שאלה בנוגע לאבולוצייה

[shkool]

שאלה בנוגע לאבולוצייה

ידוע לי שהבקטרייה הראשונה הכילה 2 מנגנונים: מנגנון הברירה הטבעית מנגנון הגיוון השאלה שלי, מאיפה "הגיעו" מנגנונים אלה? shkool

 

[morning star]

מנגנונים?

"מנגנון" הברירה הטבעית ו"מנגנון" הגיוון לא נמצאים בתא חי אחד, אלא בהתנהגות של מספר תאים (דהיינו אוכלוסיה). מנגנון הברירה הטבעית הוא חיצוני לחלוטין - זה ששורד, על אף התנאים בו בוא קיים, "זוכה" להעביר הלאה את מטענו הגנטי. הגיוון בא מאוחר יותר בסולם האבולוציה, כאשר החלה להווצר החלפה הדדית של חומר תורשתי. מחקר מבנה התא, ברמתו המולקולרית (בתחום הנקרא ביולוגיה מולקולרית וביוכימיה) - מסתמנת יותר ויותר האפשרות כי התאוריה בדבר קיומו של ה-RNA בתור החומר התורשתי הראשוני, עוד לפני הווצרות ה"תא" כפי שאנו מכירים כיום - כנכונה. כל מולקולה "שואפת" להורדת רמת האנרגיה ובכך להקטין את רמת אי-הסדר שבה (לפי הפיסיקה וכימיה פיסיקלית - מורידה את רמת האנטרופיה). כאשר נוצרו מולקולות אורגניות ב"מרק הקדמוני", יכולתן להוריד את האנטרופיה הייתה גבוהה במיוחד, לכן הייתה "שאיפה" ליצור יותר מולקולות אורגניות (והרי מולקולות אורגניות משמשות אותנו גם כדלק. מספיקה "דחיפה" קלה בכדי לשחרר את כל האנרגיה האצורה) - שתנאים ששררו אז היו "נוחות" יותר ל"הכנה". במהלך כ-200,000,000 שנה נוצרו תרכובות והתפרקו, עד שנוצרה (כנראה) מולקולת RNA. מולקולה זו, בשיתוף פעולה עם מולקולות אחרות כבר יכלה ליצור באופן כימי כלים בכדי לשכפל את עצמה. במהלך השנים, המולקולה עצמה השתכללה ונוצר ה-DNA, חומר יציב יותר. מאז, זהו מירוץ של ה-DNA לשמר את עצמו (מומלץ לקרוא את ה"גן האנוכיי" של דוקניס וכן את "גנום" של רידלי) ולשם כך הוא לא בוחל באף אמצעי. "מנגנון" הגיוון נתן עמידות טובה לתאים שפיתחו אותו, ולכן תאים אלה הצליחו לשרוד - בגלל הברירה הטבעית. שלך הנווד

 

[shkool]

תודה+2 שאלות

1.אנטרופיה - אתה מוכן להסביר לי בדיוק מזה? 2.איזה מ-2 הספרים שהבאת לי הוא יותר "ידידותי להדיוט"

shkool

 

[morning star]

היה פה כבר דיון על אנטרופיה

מבחינת המדע - רמת אי הסדר במע´. התברר כי בכל מע´, כולל מע´ היקום - שואפים לאי סדר, ז"א, הגדלה של האנטרופיה. זה ממש בקיצור. שני הספרים הם ידידותיים. מהגן האנוכיי קראתי רק קטעים נבחרים (אך אני מתכנן בקרוב לקרוא את כל הספר) וכעת אני עוד קורא את "גנום". ספרו של רידלי טוב מאוד למי שלא מתמצא בחומר (אם כי ישנם כמה קטעים אשר ידע תחום לא יזיק להבנה מעמיקה). הספר כתוב בצורה משעשעת מאוד - כך שבאמת קל להנות ממנו. המלצה לוהטת. שלך הנווד

 

[shkool]

כנראה שלא הייתי באותו דיון ../images/Emo13.gif

לא כל כך הבנתי את האנטרופייה, למה יש שאיפה לאי סדר? תגדיר אי סדר. ותודה על ההמלצה, אני כנראה ייקנה אותו בימים הקרובים

בברכה, shkool

 

[morning star]

