Kako je nastao život na Zemlji?

[Atronach]

Bakterije, virusi su obligatorni paraziti.
U pravu si Frogger al to miješanje malo udaljenih vrsta je tolko rijetko da ga možemo ignorirat zar ne

[entropy]

sal_mirabilis je u odličnom postu na prvoj strani već dao odgovor na neka pitanja, kao što je pitanje Krene o citiranom radu.

Neke podatke bitne za ovu diskusiju, a koje nisam video na ovih 5 strana jesu i sledeće:

- već je eksperimentalno potvrđeno da obična glina može biti katalizator u sintezi RNA lanaca od početnih monomera. (Više na: link i link)

- koliko su evolutivni mehanizmi moćni poakazala je i ova studija
Naime, decenijama se pokušava sa namernom proizvodnjom enzima koji bi radili ono što mi želimo da rade, uglavnom bez uspeha. U većini slučajeva, namerni dizajn počinje od već postojećeg enzima, koji se zatim “inžinjeriše” da postigne nešto veću efikasnost, ili malkice promenjenu specifičnost. Giger i kolege su nastavile ovaj proces drugačijom metodom. Umesto racionalnog dizajna pred kompjuterom, uzeli su originalni protein i počeli da u njega unose potpuno slučajne mutacije. Onda bi analizirali mutante, uzeli onaj koji radi najbolje, i na njemu izveli sledeću seriju slučajnih promena. Rezultat ovakvog pristupa je enzim koji ubrzava reakciju za faktor od 25 miliona.

- takođe interesantan rad koji je LINK nedavno objavljen razrađuje tezu da je predak čitavog života na Zemlji mogao biti džinovski planetarni superorganizam. Tzv. LUCA (last universal common ancestor) je bio amorfni konglomerat ćelija koje su slobodno razmenjivale genetski materijal međusobno.

[jfutach]

toto tamuz kaže:

Kazem, ako mozemo naci higgsov bozon, zasto ne mozemo napraviti samoreplicirajucu molekulu? Ako je moguce da nastane, bez obzira kako mala vjerojatnost, trebali bi ju moci dobiti. Trebali bi biti u stanju smisliti pokus koji ce ju dokazati. Ili ako nista, barem nesto slicno. Ali niceg od toga nema. Zakazali smo u potpunosti u tom podrucju.

Meni je fascinantno da možemo "od nule" sintetizirati genom virusa (njegovu DNA odnosno RNA) koji se onda u stanici replicira identično "prirodnim" virusima, sintetizira proteine, sklapa kapsidu itd.

Naravno, daleko je i to još od sinteze stanice, ali zato jer je ona izuzetno složena struktura.
Međutim, treba napomenuti da u početku sigurno nije bila takva!

Zamisli da nekom plemenu u Africi daš osobno računalo sa svrhom da krenu u stvaranje još jednoga... pa i najbolji inženjeri bi se jako namučili da ga slože bez svih potrebnih planova i nacrta. Međutim, kad gledaš put polagane evolucije računala, tu se složenost gomila na složenosti i dio starih ideja se gubi do apsolutne neprepoznatljivosti tako da više to i nije toliko nemoguće.
Uostalom, očito da je čovjek sposoban stvoriti današnja računala jer ih svakodnevno stvara, ali sa stanovišta plemena u Africi je to sigurno nemoguće, a vjerujem da ni danas na cijelom svijetu ne postoji jedan inženjer ili drugi stručnjak koji bi sam i bez pomoći strojeva stvorio računalo - dopušteno je i da stvori strojeve koji bi stvorili računalo, samo bez početne pomoći strojeva.

Naravno, ovu usporedbuće zlonamjerni iskoristiti da napomenu da je računalo dizajnirao čovjek, pa će povući analogiju i dalje i reći da je i život dizajnirao bog, ali tu se analogija gubi. Život odnosno replikator u svojim počecima je sigurno bio puno puno jednostavniji i od najjednostavnije današnje stanice i nije toliko nevjerojatno da je nastao u ogromon okolišu, ali je naknadno usložavanjem postao neprepoznatljiv i izgubio mnogo suvišnih svojstava (koja su u počecima bila nužna), a dobio još neopisivno više novih svojstava.
Upravo zbog te složenosti danas je teško krenuti "top-down" pristupom tj. pojednostavljivanjem najjednostavnijih organizama s ciljem da se dođe do nečeg živog, a toliko jednostavnog da se sintetizira u laboratoriju.

Uvjeren sam da je samo pitanje vremena kad će se stvoriti umjetni oblik života, bila to stanica, umjetna inteligencija koja će se moći umnožavati ili nešto deseto...

[ceha]

Frogger kaže:

Mazga je križanac magarice i konja, a mula kobile i magarca. Oboje su neplodni, što znači da se ne mogu razmnožavat. Pa ipak, druge osobine živih bića imaju i blesavo bi bilo ne svrstavat ih u živa bića.

hm, ovo nije izgleda točna pretpostavka

http://en.wikipedia.org/wiki/Mule

Fertility

Mules and hinnies have 63 chromosomes, a mixture of the horse's 64 and the donkey's 62. The different structure and number usually prevents the chromosomes from pairing up properly and creating successful embryos, rendering most mules infertile.

There are no recorded cases of fertile mule stallions. A few female mules have produced offspring when mated with a purebred horse or donkey.[9][10] Herodotus gives an account of such an event as an ill omen of Xerxes' conquest of Greece in 480 BC: "There happened also a portent of another kind while he was still at Sardis,—a mule brought forth young and gave birth to a mule" (Herodotus The Histories 7:57).

