Как возникла жизнь и законы ее развития

Александр Дмитриевич Мальцев

Современные взгляды на возникновение жизни связывают с процессами, подчиняющимися теории вероятности: «Возникновение жизни на Земле соответствует созданию самолета „Боинг“, ураганом пронесшегося над свалкой». Звучит впечатляюще и не учитывает то, что жизнь – это часть круговорота. Следовательно, эволюция круговорота создает жизнь. Круговорот возникает по законам Природы. Следовательно, жизнь возникает закономерно, только нужны условия.

Ход процесса на Земле

Наличие атмосферы и воды, приход достаточного количества энергии, создает условия для образования атмосферных циклонов. При достаточной температуре, атмосферные циклоны сопровождаются грозовыми разрядами. Грозовые разряды в атмосфере, сопровождаются образованием окислов азота, аминов и аминокислот. Окислы азота, взаимодействуя с водой и кислородом воздуха, образуют азотную кислоту. Взаимодействуя с минералами планеты, азотная кислота образует соли азотной кислоты — нитраты. Под действием кислорода и фотонов, аминокислоты и амины окисляются до азота и воды. Так возник круговорот азотных химических веществ. Из молекул (точек) образовалась цепочка, замкнувшаяся в круговорот малого диаметра. «Организатором» круговорота азотных химических веществ была энергия Солнца. Для возникновения жизни, круговорот должен расшириться. Для расширения круговорота, азотные соединения должны быть устойчивы к воздействию солнечной энергии и кислорода. Устойчивость можно получить:

— изолируясь. Так в воде осуществлялась защита от разрушения фотонами и окисления кислородом.

— используя/трансформируя опасный фактор, снижая его активность полностью или частично.

В природе развивались оба варианта. Естественным «отбором», в воде накапливались азотные соединения:

— относительно стабильные, при воздействии кислорода и фотонов;

— защитившиеся от разрушающей энергии фотонов, трансформацией и потреблением энергии фотонов. Трансформация и потребление энергии фотонов имеет вариантов реализации. Один из вариантов это проведение химических реакций, поглощающих энергию фотонов. Для химических реакций, поглощающих энергию фотонов, нужно сырье. Сырье должно быть всегда рядом, поэтому основным сырьем должна была стать среда.

Для возникновения жизни или аналога жизни должен существовать круговорот, расположенный по нормали /перпендикулярно к круговороту не живой природы. Круговорот «нормаль» может возникнуть только в объемном круговороте. Для образования объемного круговорота необходимо разнообразие химических реакций. Химические реакции азотных веществ имеют мало вариантов. Возможностью, создать множество химических соединений, обладает углерод. Окислы углерода всегда присутствовали в Природе. В итоге, углекислый газ и вода, стали сырьем для повышения эффективности защиты азотсодержащих молекул, от разрушения фотонами. В этом случае, азотные соединения должны вести химические реакции от углекислого газа и воды, к соединениям углерода высокой энергии. Молекула азотного соединения, для осуществления такой химической реакции, должна иметь способность:

— вводить в свой состав воду и углекислый газ, образуя с ними слабую химическую связь. Этими свойствами обладают аммиак и амины.

— получив квант энергии, трансформировать углекислый газ и воду в химическое соединение.

(Это свойство аминов можно проверить). Синтезируемым химическим соединением стали углеводы. В результате, длительно сохранялись азотосодержащие молекулы, способные трансформировать энергию фотонов в энергию углеводов. Так создалась защита от разрушения фотонами. Возник химический продукт, аналог катализатора (участвует в процессе, не входя в состав начального и конечного продукта), расширивший круговорот и создающий новое Количество — углеводы. Углеводы, под воздействием кислорода и фотонов, разрушались. В итоге углеводы и азотные соединения создали круговорот химических соединений в Природе. Возникший круговорот химических соединений не был жизнью. Для возникновения жизни нужна передача информации по наследству, т.е. создание себе подобных.

Воспроизводство себе подобных молекул (или фрагментов молекул) возникло эволюционно, как повышение стабильности молекул, относительно стабильности отдельной молекулы. Молекула, аналог катализатора, создав углевод, способствовала возникновению «оттиска» себя на углеводе. Углевод стал матрицей и носителем азотсодержащей молекулы.

