то материального.
Выиграла от этого религия.
Как пусть и в далеком прошлом живое произошло от неживого.
Фридрих Велер 1828 синтез мочевины первый крупный успех абиогенеза.
Жизнь основана на простых атомах, которых во Вселенной больше всего, что правильно. Органику находят в метеоритах, которые никогда не входили в состав каких-нибудь планет и аминокислоты и нуклеотиды.
Стэнли Миллер 1953 запустил синтез органики в колбе со смесью газов из которых как предполагалось состояла древняя атмосфера. Но оказалось что состав атмосферы булл другой чем в его колбе, было много углекислого газа.
В последнее время разрабатывается абиогенный синтез в гидротермальных источниках.
Армен Мулкиджанян 2009 разрабатывается основа цинкового мира под ультрафиолетом фотосинтез.
Черный и белый курильщики соответственно железный и цинковый миры с фотосинтезами на соответственно железа меди никеля или сульфидах марганца и цинка.
Третий тип подземным вулканических источников щелочные известковые.
Понятно что жизнь зародилась в неравновесной системе, если взять большой таз вроде океана и насыпать туда, ничего само не зародится.
Дальше встает проблема избирательного синтеза именно нужных молекул, браковка других. Как это могло происходить? Синтез органики из неорганики дает рацемическую смесь. Ничего неразрешимого тут нет. Можно придумать что будут синтезироваться только левые.
Реакция Бутлерова водный раствор формальдегида с добавлением щелочи магния или кальция при нагревании дает сахара. Реакция Бутлерова не может эволюционировать по Дарвину, там наследственности нет. Пытались пищу для космонавтов.
Левые аминокислоты дают правые сахара. Хиральную чистоту можно получить. В некоторых метеоритах хиральное обогащение, некий отбор аминокислот.
Раньше в книгах о происхождении жизни много писали про каталитические циклы, но это еще не жизнь чтобы стартовала эволюция, должны появиться не просто катализаторы, а такие катализаторы которые обладают наследственной изменчивостью.
Теория РНК-мира: две ключевые функции – хранение размножение передача наследственной информации и активная работа по получению энергии синтезу необходимых молекул поддержанию структуры организму.
РНК может выполнять обе функции без ДНК и без белков. Именно РНК могла быть первой молекулой жизни, такой т.зр. придерживался Френсис Крик. Гипотеза оставалась экстравагантной пока не открыли рибозимы.
Стали изучать рибозимы, в природе их осталось немного были вытеснены более эффективными белками. Но их можно получить методом искусственной эволюции.
У теории РНК-мира как у всякой молодой теории много проблем. Тенденция такая что в ней все меньше остается непонятных мест.
Например проблема абиогенного синтеза нуклеотидов.
Четыре года назад в абиогенной химии прорыв. До этого получили цитозин, получили рибозу но соединить не удавалось. Оказалось что если добавить немного фосфата то бешеная комбинаторика сокращается и получается то что надо. Сделали цитозин, хотели бы еще уридин. Сделать это достаточно просто, если облучить ультрафиолетом. Как раз то что входит в состав РНК. Процесс который был не придуман, а открыт. Химики не придумали некую хитрость, а получили.
Можно было ожидать что развивая эту реакцию получатся еще открытия. Добавление аминокислот. Джейсон Хейн 2011 получил стереохимический синтез с хиральной чистотой. Левый пролин связывается с глицеральдегидом и для синтеза нуклеотидов остается только правый пролин. Так была решена проблема хиральной чистоты.
Шпильки А Т Г Ц самые устойчивые из нуклеотидов.
Дарвин в письме Джозефу Хукеру написал жизнь могла зародиться в теплой луже.
Удалось получить рибозим который способен осуществить репликацию до 95 нуклеотидов и получить другой рибозим. Последние версии рибозимы меньше зависят. Но есть проблемы праймеров. Но тем не менее какая-то полимеразная активность рибозимов есть. правда нет рибозимов которые могут синтезировать сами себя.
Взаимное размножение двух рибозимов используя в качестве пищи олигонуклеотиды. Вопрос в том откуда берется такая сложная пища? Могло быть некое содружество. Показаны рибозимы-эгоисты, которые в конкуренции за субстрат синтезируют сами себя.
Т.о. за исключением некоторых пробельчиков, все получается весь путь более-менее разгадан. Остались стыки.
Как белки синтезировать, боюсь что не сегодня.
Пропущу про мембраны, протоклетки.
Действительно величайшим приобретением было обретение белкового синтеза. Рибосома это очень сложный агрегат. Исследование 23S рРНК показало ее можно разобрать не повреждая основы только одним способом который видимо представляет собой обратную эволюцию пока не останется маленький кусочек. С которого видимо все началось маленький простенький рибозим с которого видимо и началась рибосома. Он оказался каталитическим центром. Все остальные блоки рибосомы нужны для стабилизации эффективности и т.п. Сначала видимо соединяли безвыборочно в полипептид, но возможно аминокислот и было не двадцать. Оказалось даже такой неспецифический синтез повышает устойчивость рибозимов, защищает от гидролиза. Рибозимы могли защищаться повышать свою выживаемость за счет синтеза таких пептидов.
Хищные пептиды могли расщеплять пептиды.
Как возник генетический код, не берусь. Уже полтора часа говорю.
Евгений Кунин в книге «Логика случайности» рассказывает о возникновении генетического кода. Она пока не переведена но можно прочитать по-английски.
После вопроса Л.М. Марков сказал: спасибо за комментарий и пошептался с Екатериной Железной вопреки протестам Л.М. можно вслух и не шептаться?
Катя поняла Сашу и предложила более конкретные вопросы.
Отвечая на них, он сказал что в происхождении нефти ничего не понимает. Некоторые считают что вирусы древние. Первые ДНК придумали именно вирусы.
Известно что на кристаллической решетке некоторых минералов полимеризация может происходить, алюмосиликатах. Были именно глины.
В принципе в растворе репликация РНК происходит, только там катализаторы нужны, ионы магния.
Вероятность зарождения жизни оценки разных авторов очень различаются. Делается на коленке, как американцы говорят на обратной стороне конверта. Как-то легко получается. Но скажем Евгений Кунин скептически относится к зарождению жизни, нужна гипотеза многих миров.
Кажется первый репликатор мог появиться каким-то простым способом, там не надо чтобы тысячи нуклеотидов встали на свои места.