Since 1527 there have been more than 60 documented cases of foals born to female mules around the world.[9] There are reports that a mule in China produced a foal in 1984.[11][12] In Morocco, in early 2002, a mare mule produced a rare foal.[9] In 2007 a mule named Kate gave birth to a mule son in Colorado.[13][14] Blood and hair samples were tested verifying that the mother was a mule and the colt was indeed her offspring.

A 1939 article in the Journal of Heredity describes two offspring of a fertile mare mule named "Old Bec", which was owned at the time by the A&M College of Texas (now Texas A&M University) in the late 1920s. One of the foals was a female, sired by a jack. Unlike its mother, it was sterile. The other, sired by a five-gaited saddlebred stallion, exhibited no characteristics of any donkey. That horse, a stallion, was bred to several mares, which gave birth to live foals that showed no characteristics of the donkey.[15]

[DDuje]

sal_mirabilis svaka cast dosta toga si mi objasnio ))

[Dalaj_lina]

monty-zg kaže:

Mi znamo da ne znamo ali ne znamo što znamo a i nije bitno što ne znamo jer je bitno da znamo da ne znamo... ovo ti ide u zapetljavanje na filozofski način..bojim se.
I to ne ide više u ovaj pdf... čini mi se.
Ispalo bi da je to ona priča "netko je kapnuo život i kaos pretvorio u red", zvuči kao poprilično teokratski stil..božje ruke koja donosi život. Samo nije s neba nego odnekud, ali odnekud gdje ne znamo otkuda...

Isčitavala sam temu do ovog natpisa pa ne znam o čemu se raspravljalo dalje, no osvrnula bi se na ovo.
Nedavno sam pogledala film Teorija evolucije uz kojeg je vidljivo da svaka naznaka kreacionizma oliti teorije postanka čovjeka inteligentnim dizajnom višeg bića, (čitaj Boga) na sveučilištima u USA završava otkazom i degradaciom profesora i naučnika, bez obriza što je u pitanju teorija vjerovatnosti kao što i znanost nabada kao ćorava kokoš u teoriji vjerovatnosti stvaranja nečega iz ničega.
Što hoću reći?
Čega se boje?
Imam osječaj dok sam gledala film da je opća teorija zavjere ovdje jasno vidljiva.

Pozdrav svima i naravno napomena da se za temu zanimam čisto iz znatiželje i pokušaja razumijevanja a malo toga mogu objasniti znanstveno ako išta uopće ima objašnjenje odnosno dokaz.

[Atronach]

Dalaj_lina kaže:

Nedavno sam pogledala film Teorija evolucije uz kojeg je vidljivo da svaka naznaka kreacionizma oliti teorije postanka čovjeka inteligentnim dizajnom višeg bića, (čitaj Boga) na sveučilištima u USA završava otkazom i degradaciom profesora i naučnika, bez obriza što je u pitanju teorija vjerovatnosti kao što i znanost nabada kao ćorava kokoš u teoriji vjerovatnosti stvaranja nečega iz ničega.
Što hoću reći?
Čega se boje?
Imam osječaj dok sam gledala film da je opća teorija zavjere ovdje jasno vidljiva.

Zato što to nema veze s mozgom

[sal_mirabilis]

Dalaj_lina kaže:

Isčitavala sam temu do ovog natpisa pa ne znam o čemu se raspravljalo dalje, no osvrnula bi se na ovo.
Nedavno sam pogledala film Teorija evolucije uz kojeg je vidljivo da svaka naznaka kreacionizma oliti teorije postanka čovjeka inteligentnim dizajnom višeg bića, (čitaj Boga) na sveučilištima u USA završava otkazom i degradaciom profesora i naučnika, bez obriza što je u pitanju teorija vjerovatnosti kao što i znanost nabada kao ćorava kokoš u teoriji vjerovatnosti stvaranja nečega iz ničega.
Što hoću reći?
Čega se boje?
Imam osječaj dok sam gledala film da je opća teorija zavjere ovdje jasno vidljiva.

Pozdrav svima i naravno napomena da se za temu zanimam čisto iz znatiželje i pokušaja razumijevanja a malo toga mogu objasniti znanstveno ako išta uopće ima objašnjenje odnosno dokaz.

Kad smo kod nabadanja, razlika između znanosti i religije ti je u tomu što znanost ispljune pijesak, a religija uvijek tvrdi da je našla zrno, čak i kad joj je kljun pun pijeska.

Za ovo s otkazima bi trebalo još provjeriti, jer mi je u SAD suprotan slučaj gotovo vjerojatniji. No, za p(r)otjerivanje kreacionistâ s profesorskih ili znanstvenih pozicija postoje barem dva dobra razloga.
Prvi je to što osobna uvjerenja mogu utjecati na to što i kako će netko istraživati. Bavi li se kreacionist kvantnom mehanikom, vjerojatno njegova vjera neće naškoditi istraživanju. No, ako je geolog ili biolog, vrlo vjerojatno će se fokusirati na to da dokaže da je Zemlja stvorena, i to nedavno. A to onda više nije znanost.
Drugi razlog, važniji za profesore, je korištenje akademske pozicije ili titule za promoviranje svojih uvjerenja. Profesor koji tvrdi da je Zemlja ravna dobit će više slušatelja negoli susjedov klinac s istom tvrdnjom.