Матрица присоединяла к себе амины и аминокислоты из среды, с образованием копии активного фрагмента азотсодержащей молекулы. Количество активных фрагментов стало увеличиваться. Большое количество фрагментов создало внутри молекулы конкуренцию. В следствии конкуренции, возможность молекулы потреблять фотоны снизилась, что снизило стабильность молекулы, и молекула стала распадаться. Распад молекулы снизил конкуренцию внутри молекулы. Это позволило активизироваться фрагментам. Процесс синтеза себеподобных фрагментов и возможность распадаться на части, создали условия для размножения молекул. В результате, случайные химические процессы развились в закономерность. Эволюционно преимущество получили молекулы, способные эффективно трансформировать энергию фотонов в воспроизводство себе подобных молекул и углеводы. Химический продукт, аналог катализатора, создал сферу круговорота, в которой появились фотохимические процессы — нет необходимости в молниях для образования химических соединений высокого энергетического потенциала, достаточно фотонов. Каталитическая химическая молекула стала молекулой Протожизни. Можно считать, что молекулы, потребляющие фотоны, возникли случайно. Но! Молекулы возникли вследствие разнообразия химических реакций, наличия длительно действующего потока фотонов, естественного процесса усложнения и упорядочивания структуры химических соединений, что привело к возникновению фотохимических процессов. Следовательно, фотохимические процессы возникли закономерно. Случайность, (точнее малая вероятность) использования энергии молний, превратилась в закономерность использования энергии фотонов.

Фотохимический процесс увеличил стабильность молекул и эволюционно двигался к повышению эффективности потребления фотонов, как фактора разрушающего. Молекулы «возлюбили» врага своего. «Возлюбив» стали его потреблять. Потребляя врага, воспроизводили себе подобные молекулы.

Это был первый этап. При внешнем разрушающем воздействии, молекула становиться стабильнее, если объединяется в систему молекул. Эффективность использования (и защиты от) фотонов повышается, увеличением плотности активных фрагментов в единице объема. Увеличение плотности активных молекул, в единице объема, можно создать увеличивая:

— молекулу или количество фрагментов молекулы, поглощающих фотоны;

— количество молекул.

Увеличение размера активной молекулы имеет недостаток. Большая линейная молекула, могла потерять свои свойства, т.к. возможность разрушения или смятия молекулы растет с увеличением ее длины. Чтобы не было смятия, форма большой молекулы должна быть компактной, жесткой и упругой. Этим условиям удовлетворяет форма шара, тора и круга/спирали. Шар имеет самую высокую компактность — характеристику естественной стабильности молекулы. Но! Шар имеет проблемы с приходом энергии и сырья в центр, возникает конкуренция внутри молекулы между активными фрагментами. Сфера, круг могут быть смяты и стать мало функциональны. Самый выгодный вариант это образование спирали. Спираль устойчива при температурных движениях атомов в молекуле, легко

получить энергию и сырье. При размножении, спираль легче копировать, чем сферу, тор или шар. Образованию спирали способствует вращение Земли (аналогично зарождаются атмосферные циклоны). В результате естественного отбора и вращения Земли, азотсодержащие молекулы приобрели форму спирали.

Увеличение размера молекулы можно заменить повышением концентрации молекул. Для увеличения количества молекул в объеме, молекулы надо удерживать в компактном виде не химическим способом. Вариант нехимического соединения создается, объединением молекул на носителе. Носителем может быть сама молекула, став двойной спиралью. Приобретя форму двойной спирали, азотсодержащая молекула стала белком. В качестве носителя активных молекул можно использовать, создаваемые из воды и углекислого газа, молекулы углеводов. Носитель может быть внутри и вне активных молекул. Вариант носителя вне активных молекул, предпочтительнее. Носитель одновременно становится защитой азотсодержащих молекул от воздействия кислорода и фотонов. Защита это изоляция. Изоляция способна сохранить существующее состояние и погубить процесс. Молекулы сохранят возможность существовать, если носитель будет пропускать сырье и фотоны. Способностью пропускать сырье и фотоны, обладает молекула углевода, имеющая соответствующее геометрическое строение. Разделение на защиту/носитель и внутренние молекулы создало специализацию в единой системе. Далее стала работать эволюция. Эволюция специализации привела к усилению свойств и потребовала условий. Условия легче создавать в замкнутом пространстве — появилась оболочка. В качестве оболочки, как носителя и защиты, использовались созданные углеводы. Так возникла Протожизниь.

Для создания себеподобной молекулы нужен связанный азот. Количества аминов и аминокислот, образовавшихся естественным путем, в природе очень мало. Нужен был источник связанного азота. Связанный азот, в виде нитратов, в природе был. Трансформация нитратов в амины возможна только восстановлением атомарным водородом. Атомарный водород возникает при разложении воды под действием жесткого электромагнитного излучения, например ультрафиолетового. Для осуществления этой реакции (и зашиты от ультрафиолетового излучения), необходимо создать повышенную концентрацию нитратов рядом. Что бы повысить концентрацию нитратов, их надо абсорбировать из окружающей среды. Как нитраты удерживались на носителе, я не знаю, но растения это могут делать. Возможно, нитратов было достаточно много в воде. Далее, нитрат в водной среде, получив дозу ультрафиолета, трансформировался в аминокислоту. Имея оболочку и возможность абсорбировать нитраты, способная «размножаться» молекула Протожизни стала протоклеткой жизни.

Вывод. Жизнь возникает как следствие: движения времени, трансформации энергии, инерционности и объемности материального мира, способности материи накапливать энергию химическими преобразованиями. Все эти процессы естественны. Этими свойствами Природа обладает во всей Вселенной. Следовательно, жизнь это естественное состояние существующей Природы. Для возникновения жизни нужны условия.

Научно, закономерность возникновения жизни, следует из роста энтропии во Вселенной. Рост энтропии во Вселенной создает противодействующий процесс (каждое действие создает противодействие). Рост энтропии это рост хаоса и понижение энергии системы. Следовательно, противодействующим процессом создается упорядочивание и рост энергии. Для материи, упорядочивание и рост энергии, достигается процессами, ведущими к возникновению сложных веществ с внутренней (химической) энергией. Эволюция трансформировала химические процессы, в биологические, т.е. привела к возникновению жизни. Сама жизнь, развиваясь, создала себе противодействие в виде подавления жизни. Подавление осуществляется потреблением, для продолжения своей жизни. Мозг расширил потребление до уничтожения. Разум расширил потребление и уничтожение приручением и расширил, для получения комфорта и удовольствия.

Жизнь, возникнув, как противодействие росту энтропии, создает свои процессы противодействия, аналогичные росту энтропии во Вселенной. Возникает цепочка противодействий. Процессы, аналогичные росту энтропии во Вселенной, направлены на разрушение упорядоченности и понижение энергии. Процессы, аналогичные возникновению жизни, способствуют упорядочиванию и повышению потенциала. Каждое следующее противодействие выражено слабее исходного. Это связано с тем, что в паре «действие — противодействие» один компонент обязательно рассредоточен. На уровне Вселенной, рост энтропии является рассредоточенным процессом. Следовательно, процесс самоорганизации, является концентрирующим процессом. Наглядно это видно на плавающих островах мусора. Мусор в океан выбрасывают рассредоточено, а процессы противодействия создают концентрации мусора в «острова». Для живого, противодействие создало следующую последовательность.

Возникнув, жизнь создала противодействие жизни — конкуренцию. Конкуренция разделяет и возникает принцип: «Каждый сам за себя». На этом этапе развитие шло до уровня формирования клеток.

Противодействие разделению создало объединение клеток в живые системы — водоросли.

Объединение в живую систему потребовало разделения. Разделение реализовалось возникновением функциональности в единичной живой системе. «Каждый отвечает за все».

Возникновение функциональности создало противодействие — одинаковость живого.

Одинаковость живого создало противодействие в виде разделения на два пола.

Разделение на два пола получило противодействие объединением в виды.

Разделение на виды позволило освоить сушу и атмосферу.

Процессы противодействия, перешли из сферы живого, в сферу не живого. Эволюция Природы на Земле, создала месторождения полезных ископаемых. Жизнь, противодействуя Природе, разрушает месторождения.