Биопоэз

Биопоэз — термин, предложенный Берналом [1, 2, 3] для процесса перехода от неживого к живому. Хотя другие авторы чаще используют термин биогенез, я предпочитаю сохранить термин Бернала. Во всяком случае, я сохраню его в этой главе, в которой мы рассмотрим цепь событий, приведшую к переходу от неживого к живому. В предыдущей главе речь шла о разнообразных экспериментах, касающихся возможности образования органических молекул в результате неорганических процессов, идущих в условиях первичной атмосферы. Главный вывод из этих экспериментов таков существует много способов возникновения таких молекул. [c.126]

Дальнейшей стадией биопоэза должно было стать появление метаболизма. Как мы увидим далее, вначале метаболизм мог быть малоэффективным процессом и лишь постепенно развился в современный сложный и эффективный процесс. [c.127]

Главы 1—6, в которых дается краткий обзор условий и возможных путей биопоэза, следует считать вводными. Особенно кратко — лишь для освежения уже имеющихся у читателя знаний —изложены параграфы об энергии и энтропии. Конечно, здесь я не мог заниматься выводом законов термодинамики. Глава 22, в которой говорится о многоклеточных организмах, как и главы 23—25, где изложены в основном доказательства по индукции , являются дополнительными. Во всех вспомогательных главах число ссылок на литературу сведено к минимуму и приведены лишь ссылки, необходимые для того, чтобы читатель мог найти подробные работы по этим темам. [c.9]

Интерес к вопросу о том, как в далеком прошлом возникла жизнь, появился в основном после того, как в 1862 г. были опубликованы результаты знаменитых экспериментов Пастера [1404], разрушивших всякую веру в возможность спонтанного зарождения жизни в наше время. Наряду с другими эта проблема биопоэза [1440] обсуждалась физиком-экспериментатором Тиндалем в 1874 г. [1884]. Сейчас мало знают об идеях Больцмана, который был не только физиком-теоретиком, но и горячим сторонником Дарвина относительно ранней истории живой материи. В 1886 г. он писал [280] [c.43]

Последняя стадия биопоэза — приобретение способности к воспроизведению, благодаря которому жизнь может продолжать сама себя. Как и другие свойства современной жизни, эта способность кажется слишком сложным процессом, и трудно поверить, что она постепенно, шаг за шагом развилась из простых неживых реакций. Но если мы хотим понять, каким образом возникла жизнь, мы должны исследовать как раз эти простые стадии. [c.136]

После того как эта книга в рукописи была закопчена, в Понт-а-Муссон (Франция) состоялась III Международная конференция по проблеме происхождения жизни, а в Льеже (Бельгия) — Международная конференция по биохимической эволюции. Па этих конференциях обсуждалось современное положение проблем, освещенных в гл. VI и VII этой книги, но я не успел включить результаты конференций в рукопись. Интересующихся отсылаю к трудам конференций, опубликованным в двух томах под названием Молекулярная эволюция [5, 26]. Из классических экспериментов Миллера [14] выросло целое направление, изучающее возможные способы энергетического обмена, способы образования абиогенных соединений, последующей полимеризации и, наконец, биопоэза. [c.85]

Глава VII СТАДИИ БИОПОЭЗА [c.126]

Видимо, следующим шагом биопоэза было образование из продуктов неорганических реакций, протекавших на первой стадии, различных полимеров, таких, как полипептиды и нуклеиновые кислоты. Эксперименты, описанные в предыдущей главе, показали, что такие реакции вполне возможны и без участия организмов. Вполне вероятна и дальнейшая неорганическая полимеризация в белки и другие крупные молекулы. [c.126]

У современных организмов такие оболочки часто очень сложны но своей структуре и функции. На заре развития жизни мембраны были, видимо, устроены гораздо проще. Далее мы увидим, что предложены возможные способы образования простых мембран посредством неорганических процессов. Не исключено, что первые мембраны возникли уже на очень ранних стадиях биопоэза. [c.127]