Da ne budem posve oftopičan, jedan lijep tekst koji sam jednom davno već linkovao:
http://www.jsystchem.com/content/2/1/1

Autora sam u međuvremenu imao priliku slušati uživo.
Lijepo je objasnio zašto usložnjavanje živih bića jest glavni proces u evoluciji (očito su takve promjene pomogle replikaciji), ali propustio je spomenuti da je prednost složenijeg sustava pred jednostavnijim to što je fleksibilniji i što ima više mogućnosti da bude bolji replikator od jednostavnijeg.

[Frogger]

sal_mirabilis kaže:

Da ne budem posve oftopičan, jedan lijep tekst koji sam jednom davno već linkovao:
http://www.jsystchem.com/content/2/1/1

Autora sam u međuvremenu imao priliku slušati uživo.
Lijepo je objasnio zašto usložnjavanje živih bića jest glavni proces u evoluciji (očito su takve promjene pomogle replikaciji), ali propustio je spomenuti da je prednost složenijeg sustava pred jednostavnijim to što je fleksibilniji i što ima više mogućnosti da bude bolji replikator od jednostavnijeg.

Ja se ne bih složio s boldanim. Upravo suprotno, složeniji sustavi su bolje prilagođeni svom trenutnom okolišu, što im daje relativnu prednost u tim i takvim uvjetima, ali je to nauštrb fleksibilnosti. Svaka (da se tako izrazim) odluka "idem se usložnjavat tako i tako zbog toga i toga" ima i nuspojavu da onda više nisi dobro usložnjen jednom kad više ne bude tako kako je.
Iz ovog razloga i dalje postoje vrlo jednostavni oblici kakvi su postojali davno prije nas, a nastavit će postojat i onda kad nas više ne bude.

[sal_mirabilis]

Frogger kaže:

Ja se ne bih složio s boldanim. Upravo suprotno, složeniji sustavi su bolje prilagođeni svom trenutnom okolišu, što im daje relativnu prednost u tim i takvim uvjetima, ali je to nauštrb fleksibilnosti. Svaka (da se tako izrazim) odluka "idem se usložnjavat tako i tako zbog toga i toga" ima i nuspojavu da onda više nisi dobro usložnjen jednom kad više ne bude tako kako je.
Iz ovog razloga i dalje postoje vrlo jednostavni oblici kakvi su postojali davno prije nas, a nastavit će postojat i onda kad nas više ne bude.

OK, i sâm sam imao osjećaj da ovo još treba doraditi. :š

Da se riješimo jednog detalja: složenost je opravdana samim tim što postoji. Da složeniji sustavi nemaju nikakvih prednosti, ne bi nas bilo.
Naravno, možemo se pozabaviti biomasom kao kriterijem za uspješnost. Prilično sam siguran da je najkompliciranijih najmanje. No, to si mogu pravdati da ti, komplicirani oblici života trebaju sve ostalo kako bi mogli postojati, tj. da će svi oni koji se "ogriješe" o manje jednostavno nestati.
A mogu i dodati da je nežive materije puno više nego žive. Znači li to da je mrtva tvar bolji replikator od žive?

Ono što sam prije neuspješno pokušao opisati je ovisnost mogućnosti pojave boljeg replikatora o složenosti sustava. Recimo da radimo sa sustavima protein-nukleinska kiselina. Ako imamo sasvim kratke parove, ne možemo očekivati ništa. Kad to krene rasti, pojavljuje se mogućnost da se parovi jače vežu, kao i da kataliziraju neke druge reakcije.
U tom svjetlu, ako pregledavamo veće sustave, imamo veće šanse naći takav koji će raditi što želimo. Otprilike kao da tražiš osobu koja će ti popraviti sat. U gradu imaš veće šanse, negoli na selu.
Daklem, ne sâm sustav, kako sam to krivo napisao, nego složenost sustava, određuje kolike su šanse da će pridonijeti replikaciji.

No, to nije sve. Rast očito ide samo do određenih veličina, barem što se tiče pojedinih molekula. Superproteini traže previše vremena da se sintetiziraju, a vjerojatno su i suviše nepokretni u vodenim otopinama. Isto će vrijediti i za nukleinske kiseline. S druge strane, na određenoj razini složenosti dobivena je većina mogućnostî koje iz složenosti proizlaze, tako da daljnji rast više ne donosi prednosti.

Pitanje koje bih sad postavio, ako se o onom prije možemo usuglasiti je kako i zašto biomasa bićâ određene složenosti ovisi o njihovoj složenosti. Trend je očito negativan, ali tomu bi bilo zgodno naći nekakav razlog.
Također, nisam siguran kako mjeriti složenost bića. Termodinamika je ovdje mrvicu nemoćna, ili je, vjerojatnije, moje poznavanje iste nemoćno (budući da ne znam skoro ništa o disipativnim sustavima).

[Frogger]

Termodinamika je u ovom slučaju malkice nedorečena, to treba popravit. Usložnjavanje, ili bolje rečeno samoorganizacija je termodinamički proces, i sasvim je u skladu sa zakonima termodinamike, samo treba to malo bolje interpretirat, treba malo bolje objasnit onaj drugi zakon termodinamike koji te stvari pokriva, malo ga dopunit možda.
Usložnjavanje je svakako spontan i termodinamički nužan proces, ali je uvjetovan stabilnošću uvjeta. Usložnjavanje evolutivnim principima ide uvijek u smjeru usklađivanja s važećim uvjetima, a pošto su ovi promjenjivi, onda usložnjavanje ne donosi nužno nešto bolje. To je međuigra sustava i njegove okoline, u stabilnim uvjetima razvit će se visoko kompleksni, ali ujedno i ne baš fleksibilni tj otporni sistemi, sistemi kao što su dinosauri ili kao što je moderan čovjek. Ali promjenom uvjeta takvi sistemi puše, dok oni jednostavniji poput bakterija i dalje prosperiraju. Njima ne smeta ako se promijeni klima, ako nestane struje, goriva, hrane u supermarketima. A još jednostavnijim sistemima još manje toga smeta, atom vodika može egzistirat u preko 99% svemira. Sam proton može egzistirat u još širem okolišu, u još ekstremnijim uvjetima nego onda kad je uparen s elektronom, kad tvori složeniji sistem tj atom vodika.

