Citroenzuur- en andere cycli

[HansH]

En uiteindelijk is er geen alternatief voor evolutie.

We zouden in een grote simulatie kunnen zitten. Hoewel dat alleen het probleem een nivo verplaatst naar een nog hogere macht dan wij die dan zo'n simulatie runt.

Overigens lijkt me zo'n redenatie dat er geen alternatief is een gevaarlijke. We snappen het gewoon niet. evolutie of geloof is hooguit een manier om naar het bestaande toe te praten. Maar voldoende details ontbreken.

[HansH]

Een deelcyclus functioneert helemaal niet. Die doet niet wat die moet doen.

precies dat. Dus dan is er geen mechanisme om de volgende stap te maken en die te bevoordelen tov de bestaande situatie.
dus met al die stappen kan ik me me niet voorstellen dat die allemaal door toeval ontstaan zijn omdat de meeste stappen gewoon te groot zijn om binnen de levensduur van de aarde spontaan te kunnen ontstaan.

[Xilvo]

Overigens lijkt me zo'n redenatie dat er geen alternatief is een gevaarlijke.

Waarom gevaarlijk? Wat zijn alternatieven die niet slechts het probleem een niveau verder deponeren?

We snappen het gewoon niet.

Evolutiebiologen snappen al heel veel.

[HansH]

Evolutiebiologen snappen al heel veel.

Daarom zou het mooi zijn als die kunnen reageren. Dan kunnen we tenminste naar iets toe redeneren op basis van inzichten. Nu blijven er alleen maar steeds meer vragen komen.

[PhilipVoets]

Ik heb me als internist-endocrinoloog maandenlang in het AMC ondergedompeld in stofwisselingsziekten, defecten van de gluconeogenese, vetzuuroxidatie, oxidatieve fosforylering, ureumcyclus, etc. etc. Een deel van waarom er vrij plotseling zoveel nieuwe metabole pathways in eukaryote cellen zijn ontstaan, is de endosymbiont-hypothese, die stelt dat onze mitochondriën zijn ontstaan als gefagocyteerde en geassimileerde prokaryoten (zoals bacteriën). Hierdoor neem je in één klap veel metabole pathways “over”. Dat gezegd hebbende, als je de klinische en biochemische consequenties van slechts een enkele enzymdeficiëntie beziet en de complexiteit en fragiliteit van al deze systemen, dan bekruipt je toch het gevoel dat hier van hogerhand een en ander in goede banen is geleid…

[Xilvo]

Dat gezegd hebbende, als je de klinische en biochemische consequenties van slechts een enkele enzymdeficiëntie beziet en de complexiteit en fragiliteit van al deze systemen, dan bekruipt je toch het gevoel dat hier van hogerhand een en ander in goede banen is geleid…

Maar het 'gevoel' is een onbetrouwbare raadgever als het om wetenschap gaat.

[PhilipVoets]

Mee eens, hoewel “gevoel” een beetje een parapluterm is natuurlijk. Het ligt een beetje aan het specifieke geval; zo is de klinische blik of het “niet-pluis-gevoel” van een arts een heel bruikbaar instrument, maar in de kern komt dit waarschijnlijk neer op het onderbewust sneller dan bewust verwerken en analyseren van de informatie die voorhanden is.

[HansH]

Maar het 'gevoel' is een onbetrouwbare raadgever als het om wetenschap gaat.

maar wat hebben we anders dan alleen gevoel? er is niemand die kan aangeven hoe dit alles is ontstaan met welke tussenstappen. althans zo iemand heeft zich nog niet gemeld in dit topic.

[Xilvo]

maar wat hebben we anders dan alleen gevoel?

Als ik niets anders heb dan ongeschikt en onbetrouwbaar gereedschap, dan begin ik niet aan een klus.

[PhilipVoets]

Soms moet je roeien met de riemen die je hebt. Als we altijd al alle instrumenten tot onze beschikking hebben, zoals in veel takken van de wiskunde, dan worden de spelregels ineens overzichtelijker.
Meer inhoudelijk; als je teruggaat naar de kern, het allereerste molecuul van waaruit later eukaryote cellen zijn ontstaan, dan is dat waarschijnlijk RNA geweest (RNA world hypothesis), omdat dit autoreplicatie-eigenschappen en enzymatische functie in zich verenigt. Je kunt je voorstellen dat veel moleculen die hiermee geassocieerd raken in de loop van de tijd ook “(bio)chemisch handige eigenschappen” verenigen en een soort functionele complexen/aggregaten hebben gevormd die na verloop van tijd “als eenheden” van de buitenwereld afgeschermd zijn geraakt door de fosfolipiden die later een deel van onze celmembranen zijn gaan vormen. Dat vergt op zijn beurt weer het handhaven van osmotische gradiënten om niet te lyseren in zout water, wat op zijn beurt weer een energievretend proces is waarvoor een “energievaluta” in de vorm van ATP moet zijn ontwikkeld, etc. etc.
Er is in ieder geval in veel cycli en metabole routes vaak wel een “centraal substraat” aan te wijzen, zoals acetyl-CoA, wat o.a. de glycolyse, bèta-oxidatie, aminozuurkatabolisme en TCA-cyclus koppelt. Je kunt je voorstellen dat zulke moleculen de “startpunten” zijn geweest van waaruit andere routes vertakten.
Maar nogmaals, en dat is een andere discussie en niet een heel “wetenschappelijke” (maar eerder theologisch en teleologisch), ik ben er wel van overtuigd dat dit van hogerhand in goede banen is geleid en geknutseld. Het wat en het waardoor “bijten” elkaar niet m.i.

[PhilipVoets]

Hebben onze voorouders minder cycli als bagage meegekregen,
omdat één van de kettingen nog niet gesloten was?
Was die voorouder dan ongelukkig / invalide?
Kan iemand zonder de citroenzuurcyclus, bijvoorbeeld?
Wat gebeurt er met een gezond hedendaags mens als deze ketting breekt?

Het antwoord hierop is overigens een heel harde “nee”; in ieder geval niet een menselijke of dierlijke cel zoals wij die nu kennen.

[Marko]

Een paar opmerkingen:

De aanname dat een deelcyclus niet zou functioneren is onjuist. Het is prima mogelijk dat een stofwisseling niet uit een cyclus bestaat maar uit een(of meer) sequenties waarbij moleculen worden omgezet en energie vrijkomt of wordt opgeslagen. Bij afwezigheid van een cyclus moet er dan een mechanisme zijn waarbij beginstoffen worden aangevoerd en producten worden afgevoerd, maar dat is prima mogelijk. De vraag is dan natuurlijk wel een beetje: waar komen die stoffen dan vandaan en waar gaan ze naar toe. Maar daar zijn verschillende opties voor. De Aarde bijvoorbeeld wordt continu gebombardeerd met stoffen uit de ruimte. Omgekeerd verdwijnen lichte gassen uit de atmosfeer.

Het bestaan van de citroenzuurcyclus is geen voorwaarde voor het bestaan of ontstaan van leven. In de tijd dat de eerste levende cellen op Aarde ontstonden, was de citroenzuurcyclus zelfs nog niet eens mogelijk, vanwege de afwezigheid van zuurstof in de atmosfeer.

In dit soort discussies onderschatten mensen vaak de tijdsduur van de evolutie. We zijn gewend aan (demonstratie)experimenten die hooguit een kwartiertje duren. Chemici op het lab voeren nauwelijks reacties uit die langer dan 1 of 2 dagen duren. Wordt het nog langer, dan schuift men het recept terzijde en gaat op zoek naar iets "dat wel werkt". Maar voor evolutie is dat niet relevant. Ook als een reactie 10 jaar duurt en dan nog maar voor 10% is opgeschoten is dat een fractie van de honderden miljoenen jaren tussen het ontstaan van de Aarde en het ontstaan van leven.

Daarnaast onderschatten mensen hoe klein moleculen zijn (en hoe veel je ervan hebt) en hoe vaak die botsen. Een concentratie van 1 ppm (part per million) is voor veel technieken al onmeetbaar, maar bevat alsnog rond de 10^15 moleculen per liter. Bij dergelijke lage concentraties botsen moleculen niet zo heel vaak, relatief gezien, maar alsnog zijn er miljoenen botsingen per seconde. En iedere botsing tussen 2 moleculen kan tot een reactie leiden.

Bedenk dan eens hoeveel seconden er in 100 miljoen jaar zitten, hoeveel botsingen dat zijn en hoeveel kansen er dus zijn voor stoffen, zelfs als ze in lage concentraties aanwezig zijn, om te reageren en een systeem van reacties op te leveren.

[HansH]

maar het blijft speculeren.

[Marko]

Voor wie zich er verder niet in wil verdiepen wel.

[Xilvo]

Dàt het mechanisme geëvolueerd is, is geen speculatie.
Ooit bestond het niet, nu wel. Er is geen ander wetenschappelijke verklaring.

Sommige zaken zijn nu eenmaal niet in een lab te repliceren. Zoals een zwart gat, zoals gedegenereerde materie, zoals een miljoenen jaren durende evolutie.