В чём самая большая проблема абиогенеза
Mar. 15th, 2023 09:16 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
mns2012В том, что никак не выходит начать с простого: начальная конфигурация обязана была быть сложной (чем больше узнаём подробностей, тем более строгими предстают минимально необходимые требования, предъявляемые к живой системе). Не получается с простого никак. Тут не нужно давать себя ввести в заблуждение проповедникам величия абиогенеза. Надо фильтровать хайп: в реальности не удаётся создать даже составные части составных частей в добиотическом контексте, то есть: без привлечения компонентов, выделенных из живых организмов, удовлетворяя при этом требованиям практически значимого выхода реагентов, обеспечивающего отсутствие деградации процесса, с нужным видом стереоизомеров, попросту говоря, без игнорирования соответствующих химических проблем.
Вот кое-кто радуется, глядя на автокаталитический цикл. Но даже если взять в рассмотрение 40% выход, то есть если с 1 кг стартового реагента получаем 400 г. за один цикл, то через 10 повторений цикла у нас что получается? 0.410 кг. А статьи пишут про выход менее 1%...
Далее, если у нас только 7% изначальной РНК удалось реплицировать в лабораторных условиях, о чём вообще говорить? И это то, что лежит на поверхности. Дальше больше.
Химические требования (хиральность, очистка, температура, давление, концентрации, выход реакций, ингибирование одних реакций и катализ других и пр., и всё это в динамике) к первому поколению организмов таковы, что они практически исключают неинтеллектуальный синтез: в природе всё присуствует в смесях, временной фактор оказывается враждебен, а не дружественен и пр. Так что всё требуемое, с точки зрения химии, чему удовлетворяют живые организмы на сегодняшний момент, не могло образоваться потом, но с него обязано было всё начаться, уже не говоря о требованиях организации репликации (трансляционный комплекс и пр.), о чём здесь уже говорилось тысячу раз.
Проблема в том, что утверждение "всё стартовало с простого и по ходу эволюционировало в сложное" нефальсифицируемо. В принципе, это, конечно, можно было бы продемонстрировать, если бы это действительно было так. О какой эволюции вообще можно говорить до возникновения жизни?! Поэтому им кровь из носу надо делать вид, что всё очень просто. Казалось бы: ну, возьмите пробирку, насыпьте и налейте туда, чего вы хотите, руки уберите, и покажите нам, как там образуется жизнь. Ну, хорошо, не жизнь, а хотя бы ее основные компоненты, но при выполнении необходимых ограничений действительно добиотического синтеза. Нам должны продемонстрировать лёгкость и самопроизвольность всего этого хозяйства. На практике же мы видим, как штампуются статьи со 100-страничными приложениями. Почему до сих пор этого не сделано? Потому что в реальности ничего подобного не было. Это всё немыслимо без интеллекта.
Единственный научно безупречный путь -- брать живое, как оно есть сейчас, пытаться свести к минимальному набору функций и смотреть, насколько оно сложно. Здесь хоть что-то можно утверждать: хотя бы известны неизвестные (known unknowns). В обратную сторону "от простого к сложному" на практике экспериментально двигаться нельзя, потому что здесь даже неизвестные неизвестны (unknown unknowns), причём со временем проблема становится только сложнее.
Из того, что мы уже знаем сегодня (J. Xavier et al.: Systems Biology Perspectives on Minimal and Simple Cells, doi: 10.1128/MMBR.00050-13), первая жизнь должна была характеризоваться следующим:
- минимальный обмен веществ, а это значит мембрана со своими специфическими функциями узнавания нужных веществ при их движении в обе стороны, источник энергии, минимальный интерактом, всё, что обеспечивает гомеостаз, робастный (не подверженный деградации со временем) синтез всех составляющих: белков, углеводов, липидов и нуклеотидов.
- минимальная репликация: копирование и трансляция по минимальному описанию, хранящемуся в памяти, включающему описание системы и описание репликатора. Здесь свой ворох проблем: устойчивая репликация, распознавание, чтение, запись, копирование с коррекцией ошибок, для всего этого необходим язык (Howard Pattee: The Nature of Hierarchical Controls in Living Matter).
Это независимые друг от дружки процессы, которые должны сосуществовать и быть оркестрованы в единое функционирующее целое. Жизнь, уже существующая, -- тут да, она уже содержит в себе персистентный контекст для сосуществования всех этих процессов, чем обеспечивается стремление живого к поддержанию своего состояния. А до того?! Никакой потенции у неживой материи к организации себя в этом смысле нет.