Što se tiče usložnjavanja, replikacija je svakako ključna komponenta, kao i mutabilnost. No nije dovoljno fokusirat se na to, reć da je neki sustav "replikator" pa ga to čini živim ili ne znam šta. Treba gledat širu sliku. Uostalom, i zvijezde se repliciraju, i galaksije i mnoge druge stvari u prirodi. Jednom kad se u nekom oblaku plina formira zvijezda, ona će narušit njegovu ravnotežu. Pomoć će da se kreiraju druge zvijezde. I zvijezda je dakle replikator. Svaki sustav je u nekoj mjeri replikator. Treba sustav gledat zajedno s njegovom okolinom.

A za tvoje pitanje o negativnoj vezi biomase i složenosti sustava, treba uzet u obzir sljedeće. Složeni sustav je na mnogo više načina ovisan o okolini nego jednostavan sustav. To ga čini ranjivijim na promjene, odnosno zahtjeva dugi period dovoljne stabilnosti većeg broja uvjeta potrebnih da bi takav sustav nastao i opstao. To je tim manje vjerojatno što je potreban period stabilnosti duži, tj što je sustav složeniji. Drugi razlog zašto je biomasa složenijih sustava manja je opet vezana uz kompleksnost odnosa takvih sustava i okoline. Pošto je ta kompleksnost veća, onda se u svakom trenutku nalazi manje mogućih mjesta unutar okoliša gdje taj sustav može egzistirati, nego što je slučaj za jednostavnije sustave koji mogu egzistirat u širem spektru uvjeta, tj na više mjesta, tj u istoj biosferi ukupno imat veću biomasu.

O mjerenju složenosti bića ne bih ovom prilikom, zadovoljimo se tim da se intuitivno možemo složit oko toga koji sustav je složeniji, bez da to izrazimo egzaktno numerički

[manchild]

evo dio crtića koji donekle objašnjava postanak života

http://www.youtube.com/watch?v=2pA7uQm0_VM

[sal_mirabilis]

Frogger kaže:

Termodinamika je u ovom slučaju malkice nedorečena, to treba popravit. Usložnjavanje, ili bolje rečeno samoorganizacija je termodinamički proces, i sasvim je u skladu sa zakonima termodinamike, samo treba to malo bolje interpretirat, treba malo bolje objasnit onaj drugi zakon termodinamike koji te stvari pokriva, malo ga dopunit možda.
Usložnjavanje je svakako spontan i termodinamički nužan proces, ali je uvjetovan stabilnošću uvjeta. Usložnjavanje evolutivnim principima ide uvijek u smjeru usklađivanja s važećim uvjetima, a pošto su ovi promjenjivi, onda usložnjavanje ne donosi nužno nešto bolje. To je međuigra sustava i njegove okoline, u stabilnim uvjetima razvit će se visoko kompleksni, ali ujedno i ne baš fleksibilni tj otporni sistemi, sistemi kao što su dinosauri ili kao što je moderan čovjek. Ali promjenom uvjeta takvi sistemi puše, dok oni jednostavniji poput bakterija i dalje prosperiraju. Njima ne smeta ako se promijeni klima, ako nestane struje, goriva, hrane u supermarketima. A još jednostavnijim sistemima još manje toga smeta, atom vodika može egzistirat u preko 99% svemira. Sam proton može egzistirat u još širem okolišu, u još ekstremnijim uvjetima nego onda kad je uparen s elektronom, kad tvori složeniji sistem tj atom vodika.

Što se tiče usložnjavanja, replikacija je svakako ključna komponenta, kao i mutabilnost. No nije dovoljno fokusirat se na to, reć da je neki sustav "replikator" pa ga to čini živim ili ne znam šta. Treba gledat širu sliku. Uostalom, i zvijezde se repliciraju, i galaksije i mnoge druge stvari u prirodi. Jednom kad se u nekom oblaku plina formira zvijezda, ona će narušit njegovu ravnotežu. Pomoć će da se kreiraju druge zvijezde. I zvijezda je dakle replikator. Svaki sustav je u nekoj mjeri replikator. Treba sustav gledat zajedno s njegovom okolinom.

A za tvoje pitanje o negativnoj vezi biomase i složenosti sustava, treba uzet u obzir sljedeće. Složeni sustav je na mnogo više načina ovisan o okolini nego jednostavan sustav. To ga čini ranjivijim na promjene, odnosno zahtjeva dugi period dovoljne stabilnosti većeg broja uvjeta potrebnih da bi takav sustav nastao i opstao. To je tim manje vjerojatno što je potreban period stabilnosti duži, tj što je sustav složeniji. Drugi razlog zašto je biomasa složenijih sustava manja je opet vezana uz kompleksnost odnosa takvih sustava i okoline. Pošto je ta kompleksnost veća, onda se u svakom trenutku nalazi manje mogućih mjesta unutar okoliša gdje taj sustav može egzistirati, nego što je slučaj za jednostavnije sustave koji mogu egzistirat u širem spektru uvjeta, tj na više mjesta, tj u istoj biosferi ukupno imat veću biomasu.

O mjerenju složenosti bića ne bih ovom prilikom, zadovoljimo se tim da se intuitivno možemo složit oko toga koji sustav je složeniji, bez da to izrazimo egzaktno numerički

To što je nešto u skladu s termodinamičkim zakonima ništa ne znači. Isto tako je i u skladu s Newtonovima, ali iz toga nećeš ništa naučiti o sustavu. Za opis disipacijskih sustava treba malo više posla od šačice temeljnih termodinamičkih jednadžbi. Tu sam hendikepiran, budući da se od osnova nisam nikad maknuo, a ne znam ni dovoljno matematike (recimo da sam od tog studija odustao prije nego što sam počeo). Tako da mi je posve nevažno što znam da dosta matematičkog aparata da se takvi sustavi opišu tek treba razviti.

Što se izumirânja tiče, možemo se poslužiti onima za koja znamo. Spomenuo si dinosaure. Hrpa ih je poizumirala, ali oni koji su preživjeli danas su poznati kao ptice (Dinosauria ) i sisavci. Tako da se promjenom uvjetâ nije ništa vraćalo unazad, nego je micanjem ogromne količine kralježnjačke biomase bilo opako pomaknuto unaprijed (ili kako već želimo definirati smjer u kojem sustav dobiva kontrolu nad vlastitom temperaturom).
Mi smo pak prvi primjer gdje katastrofe nisu bile ključne za prevlast. Možda jer je moćan mozak sam po sebi dovoljan, možda jer stvarno nismo ništa novo u usporedbi s prethodnicima pa smo se proširili kao jednostavno bolji kompetitori za isti prostor. A možda nisam u pravu i ledena doba jesu ono što nas je omogućilo.
Naravno, ozbiljne katastrofe (da sam kreacionist ili IDiot, sad bih se fokusirao na činjenicu da su katastrofe bile to manje, kako se išlo prema složenijem životu) nas bi svele nazad na bakterije i ostaje nam nadati se da smo ili već koju milijardu godina izvan te faze, ili da ćemo znati sve problematično skrenuti u Sunce, Mars ili Jupiter.

Preskačemo ključan detalj za sve žive sustave - protok energije. Promjene uvjeta ubrzavaju evoluciju, ali Sunce ju omogućuje jer daje energiju za stalnu pregradnju biomase. Dok imaš reakciju koja jednostavno ide prema kraju, ograničen si vremenski jer će u nekom času ponestati energije da se bilo što događa. Ako pak sustavu stalno dovodiš energiju, on će moći isprobati i termodinamički nepovoljna stanja i tako polučiti vrste koje inače ne bi bile moguće (ili se barem ne bi pojavile u detektabilnim količinama). Ako si pročitao Prossov rad koji sam linkovao, vjerojatno si primijetio da je autor posve zaluđen idejom da je sposobnost opstanka u neravnotežnim uvjetima ključna za život. Općenito, hrpe ljudi koji se bave kemijom sustavâ se počinju zanimati upravo za sustave van ravnoteže. I mogu reći da se tamo znaju događati čudne stvari. U času kad netko smisli sustav koji će se lako moći pregrađivati i usložnjavati, imat ćemo prvi pseudoživot.

S ovim što si rekao o ovisnosti biomase o složenosti se slažem, osim u jednom detalju. Kako ideš prema jednostavnijim bićima, imaš ih sve više, ali negdje kod bakterija to stane. Iako su sustavi jednostavniji od bakterija u najmanju ruku zamislivi, njih jednostavno nema. Zakonitost vrijedi samo u određenom području složenosti (a bakterije nisu baš ni tako jednostavne, ako malo porazmisliš).
Čak i ako uključiš svu organsku materiju (znači i dosta nepoznate količine ugljena i nafte), opet postoji taj jaz između smjese organika i nečeg živog.

Intuicija me ne zadovoljava, a čini mi se da bi bilo moguće sklopiti neki jednostavan način definiranja kompleksnosti preko entropije. No, to si opet ne mogu sklopiti jer ne znam dovoljno matematike.

P. S.
Zapravo, glavni problem je grananje. U času kad se nešto zakomplicira (ili samo promijeni), vjerojatno se zakompliciralo na više različitih načina i analiza novih komplikacija unutar pojedine od tih grana ne isključuje ostale grane samo zbog nekad različitih naravi, nego i zbog mogućnosti da se kompeticija zbiva na različitom prostoru. Soj bakterija može evoluirati gotovo posve neovisno o tomu kako evoluiraju neke ptice, osim ako te bakterije ne napadaju baš te ptice. A opet, dugoročno sve ostaje povezano, tako da nikad ne možemo proučavati neki oblik života kao što proučavamo reakcije u laboratorijima.

[Frogger]

Pa koliko se ja razumijem u te stvari, nije problem što tebi fali znanje matematike ili termodinamike, nego u tim disciplinama trenutno fale ova znanja koja spominješ. Konkretno kako kvantitativno opisat složenost i kako izvest proces usložnjavanja iz termodinamičkih zakona. Sad možda sam i ja neuk, ali nije mi poznato da su to razradili kako spada, a pošto sam se ja ponešto bavio tim problemima, onda rađe ne bih na forumu ništa o tome objavljivao, da ne izvalim štogod originalno tamo gdje ne treba.

Za ovaj dio o tome kako nema u većoj količini jednostavnijih stvari od bakterija, to je zato jer se okolina izmijenila na način da sad postoje bakterije i složenije stvari, tako da sad okolina ne podržava postojanje neke guste juhe kakvu je podržavala u vrijeme dok ju nije imao ko pojest.

I da, energija je svakako bitna, protok energije vozi čitavu stvar.

[sal_mirabilis]

Frogger kaže:

Pa koliko se ja razumijem u te stvari, nije problem što tebi fali znanje matematike ili termodinamike, nego u tim disciplinama trenutno fale ova znanja koja spominješ. Konkretno kako kvantitativno opisat složenost i kako izvest proces usložnjavanja iz termodinamičkih zakona. Sad možda sam i ja neuk, ali nije mi poznato da su to razradili kako spada, a pošto sam se ja ponešto bavio tim problemima, onda rađe ne bih na forumu ništa o tome objavljivao, da ne izvalim štogod originalno tamo gdje ne treba.

Za ovaj dio o tome kako nema u većoj količini jednostavnijih stvari od bakterija, to je zato jer se okolina izmijenila na način da sad postoje bakterije i složenije stvari, tako da sad okolina ne podržava postojanje neke guste juhe kakvu je podržavala u vrijeme dok ju nije imao ko pojest.

I da, energija je svakako bitna, protok energije vozi čitavu stvar.

Mislim da ne trebaš strahovati. Zemlja teško da ima preko nekoliko stotina ljudi koji se baš time bave. Matematiziranje fundamenata života je ipak teška egzotika.
Možda bi se smislenije bilo pozabaviti iznalaženjem dokaza da tako nešto nužno vodi do beskorisnih modela, odnosno da za svaki specifični sustav, nakon dovoljno evoluiranja, vrijede zakonitosti koje nisu primjenjive na ostale i do kojih nije moguće doći bez poznavanja sustava.

Najbliže što mogu bez formula je prepoznati stupnjeve ili korake u usložnjavanju i gledati ih kao nekovrsne rukavce protoka energije (u praktičnom smislu bi to bili ciklusi kemijskih reakcija). Bolje rečeno, energija dolazi i odlazi, a sam prolazak ilitiga broj transformacija koje se dogode dok prolazi kroz sustav govori o složenosti sustava. Drugi kriterij je to koliko sitni detalji jesu bitni za funkcioniranje sustava odnosno koliko entropijski zahtjevni procesi se događaju u sustavu. Kad imaš jednu bakteriju, sve se svodi na proizvodnju i razgradnju, krava već uključuje i hrpu signalizacije među stanicama, što načelno mogu i bakterije, ali ne treba im. K tomu, krave imaju takve proteine koji služe isključivo signalizaciji.
No, ako gledamo na takav način, mi nismo bitno različiti od krave, ali ni od bakterija (sve ista biokemija), a ipak volimo za sebe reći da smo među kompliciranijim bićima. Tu mi se čini da je stvar u tomu da se dalje od određenih oblika neravnotežnih sustava ne može, pa ostaju samo varijacije na višim razinama međudjelovanja tj. između već "zgotovljenih" oblika bivanja materije. Te varijacije mogu značiti puno na velikim skalama, ali energijske razlike su pravo ništavne.

Za to da okolina ne podržava superjednostavne oblike života kriv je i sam život jer je promijenio uvjete. Tu bi možda pametnije bilo razmatrati kompletnu biosferu kao sustav i gledati kako se ona mijenja pod utjecajem Sunčevog zračenja.

[jfutach]

sal_mirabilis kaže:

Da ne budem posve oftopičan, jedan lijep tekst koji sam jednom davno već linkovao:
http://www.jsystchem.com/content/2/1/1

Autora sam u međuvremenu imao priliku slušati uživo.
Lijepo je objasnio zašto usložnjavanje živih bića jest glavni proces u evoluciji (očito su takve promjene pomogle replikaciji), ali propustio je spomenuti da je prednost složenijeg sustava pred jednostavnijim to što je fleksibilniji i što ima više mogućnosti da bude bolji replikator od jednostavnijeg.

Zahvaljujem na linku i toplo preporučam i ostalim da pročitaju i da se ne uplaše količinom teksta. Izvrstan članak!!

[Frogger]

@sal mirabilis: Ma nije bezbedno po forumu svašta pisat...

Ali evo da budem konstruktivan, ajmo se vratit na onu priču koja tebe interesira. Znači imaš neke sustave različitih stupnjeva složenosti, i sad ti želiš pronać neku vezu između biomase i stupnja složenosti. Mogu iznijet neke natuknice kako bih ja o tome razmišljao.
Za početak ajmo uzet vrlo jednostavan model, neka se u gramu biosfere nalazi x grama složenijeg sustava, recimo neka su to neke bakterije, i y grama hrane, a z je sve ostalo, znači to su neke inertne tvari koje bakterija ne koristi, ili ih ne može iskoristit da bi izgradila svoju biomasu. Zanemarimo onda taj z, to neka bude zasad konstantno, i fokusirajmo se na omjer x/y.
Šta se tu događa. Pa bakterija se razmnožava jedući y, tako da je x+y = const. Ali također kad bakterija crkne, pretvori se u hranu za druge bakterije. Očito se radi o dinamičkom sustavu, koji će onda zauzet neko ravnotežno stanje i imat ćeš neki omjer x/y, a tebe zanima zašto je on takav. Taj omjer ovisi o sposobnosti rasta, tj razmnožavanja bakterije, te o duljini njenog života (isto je i za ovu hranu y, samo je u ovom primjeru to nebitno). Sad možeš varirat te parametre, recimo bakterija se sposobna brzo razmnožavat, ali imaš npr UV zračenje pa nije sposobna dugo živit. Očito karakteristike same bakterije, ali i karakteristike okoliša utječu na omjer x/y. Kod stabilnih bakterija, koje lijepo dugo žive tj dobro su prilagođene i okoliš nije previše opasan za njih, x će bit velik a y mali. Imat ćeš bistru juhu u kojoj ima dosta bakterija. U slučaju neotpornih bakterija imat ćeš mutnu juhu s manje bakterija.

Zanimljivo bi bilo promatrat i broj x*y, taj bi ti nešto govorio o dinamici događanja stvari, mogli bismo ga za početak nazvat (naravno pogrešno) "brzina protoka energije kroz sistem" ili "snaga sistema". Taj bi broj sadržavao u sebi istovremeno kreaciju i destrukciju bakterija, govorio bi o pretvaranju x u y i obrnuto. Trebalo bi tu dodat i nekakvu temperaturu da dobiješ stvarno brzinu odvijanja pretvorbi. Vjerojatno kao kemičar možeš povuć neke paralele ovog modela i redox sistema, ionskih otopina, nešto u tom stilu. Ili te podsjeća na nešto iz epidemiologije, ili npr iz rada pn-spoja ako znaš štogod o elektrotehnici.

Tako, ja bih krenuo od tako nekog jednostavnog modela pa tu izvodio zaključke kakve veze s čim ima biomasa nečega, šta ako uvedemo ovo, izmijenimo ono i td. Svakako nećeš dobit sasvim jednostavan zakon, jer je sustav dinamičan, ali dobit ćeš neke dobre ideje na kojima možeš dalje gradit.


Edit: btw, i ja preporučujem članak, mada ga nisam još sasvim pročitao, ali po ovome što vidim, piše ono što treba pisat

[sal_mirabilis]

Frogger kaže:

@sal mirabilis: Ma nije bezbedno po forumu svašta pisat...

Ali evo da budem konstruktivan, ajmo se vratit na onu priču koja tebe interesira. Znači imaš neke sustave različitih stupnjeva složenosti, i sad ti želiš pronać neku vezu između biomase i stupnja složenosti. Mogu iznijet neke natuknice kako bih ja o tome razmišljao.
Za početak ajmo uzet vrlo jednostavan model, neka se u gramu biosfere nalazi x grama složenijeg sustava, recimo neka su to neke bakterije, i y grama hrane, a z je sve ostalo, znači to su neke inertne tvari koje bakterija ne koristi, ili ih ne može iskoristit da bi izgradila svoju biomasu. Zanemarimo onda taj z, to neka bude zasad konstantno, i fokusirajmo se na omjer x/y.
Šta se tu događa. Pa bakterija se razmnožava jedući y, tako da je x+y = const. Ali također kad bakterija crkne, pretvori se u hranu za druge bakterije. Očito se radi o dinamičkom sustavu, koji će onda zauzet neko ravnotežno stanje i imat ćeš neki omjer x/y, a tebe zanima zašto je on takav. Taj omjer ovisi o sposobnosti rasta, tj razmnožavanja bakterije, te o duljini njenog života (isto je i za ovu hranu y, samo je u ovom primjeru to nebitno). Sad možeš varirat te parametre, recimo bakterija se sposobna brzo razmnožavat, ali imaš npr UV zračenje pa nije sposobna dugo živit. Očito karakteristike same bakterije, ali i karakteristike okoliša utječu na omjer x/y. Kod stabilnih bakterija, koje lijepo dugo žive tj dobro su prilagođene i okoliš nije previše opasan za njih, x će bit velik a y mali. Imat ćeš bistru juhu u kojoj ima dosta bakterija. U slučaju neotpornih bakterija imat ćeš mutnu juhu s manje bakterija.

Zanimljivo bi bilo promatrat i broj x*y, taj bi ti nešto govorio o dinamici događanja stvari, mogli bismo ga za početak nazvat (naravno pogrešno) "brzina protoka energije kroz sistem" ili "snaga sistema". Taj bi broj sadržavao u sebi istovremeno kreaciju i destrukciju bakterija, govorio bi o pretvaranju x u y i obrnuto. Trebalo bi tu dodat i nekakvu temperaturu da dobiješ stvarno brzinu odvijanja pretvorbi. Vjerojatno kao kemičar možeš povuć neke paralele ovog modela i redox sistema, ionskih otopina, nešto u tom stilu. Ili te podsjeća na nešto iz epidemiologije, ili npr iz rada pn-spoja ako znaš štogod o elektrotehnici.

Tako, ja bih krenuo od tako nekog jednostavnog modela pa tu izvodio zaključke kakve veze s čim ima biomasa nečega, šta ako uvedemo ovo, izmijenimo ono i td. Svakako nećeš dobit sasvim jednostavan zakon, jer je sustav dinamičan, ali dobit ćeš neke dobre ideje na kojima možeš dalje gradit.


Edit: btw, i ja preporučujem članak, mada ga nisam još sasvim pročitao, ali po ovome što vidim, piše ono što treba pisat

Pa sad, ja se stvarno bavim supramolekulskom kemijom, a ovo mi dođe relaksacija, tako da ne brinem ako se tkogod posluži kakvom novom idejom. Ionako ih većinu nikad neću oživotvoriti.
K tomu, kao izvor neke ideje sam, u slučaju da krenem od toga praviti nešto objavljivo, u prednosti pred svima koji su tu ideju prvi put čuli od mene.

Što se ovog sustava s hranom i replikatorom tiče, njime ne možeš opisati ništa više osim dinamike postojećih vrsti, a to je riješeno još davno:
http://en.wikipedia.org/wiki/Lotka%E...terra_equation
(Ovo je osnova, ali ne sumnjam da se u međuvremenu tako opisalo cijele hranidbene lance.)

Ono što bih želio znati je može li se modelirati ili čak predvidjeti pojava novih vrsti, i to ako je jedini inherentan parametar kompleksnost. To sad ide prema možda već razvijenim evolucijskim modelima koji mi nisu poznati, ali ne da mi se sad to tražiti.
Vraćam se nazad odnosu kompleksnosti i prilagođenosti, ali sad malo drugačijim putem. Recimo da imamo neku vrstu koja je u danim uvjetima stabilna tj. da joj ne prijeti izumiranje. Uslijed replikacije mogu nastati identični potomci, ali i različiti. Različiti mogu imati mutaciju koja može ostaviti istu razinu složenosti, ali isto tako može povećati ili smanjiti složenost.
Mutacija sama po sebi može biti neutralna, korisna ili štetna, iz čega slijedi hoće li potomci dalje širiti svoj genski zapis. Kompleksnost mutiranog potomka može reći nešto o tomu kakva će biti vjerojatnost za pojedinu narav mutacije. Veća kompleksnost znači manje šanse da se pogodi nešto dobro (jer ima više dostupnih mogućnosti), ali, u slučaju pogotka, nudi bolju preilagođenost nekim specifičnim uvjetima (jer ima više parametara po kojima sustav može odgovarati uvjetima). Manja kompleknost radi obrnuto: lakše je naći nešto što radi, ali neće biti toliko specifično.

Naravno, možda bi mudrije bilo tražiti takve modele koji će kompleksnost dati kao posljedicu, a ne razlog.

EDIT:
Kad malo porazmislim, ovo s kompleksnošću i prilagođenošću specifičnim uvjetima možda jest dovoljno da se povežu kompleksnost i biomasa. Bakterije i arhea u pravilu ne traže specifične uvjete (naravno, ima hrpa iznimki) pa ih ima najviše. Višestanična bića su već izbirljivija. Biljke su strogo vezane za Sunce, pa mogu biti samo po površini. Životinjama trebaju druga bića za hranu, i to u većim količinama, nego što ima samih životinja. Posljedično, biljaka ima skoro za dva reda veličine više. Gljive su limitirane na mrtvu i umiruću tvar. Ako krenemo unutar pojedinim carstava, moglo bi se opet naći da način dobivanja energije određuje raširenost, a njegovu specifičnost pak određuje složenost organizma (ili, bolje, vjerojatnost specifičnosti jer imamo superjednostavne viruse koji su često vezani samo za jednu vrstu).
Kao primjer mogu poslužiti Darwinove zebe koje su potekle od pretka koji se hranio svime, da bi završile kao hrpica vrsta koje se drže specifičnih izvora prehrane, što plaćaju modificiranim kljunovima.

[Frogger]

Može se i modelirat i u nekoj mjeri predvidjet pojava novih vrsta, ali nije dovoljno znat samo kompleksnost. Šta više znaš o svemu, to bolje možeš modelirat i predviđat.
Recimo za Darwinove zebe je relativno lako objasnit kako su se razvile. Imaš ograničen okoliš na kojem ima toliko cvijeća i može podržat toliko zeba. I sad neke zebe slučajnom mutacijom imaju takav kljun da im je najlakše hranit se iz cvijeta x. To znači manje hrane iz cvijeta x za druge zebe, ali zato jednako hrane iz ostalih cvjetova. Pokazuje se da je onda za neku drugu zebu komparativno bolje imat kljun za hranjenje iz cvijeta y, ili cvijeta z, nego univerzalan kljun. I eto ga, iz dinamičnosti sustava, makar je prilično stabilan, stalno je tu ista količina kojekakvog cvijeća i ista količina zeba, dobivaš veću raznolikost.

[krena]

Frogger kaže:

Može se i modelirat i u nekoj mjeri predvidjet pojava novih vrsta, ali nije dovoljno znat samo kompleksnost. Šta više znaš o svemu, to bolje možeš modelirat i predviđat.
Recimo za Darwinove zebe je relativno lako objasnit kako su se razvile. Imaš ograničen okoliš na kojem ima toliko cvijeća i može podržat toliko zeba. I sad neke zebe slučajnom mutacijom imaju takav kljun da im je najlakše hranit se iz cvijeta x. To znači manje hrane iz cvijeta x za druge zebe, ali zato jednako hrane iz ostalih cvjetova. Pokazuje se da je onda za neku drugu zebu komparativno bolje imat kljun za hranjenje iz cvijeta y, ili cvijeta z, nego univerzalan kljun. I eto ga, iz dinamičnosti sustava, makar je prilično stabilan, stalno je tu ista količina kojekakvog cvijeća i ista količina zeba, dobivaš veću raznolikost.

Ali neki puta nije sve stvar o slučaju. Neki puta epigenetika igra ključnu ulogu:
http://www.znanostblog.com/evolucija...r-iz-hrvatske/

Da je ovo bilo prepušteno slučaju, trebalo bi čekati 5000 godina, a ne 50 godina !
http://www.bhzdravstvo.com/joomla/in...gija&Itemid=67