Преджизнь

Как мы увидим в гл. XVI, весьма вероятно, что химические реакции, приводящие к образованию бульона , шли долгое время и после того, как на Земле возникла жизнь. На заре своего развития жизнь могла сосуществовать с преджизнью в течение примерно 2 млрд. лет, наслаждаясь изобилием этого первобытного рая. Тогда в пищу живому шли органические молекулы, синтезированные неорганическим путем. [c.80]

ХИМИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ПРЕДЖИЗНИ И ХИМИЧЕСКОЕ ОДНООБРАЗИЕ ЖИЗНИ. СХЕМА ПИРИ [c.83]

Нижний конус — ранние неорганические химические процессы преджизни. Они разнообразны по своей химии, но не имеют морфологического выражения. Верхний конус — развитие жизни, характеризующейся морфологическим разнообразием, основанным на ограниченном чи -лр биохимических реакций. Об этом еще будет сказано подробнее в гл. ХУШ. [c.83]

Но мне как геологу трудно принять один аспект термической теории , а именно роль высоких температур. Фокс подчеркивает, что такие температуры создавались во время извержения вулканов и в кратере, и на поверхности потоков горячей лавы. Как же тогда совместить идею о появлении малых молекул в первичном бульоне с дальнейшим развитием жизни в вулканах и около них при извержениях Далее мы увидим (особенно в гл. XVI), что преджизнь и ранняя жизнь должны были очень долго сосуществовать, и мне кажется, что такие редкие и случайные события, как извержения вулканов, не могли способствовать появлению жизни из органических соединений. [c.116]

Этот основанный на экспериментах вывод отнимает у преджизни, а следовательно, и у жизни один из самых ревниво оберегаемых ее признаков — уникальную приуроченность к Земле. Приходится признать, что неорганическое образование органических соединений — распространенный космический процесс. [c.119]

Надо также запомнить, что появление более крупных органических молекул — важное событие в переходе от преджизни к жизни — было многоступенчатым процессом. Мы пе можем считать вероятным внезапное появление голого гена или единичной молекулы белка. Только соединения, возникавшие в очень больших количествах, могли стать основой для дальнейшего развития. [c.129]

Химические процессы преджизни могут показаться до смешного простыми в сравнении с биохимическими процессами современной жизни, имеюш ей за плечами около 3 млрд. лет эволюции — мутирования и естественного отбора. Химические процессы преджизни не могут обеспечить выживания в современных условиях, но более 3 млрд. лет назад, в условиях гораздо менее сложной среды, они были очень важны в этом отношении. [c.129]

Теперь мы можем заняться рассмотрением сложных взаимодействий между этими соединениями, динамикой их структуры и метаболической (впрочем, поскольку речь идет о преджизни, — метаболической ) активностью. [c.130]

Эксперименты по проблеме возникновения жизни естественным путем до сих пор были в основном направлены на выяснение возможности неорганического синтеза органических молекул и на исследование типов реакций, которые могли привести от преджизни к жизни, или, иначе говоря, от предбиологических к биологическим системам. Цо кроме синтеза должно было происходить также концентрирование и сохранение продуктов каждой стадии, иначе не было бы сырья для последующих реакций. [c.168]

ОЗНАЧАЕТ ЛИ ЭТО СОСУЩЕСТВОВАНИЕ ПРЕДЖИЗНИ И РАННЕЙ ЖИЗНИ [c.233]

Как уже говорилось ранее, даже если преджизнь и ранняя жизнь сосуществовали в течение длительного времени, это вовсе не означает, что органические молекулы преджизни возникали в тех же местах, где обитали формы ранней жизни. Как мы уже не раз подчеркивали, синтез органических молекул преджизни и существование жизни в одной среде невозможны. Но вполне реально, что ранняя жизнь уже процветала в озерах, под слоем воды, оставляя в донных отложениях ископаемые остатки, а на поверхности материков еще царили условия, благоприятные для неорганического синтеза органических веществ. Тогда, сравнивая две осадочные породы одного возраста, но из разных мест, можно найти в одной из них настоящие ископаемые остатки, а в другой — организованные элементы , остатки преджизни. [c.234]

Итак, мы видим, что данные, полученные при химическом изучении углистого комплекса, пока не позволяют с уверенностью говорить о существовании жизни вне Земли. С другой стороны, не исключено, что если исследованные вещества и не являются продуктами жизни, то они могут быть продуктами преджизни, подобной той, которая, по нашему мнению, существовала некогда на Земле. [c.369]

К тому же многие, если не все, организованные элементы минерализованы следовательно, они не могут быть результатом загрязнения земными формами жизни. Современные организмы просто не успели бы минерализоваться за то время, что метеориты пролежали на музейных полках. Однако природа этой минерализации еще не совсем ясна. Мюллер [27] сообщает, что все организованные элементы состоят из оливина, который представляет собой высокотемпературный минерал. Минерализация оливином должна была разрушить все структуры, созданные преджизнью или жизнью. В таком случае то, что мы видим, — всего лишь артефакты. Но Клаус и сотр. [8] возражали Мюллеру теперь считается, что в этих работах речь шла о разных структурах. Надь и сотр. [32, 33] анализировали организованные элементы методом электронного микрозонда и нашли, что эти структуры минерализованы соединениями железа, хлора и некоторых других элементов, а это свидетельствует о том, что формирование организованных элементов происходило в водной, низкотемпературной среде. [c.373]

Итак, приходится признать, что, несмотря на доказательства в пользу биологического происхождения организованных элементов , имеющиеся в нашем распоряжении данные не позволяют пока утверждать, что они представляют собой фоссилизированные остатки внеземной преджизни или жизни. [c.373]

Наконец, в гл. XVIII даются выводы. Как сказано в предисловии, естественное самопроизвольное возникновение жизни не доказано, но его можно считать в высшей степени вероятным. Эта идея, казавшаяся ранее химерической, стала теперь законченной теорией, опирающейся на огромное число самых разнообразных фактов, полученных всеми естественными науками. Более того, можно доказать, что в истории Земли был период, когда на протяжении примерно 2 млрд. лет преджизнь и ранняя жизнь сосуществовали, и переход от неживого к живому совершался в это время неоднократно, может быть даже много раз. [c.16]

Вернемся теперь к проблеме происхождения жизни. Нам надо узнать, какие факторы управляли процессами, приводившими к накоплению органических веществ. Конечно, важен для нас вопрос, велик ли, очень велик или, напротив, очень мал был выход этих процессов. Но точные количественные данные нам не нужны. Впрочем, в последнее десятилетие наша область науки развивалась так бурно, что кроме этих основных вопросов возникли и другие. Нас уже интересуют не только возможность образования таких органических веществ, но и процессы, приводящие к концентрированию этих веществ, к их сохранению, их возможному разделению в соответствии с химическим составом, и, наконец, процессы перехода от такой преджизни к жизни, а также влияние изменения земной атмосферы на эти процессы. Итак, интересующие нас процессы в своей основе ничем не отличаются от других неорганических процессов. Более того, точно так же, как в случае капель дождя или кристаллов соли, продукты реакций и в дальнейшем подвержены действию процессов, принципиально сходных с процессами их образования. При изменении условий капли дождя могут вновь образовываться путем конденсации, причем между конденсацией и самозарождением нет принципиального различия, как и между испарением капель и их самоисчезновением , даже если они не испарятся, а исчезнут, упав на землю или в воду. Едины в своей основе и процессы, создававшие неорганическим путем в условиях примитивной атмосферы органические вещества, и процессы, разрушавшие или сохранявшие продукты реакций, и даже процессы, приводившие к дальнейшему развитию, — все они зависели от условий окружающей среды. [c.82]

Много времени должно было пройти от первых реакций неорганического фотосинтеза, давших в итоге первичный бульон , до появления чего-то схожего с живой материей. Продолжительность этого богатого событиями периода трудно оценить, да это, пожалуй, и не нужно. Не так уж важно знать, где в непрерывном процессе развития провести границу между неживым и живым, важнее помнить о резком различии между первичной и современной атмосферой и понимать, что жизнь, конечно же, существовала на Земле и во времена первичной атмосферы. Настоящая жизнь, от которой сохранились ископаемые остатки, сосуществовала тогда с представителями преджизни, эобионтами (термин Пири), и тем самым с фотосинтетическими реакциями, которые приходится считать неорганическими. [c.84]

Мы знаем, что в условиях восстановительно атмосферы малые органические > молекулы могли синтезироваться за счет энергии ультрафиолетового излучения Солнца. Возникает вопрос, как произошел переход от этой преджизни к ранней жизни. Позднее мы подробно обсудим этот вопрос, а сейчас нужно подчеркнуть, что условия в эпоху пр1 митивно 1 атмосферы были для ранней жизни не менее опасными, чем они оказались бы для совремеппой. Хотя раняя жпзнь в бескислородной атмосфере не подвергалась окислению, ничто не защищало ее от губительного воздейств Я жесткого ультрафиолетового излучения. [c.107]

Поэтому надо учитывать, что при переходе от преджизни к жизн 1 во время дальнейшего развития ранней жизни, возможно, использовались уже другие источники энергии. Свободные радикалы малые органические молекулы создавались за счет высо-коэнергет ческого ультрафиолетового излучения Солнца, а для [c.107]

С тех пор многое было сделано для изучения активности этих соединений, и Фокс [11 — 13] смог сообщить о многих других ее проявлениях (фиг. 34). Терминология с тех пор также усовершенствовалась, и вместо ферментативной активности в применении к этим веществам теперь употребляют термин каталитическая пли даже ускоряющая активность. Это делают для того, чтобы провести различие между активностью искусственно синтезированных белковоподобных соединений (так называемых протеиноидов) и активностью соединений, свойственных современным организмам. Конечно, функция ферментов, по сути дела, и есть катализ, т. е. ускорение реакций, но все же довольно слабая активность протеиноидов может показаться несравнимой с сильным и высокоспецифичным действием современных ферментов. Можно назвать активность протеиноидов, скажем, предферментной . Главное —не в ее отличиях от действия современных ферментов, а в том, что она уже существовала в период перехода от преджизни к ранней жизни, когда высокоактивных и специфичных ферментов еще не было. [c.114]

Следовательно, для появленпя преджизни естественным путем [c.118]

Но это означает, что формирование преджизни — процесс, свойственный не только нашей Земле. На любой планете, отвечающей двум вышеизложенным требованиям, находись она в нашей Солнечной или в любой другой системе, должны идти сходные процессы. В гл. V мы говорили о том, что бескислородная атмосфера, содержащая нужные для синтеза органических соединений атомы и молекулы, — обычное для Вселенной явление. Остается одно главное условие для образования преджизни — наличие жпдкой воды (см. гл. XVII, разд. 6). [c.119]

Можно привести пример подобной ситуации. В 1962 году Кальвин изучал разложение перекиси водорода (Н2О2) — обычного продукта, образующегося при облучении воды ультрафиолетом, — ферментом каталазой (см. [8]). Акво-ион трехвалептного железа способен расщеплять Н2О2 — это чисто неорганический процесс. Его активность, однако, очень невелика по сравнению с активностью гема или фермента. Ион железа способен расщеплять всего 10 моль в 1 с. Если этот ион включен в органическую молекулу порфирина (фиг. 41), то его активность возрастает в 1000 раз. Если же молекула порфирина соединена с белковой частью молекулы фермента каталазы, то активность иона трехвалентного железа возрастает в 10 млрд. раз. В современных условиях разложение перекиси водорода акво-ионом железа пе имеет никакого значения, но этот неорганический процесс мог играть важную и даже очень важную роль в эпоху преджизни, когда еще не существовало таких органических соединений, как гем и ферменты. [c.129]

И самая ранняя жизнь, и даже преджизнь уже имели своих мутантов. Ведь мутации — изменения — свойственны и органическим , и истинным органическим макромолекулам. Хотя процесс мутирования еще не вполне понятен, видимо, он заключается в неких микроперестройках во время роста. Эти перестройки, очевидно, происходят под действием притока извне тепловой или лучистой энергии. [c.138]

Как МЫ видели, начало развития преджизни — образование бульона — должно было проходить под воздействием излучения. Неорганический синтез органических молекул преджизни шел Ьа счет энергии коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца. Но образовавшиеся сложные молекулы уже нуждались в заприте от ультрафиолета. Возможно, и поздние стадии бпопоэза уже не могли идти без такой заш,иты. [c.145]

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 уже подчеркивалось, первые две стадии развития жизни в значительной степени перекрываются. Видимо, преджизнь еще существовала, когда ранняя жизнь была уже вполне развита. В последующих главах мы увидим, что такое сосуществование могло продолжаться ва протяжении большей части истории бескислород- [c.159]

И все же некоторые выводы об эволюции поздней жизни можно использовать для попыток теоретического восстановления истории преджизни и ранней жизни. Мы поступим так в трех случаях, а именно при обсуждении вопросов о монофилетическом или по-лифилетическом происхождении, о скорости занятия новых областей обитания и об опасности одностороннего увлечения сравнительной биохимией. [c.161]

Мы можем сделать следующий вывод хотя монофилетическое происхождение отдельного генетически однородного вида представляется вполне вероятным, это не обязательно означает монофилию разных организмов, относящихся к более крупному таксону, такому, например, как млекопитающие или амфибии. Чем крупнее таксон, тем больше вероятность его полифилетического происхождения. В такие таксоны объединены отдельные эволюционные линии, сходные по морфологии, строению или биохимии, но не обладающие генетическим родством [5]. Итак, изучение более поздних стадий эволюции жизни не дает материала, который свидетельствовал бы в пользу второго постулата Керката Самозарождение произошло лишь однажды . Мы уже отмечали (и поговорим об этом подробнее в гл. XVI и XVIII), что долгое сосуществование преджизни и ранней жизни свидетельствует скорее в пользу полифилетического перехода от первой ко второй. [c.164]

Вряд ЛИ МОЖНО сомневаться в том, что организмы, которые яревратились в окаменелости, были вполне живыми, и, таким ебразом, их нельзя отнести к области перехода от преджизни к жизни . [c.193]

До сих пор господствует мнение, что находки из древних пластов доказывают существование жизни, если они похожи на современные организмы. Поскольку наше знание о молекулярных структурах и морфологических проявлениях преджизни может развиваться, следует попытаться отыскать критерии, позволяющие четко отделить преджизнь от жизни. В 1965—1966 годах проф. Г. Юри, рассматривая аргументы за и против биологического происхождения части вещества углистых метеоритов (гл. XVII, разд. 6), писал По-видимому, можно с уверенностью сказать, что, если бы подобные вещества были найдены на Земле, им без колебаний приписали бы биологическое происхождение . Он не учел, что такие углистые вещества могли создаваться и абиотическим, неорганическим путем как на Земле, так и на родительских телах метеоритов. Хотя цитированное утверждение Юри повторялось в литературе [60], я убежден, что к изучению ншзнеподобных остатков раннего и среднего докембрия, как и к изучению вещества углистых метеоритов, надо подходить с осторожностью. Исследуя очень древние горные породы Земли, мы, как и в случае с метеоритами, приближаемся к границе между неживым и живым. [c.194]

В связи с этим я хочу еще раз напомнить при решении вопроса о том, следует ли считать те или иные структуры настоящими ископаемыми, необходима сугубая осторожность. Дело в том, что преджизнь и ранняя жизнь могли в раннем и среднем докембрии существовать бок о бок (гл. XVI, разд. 2). Если это так, то простейшие структуры, которые могли создаваться и преджизнью, и ранней жизнью, могут встречаться в породах одного возраста и даже в пластах одной и той же формации. Поскольку преджизнь и ранняя жизнь существовали в разных условиях среды, сомнительно, что их остатки можно найти в одной и той же породе, хотя даже и такой танатоценоз нельзя считать полностью невозможным. Однако, поскольку при образовании слоистых формаций условия среды ритмично менялись, в последовательных слоях полосчатой железорудной формации одни формы могут чередоваться с другими. Подробнее об этом см. в разд. 18 этой главы, а сейчас еще раз напомним, что к отграничению структур, возможно образованных преджизнью или ранней жизнью, от образований, которые по сложности своего строения и причудливости наружных форм могут быть приписаны только настоящей жизни, следует подходить с большой осторожностью. Пока мы не располагаем более вескими доказательствами, лучше, как это делают при изучении углистых метеоритов (гл. XVII), называть первую группу ископаемых структур организованными элементами . [c.225]

Это, конечно, не значит, что современные виды анаэробных организмов жили уже в среднем докембрии. Просто у тех и у других есть сходство в жизненных функциях. Вероятно, уже тогда выделились те же группы по типу питания, которые известны и в настоящее время (гл. УП1, разд. 7), уже существовали хемотрофы и фототрофы. Но, как уже указано, тогда жили и организмы с типом питания, невозможным сейчас ведь в раннем и среднем докембрии преджизнь сосуществовала с ранней жизнью (гл. XVI) и первые организмы могли использовать в пищу готовые органи- [c.228]

К сожалению, вопрос разграничения организованных элементов , синтезировавшихся неорганическим путем, и органических элементов , являющихся окаменелыми остатками ранней жизни, сильно затрудняется в связи с тем обстоятельством, что, как уже говорилось ранее, преджизнь и ранняя жизнь могли на протяже- [c.233]

Это различие между двумя формациями можно было бы объяснить (хотя это не более чем предположение) разным способом их образования (подробнее об этом будет рассказано в следующей главе). Возможно, кремнистые сланцы Ганфлинт создавались на дне озер, где жизнь была укрыта иод водой от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Напротив, пески и гравий системы Витватерсранд отлагались на берегах и в дельтах рек, по берегам озер и, возможно, океанов. Здесь ультрафиолет мог воздействовать на поверхность Земли, вызывая синтез организованных элементов . Хотя преджизнь существовала в иной среде, чем ранняя жизнь, ее продукты могли сноситься реками в озера и океаны и попадать в первичный бульон (фиг. 96). Таким образом, хотя преджизнь была отделена от жизни, созданные преджизнью организованные элементы , если они выдерживали перенос с речной водой, могли смешиваться с формами ранней жизни и даже могли подвергаться захоронению рядом с ними, в одной породе. Из фанерозоя известно немало случаев, когда организмы, жившие в раз- [c.234]

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]

Вторая гипотеза (т. е. формирование органических веществ в неравновесных реакциях) кажется мне не менее важной, чем первая. Она означает, что преджизнь могла сохраняться, не будучго в равновесии со своей средой. Конечно, жизнь тон е не находится в равновесии с окружающей средой, но это неравновесное состояние поддерживается биохимическими реакциями в клетке, отделенной от внешнего мира полупроницаемыми мембранами. Преджизнь,. не имея таких мембран, могла существовать лишь потому, что скорость образования свойственных ей соединений была выше, чем, скорость их распада. Это вполне возможно во-первых, от Солнца шел мощный поток квантов света, а во-вторых, окисление возникших за счет этой энергии веществ в бескислородной атмосфере было затруднено. Как видите, здесь мы вновь приходим от равновесных реакций к относительным скоростям синтеза и распада, а, это уже область кинетики. [c.305]

Органические" дголек1(лы, продукты преджизни,сносятся в озера и океаны [c.347]

Но со временем и этот барьер был преодолен. Мы приняли, что это случилось после образования золото-урановых рифов формации Блайнд-Ривер, но до образования песчаников Дала, самых древних красноцветных толщ. Возраст отложений Блайнд-Ривер оценивается в 1,8 млрд. лет, а песчаников Дала — в 1,45 млрд. лет. На диаграмме принято, что это событие произошло после пинокинского орогенеза (точка d на фиг 99). Как уже говорилось, достижение точки Пастера можно считать концом существования первичной бескислородной атмосферы, которую мы предварительно определили как атмосферу с содержанием свободного кислорода не выше 0,01 современного. При таком содержании Ог неорганический фотосинтез органических молекул становится невозможным и, таким образом, кончается сосуществование преджизни с ранней жизнью, продолжавшееся со времени появления ранней жизни (между точками 6 и с) до точки е, т. е. около 2 млрд. лет. [c.357]

Происхождение жизни Естественным путем (1973) -- [ c.83 , c.84 , c.107 , c.114 , c.118 , c.119 , c.129 , c.130 , c.138 , c.145 , c.155 , c.159 , c.161 , c.164 , c.168 , c.193 , c.194 , c.221 , c.225 , c.228 , c.233 , c.235 , c.273 , c.289 , c.305 , c.309 , c.357 , c.369 , c.373 , c.375 , c.377 , c.382 , c.385 , c.386 , c.387 , c.388 , c.389 , c.390 , c.391 , c.392 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология