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/ NetNews Usenet Archive 1992 #16 / NN_1992_16.iso / spool / sci / space / 10920 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1992-07-29  |  11.7 KB

  1. Path: sparky!uunet!ogicse!das-news.harvard.edu!cantaloupe.srv.cs.cmu.edu!crabapple.srv.cs.cmu.edu!PHARABOD@FRCPN11.IN2P3.FR
  2. From: PHARABOD@FRCPN11.IN2P3.FR
  3. Newsgroups: sci.space
  4. Subject: ETs and Radio
  5. Message-ID: <1992Jul29.120224.207161@cs.cmu.edu>
  6. Date: 29 Jul 92 12:01:12 GMT
  7. Article-I.D.: cs.1992Jul29.120224.207161
  8. Sender: news+@cs.cmu.edu
  9. Distribution: sci
  10. Organization: [via International Space University]
  11. Lines: 206
  12. Approved: bboard-news_gateway
  13. X-Added: Forwarded by Space Digest
  14. Original-Sender: isu@VACATION.VENARI.CS.CMU.EDU
  15.  
  16. The following has been posted on the SKEPTIC list, and gives
  17. interesting arguments against the improbability of the apparition
  18. of life.
  19. J. Pharabod
  20. -------------------------------------------------------------------------
  21. Date:         Wed, 13 May 1992 22:38:36 CDT
  22. From:         Thomas Faller <tomfal@TR6.WES.ARMY.MIL>
  23. Subject:      Re:  Evolution and abiogenesis, part 1
  24. X-To:         SKEPTIC%YORKVM1.BITNET@pucc.Princeton.EDU
  25. To:           Multiple recipients of <SKEPTIC@YORKVM1.BITNET>
  26.  
  27.  
  28. I mentioned that I was going to look for arguments against the "mathematically
  29. impossible" probabilistic models, and rather than try and argue that my set of
  30. initial circumstances is better than anyone else's set of circumstances, I'm
  31. going to describe positive work which, to me, shows that work on abiogenic
  32. origins has gone farther than most suspect, and that some of the statistical
  33. arguments are now moot in the face of the results obtained already.
  34.  
  35. I don't mean to imply that we've already created life in a test tube, but the
  36. background work is already at an advanced state. There are still arguments
  37. over the meaning and significance of these results, but some of these
  38. arguments have been answered in the references already, and I'm sure that
  39. more work has been done since.
  40.  
  41. I'm going to break this up into two parts, because I'm reading from two very
  42. different sources, and things could get long. I'd like to hear any feedback
  43. on this from more current scientific literature; unfortunately, I'm stuck
  44. out here in the hinterlands and rely on magazines and books for most of my
  45. references these days.
  46.  
  47. The first part deals with an article in the May 1992 Scientific American, by
  48. John Horgan on page 30. The article discusses the work of Julius Rebek, Jr.,
  49. a chemist at MIT. Rebek has been developing molecules which self-replicate,
  50. much the same way that DNA does. He uses a simple system which duplicates
  51. some of the features of living systems. The system is so simple, that after
  52. a few steps, it ceases to demonstrate new qualities, but it points the way
  53. for developing evolutionary models based on non-living molecules, which
  54. could point the way to a better understanding of living systems.
  55.  
  56. Here's how it works, in it's present version: three amines and an ester, all
  57. synthetic, are mixed in a chloroform solution. Each amine combines with an
  58. ester to produce an amide, each of the three different, which will self-
  59. replicate. That is, the amide will serve as a template for other amines and
  60. esters to cling to, and make another amide. Thermal jostling separates
  61. the two, and each goes on to produce more amides.
  62.  
  63. The three slightly different amides replicate at roughly the same rate, but
  64. when irradiated with UV light, one amide mutates into a variant which
  65. reproduces much faster than the others.
  66. In another recent experiment, two esters and two amines were mixed to create
  67. four different amides. Two are duplicates of the earlier experiment, one is
  68. an even better replicant than the mutant, and one is sterile, that is, it
  69. cannot support replication at all.