От былой радости поклонников эксперимента Юри-Миллера (1952 г.) не осталось и следа. Уже сегодня есть понимание, что это всё чудовищно сложно. А что будет через 10-20 лет?!
Как-то вот так...
Вот кое-кто радуется, глядя на автокаталитический цикл. Но даже если взять в рассмотрение 40% выход, то есть если с 1 кг стартового реагента получаем 400 г. за один цикл, то через 10 повторений цикла у нас что получается? 0.410 кг. А статьи пишут про выход менее 1%...
Далее, если у нас только 7% изначальной РНК удалось реплицировать в лабораторных условиях, о чём вообще говорить? И это то, что лежит на поверхности. Дальше больше.
Химические требования (хиральность, очистка, температура, давление, концентрации, выход реакций, ингибирование одних реакций и катализ других и пр., и всё это в динамике) к первому поколению организмов таковы, что они практически исключают неинтеллектуальный синтез: в природе всё присуствует в смесях, временной фактор оказывается враждебен, а не дружественен и пр. Так что всё требуемое, с точки зрения химии, чему удовлетворяют живые организмы на сегодняшний момент, не могло образоваться потом, но с него обязано было всё начаться, уже не говоря о требованиях организации репликации (трансляционный комплекс и пр.), о чём здесь уже говорилось тысячу раз.
Проблема в том, что утверждение "всё стартовало с простого и по ходу эволюционировало в сложное" нефальсифицируемо. В принципе, это, конечно, можно было бы продемонстрировать, если бы это действительно было так. О какой эволюции вообще можно говорить до возникновения жизни?! Поэтому им кровь из носу надо делать вид, что всё очень просто. Казалось бы: ну, возьмите пробирку, насыпьте и налейте туда, чего вы хотите, руки уберите, и покажите нам, как там образуется жизнь. Ну, хорошо, не жизнь, а хотя бы ее основные компоненты, но при выполнении необходимых ограничений действительно добиотического синтеза. Нам должны продемонстрировать лёгкость и самопроизвольность всего этого хозяйства. На практике же мы видим, как штампуются статьи со 100-страничными приложениями. Почему до сих пор этого не сделано? Потому что в реальности ничего подобного не было. Это всё немыслимо без интеллекта.
Единственный научно безупречный путь -- брать живое, как оно есть сейчас, пытаться свести к минимальному набору функций и смотреть, насколько оно сложно. Здесь хоть что-то можно утверждать: хотя бы известны неизвестные (known unknowns). В обратную сторону "от простого к сложному" на практике экспериментально двигаться нельзя, потому что здесь даже неизвестные неизвестны (unknown unknowns), причём со временем проблема становится только сложнее.
Из того, что мы уже знаем сегодня (J. Xavier et al.: Systems Biology Perspectives on Minimal and Simple Cells, doi: 10.1128/MMBR.00050-13), первая жизнь должна была характеризоваться следующим:
- минимальный обмен веществ, а это значит мембрана со своими специфическими функциями узнавания нужных веществ при их движении в обе стороны, источник энергии, минимальный интерактом, всё, что обеспечивает гомеостаз, робастный (не подверженный деградации со временем) синтез всех составляющих: белков, углеводов, липидов и нуклеотидов.
- минимальная репликация: копирование и трансляция по минимальному описанию, хранящемуся в памяти, включающему описание системы и описание репликатора. Здесь свой ворох проблем: устойчивая репликация, распознавание, чтение, запись, копирование с коррекцией ошибок, для всего этого необходим язык (Howard Pattee: The Nature of Hierarchical Controls in Living Matter).
Это независимые друг от дружки процессы, которые должны сосуществовать и быть оркестрованы в единое функционирующее целое. Жизнь, уже существующая, -- тут да, она уже содержит в себе персистентный контекст для сосуществования всех этих процессов, чем обеспечивается стремление живого к поддержанию своего состояния. А до того?! Никакой потенции у неживой материи к организации себя в этом смысле нет.
От былой радости поклонников эксперимента Юри-Миллера (1952 г.) не осталось и следа. Уже сегодня есть понимание, что это всё чудовищно сложно. А что будет через 10-20 лет?!
Как-то вот так...
