ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Происхождение жизни из "Биофизика" Мы обращаемся теперь к наиболее общим проблемам биологии и биофизики — к проблемам развития. Как уже говорилось, основные особенности живых организмов определяются их историчностью — каждый организм развивается онтогенетически и несет память о филогенетическом, аволюциоип м развитии И онтогенез, и филогенез идут в направлении возрастающей сложности и представляют собой процессы возникновения и запоминания новой информации, а также, как мы увидим, возрастания ценности информации ( 17.9). Добиологическая эволюция, приведшая к образованию биологических молекул, и биологическая эволюция должны рассматриваться как часть эволюции Вселенной. [c.534] Первый, исходный вопрос, с которым мы встречаемся в связи с проблемами развития,— это вопрос о происхождении жизни. Более ста лет назад Дарвин писал Гукеру (1863) Пройдет еще немало времени, прежде чем мы с.можем сами увидеть, как слизь или протоплазма пли что-либо в атом роде породит живое существо. Я, однако, всегда сожалел, что пошел на поводу у общестпа и во-спользовался заимствованным из Пятикнижия термином сотворение , в результате которого путем каких-то нам совершенно неизвестных процессов все и появилось . Рассуждать в настоящее время о возникновении жизни просто нелепо. С таким же успехом можно говорить о возникновении материи . [c.534] Примитивная атмосфера Земли была восстановительной. Водород является главным компонентом Солнца. Состав Солнца Н-87, Не- 12,9, 0- 0,025, N-0,02, С-0,01%. Приведем для сравнения состав атмосферы Юпитера Н — 60, Не — 36, СН4 1, NHз 0,05%. Древнейшие метеориты содержат металлы в восстановленной форме. По оценке Миллера и Юри парциальное давление Иг в архаической атмосфере Земли составляло 1,5 10 атм, давление метана СН4, возникающего при восстановлении углерода, составляло 4 10 атм. Другими компонентами атмосферы были аммиак и вода. Эти вещества, а также формальдегид Н2СО обнаружены в космическом пространстве. [c.535] Современная атмосфера Земли содержит большое количество кислорода. Этого нет ни на какой другой планете Солнечной системы. Кислород мог возникнуть в результате фотодиссоциации воды под действием коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца и в результате фотосинтеза. Бютнер (1961) показала, что фотодиссоциация должна была дать ощутимые количества кислорода. Однако первичный атмосферный кислород расходовался на окисление металлов. Принято считать, что атмосферный кислород Имеет в основном биогенное, фотосннтети-ческое происхождение. Точный баланс, однако, пока не подсчитан. [c.535] Таким образом, фотосинтезирующие организмы, автотрофы, должны были возникнуть на Земле в тот период, когда ее атмосфера была восстановительной. Более того, если бы клетки не достигли высоко организованного и защищенного состояния, кислород атмосферы не дал бы возможности развиваться жизни, окисляя химические соединения, из которых должны были образоваться биологически функциональные молекулы. Существование в наше время анаэробных бактерий, анаэробного гликолиза свидетельствует о возникновении жизни в восстановительной атмосфере. Таким образом, само существование жизни указывает на биогенное происхождение современной окисленной атмосферы Земли. Геология и биология тесно связаны. [c.535] Органические соединения должны были возникать в восстановительных условиях при наличии источников энергии. Такими источниками были ультрафиолетовое излучение Солнца, радиоактивное излучение Земли (прежде всего, -распад °К), а также электрические разряды в атмосфере и тепло вулканов. Оценки количества энергии, сообщаемого Земле всеми этими источниками, приведены в табл. 17.1. [c.535] Во-первых, химическая система, способная к эволюции, т. е. к упорядоченному развитию, должна быть автокаталитической, обладать способностью к самовоспроизведению. Во-вторых, не любые макромолекулы могут быть предшественниками живых систем, по лишь те из них, которые обладают необходимыми ии-формациоииымц свойствами. Уже на этом этапе добиологиче-ского развития должны существовать селекционные механизмы. [c.537] В работах Фокса (1966—1968) экспериментально исследовалась самоорганизация в полипептидных цепях, образуемых при термической поликонденсации эквимолярных смесей 18 канонических аминокислот (кроме Асп и Глу) в присутствии солей фосфорной кислоты, игравших роль водоотнимающих средств. Прп этом образуются цепи неравномерного состава, синтетические полипептиды, названные Фоксом протеиноидами. Эти соединения обладают каталитической активностью, сходной с ферментативной с их помощью удалось проводить реакции гидролиза, декарбокснлнрования, амннирования и дезаминирования. Однако полимеразная активность у протеиноидов пе обнаружена. [c.537] После стадий образования мономеров и полимеров, после ком-парт.ментации или одновременно с ней, как можно думать, возникало каталитическое взаимодействие полинуклеотидных и полипептидных систем. Переход к биологической эволюции связан, очевидно, с возникновением генетического кода. [c.537] Вернуться к основной статье