  70. Unusually, each amide replicator can also serve as a template for the other
  71. amides, somewhat like the "hopeful monster" idea where new species would
  72. occasionally spring full-blown into being. However, due to the simplicity of
  73. the system, analogies to biological theory are still pretty weak.
  74.  
  75. What I want to point out here, is that even with the simplicity of the system,
  76. we have some of the major features of biological evolution present in a
  77. non-biological context. It illustrates self-replication, mutation and selection
  78. in populations, hybridization, sterile products (mules), and the passing along,
  79. or fixing of new traits in populations. This implies that evolution is a
  80. possible byproduct of chemical systems in general and not just biological ones.
  81.  
  82. The next article discusses successes in finding molecules which display
  83. other processes found in living systems.
  84.  
  85. Tom Faller
  86. -----------------------------------------------------------------------
  87. Date:         Thu, 14 May 1992 10:02:08 CDT
  88. From:         Thomas Faller <tomfal@TR6.WES.ARMY.MIL>
  89. Subject:      Re:  Evolution and abiogenesis, part 2
  90. X-To:         SKEPTIC%YORKVM1.BITNET@pucc.Princeton.EDU
  91. To:           Multiple recipients of <SKEPTIC@YORKVM1.BITNET>
  92.  
  93.  
  94. Okay, most of my information for this part comes from a chapter in Science
  95. and Creationism, edited by Ashley Montagu, the article is _Creationism and
  96. Evolutionary Protobiogenesis_, by Sidney W. Fox, at the U. of Miami. The
  97. copyright date on the book is 1984, the article has nine pages of references
  98. dating through 1982, but I'm sure there is more recent work out there.
  99. I've seen some controversy about proteinoid microspheres, I've also seen
  100. replies to that controversy on the net, but I don't have the text handy.
  101. Please try to obtain objections from the most recent and most credible sources,
  102. and I'll look around in the bookstores in The Big City next time I get there,
  103. and see if I can scare up some more recent information.
  104.  
  105. It has been mentioned already that a strict definition of life is still
  106. somewhat forthcoming, and that there is still a fuzzy border between the
  107. living and the nonliving. Demonstrating that life-like structures can arise
  108. under primitive-earth conditions and that they can exhibit behavior similar
  109. to modern cells, to me, takes most of the wind out of the sails of those
  110. who contend that abiogenesis is improbable to the point of being impossible.
  111. We can demonstrate that structures can form which resemble fossil structures,
  112. we can demonstrate that these structures can perform many of the duties
  113. which modern cells need to perform, and we can demonstrate that many of the
  114. natural processes which produce these structures will produce similar
  115. structures under many conditions, meaning that although many types of processes
  116. may initiate life, those which go the farthest may all produce roughly the
  117. same product, leading towards a "molecular determinism" which standardized
  118. the form of the first life on earth, however many times it arose, and in
  119. however many places.
  120.  
  121. Although the author states that the experiment to produce proteinoid micro-
  122. spheres is simple enough for high-school and college students to reproduce,
  123. I've never done it myself, and, lacking references, don't know what conditions
  124. are implied, although the author answers a creationist argument about the
  125. amount of heat necessary (as low as 65 degrees C) with examples of several
  126. likely geologic scenarios. It may be important to note that a reference to
  127. the proceedures involved is dated 1958, implying that the experiment has had
  128. plenty of time to gather objections, and the amount of work being done with
  129. proteinoids implies that those objections were answered satisfactorally.
  130.  
  131. The term proteinoid was defined in 1967, and appears in Chemical Abstracts
  132. as an indexing term then. It was coined to suggest a protein, made of amino
  133. acids, which are not produced in the usual sense by organisms. Later usage
  134. seems to justify the similarities between proteinoids and proteins by
  135. classifying proteinoids under thermal proteins. Proteinoids are not the
  136. exact equivalent of modern proteins, however. My chemistry isn't that sharp,
  137. but some of the differences include linkages not found in modern proteins.
  138. It is suggested that progressive replacement through intermediate stages could
  139. have led to modern proteins, I don't have a reference for any work done on
  140. this recently. One section of the article says that proteinoids are large
  141. peptides made from amino acids by heat; proteins are large peptides made by
  142. organisms from amino acids by energy from ATP. Sorry I can't get more specific
  143. than that.
  144.  
  145. Proteinoid microspheres are near-proteins produced by polymerizing amino
  146. acids. A main contribution is from something called trifunctional amino acids
  147. which are found in such biologic-free samples as lunar rock, meteorites and
  148. bacteria-free terrestrial lava. The amino acids have informational and
  149. functional value. They order the formation of proteinoids and direct the
  150. structure and functions of the proteinoids themselves. The ordering, or non-
  151. randomness of the proteinoids is a function of the chemical structure of
  152. the amino acids, and does not require external ordering, direction through
  153. divine agencies, or extraterrestrial visitors. This has been demonstrated
  154. in the laboratory, and is the best argument against the "probabilistic"
  155. claims that life is a decendant of random processes.
  156.  
  157. Proteinoids form microspheres, about 10 or 20 micrometers in size. The spheres
  158. are very uniform in size and properties. Several types of microspheres are
  159. very resistant to conditions which would tend to dissolve them, that is, they
  160. are not fragile, although some types are. The tougher types also exhibit
  161. the behavior which is of biological interest. They have also been artificially
  162. fossilized, resulting in structures very similar to naturally occurring micro-
  163. fossils, discovered in abundance in PreCambrian rocks.
  164.  
  165. The interesting part is that proteinoid microspheres exhibit activity which is
  166. the precursor to the activities of living cells. That is, they do many of
  167. the actions necessary for life, but on a more limited scale than modern
  168. living cells. This is a function of the microspheres' simplicity, but
  169. should not detract from the fact that self-ordered proteinoids do have
  170. biological utility.
  171.  
  172. I'm going to just mention some of the activity reported for proteinoids in
  173. this article. I'm not going to bother referencing each experiment; that's done
  174. rather exhaustively in the text, and I don't have the resources to check
  175. each article. The biological activities included here have been cataloged
  176. from different experiments; I don't know what type of proteinoids were used
  177. for each experiment, but the overall framework seems to hang together in the
  178. literature, by virtue of reviews of progress published every couple of years,
  179. and subject to peer review. The article has had time to gather objections and
  180. answer them, so I assume that there have been no irrevocable objections.
  181.  
  182. Reaction, Function or Substrate in Proteinoids
  183.  
  184. Hydrolosis
  185. Decarboxylation
  186. Amination    (Amine activity, not animation-motion)
  187. Deamination
  188. Oxidoreductions
  189. Synthesis with ATP
  190.    Internucleotide bonds formed
  191.    Peptide bonds formed
  192. Photo-activated decarboxylation
  193. Hormonal activity
  194.  
  195. Also mentioned in the article were the following activities, I don't know to
  196. what extent they overlap the above list.
  197.  
  198. Enzyme-like activity
  199. Photocatalytic activity
  200. Production of pigments
  201. Strong indications that braided informational molecules (forerunners of DNA)
  202. can be produced
  203. Bioelectrical behavior, membrane potentials, spiking, oscillatory discharge
  204. Growth by accretion
  205. Selective permeability
  206. Protometabolism - anabolism, catabolism
  207. Motility - movement
  208.  
  209. and others.
  210.  
  211. This implies that we are much closer to understanding the steps to cellular
  212. life than is commonly implied in popular accounts of abiogenic research, and
  213. demonstrates that the probabilistic models are missing a few assumptions. The
  214. main key here is that proteinoids should assemble themselves, and then
  215. conduct "molecular evolution" of structure and function, until at some point,
  216. they can be considered to be living cells. This has not been demonstrated yet,
  217. to my knowledge, but the progress made so far shows an outline of where we
  218. are going.
  219. I'd be very interested to see any followups of this research in the 90's.
  220.  
  221. Tom Faller
  222.