Теперь, чтобы заслужить название живого, такой предбиологи-ческий материал, организованный в структурные единицы, покрытые мембранами, должен был начать воспроизводиться. Это следующая стадия биопоэза. Отдельные механизмы воспроизведения могли существовать и ранее. Воспроизведение могло идти и в без-мембранных химических системах. Но только в группе молекул, под защитой мембраны, смогла произойти общая координация механизмов воспроизведения в один процесс, направленный к общей цели. Конечно, это достижение надо считать одной из важнейших стадий перехода от неживого к живому. [c.127]

Первые две стадии биопоэза — образование малых органических молекул в неорганических реакциях и их конденсация и полимеризация в более крупные молекулы — уже обсуждались в гл. VI, и здесь мы их не будем касаться. [c.127]

Как уже сказано во введении к этой главе, эта стадия биопоэза менее понятна, чем предыдущие. На этой стадии органические макромолекулы, образовавшиеся ранее в неорганических процессах, собираются в мелкие частицы. Голландский химик Бунгенберг де Ионг [6] давно уже предложил называть этот процесс коацервацией. Хотя термин широко использовался, его смысл до сих пор остается недостаточно четко определенным. [c.130]

Любая схематизация естественных процессов грозит искажением представления о них, и все же для лучшего понимания истории жизни разделим эту историю на три этапа 1) преджизнь, 2) раннюю жизнь — я подразумеваю под этим жизнь, суш ествовавшую в условиях бескислородной атмосферы, и 3) позднейшую жизнь, связанную с кислородной атмосферой. Идя на риск еще большего Згарощения, мы можем принять, что развитие преджизни зависело от бескислородной атмосферы и коротковолнового ультрафиолетового излучения, свободно проникавшего через эту атмосферу. Биопоэз, переход от преджизни к ранней жизни, также мог произойти лишь в условиях бескислородной среды жизнь могла постепенно развиваться, не опасаясь немедленного окисления. Более того, ультрафиолет был необходим для биопоэза хотя жесткое ультрафиолетовое излучение разрушительно для многих, если не для всех продуктов биопоэза, все же преджизнь зависела от органических соединений, созданных при участии ультрафиолета. После перехода к ранней жизни эта последняя все еще находилась в тесной зависимости от бескислородной атмосферы, и только с развитием механизмов защиты от кислорода (см. гл. VIII, разд. 9) жизнь получила шансы сохраниться и в кислородной атмосфере. Все способные к дыханию организмы поздней жизни , т. е. не только животные, но и растения (ведь растения тоже дышат), уже тесно связаны с кислородной атмосферой. Только анаэробы, эти остатки ранней или боковые ветви эволюционного древа поздней жпзни, не зависят от современной кислородной атмосферы. [c.159]

Как я уже говорил в гл. IV (разд. 8), употребление термина сами-зарождение в таком контексте кажется мне не совсем удачным. Для обозначения перехода от неживого к живому лучше применять термины биопоэз или биогенез . [c.161]

КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ И СОХРАНЕНИЕ ПРОДУКТОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ СТАДИЙ БИОПОЭЗА [c.168]

Глава VII. Стадии биопоэза................................126 [c.407]

С этой проблемой мы уже встречались. Итак, для того чтобы жизнь могла возникнуть, одного только синтеза органических молекул было недостаточно. Не менее важны процессы концентрирования, необходимые для дальнейшего развития последовательных стадий биопоэза, и процессы, обеспечивающие сохранение продуктов этих стадий. Пойдет ли развитие от простейших органических соединений к жизни, зависит в конечном счете от динамики всех процессов, участвующих в разных стадиях биопоэза, от равновесия между синтезом и распадом. Время полураспада (здесь мы заимствуем термин ядерной физики, мы встречались с ним в гл. 1П, разд. 7) продуктов последовательных стадий биопоэза — важнейший, до сих пор мало известный фактор. [c.168]

