Вернуться на страницу ежегодника                                                                                                                                                                                                              Комментарий А. А. Фомина                                                                                                                                                                                             


Комментарии к статье Панова (Скачать)

Одно из первых, на что напирается в статье – это исчезающе низкая вероятность случайного появления саморепликатора. И (если очень грубо, утрируя), мол, поэтому, он должен прийти от сверхразума из бесконечного прошлого Мультивселенной. При этом под саморепликатором подразумевается что-то сложное типа РНК. Молекула, которая могла бы и сама себя копировать и, одновременно, выполнять каталитические функции (которые в современной жизни выполняют белки). И вероятность случайного возникновения такой молекулы, действительно, исчезающе мала.

Однако, далеко не все согласны с таким подходом. Например, есть серия экспериментальных работ, говорящая о том, что схожие функции могут выполнять комплексы простейших белков – пептидов, называемых амилоидами и которые, простейшим образом могут возникать биотически. Например, обзорная статья (несколько статья: с тех пор, наверно, ещё могли что-то не малое получить): (Maury C. P. J. 2018). Например, амилоиды катализируют многие важные для жизни химические реакции (Maury C. P. J. 2018). Например, амилоид из небольшого пептида из остатков 7 аминокислот является эффективным катализатором гидролиза сложных эфиров (Rufo C. M. et al. 2014). Также выяснилось, что амилоид может выполнять функцию альдолазы (Tena-Solsona M. et al. 2016; Omosun T. O. et al. 2017), АТФ-азы (Monasterio O. et al. 2017), карбоангидразы (Takahashi Y. et al. 2004), а также активировать кислород с помощью меди (Sternisha A. et al. 2017). Что, косвенно, указывает на то, что когда-то основные биохимические процессы в клетках или протоклетках могли выполнять амилоиды.

Амилоиды из несколько сортов пептидов, способны (если рассматривать их как одно целое) к саморепликации из аминокислот, в присутствии некоторых вспомогательных веществ после перемешивания и с использованием матричного принципа (Rout S. K. et al. 2018). Амилоиды также могут реплицировать и другие (короткие) белки и даже могут исправлять ошибки репликации (там же). Эксперименты показали, что амилоидные волокна могут самопроизвольно возникать из аминокислот в вероятных добиотических условиях: исследование показало, что в этих условиях самопроизвольно образуется фибриллярный амилоид из смеси, как считается, добиотических аминокислот – глицина, аланина, аспартата и валина (Greenwald J. et al. 2016). Также оказалось, что аминокислотные последовательности абиотически, экспериментально получаемых пептидов, индуцированных солью, имитирующей условия ранней Земли, заметно гомологичны (подобны) таковым для известных прионов, образующих амилоиды (Rode B. M. et al. 1999). Что, косвенно, указывает на то, что эволюционные предки ныне существующих амилоидов (в ныне живущих организмах) произошли абиотически из абиотических пептидов.

А на следующем этапе эволюции основные функции, которые (поначалу, выполняли амилоиды) могли, в той или иной степени, перейти к РНК, белкам.

Т.е. нет какой-то принципиальной проблемы абиотического возникновения сложного саморепликатора типа РНК (вероятность случайного возникновения которого исчезающе мала): вполне могло идти от более простого типа амилоидов. Проблема есть. Приличная. Т.к., в деталях, механизм – неизвестен. Но никак не принципиальная.

Да и, как уже писал, есть ещё гораздо более просто саморепликатор чисто физического уровня в виде фазовых переходов типа вода-лёд. Т.к. наличие льда убыстряет кристаллизацию воды (по матричному принципу; при наличии оттока тепла), а вода (при наличии притока тепла) убыстряет таяние льда (за счёт того, что в ней возникает конфекция). Аналог мутаций – это всякие примеси. Чисто дарвиновский механизм, в принципе, даже отсюда уже может начать работать, постепенно модифицируя состав примесей, с возникновением новых фаз (аналог появления новых таксонов), конкуренции между ними (аналог естественного отбора). Может, не случайно последние открытия простого синтеза аминокислот, нуклеотидов, коротких белков и нуклеиновых кислот в правдоподобных, абиотических условиях связаны с условиями периодического иссыхания и оводнения компонент для синтеза (т.е. фазовые переходы).

Соответственно, привлекать, для объяснения возникновения сложного саморепликатора (РНК-жизнь) сверхразум бесконечного прошлого Мультивселенной (да ещё с, мягко говоря, множеством весьма сомнительных допущений) – это, по-моему (по меньше мере) надуманно.

 

Greenwald J., Friedmann M. P., Riek R. 2016. Amyloid aggregates arise from amino acid condensations under prebiotic conditions. Angew Chem Int Ed. №55: pp. 11609–11613, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27511635 .

Maury C. P. J. 2018. Amyloid and the origin of life: self-replicating catalytic amyloids as prebiotic informational and protometabolic entities. Cell Mol Life Sci., 75(9): 1499–1507, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5897472/ .

Monasterio O., Nova E., Diaz-Espinoza R. 2017. Development of a novel catalytic amyloid displaying a metal-dependent ATPase-like activity. Biochem. Biophys. Res. Commun. 482: 1194–1200, https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2016.12.011 , https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27923655 .

Omosun T. O., Hsieh M.-C., Childers W. S., Das D., Mehta A. K., Anthony N. R., Pan T., Grover M. A., Berland K. M., Lynn D. G. 2017. Catalytic diversity in self-propagating peptide assemblies. Nat Chem №9, pp. 805–809, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28754939 .

Rode B. M., Flader W., Sotriffer C., Righi A. 1999. Are prions a relic of an early stage of peptide evolution. Peptides №20: pp. 1513–1516, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10698128 .

Rout S. K., Friedmann M. P., Riek R., Greenwald J. 2018. A prebiotic template-directed peptide synthesis based on amyloids. Nature Communications volume 9, Article number: 234, https://www.nature.com/articles/s41467-017-02742-3 .

Rufo C. M., Moroz Y. S., Moroz O. V., Stör J., Smith T. A., Hu X., DeGrado W. F., Korendovych I. V. 2014. Short peptides self-assemble to produce catalytic amyloids. Nat. Chem. №6, pp. 303–309, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24651196 .

Sternisha A., Makhlynets O. 2017. Catalytic amyloid fibrils that bind copper to activate oxygen. Methods Mol. Biol. №1596, pp.59–68, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28293880 .

Takahashi Y., Mihara H. 2004. Construction of a chemically and conformationally self-replicating system of amyloid-like fibrils. Bioorg Med Chem №12, pp. 693–699, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14759730 .

Tena-Solsona M., Nanda J., Diaz-Oltra S., Chotera A., Ashkenasy G., Escuder B. 2016. Emergent catalytic behavior of self-assembled low molecular weight peptide-based aggregates and hydrogels. Chem. Eur. J. №22, pp. 6687–6694, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27004623.

Скажу теперь по поводу возможности быстрого передачи сигнала в другие вселенные, о чём речь в статье (популярно, о «механике» таких путешествий, например, есть видео «Мифы и правда о КРОТОВЫХ НОРАХ!»: https://www.youtube.com/watch?v=Vami-nc ).

Другие вселенные, имеется в виду – это что-то очень, очень далёкое от нас, где, вообще говоря, может быть другая физика - с другими константами и т.п.

Чтобы несколько осветить то, о какой экзотике идёт речь, отмечу, что это требует более 3-х пространственных измерений. Сейчас нет ни малейших экспериментальных указаний на то, что такое может быть. Но, вообще говоря, нельзя исключить. «Кротовые норы» описаны с помощью уравнений Эйнштейна общей теории относительности. Но не совсем. Потому, что уравнения общей теории относительности записаны Эйнштейном были для 3-х – мерного пространства. И их обобщают на многомерный случай, полагая, что для при наличии дополнительных измерений – для дополнительных измерений уравнения будут выглядеть точно так же, как и для 3-х измерений. Но это – не факт. Это – ни откуда не следует. Ну, допустим. Может, и так: может, многомерное обобщение уравнений Эйнштейна – верно и тогда их решения могут дать кротовые норы.

Это такая штука, с помощью которой можно «мгновенно» переместиться сколь угодно далеко в нашем 3-х – мерном пространстве за счёт использования дополнительных измерений, которые «раскрываются» в «кротовой норе».

Однако, не все решений имеют корректный физический смысл. С таким в физике встречаются. Например, если разбить стакан, то он – не соберётся сам обратно, как в фильме на плёнке, прокрученной назад. Однако, уравнения механики допускают и такие «задомнперётные» решения. Но их рассматривают как нефизические.

Ещё пример. Для всех уравнения физики (в отсутствии гравитации) требуется, чтобы они были инвариантны при преобразованиях координат-времени специальной теории относительности Эйнштейна (с этими преобразованиями как раз связано замедление времени с ростом скорости; эти преобразования называются преобразованиями Лоренца). Соответствующая механика специальной теории относительности такова, что делает невозможным разгон дол сверхсветовых скоростей. Однако, она не исключает, что частица сразу может родиться со сверхсветовой скоростью. И теория движения таких сверхсветовых частиц, инвариантная относительно преобразований Лоренца, была построена. Это – так называемые тахионы. Однако, к ним физики не относятся серьёзно: рассматривают как любопытную конструкцию ума. Т.к. при наличии тахионов (и при верности специальной теории относительности) будет нарушаться принцип причинности. Это означает, что, грубо говоря, можно будет убить своего дедушку. Поэтому, соответствующую тахионную механики и откидывают как нефизическую: никто не знает как можно в ней избежать в ней нарушения принципа причинности.

Так вот с «кротовыми норами» - ситуация – один к одному: они нарушают принцип причинности: они позволяют передавать сигнал со сверхсветовой скоростью между точками вдали от гравитирующих тел. Поэтому, в этом смысле, соответствующее решения обобщённых (на многомерное пространство) уравнений Эйнштейна – просто нефизичны. Так к этим решениям («кротовым норм») физики и относятся: точно так же, как и к тахионам. Как к любопытной игре ума, нарушающей принцип причинности. Точнее, никто не знает как может быть без нарушения принципа причинности. Некоторые предполагаю, что можно как-то создать условия, что нарушения принципа причинности не будет. Но это – какая-то жуткая экзотика. Т.к. для этого нужно, чтоб «туда» сверхсветовой сигнал ушёл, а обратно никакого сигнала уже не было. Это – что-то невероятное.

Но, допустим, это – как-то решено. В связи с этим возникает ещё одна проблема (допустим, если будут преодолены все технические трудности по созданию «кротовой норы»). Связанная с тем, что цивилизация через «кротовую нору» в другую вселенную передать сигнал сможет, а обратно получить - никак. Иначе это нарушит принцип причинности. Спрашивается: зачем тогда стараться? И задача будет, наверняка, несопоставимо посложнее (дороже), чем сейчас слетать н Марс. Но даже, допустим, найдутся «сумасшедшие». Но задача то – скорее всего, какой-то чудовищной сложности/дороговизны. Сродни положить чёрную дыру в карман. Думаю, она просто не подержится отбором: конкурирующие коллективы, которые будут тратить ресурсы для решения практических задач просто будут усиливаться, одержат вверх и, поэтому, перетянут на себя ресурсы и не дадут развиваться проектам, которые не дадут абсолютно никакого результата даже в принципе. Разве что когда-нибудь цивилизация достигнет уровня «бога» и ложить чернее дыры в «карман» по «копейке» для неё станет рутиной.

Но основная, не решённая, фундаментальная проблема – это принцип причинности.

В общем одно «невероятное» допущение на другом. Не говоря о том, что самой то принципиально не решаемой проблемы абиотического возникновения сложного саморепликатора (типа РНК-мира), по-моему, и нет.

А сами по себе какие-то закономерности в ДНК-коде, по-моему – любопытны.

Идея «правильной» настройки констант путём эволюции из бесконечного прошлого бесконечного числа вселенных, по-моему, тоже хороша (он – не нова). И для чего привлекать сверхразум (и сверхсветовую передачу сигналов между вселенными), по-моему, совершенно нет необходимости.

П.С.: У  меня, например, есть предположение, что здесь мог просто идти отбор между соседними вселенными (идея отбора – не моя: несколько лет назад где-то была такая публикация) не на хорошие для жизни условия сами по себе, а на такую структурную организацию вещества, которая обеспечит максимально эффективную диссипацию в ней энергии. А это, по-моему предположению, должна обеспечить фрактальная структура. Т.е., предполагаю, отбор шёл на фрактальность организации материи. Чем больше такая структура способна диссипировать приходящую энергию (при наличии соответствующих градиентов) – тем больше будет приток в неё новых порций энергии и тем больше эта структур будет развиваться, поглощая другие, в которых этого нет (я с помощью этого принципа пытался объяснить природу возникновения фрактальности в турбулентности и в земной структуре, возникающей благодаря землетрясениям; что, кстати, порождает сокращающиеся цикл). А энергия – это источник для образования структур, ресурс для их эволюции. Сама жизнь существует благодаря потоку и диссипации энергии. Чем больше поток – тем больше возможностей для развития жизни. В общем, предполагаю, что эволюция Мультивселенной шла благодаря отбору по константам (и др.) между соседними вселенными на предмет того, что они будут обеспечивать максимальную диссипацию энергии (при наличии соответствующих градиентов) через пропускание её через фрактальные структуры. Что, предполагаю, и (автоматически) создало оптимальные условия для возникновения жизни (и для чего привлекать «сверхразум», по-моему, совершенно нет необходимости).