Биологическая жизнь и космическое пространство.

[sychbird]

Попробую открыть новую тему: Биологическая  жизнь и космическое пространство.

Предлагаю размещать здесь новые научные материалы, имеющие отношение к данной теме в максимально широких аспектах: планетологическом, астрономическом , с точки зрения происхождения жизни на Земле и ее вероятности присутствия в космосе. . Хочется надеяться что тема приживется и вызовет интерес сообщества форума.

Новая гипотеза происхождения хиральности биомолекул

Группа исследователей из Университета Аризоны под руководством Сандры Пиццарелло (Sandra Pizzarello) обнаружила, что некоторые из абиотических прекурсоров жизни на Земле содержат хиральные биомолекулы в концентрациях гораздо больших, чем считалось ранее.

Фрагмент Марчизонского метеорита и выделенные из него соединения (в пробирке). (Рисунок: DOE/Argonne National Laboratory)

Исследователи из Аризоны работали совместно с Марчело Александре (Marcelo Alexandre) из Университета Брауна, изучая органический материал, содержащийся в особом типе метеоритов, содержащих, в том числе, и большое количество аминокислот идентичных биологическим молекулам земного происхождения. Эти метеориты представляют собой осколки астероидов, возраст которых сравним с возрастом Солнечной системы (около 4.5 миллиардов лет).

Известно, что лабораторный синтез биологических молекул приводит к образованию рацемической смеси, содержащей равное количество право- и левовращающих плоскость поляризованного света изомеров. Однако биологически значимые протеиногенные аминокислоты представляют собой L-изомеры, в то время как углеводы, участвующие в энергетическом обмене или связывающие блоки нуклеиновых кислот, относятся к D-ряду. Вопрос о природе преимущественного использования природой в метаболизме лишь одного из оптических изомеров является ключевым для происхождения жизни на Земле

Прежние исследования Пиццарелло и почетного профессора Университета Аризоны Джона Кронина (John Cronin) были посвящены анализу аминокислот в составе Марчизонского метеорита. Исследователи обнаружили, что в составе Марчизонов L-аминокислоты представлены в большей концентрации, чем D-аналоги. Текущие исследования Пицаррелло посвящены изучению состава древних метеоритов, обнаруживаемых в антарктических льдах, при этом лед играет роль определенного «консерванта», обеспечивающего практическую неизменность органических компонентов метеоритного материала. Исследования показали, что в антарктических метеоритах отношение L/D аминокислот еще большее, чем в Марчизонских метеоритах.

Результаты исследования, возможно, являются первой демонстрацией того, что в космическом пространстве существуют естественные процессы регулирования оптической активности аминокислот.

Источник: Arizona State University press release

[Tiger]

Верно ли, что эти безобразники, лишенные всякого чувства приличия и нравственных тормозов, вылили на скалы безжизненной Земли шесть бочек заплесневелого желатинового клея и два ведра испорченной альбуминовой пасты, подсыпали туда забродившей рыбозы, пентозы и левуллозы и, словно им мало было всех этих гадостей, добавили три больших бидона с раствором прокисших аминокислот, а получившееся месиво взболтали угольной лопатой, скособоченной влево, и кочергой, скрученной в ту же сторону, в результате чего белки всех будущих земных существ стали ЛЕВОвращающими?!

 

[gans3]

Попробую открыть новую тему:

Попробуйте переименовать как-нибудь...
Биологическая жизнь  - это да. Это как жидкая жидкость
Например "Экзожизнь"
По аналогии с экзопланетами.

[sychbird]

Ну я достаточно обдуманно выбрал это название. Любое другое неминуемо привлечет любителей пофлудить на тему сообществ из мира Терминаторов, отправивших посланцев в Солнечную систему.

Вот Tiger  привел хорошую цитату, я его приветствую. Научное предвиденье нередко рядиться в тогу ироничного ерничания, дабы укрыться от истошных криков ортодоксов.

В качестве примера  не биологической жизни можно вспомнить С Лема -"Непобедимый" (одна из моих любимых книг) и "Черное облако" Фреда Хойла, не последнего человека в астрофизике.

Ну и как только японцы поставят своих андроидов на конвейр собирать других андроидов под управлением пары нейронных суперкомпьютеров, термин биологическая жизнь обрастет новыми гранями. Я просто чуть чуть экстраполирую. :roll:  

[Tiger]

Ну и как только японцы поставят своих андроидов на конвейр собирать других андроидов под управлением пары нейронных суперкомпьютеров, термин биологическая жизнь обрастет новыми гранями. Я просто чуть чуть экстраполирую. :roll:  

Да ну - их бы андроидам сначала бы хоть икру метать научиться в промежутках между сеансами выживания. Тогда - да...

[Иван Моисеев]

Ученые много и плодотворно работают над проблемами биологической жизни в космическом пространстве:
http://path-2.narod.ru/02/06/0005.htm

[sychbird]

Да ну - их бы андроидам сначала бы хоть икру метать научиться в промежутках между сеансами выживания. Тогда - да...

Здесь я с Вами согласиться не могу. Метание икры это чисто биологический подход. Для собранных в мастерской андроидов более естественным способом увеличения числа себе подобных является конвейрная сборка.
А для нас интригующим должен быть вопрос о признании их прав, кои не замедлят быть заявленными  и вероятнее всего их  представителями биологического происхождения :roll:  

[L_Pt]

Группой ученых из Объединенного Королевства (Университет Лидса) продемонстрировано, что фосфорсодержащие соединения внеземного происхождения, попадающие на Землю с кометным или метеоритным веществом, могли сыграть ключевую роль в появлении жизни на нашей планете.
Проведенные исследовательской командой Теренса Ки (Terence Kee) квантово-химические и экспериментальные исследования анаэробных превращений фосфаалкинов в условиях термо- и фотохимической активации позволяют сделать предположение о космическом происхождении источника производных низкоокисленного фосфора в коре молодой Земли.
Фосфаалкины, несмотря на то, что их не так то просто получить в лаборатории, достаточно часто обнаруживаются спектральными методами в космических газопылевых образованиях. Британские исследователи показали, что гидролиз этих веществ в отсутствие кислорода может приводить к образованию так называемых Марчизонских фосфонатов (фосфонаты, микрограммовые количества которых содержатся в Марчизонском метеорите, обнаруженном в Австралии в 1969 г.).
Соединения фосфора играют существенную роль в процессах пластического и энергетического обмена. Производные фосфорной и полифосфорных кислот можно обнаружить в таких биологически значимых молекулах, как нуклеиновые кислоты, фосфолипиды и фосфопротеиды. Вместе с тем, в настоящее время фосфор находится в земной коре в виде фосфатов, низкая растворимость которых в воде не может полноценно объяснить образование свободных фосфорных кислот и их производных на добиогенном этапе химической эволюции Земли.
Открытие Марчизонских фосфонатов позволило предположить, что в отсутствие жизни на Земле химия фосфора могла базироваться на соединениях, содержащих фосфор в степенях окисления более низких, чем в современных биологически значимых молекулах. Определение состава Марчизонского метеорита в 1970-е годы могло являться первым несмелым свидетельством в пользу того, что растворимые в воде производные фосфора могли быть занесены на Землю из космического пространства. Вместе с тем, до настоящего времени у химиков и биологов не было достаточных аргументов для объяснения того, как фосфонаты могли образоваться в условиях глубокого космоса или добиотической (бескислородной) атмосферы Земли.
Ки считает, что установление взаимосвязи особенностей образования фосфонатов в абиотических условиях и их использования биологическими системами может дать нам ценную информацию о том, как развивалась жизнь на Земле и как она может развиваться где-либо еще во Вселенной.

Источник: Chem. Commun., 2006, Р. 1643.


PS Жаль, что по первому сообщению в этом топике я так и не нашел никаких более подробных данных (в частности количества право- и левовращающих аминокислот). Может кто-то видел?

[sychbird]

PS Жаль, что по первому сообщению в этом топике я так и не нашел никаких более подробных данных (в частности количества право- и левовращающих аминокислот). Может кто-то видел?

А по приведенному в  конце  сообщения источнику смотрели? Если да, то то я могу запрос в службу дайджеста сделать.

[L_Pt]

sychbird

А по приведенному в конце сообщения источнику смотрели? Если да, то то я могу запрос в службу дайджеста сделать.

На сайте аризонского университета я нашел только такую же самую статью (пусть и языком оригинала).
Насколько я понимаю в свободном доступе они полные тексты своих научных статей не предоставляют. Как и подавляющее большинство издателей.

[sychbird]

sychbird

А по приведенному в конце сообщения источнику смотрели? Если да, то то я могу запрос в службу дайджеста сделать.

На сайте аризонского университета я нашел только такую же самую статью (пусть и языком оригинала).
Насколько я понимаю в свободном доступе они полные тексты своих научных статей не предоставляют. Как и подавляющее большинство издателей.

Ну тогда можно поискать по авторам. Начиная с поисковика сайта университета. И по предмету исследования, как он обозначен на языке оригинала.

[L_Pt]

sychbird

Ну тогда можно поискать по авторам. Начиная с поисковика сайта университета.

Можно (я с этого и начал). Вот http://knet.asu.edu/research/?getObject=asulib:75916 станица публикаций Sandra Pizzarello.
Данного исследования еще нет в списке, но главное что и для всех предыдущих нет доступа до полных статей.

[sychbird]

В зонах планетообразования обнаружены органические молекулы и вода

     Анализируя данные, переданные космическим телескопом Spitzer, американские ученые обнаружили большое количество простых органических газов, а также водяных паров, сосредоточенных вокруг молодой звезды в области возможного формирования планет. Водяные пары были также обнаружены в зонах планетообразования вокруг двух других звезд.
     С помощью инфракрасного спектрографа телескопа Spitzer Джон Карр (John Carr) из исследовательской лаборатории ВМС США и его коллеги измеряли химический состав газов, образующих протопланетарный диск вокруг молодой звезды AA Tauri, возраст которой составляет менее 1 млн. лет. Ученые обнаружили, что протопланетарный диск содержит такие органические молекулы, как цианид водорода, ацетилен и углекислый газ, а также пары воды.
     Сравнивая химический состав протопланетарного диска с составом межзвездного газа в молекулярных облаках, исследователи установили, что обнаруженные органические молекулы образовались внутри диска в ходе протекающих там химических реакций.
     Другая исследовательская группа под руководством профессора Джеффри Блейка (Geoffrey Blake) из Калифорнийского технологического института обнаружила наличие водяных паров во внутренних областях протопланетарных дисков еще двух звезд. Ученые считают, что дальнейшие исследования позволят обнаружить органические молекулы и водяные пары в зонах планетообразования многих молодых звезд, сообщает CNews.ru со ссылкой на EurekAlert.

     - К.И.

[sychbird]

Места рождения планет дают пристанище семенам жизни

Астрохимики впервые напрямую наблюдали одновременное присутствие органических молекул и воды в областипланетоформирования вокруг молодой звезды. Существование такой смеси вокруг других звезд может означать, что наша Солнечная система с планетами, содержащими химические предшественникижизни, может оказаться рядовым астрономическим объектом.
Считается, что образование планет вокруг молодых звезд происходит из протопланентных дисков, состоящих из пыли и газа. Тем не менее, химический состав строительного материала для планет до сих пор оставался интригующей загадкой. До недавнего времени информация о химическом составе молодой Солнечной системы собиралась учеными по крупицам за счет изучения комет и метеоритов, возраст которых составляет миллиарды лет.
Модель предсказывает, что глыбы льда, дрейфующие в теплый внутренний регион диска (в котором ожидаемо образование планет земного типа), снабжают его водяными парами. Органические соединения поступают в область формирования планет земного типа по сходному механизму. (Рисунок из Science, 2008, 319, 1504)
Исследователи из США сообщают о результатах спектрального наблюдения воды и простых органических молекул в составе протопланетарного диска вокруг звезды AA Tauri – напоминающей множество молодых звезд, включая молодое Солнце. Использовав ИК спектрометр, размещенный на космическом телескопе NASA's Spitzer, Джон Карр (John Carr) и Джоан Наджита (Joan Najita) получили спектры высокого разрешения диска вокруг AA Tauri в области частот от 10 до 40 мкм.
Наджита отмечает, что впервые в области формирования планет протопланетного диска были обнаружены совместно вода и простые органические молекулы. Он полагает, что результаты исследований дают новые возможности для изучения физических и химических условий планетоформирования.
Изучение молекул в космосе главным образом основывается на спектроскопии в радиочастотном диапазоне, однако эти методики обладают недостаточной чувствительностью и разрешающей способностью для изучения протопланетных дисков, располагающихся на расстоянии около 10 астрономических единиц (около 150000000000 км) от центральной звезды.
В протопланетном диске были обнаружены вода, радикалы OH, HCN, C2H2 и CO2 – которые особо важны, так как являются прекурсорами строительных блоков для биологически важных молекул. Высокое содержание обнаруженных молекул позволяет предположить, что эти вещества образовались непосредственно в протопланетном диске. Это дает надежду на то, что прекурсоры жизни обычно образуются непосредственно в протопланетных дисках.

Источник: Science, 2008, 319, 1504

[sychbird]

В атмосфере экзопланеты обнаружен метан

С помощью телескопа Хаббл исследователи обнаружили характерную сигнатуру метана в атмосфере уже упоминавшегося более года назад в наших новостях «горячего Юпитера» HD 189733b. В определенных обстоятельствах метан может играть ключевую роль на добиотическом этапе биохимической эволюции. Хотя метан обнаружен в атмосфере большинства планет Солнечной системы, он впервые детектирован в атмосфере экзопланеты.
Воображение художника нарисовало экзопланеты HD 189733b, в атмосфере которой есть вода и метан. [Рисунок] Планета HD 189733b, содержащая в атмосфере пары метана и воды, расположена в 63 световых годах от Земли в созвездии Vulpecula (Лисичка). HD 189733b относится к типу «горячих Юпитеров» – размеры этих экзопланет сравним с Юпитером, однако их удаление от своих звезд меньше, чем удаление Меркурия (HD 189733b совершает полный оборот вокруг своей звезды за два дня). Температура атмосферы HD 189733b достигает 900

[sychbird]

Новые данные о присутствии хлоридов на поверхности Марса.
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/319/5870/1651

[sychbird]

Диоксид азота + вода = гидроксил-радикалы?
Обнаружено, что возбуждение молекул диоксида азота видимым светом стимулирует их взаимодействие с атмосферными парами воды, приводящее к образованию существенных количеств гидроксильных радикалов.

Результаты демонстрируют, что эта реакция, длительное время считавшаяся недостаточно значительной для включения в моделирование атмосферных процессов, в определенных условиях может отвечать за 50% гидроксильных радикалов, содержащихся в тропосфере.
Амитабха Синха (Amitabha Sinha) из Университета Калифорнии Сан Диего, возглавлявший исследование, отмечает, что реакция гидроксильных радикалов с углеводородами в присутствии NO и NO2 может приводить к образованию смога.
Основным источником гидроксил-радикалов в тропосфере до настоящего времени считалась реакция воды с возбужденным кислородом, образующимся в результате фотодиссоциации озона, вызванной УФ-излучением. Новое исследование демонстрирует, что хотя образование радикалов ОН за счет реакции NO2 с водой протекает в тысячи раз медленнее, ее результаты также могут оказаться существенными для атмосферной химии благодаря тому, что эта реакция активируется видимым светом, более доступным в условиях тропосферы.
В 1997 году исследователи из Германии уже высказывали предположение об участии диоксида азота в образовании гидроксильных радикалов, однако проведенные ими измерения не подтвердили их спекуляции.
Высокочувствительная лазерная техника позволила исследователям из Сан Диего не только непосредственно наблюдать генерацию гидроксильных радикалов из воды и диоксида азота, но и определить его скорость, на порядок превышающую значение, оцененное немецкими учеными.
Пауль Веннберг (Paul Wennberg) и Дональд Дэбдаб (Donald Dabdub) опасаются, что константы скорости, о которых сообщает группа Синха, могут быть завышены. Они утверждают о необходимости дальнейшего изучения предлагаемого механизма образования радикалов ОН.

Источник: Science 2008, 319, 1657

[Oleg]

Жизнь, возможно, существует в нашей галактике 10 миллиардов лет
24.03.2008 14:44 | Радио Свобода
Гипотеза панспермии возникла в XIX. Она утверждает, что истоки жизни были занесены на Землю вместе с космическими телами. Сегодня исследования метеоритов, в которых обнаружились следы структур, похожих на биологические организмы, также дают основания для развития теории панспермии.

Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института ядерной физики Александр Панов рассказывает о том, почему некоторые современные ученые придерживаются гипотезы о внеземном происхождении жизни.

- То, что жизнь существует - это мы все понимаем, но мы не знаем, как она появилась на Земле. Существуют два класса гипотез. Первый класс гипотез сводится к тому, что жизнь каким-то образом возникла на Земле в ходе естественных процессов. В соответствии с другим классом гипотез жизнь на Земле не возникала, а была занесена из космоса, то есть возникла в другом месте. Если жизнь возникла на Земле, то возникает вопрос, как это могло произойти, какой процесс мог привести к возникновению жизни. Казалось бы, если мы находимся выберем другой класс гипотез, рассматриваем вопросы, связанные с панспермией, тогда вопрос о происхождении жизни просто переносится в другое место: она возникла не на Земле, а где-то в другом месте. Казалось бы, это не вносит ничего нового. Существует такое распространенное мнение, что гипотеза панспермии ничего не дает для вопроса о происхождении жизни. Я хотел бы подчеркнуть, что панспермия не просто перенос вопроса о возникновении жизни в другое место. На самом деле гипотеза панспермии может означать качественно иной механизм процесса возникновения жизни. Согласно существующим представлениям, жизнь на Земле возникла 3,8 миллиарда лет назад, и после того, как она возникла, в первое время эволюция протекала, грубо говоря, очень медленно. Сначала возникла прокариотная биосфера (безъядерных одноклеточных организмов), и она существовала без существенных изменений как минимум миллиард лет, прежде чем произошло что-то существенное, например, образовались первые эвкариоты (одноклеточных с ядром). Потом еще миллиард лет существовала биосфера одноклеточных эвкариотов. Короче говоря, процессы шли очень медленно. А по мере эволюции с одной стороны биосфера становилась сложнее, а с другой - процессы протекали все быстрее. Возникает ощущение, что чем сложнее организована система, тем быстрее она эволюционирует.

- Как оценка скорости эволюции может помочь в решении вопроса о происхождении жизни?

- Во-первых, жизнь не могла возникнуть как какое-то одномоментное явление, потому что даже самые простые живые организмы невероятно сложны, и случайно сложиться из химических ингредиентов они не могли. Вероятность случайного появления жизни исчезающе мала, и ее с хорошей точностью можно считать равной нулю. Поэтому очевидно, что должна была происходить предбиологическая химическая эволюции. Очевидно, что предбиологическая система, предбиологическая, предбиосфера - это и есть нечто более низко организованное и более простое, чем биосфера. Поэтому на основании обратной индукции можно предположить, что поскольку система более просто организована, более примитивна, она должна функционировать еще медленнее. И на основе элементарных соображений возникает гипотеза, что предбиологическая химическая эволюция должна быть еще более медленной, чем первые фазы биологической эволюции. Поскольку первые фазы биологической эволюции продолжались, по крайней мере, два миллиарда лет, то предбиологическая фаза должна продолжаться в несколько раз дольше, то есть около 10 миллиардов лет. По этому поводу существуют совершенно разные точки зрения, некоторые считают, что на самом деле химическая эволюция в некотором смысле что-то совсем другое, непохожее на биологическую эволюцию, и она может протекать значительно быстрее. Другие считают, что она может быть еще более медленной. К сожалению, точных оценок скорости предбиологической эволюции дать никто не может, поэтому здесь мы должны заняться некоторыми спекуляциями. В частности, поскольку есть некоторые основания предполагать, что она должна быть достаточно медленной, по крайней мере, в несколько раз медленнее, чем первые фазы биологической эволюции, можно некоторые спекуляции построить на этой гипотезе.

- Как мы можем оценить продолжительность предбиологической химической эволюции?

- Хорошо известно, это геохронологические оценки достаточно точны, и Земля, и Солнечная система возникли 4 миллиарда 600 миллионов лет назад. Где-то 4 миллиарда 200 или 300 миллионов лет назад должна была существовать твердая поверхность Земли, возможно, тогда же и вода образовалась. А 3 миллиарда 800 миллионов лет назад уже была жизнь. По самым оптимистическим оценкам получается, что на предбиологическую химическую эволюцию было не больше нескольких сотен миллионов лет. Очевидно, что это находится в противоречии с той оценкой, о которой я говорил, что предбиологическая химическая эволюция должна быть крайне медленной. Такая предбиологическая эволюция просто не может уместиться в историю существования Земли. То ли действительно предбиологическая эволюция - это совсем не то, что биологическая, то ли у нас концы с концами не сходятся. Кстати, еще один интересный факт, который говорит о том, что что-то здесь не то. Как устроена биологическая эволюция? Биосфера прошла несколько этапов эволюции: сначала были прокариоты, потом одноклеточные эвкариоты, потом более сложные многоклеточные эвкариоты, но когда возникали более сложные уровни, старые не пропадали. Вся биосфера существует в виде многослойного пирога, который содержит как самые примитивные виды жизни, так и более организованные. Но что самое интересное - на Земле нет никаких следов предбиологической химической эволюции, по крайней мере сегодня они неизвестны. То есть в отличие от эволюции биосферы, предбиологическая химическая эволюция не оставила после себя никаких предбиологических химических систем, по крайней мере, явно. В общем, что-то здесь опять не то.

- Какого рода следы могла оставить предбиологическая эволюция?

- Это какие-то автокаталитические цепочки.

- Но небиологический синтез органических веществ существует в паротермальных источниках.

- Это чисто молекулярная форма существования материи. Следует предположить, что было что-то промежуточное между молекулами и настоящей жизнью. По-моему, таких вещей не удается обнаружить.

- Между отдельными органическими молекулами и жизнью предполагается существование целого РНК-мира .

- Я не нахожу этому реальных подтверждений. Как это можно было бы понять? Можно предположить, что предбиологическая эволюция действительно продолжалась 10 миллиардов лет, но только происходило это не на Земле, а в других местах, собственно говоря, на других планетах нашей галактики. А таких планет, где могла происходить длительная предбиологическая эволюция, по-видимому, существует достаточное количество. Потому что галактический диск, в котором живут звездные системы, в которых есть планеты земного типа, где может существовать жизнь, существует 12 миллиардов лет и существует промежуток времени, по крайней мере, 7 миллиардов лет между образованием галактического диска и между образованием Земли. Где-то в этом промежутке вполне могла развиваться предбиологическая химическая эволюция на других планетах, а на Землю живые организмы могли быть занесены в процессе панспермии. Для этого есть некие основания, потому что на земле метеориты обнаруживаются с других планет, кроме того в этих метеоритах есть подозрительные структуры, напоминающие биогенные. Интересно, что гипотеза панспермии может объяснить не только невероятно быстрое возникновение жизни на Земле, но еще один факт. Жизнь на Земле возникла в виде простых прокариотических организмов и, что интересно, почти одновременно с возникновением жизни уже существовал механизм фотосинтеза. Это совершенно непонятно, потому что кажется, что это что-то не очень обязательное для жизни, механизм фотосинтеза, и на создание этого механизма должно было уйти какое-то достаточное длинное эволюционное время. А на самом деле похоже на то, что фотосинтез на Земле возник фактически в тот самый момент, когда температуры опустились до такого уровня, при котором фотосинтезирующие цианобактерии могут существовать. Как это можно понять? Это можно понять таким образом, что не только жизнь появилась на Земле благодаря процессам панспермии, но и после того, как жизнь первый раз появилась, Земля все равно продолжала оставаться под постоянным давлением инфицирования из космоса, а температура з емной поверхности постепенно падала. И как только она достигла подходящих условий, подходящих для существования фотосинтезирующих бактерий, вот эти самые споры, которые заносились из космоса, немедленно дали всходы и тут же в биосфере появились фотосинтезирующие бактерии. Вот о том, что процесс возникновения жизни, процесс возникновения синтеза были почти одновременны, говорят, в частности, работы школы Заварзина.

- Это большой вопрос, когда появились цианобактерии с кислородным фотосинтезом. То есть западные ученые считают, что не раньше чем 2,7 миллиарда лет назад появились цианобактерии, а до этого появился аноксигенный фотосинтез, более примитивный, то что сейчас делают зеленые бактерии и пурпурные бактерии - это более простой биохимический процесс, который мог появиться три с половиной миллиарда лет назад.

- Если действительно это правильно, а это чисто эвристическая гипотеза, то процесс эволюции на Земле мог выглядеть таким образом, что как бы сначала она имела не совсем самостоятельный характер и новые формы жизни могли заноситься из космоса, но в какой-то момент биосфера земная достигла такой сложности, что земная эволюция оторвалась от космической и пошла самостоятельно. В частности, эвкариотные организмы вполне могли возникнуть на Земле в результате вполне естественной земной эволюции и это может означать, что эвкариоты в процессе панспермии переноситься не могут, что, скажем, они слишком сложные и недостаточно устойчивые для этого живые существа.

- Проблема в том, что у всех живых организмов на Земле один и тот же генетический код, одни и те же рибосомы, одна и та же система синтеза белка, кодирования наследственной информации, что указывает на единое происхождение, если эти споры заносились, они как бы все из одного источника должны проходить.

- Я как раз сейчас хочу сказать о том, что может быть это не совсем так. И это следующий шаг моих рассуждений. Если мы предполагаем, что панспермия жизни возможна, то тогда тем более мы должны предполагать, что возможна панспермия каких-то более простых образований, предбиологических форм существования материи. Потому что в силу того, что они более простые, они могут оказаться более устойчивыми к неудобствам космического перелета, к жесткому космическому излучению, к низким температурам и так далее. Хорошо известно, что земная жизнь, например, чем более примитивна, тем более устойчива к радиации. Так что есть некоторые основания для такого предположения. А теперь предположим, что действительно возможна не только панспермия жизни, но и панспермия каких-то предбиологических систем.

- Каков механизм панспермии?

- Мы предполагаем, что панспермия происходит в результате того, что с поверхности планет какие-то тяжелые метеориты выбивают породы, в них оказываются какие-то кусочки жизни или преджизни, все это выносится в звездную систему, а потом может ее и покинуть. С определенной вероятностью эти процессы постоянно происходят. В результате вокруг каждой звезды, где эти процессы происходят, образуется некая нестерильная зона. Существуют оценки, что она размером от трех световых лет, до нескольких, то есть она достаточно большая. А все звезды, они хаотически друг относительно друга двигаются со скоростями, это называется пекулярные скорости, около 30 километров в секунду. Они похожи на газ, только вместо атомов звезды. Когда две звезды пролетают друг относительно друга и у одной звезды есть нестерильная зона, то другая звезда очень легко может в нестерильной зоне подхватить эту «заразу» - преджизнь. Вот, допустим, в некоторой звездной системе предбиологическая эволюция достигла таких определенных высот и там образовался в некотором смысле хороший предбиологический продукт. Это значит, образовалась некоторая устойчивая предбиологическая система, которая будет конкурентоспособна по сравнению с другими аналогичными системами. Допустим, на другой звезде тоже шла предбиологическая эволюция, но там дела обстояли похуже. С этой удачливой звезды на менее удачливую переносится предбиологическая «зараза». И что тогда происходит? Тогда более удачливая предбиологическая система в результате конкуренции подавляет местные менее удачливые предбиологические системы, и эта новая звезда сама становится тоже источником волны панспермии, зараженной удачливым предбиологическим продуктом. Все это приводит к тому, что в галактике со скоростью, равной пекулярной скорости звезд, распространяется волна панспермии, тридцать километров в секунду.

Галактика обладает таким важным свойством, как дифференциальное вращение, то есть разные точки галактики, удаленные на разные расстояния от центра, делают оборот вокруг галактики за разное время и если посмотреть со стороны, то все это похоже на процесс размешивания сахара в стакане с чаем. Чем ближе к центру, тем быстрее, тем с большей угловой скоростью все это крутится. Это приводит к тому, что в той волне панспермии, которая сама по себе распространялась со скоростью 30 километров в секунду, галактику очень легко заразить. Очень легко сделать оценки, с какой скоростью будет заражена вся галактика некоторым высококонкурентным предбиологическим продуктом. Оказывается, что это величина порядка одного галактического года. Галактический год - это время, за которое Солнечная система делает оборот вокруг центра галактики, это примерно двести миллионов лет, здесь примерно получается около трехсот миллионов лет. К чему это приводит? Приводит это к тому, что предбиологическая эволюция ни на одной планете не может происходить самостоятельным образом. Предположим, где-то в галактике чисто случайно образовалась удачная предбиологическая система. В результате распространения этой волны панспермии, как я рассказывал, наполненной удачным предбиологическим продуктом, она за триста миллионов лет будет разнесена по всей галактике. И те места, где предбиологическая эволюция прошла не очень далеко, они будут заражены удачным предбиологическим продуктом и получается, что предбиологическая эволюция во всей галактике почти синхронно, но с точностью триста миллионов лет, сделает шаг вперед. Потом в другом месте возникнет удачный предбиологический продукт, он снова распространяется по всей галактике. Предбиологическая эволюция снова делает шаг вперед опять во всей галактике. И получается, что предбиологическая эволюция - это не вещь, которая протекает на каждой планете отдельно, а это и есть единый когерентный общегалактический процесс.

Происходит не только синхронизация всей предбиологической эволюции в галактике, но происходит и унификация ее молекулярной основы. Потому что каждый раз удачливый предбиологический продукт, который возник, он становится одним и тем же во всей галактике. В конце концов, это приведет к тому, что и жизнь должна возникнуть в галактике на одной и той же молекулярной основе. И этот процесс возникновения жизни, собственно говоря, напоминает общегалактический фазовый переход. То есть панспермия означает не просто зарождение жизни в другом месте, а это может означать совсем другой процесс.

Вот с этим другим процессом связаны другие очень интересные особенности. Существует точка зрения, что зарождение жизни - это событие не просто маловероятное, а что это событие вообще с исчезающе малой вероятностью. Грубо говоря, это означает, что предбиологическая эволюция может иметь какую-то естественную длительность для одной планеты, например, миллиард миллиардов лет. Это бессмысленно большая величина. Если бы эволюция протекала на одной планете, там жизнь просто никогда бы за время существования Вселенной не могла бы возникнуть. Но вот что интересно. Если существует единый когерентный общегалактический процесс предбиологической химической эволюции, то вероятность реализации какого-то крайне маловероятного события увеличивается во столько раз, сколько существует параллельно эволюционирующих планет. Если на какой-то одной планете вероятность событий была исчезающе малая, то если у нас есть миллиард планет, а, судя по всему, примерно такое количество планет могло параллельно эволюционировать, то во всем этом сообществе вероятность такого события будет, грубо говоря, в миллиард раз больше. Поэтому крайне медленная и заторможенная предбиологическая эволюция, если это действительно так, будет ускорена, грубо говоря, в миллиард раз. И поэтому процесс панспермии может не только означать интересную синхронизацию предбиологической эволюции, вот этот интересный фазовый биологический переход, но он может оказаться ключом к возникновению жизни в том случае, если действительно возникновение жизни на одной единично взятой планете крайне маловероятно.

И наконец, в том, что я сейчас рассказывал, конечно, содержится множество разных упрощений. В частности, те процессы, о которых я говорил, могут протекать на фоне многих разных других интересных процессов. В частности, существует гипотеза, что предбиологические процессы могли идти не только на поверхности планет, но и в кометах. Во внутренних частях комет и температура может быть около нуля градусов, и жидкая вода там может присутствовать. Кроме того, хорошо известно из спектроскопических наблюдениях, что процесс синтезирования сложной органики идет в газопылевых облаках. Совершенно очевидно, что химические процессы в газопылевых облаках должны идти много медленнее, чем в жидкой среде на поверхности планеты. Но надо иметь в виду, что и масса органики, которая эволюционирует в газопылевых облаках, должна быть намного порядков больше, чем масса эволюционирующей органики на поверхности планет. И поэтому если планету рассматривать как отдельные быстрые химические процессоры или предбиолоигческие процессоры, то эти газопылевые облака представляют из себя более медленный химический процессор, но многократно распараллеленный. Это может привести к тому, что некоторые важные для предбиологической эволюции события могли произойти именно в газопылевых облаках. А дальше что происходит? Какой-то критически важный продукт, например, возник в газопылевом облаке, попал на поверхность какой-то планеты. На поверхности планеты это дало толчок предбиологической химической эволюции. Дальше включается механизм, о котором мы уже говорили, начинается переброс вещества с одной планеты на другую, все это начинает когерентно эволюционировать, возникает общий котел, в котором происходит предбиологическая эволюция и возникает жизнь.

- Теперь дело за малым - просто найти остальные другие планеты, где и началась эволюция?

- На самом деле это экспериментально проверяемая гипотеза. Что является критическим тестом этой гипотезы? Если мы сумеем найти метеорит из другой звездной системы и сумеем доказать, что в этом метеорите существуют остатки жизни на той же самой молекулярной основе, что у нас, то это будет очень сильным веским доводом этой гипотезы, которую очень трудно получить.

- К сожалению, мы в метеоритах из нашей системы не можем точно доказать существование следов жизни, не говоря уже о химической природе. В метеоритах - это углистые хондриты, фактически из чистого углерода некие формы маленькие, нанометровых размеров. Никаких там ДНК, белков, естественно, нет.

- Там обнаруживаются полициклические углеводороды, но не более того.

- Отдельные молекулы, азотистые основания, какие-то компоненты. Это, конечно, звучит все очень интересно и впечатляюще. А какой срок по этим расчетам должна провести, скажем, некая ценная молекула, возникшая на планете, до того, как она попадет на другую планету? Это сотни миллионов лет?

- Нет, гораздо меньше. Характерное время переноса от одной близкой звезды до другой близкой звезды выбитого из одной из планет метеорита порядка сотен тысяч лет - это не так много. Другое дело, что происходит потом. Тут существует два принципиально разных механизма захвата этих метеоритов. Во-первых, это есть механизм, который можно назвать прямым попаданием, когда этот метеорит слету врезается в планету. А другой механизм - это такое когерентное поглощение этого метеорита другой звездной системой, когда он выходит на орбиту сначала вокруг другой звезды, долго там крутится и потом, в конце концов, попадает на какую-то одну из планет этой звезды. Существует очень эффективный механизм захвата этих метеоритов на орбиту вокруг другой звезды, но зато долго приходится этому метеориту вокруг звезды крутиться прежде, чем он куда-то упадет, порядка десятков миллионов лет. Но оптимистические сценарии дают сотни тысяч лет. Вопрос, может ли столько времени в космических условиях просуществовать какая-то биологическая система в состоянии анабиоза, предбиологическая система или какие-то просто важные фрагменты биологической или предбиологической - это, конечно, вопрос в настоящее время открытый.


[/size]

[sychbird]

Материал интересный. Но никак не затронут вопрос связи скорости эволюции с термодинамическими условиями. И делать выводы на основании сопоставления  скоростей для земных  условиях  с последующим распостранением  на всю вселенную некорректно.

[sychbird]

Researchers detect amino acetonitrile near the centre of our Milky Way
Science Centric | 27 March 2008 18:16 GMT


The 'Large Molecule Heimat' is a very dense, hot gas clump within the star forming region Sagittarius B2. In this source of only 0,3 light-year diameter, which is heated by a deeply embedded newly formed star, most of the interstellar molecules known to date have been found, including the most complex ones such as ethyl alcohol, formaldehyde, formic acid, acetic acid, glycol aldehyde (a basic sugar), and ethylene glycol.
Starting from 1965, more than 140 molecular species have been detected in space, in interstellar clouds as well as in circumstellar envelopes. A large fraction of these molecules is organic or carbon-based. A lot of attention is given to the quest for so-called 'bio'-molecules, especially interstellar amino acids. Amino acids, the building blocks of proteins and therefore key ingredients for the origin of life, have been found in meteorites on Earth, but not yet in interstellar space.
The simplest amino acid, glycine (NH2CH2COOH), has long been searched for in the interstellar medium but has so far not been unambiguously detected. Since the search for glycine has turned out to be extremely difficult, a chemically related molecule was searched for, amino acetonitrile (NH2CH2CN), probably a direct precursor of glycine.
The scientists from the Max Planck Institute for Radioastronomy in Bonn selected the 'Large Molecule Heimat,' as the source has been named by experts, and investigated a dense forest of 3700 spectral lines from complex molecules with the IRAM 30-metre telescope in Spain. Atoms and molecules emit light at very specific frequencies, which appear as characteristic lines in the radiation spectrum. By analysing these spectral lines, astronomers can determine the chemical composition of cosmic clouds. The more complex a molecule is, the more possibilities it has to radiate its internal energy. This is the reason why complex molecules emit many spectral lines, which are very weak and therefore difficult to identify in the 'line jungle.'

'Still, we were finally able to assign 51 very weak lines to the molecule amino acetonitrile' says Arnaud Belloche, scientist at the Max Planck institute and first author of the research paper. This result was confirmed at 10 times higher spatial resolution with two radio telescope arrays, the IRAM Plateau de Bure interferometer in France and the Australia Telescope Compact Array. These observations showed that all the candidate lines were emitted from the same position in the 'Large Molecule Heimat,' 'a strong proof of the reliability of our identification.'
Finding amino acetonitrile has greatly extended our insight into the chemistry of dense, hot star-forming regions. I am sure we will be able to identify in the future many new, even more complex organic molecules in the interstellar gas. We already have several candidates!' says Karl Menten, director at the Max Planck Institute for Radioastronomy and head of the 'Millimetre and Submillimetre Astronomy' research group.
IRAM, the 'Institute for Radio Astronomy at Millimetre wavelengths,' is a joint German-French-Spanish radio astronomy venture which runs the 30 m radio telescope on Pico Veleta in the Sierra Nevada mountains in southern Spain and also the Plateau de Bure interferometer in the French alps near Grenoble. Both facilities were utilised for the first detection of amino acetonitrile described here.
ATCA, the 'Australia Telescope Compact Array,' is an array of six 22-m antennas located about 25 km west of the town of Narrabri, about 500 km north-west of Sydney, Australia. It is operated by the Australia Telescope National Facility (ATNF).



Source: Max-Planck-Gesellschaft