סדר

אפשר להתפלסף על מהו סדר, אך לפי המדע, ניתן להגדיר סדר כמולקולות גדולות ו"מאורגנות" (כמו רבות מהמולקולות האורגניות, אשר גם אוצרות אנרגיה רבה) ברמת המיקרו, או כארגון ברמת המקרו (פלנטות במסלולים קבועים, חסכון באנרגיה). אי סדר יכול למשל להתבטא במהירות של אטומים - קח קרח. זהו המצב בו המולקולות H2O הן הכי מאורגנות וזזות מעט מאוד (בתוך הגביש) - ולכן הגביש יציב. תחמם - תוסיף אנרגיה. האנרגיה תגרום למולקולות לנוע יותר, כך שתקבל מים (מעל טמפ´ 0 מעלות צלזיוס בתנאי לחץ של אטמוספירה אחת, כפי שפחות או יותר שורר על פני כדוה"א. כאשר הלחץ הוא פחות, אזי טמפ´ ההתכה נמוכה יותר...). בנוזל המים, המולקולות נעות יותר בחופשיות, נקשרות ונפרדות לסירוגין האחת מרעותה - אז אנו יכולים לשתות אותם, לעבור בהם, לשחות (אך לא ללכת עליהם... חוץ מאולי אדם אחד

). כאשר תחמם יותר - מעל ל-100 מעלות, המולקולות ינועו עוד יותר מהר, ולא יוכלו לשמור על הקשרים המבניים כלל וכלל. המולקלות ייפרדו - וכך יגיעו לרמת האי-סדר הגדולה יותר - נקבל גז, ובכך נגדיל את האנטרופיה. למה יש את השאיפה הזו לאנטרופיה? איני חושב כי ניתן לענות למה, זו פשוט הבחנה - ועד עכשיו זה מה שקורה. מצד שני, גם אי השקעת אנרגיה - מעלה את רמת האנטרופיה. אם לא תסדר את החדר שלך במשך חודש (ז"א, לא תשקיע אנרגיה בלשים הכל במקום) - אזי גם הגדלת את האנטרופיה. אני מציע לך לקחת קורס בסיסי בכימיה אם אתה רוצה לדעת יותר על האנטרופיה (אם כי ישנם קורסים אשר עוסקים בה ישירות, אך הם ברמה אקדמאית ודורשים רקע קודם בכימיה ואף פיסיקה). שלך הנווד

 

[shkool]

ובכן...

"אם לא תסדר את החדר שלך במשך חודש - אזי גם הגדלת את האנטרופייה" אך רשמת שסדר זהו מולקולות גדולות ו"מאורגנות" אתה בהתחלה התיחסת אי סדר ברמת המיקרו והגדרת אותו, אך ברמת המקרו אני לא חושב שאפשר להגדיר אי סדר, כי ברמה זו הסדר הוא סך הכל פרושו האישי(והשונה) של כל אדם ואין לו הגדרה מדעית(ברמת המקרו כמובן)..אני צודק? shkool

 

[morning star]

ברמת המאקרו

במובן האנושי של מהו סדר, ניתן להתווכח ולהגיד בעצם כי לא קיים באמת. אך כן ניתן לדבר על "סדר" כזה או אחר כאשר שני אנשים באים מרקע דומה. אני מאמין שהמושג שלי ושלך לסדר בחדר די דומים, כך שאתה יכול להבין לאן חתרתי... בוא נגיד את זה כך: אחרי חודש שלם שלא הוצאת אנרגיה כדי להחזיר כל דבר שהשתמשת בו למקום (אלא זרקת אותו על הרצפה, על המיטה או השולחן וצברת ערמות) - יהיה לך קשה למצוא את דו"ח המעבדה שהכנת לפני שבועיים ואתה כבר צריך להגיש אותו (וההגדרה של סדר, ברמה האנושית - שניתן לעקוב ולמצוא דברים בקלות, הלא כן?). שלך הנווד

 

[Henryf]

אנטרופיה

אנטרופיה היא הגדלת אי סדר, וחוק הטרמודינמיקה טוען שהאנטרופיה תעלה רק במערכת סגורה. אם נכניס לתא סגור וריק לחלוטין מספר אטומים ונסדרם בפינת התא, הסכוי שבאם נפתח את התא כעבור זמן מה, האטומים כבר לא יהיו מרוכזים בפינה, אלא ימלאו באי סדר את חלל התא. אם המערכת איננה סגורה (או מבודדת), בעזרת הוספת אנרגיה אפשר כמובן לעשות סדר ולהקטין את האנטרופיה. מבחינה כמותית האנטרופיה הינה כמות מעבר האנרגיה (או חום) ליחידת זמן, או אינטגרל של dQ חלקי הזמן. הנרי

 

[morning star]

אבל את היקום

ניתן לראות כמע´ סגורה (לפחות באופן תיאורטי... ישנה בעיה לבדוק זאת אמפירית). שלך הנווד

 

[Henryf]

הייקום

מהוא הייקום? האם הוא מערכת סגורה? יש בייקום מספיק אנרגיה (בעיקר בצורת מסה) שאין לנו בעייה בעתיד הקרוב להגיע לאנטרופיה אפס. הנרי