Не говоря уже о том, что кобальт и подобные ему амбивалентные металлы редки на поверхности Земли, мы не должны забывать, что переносить результаты опытов из лаборатории в природу надо с большой осмотрительностью. Конечно, в пробирке химика первая же возникшая молекула, если скорость аутокатализа достаточно велика, может индуцировать образование соединений подобной структуры. Но мы помним, что в природе процессы преджизни и биопоэза шли одновременно в самых разных местах земного шара. Если даже в одном или нескольких из этих процессов действитель- [c.289]

Видимо, биопоэз (развитие жизни из преджизни) продолжался непрерывно или с перерывами в течение всего периода сосуществования преджизни и ранней жизни. Возможная схема этого процесса показана на фиг. 106. В то время шла борьба за существование не только между разными формами преджизни (фиг. 105), но и между формами жизни, образовавшимися из преджизни раньше и позже. И точно так же, как в дальнейшей эволюции жизни были случаи полного вымирания отдельных групп растений и животных, так и некоторые эволюционные линии ранней жизни, отделившиеся от преджизни раньше других, могли затем уступить место более молодым. [c.387]

Биопоэз (образование жизни из преджизни) впервые должен был происходить уже гораздо более 3 млрд. лет назад. Но неорганический синтез органических молекул, т. е. образование преджизни, продолжался одновременно с развитием жизни еще до конца среднего докембрия (около 1,8 млрд. лет назад). Вполне возможно и даже вполне вероятно, что биопоэз происходил все это время или с перерывами. Если такой переход в более поздний период случайно совершался в необычной среде, то новая жизнь могла сильно отличаться от уже существовавшей. Возможно, именно так появились эукариотические организмы (гл. VIII, разд. 8), хотя пока это предположение не основано на фактах. Видимо, уровень Пастера был превзойден потому, что в результате более продуктивного метаболизма эукариотов сильно увеличилась продукция кислорода. Тогда пришел конец господству бескислородной атмосферы. Наша оценка продолжительности периода перехода от бескислородной к кислородной атмосфере зависит от того, как рассматривать этот переход. Если принять, что переход к кислородной атмосфере совершился, как только содержание Ог в атмосфере превысило 1% современного (точка d на фиг. 99), то переходного периода не было совсем. Если считать переходным периодом тот промежуток времени, в течение которого содержание Ог выросло от 1 до 10% современного уровня, то этот период закончился только в начале силура, 0,44 млрд. лет назад. Я принял здесь промежуточную точку зрения по моему мнению, образование етасррцветных толщ говорит о наличии кислородной атмосферы. Тогда переходный период заканчивается с образованием. [c.388]

Концентрирование и сохранение продуктов последовательных стадий биопоэза..............................168- [c.408]

В соответствии с данным нами выше определением, одной из принципиальных особенностей надмолекулярных биоструктур является их упорядоченность. Если вопрос о моделировании этапа возникновения неупорядоченных полимеров так или иначе поддается экспериментальной разработке [4, 6, 8, 20], то проблема возникновения упорядоченности в процессе предбиологической эволюции все еще остается открытой. Важное значение придавал этой проблеме А. И. Опарин [8 . Дж. Бернал полагал, что вопрос о развитии упорядоченности структуры первых полимеров — нуклеиновых кислот и белков является одной из ключевых проблем биопоэза, а может быть и вообще главной проблемой [2] . Этот процесс, по его мнению, мог осуществляться двумя путями либо сначала образуются случайные последовательности, а затем среди них происходит отбор на ре- [c.18]

Однако проблемы биопоэза как целого этим, разумее тся, не решаются надо еще понять, как и почему полимерьт могут собираться в то, что нужнодля жизни. В частности, надо понять, как сопрягаются процесх ы, требующие пре-тивоположных условий среды. [c.292]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология