Abiogenesis dan algoritma seleksi alam

Sejak dimulainya, Bumi telah merepresentasikan bola panas dan panas tanpa kehidupan. Setelah 4,5 miliar tahun, fauna dan flora diwakili oleh berbagai bentuk organisme hidup yang terus berkembang pada tingkat molekuler. Dalam karya ini, kita akan mencoba untuk menembus lempeng tektonik sejarah, lapis demi lapis kita akan menyelidiki deskripsi algoritma awal reaksi kimia dan menjawab pertanyaan: “Di mana, dalam jumlah berapa dan dari apa molekul organik kompleks yang telah menempuh perjalanan panjang evolusi menjadi makhluk hidup? ". Untuk mengekang urutan seleksi evolusioner akan membutuhkan landasan teori yang kokoh untuk memajukan logistik penalaran dan deskripsi statistik.

---

Prolog: struktur dan organisasi media

, , . () — , , , () — , , . , . , , (. 1). , , [3]. 

, , - , ₅H₁₀O_{5 5}H₁₀O₄. , .

1.

, , (P-O-P ) (₂), .

---

:

, 4 , , . [1]. , (), [2]. , :

1. (₂) 

   
   
   
   
   

2. (₄) 

   
   
   
   
   

3. (NH₃)

   
   
   
   
   

4. (N₂) 

   
   
   
   
   

5. (₂) 

   
   
   
   
   

6. (CO)

   
   
   
   
   

7. (₂O)  

   
   
   
   
   

8. * (₂S) 

   
   
   
   
   

9. * (SO₂)

   
   
   
   
   

* , , .

---

: —

XX . . . , , [4]. . . . , , . , , , , [5]. .

• CO₂ → CO + [O] ( ) 

  
  
  
  
  

• CH₄ + 2[O] → CH₂O () + H₂O 

  
  
  
  
  

• CH₄ + NH₃ → HCN ( ) + 3H₂ 

  
  
  
  
  

, , , — , . ( 1) . , . , — . , [1]. , - — [6]. , — . , , .

---

:

, , — . , — . , , . , .

, [10]. , , . . 

, . , . . , [1].

. - . [11]. .   , — , [12]. 

---

:

, , , . . , , . . , . , , , .

, 5/6- , , . [18][19], , . , , [15], , :

1. , ; 

   
   
   
   
   

2. ; 

   
   
   
   
   

3. , ; 

   
   
   
   
   

4. , , ; 

   
   
   
   
   

5. ; 

   
   
   
   
   

6. ; 

   
   
   
   
   

7. , . 

   
   
   
   
   

---

: —

2008 60 . 80° , . , , , [16]. , , . , (. 2). , , — [17].

2009 , . [20]. (. 3). 

, , 3 , . , : , , . 

, , . -. — -. 

, -. , . . . , , . .

---

:

XX . , , . « ». , , . , — [7]. . , — , .

---

:

. - 50-100 . , , , . , — [21]. . , . [22], . 

, . — -, « » [9]. , , . , , .

---

:

, , , [1]. : 

1. . 

   
   
   
   
   

2. , . 

   
   
   
   
   

3. . 

   
   
   
   
   

, . , , . . - [23] , ( 1), .

---

:

. - . , , — [27]. () , () — [28]. , , [29]. , — . , [30][31]. 

, , , , «» [32]. , , .

---

:

- ? , . — , . , , [7]. . , . — [24]. , . 

, , . , , . 2014 « » [8]. 

, . , — . . , , [25].

---

:

, - . , , [26]. , , .

, : -, - [1]. . , . , — .

---

:

— . , . . , — . 

, . . , [34].

2015 (. 4). , , , . (deep-sea Archaea group) [35]. , , . , : , , , . 

, , . . , [1]. , , , . , . , . , , [22].

---

:

. . . . . . , . , .

: « ».

---

:

1 — : « . »;

2 — : « »;

3 — KhanAcademy: «. »;

4 — : « »;

5 — Organic compound synthesis on the primitive earth // Science — July 1959: vol. 130, no. 3370;

6 — KhanAcademy: «»;

7 — : « . »;

8 — A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet // Nature, 2014, advance online publication;

9 — Physico-chemical and evolutionary constraints for the formation and selection of first biopolymers: towards the consensus paradigm of the abiogenic origin of life // Chemistry & Biodiversity, 2007, vol. 4;

10 — α-Hydroxy and α-Amino Acids Under Possible Hadean, Volcanic Origin-of-Life Conditions // Science — October 2006: vol. 314, no. 5799;

11 — On the origin of life in the zinc world: 1. Photosynthesizing, porous edifices built of hydrothermally precipitated zinc sulfide as cradles of life on Earth // Biol. Direct, 4 (2009);

12 — An Origin-of-Life Reactor to Simulate Alkaline Hydrothermal Vents // J. Mol. Evol., 79, (2014);

13 — On the origin of life in the zinc world. 2. Validation of the hypothesis on the photosynthesizing zinc sulfide edifices as cradles of life on Earth // Biol. Direct, 4 (2009);

14 — KhanAcademy: «»;

15 — Origin of first cells at terrestrial, anoxic geothermal fields // Proc. Natl. Acad. Sci., 109 (2012);

16 — Lost City ;

17 — : « »;

18 — : « »;

19 — : « »;

20 — Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions // Nature — May 2009: vol. 459;

21 — : « »;

22 — : « »;

23 — : « »;

24 — The origin of viruses // Research in Microbiology, 2009, vol. 160;

25 — The two ages of the RNA world, and the transition to the DNA world: a story of viruses and cells // Biochimie, 2005, vol. 87;

26 — : « : - »;

27 — KhanAcademy: « »;

28 — : « »;

29 — KhanAcademy: «»;

30 — : « . »;

31 — KhanAcademy: « »;

32 — - // , 2015. . 80. . 5;

33 — KhanAcademy: « »;

34 — Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes // Nature advance online publication (2015);

35 — Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity // Nature, advance online publication (2017);

36 - KhanAcademy: Kehidupan di Bumi dan di bagian Alam Semesta .