Биологическая эволюция

Историческая заслуга Дарвина, — как считают современные специалисты в области теории эволюции, — состоит не в том, что он показал существование эволюционного процесса, а в том, что он вскрыл движущий фактор эволюции — естественный отбор и тем самым выявил причины биологической эволюции [20, с. 297]. [c.187]

Нельзя не упомянуть об открытии рибозимов, т.е. молекул РНК, выступающих в качестве катализатора. Пожалуй, это единственные из известных макромолекул, которые наделены как информационной, так и каталитической функцией. Открытие каталитических РНК поколебало само понятие фермент . Оказалось, что некоторые РНК осуществляют посттранскрипционный процессинг, катализируя самосплайсинг, т.е. участвуют в разрезании и удалении интронов. Наделенные рядом свойств истинных и эффективных катализаторов рибозимы участвуют в двух типах реакций в гидролизе (разрыве) фосфодиэфириой связи и в реакциях трансэтерификации. В качестве субстрата могут служить, помимо собственного, предшественник (про-РНК) и другие молекулы РНК. Сейчас интенсивно изучается третичная структура рибозимов, а первичная и вторичная структуры ряда из них уже расшифрованы. Эти исследования, несомненно, интересные сами по себе, могут пролить свет и на пути развития биологической эволюции. [c.493]

Биохимические процессы и биологические молекулы являются результатом эволюционного развития. Биологической эволюции предшествовала химическая (гл. 17), далее они были связаны неразрывно. Виды и организмы характеризуются биохимической, молекулярной адаптацией к условиям среды. Изучая химию жизни, необходимо постоянно иметь в виду биологическое развитие. [c.24]

Можно ли, однако, говорить, что эти теории объясняли или хотя бы описывали тот самый фрагмент истории природы, который имеет право называться химической эволюцией и быть аналогом биологической эволюции, ставшей предметом учения Дарвина Вопрос этот очень важен, но отнюдь не прост. Ведь речь идет о критериях химической эволюции. Ответ на него, очевидно, может быть получен лишь посредством поиска каких-то параллелей между линиями формирования дарвиновских идей о биологической эволюции и биохимических представлений о химической эволюции. [c.186]

Исследователи — как химики, так и биологи--называют поразительным тот факт, что из такого узкого круга отобранных природой органических веществ составлен труднообозримый мир животных и растений. Полагают, что, когда период химической подготовки — период интенсивных и разнообразных превращений — сменился периодом биологической эволюции, химическая эволюция словно застыла. Теперь находят массу доказательств тому, что аминокислотный состав гемоглобина самых низших позвоночных животных и человека практически один и тот же более нли менее одинаковыми остаются у разных видов растений состав ферментативных средств, состав веществ, накапливаемых впрок, и т. д. [c.196]

Это тем более удивительно, что мир неживых систем и царство жизни связаны с постоянным обменом и один и тот же атом имеет шансы много раз стать составной частью и организма, и минерала, и земной атмосферы (В. И. Вернадский). Несомненно, однако, что устойчивость динамических организаций увеличивалась по мере их усложнения. Способность выдерживать физические и химические атаки внешней среды (например, повышение давления, колебания температуры, кислотности среды и т. п.) у живых существ выражена более отчетливо, чем у относительно просто построенных систем неживой природы. Такие процессы, как растворение, выветривание, эрозия, существенно изменяющие неживые системы, не оказывают разрушительного действия на живую материю во всем разнообразии ее форм. Химический состав и важнейшие последовательности реакций в живых системах мало изменялись на всем протяжении колоссального пути биологической эволюции. Это значит, что химическая эволюция в одних определенных условиях может завершиться примитивной стадией кристаллизации, а в других дать начало синтезу усложняющихся организаций, в которых механизмы, обеспечивающие устойчивость, строятся из одних и тех же химических фрагментов (белков, ферментов, липидов и др.), но выполняют все более тонкие и специфические функции. [c.7]

Все кратко охарактеризованные выше вещества участвуют в процессах жизнедеятельности различных организмов, выработанных в ходе биологической эволюции. Большие и малые биологические молекулы обеспечивают биосинтез, метаболизм и биоэнергетику. [c.52]

Можно рассматривать с известным приближением такие системы, как модели неизмеримо более гибких и пластичных природных катализаторов — ферментов. По-видимому, слишком строгое и неизменное следование кодовым правилам, определяемым жесткой геометрией взаимодействующих частиц, настолько ограничивает воз.можности реакций, что биологическая эволюция выдвинула на первый план именно белковые катализаторы, обладающие громадным числом конформационных возможностей, и связала их с такими субстратами, молекулы которых тоже в известной мере способны к деформациям. От этого кодовые требования стали менее строгими, а для ферментов открылись новые пути повышения активности и специфичности действия. [c.323]

Возникла ли асимметрия на ранней стадии химической эволюции, на ее поздней стадии или она развилась уже в процессе первичной биологической эволюции [c.660]

Можно предположить, что первоначальная масса образовавшейся в нашем участке Галактики звезды превышала критическую (равную 1,44 массы Солнца), она оказалась неустойчивой. Под действием гравитационного притяжения протозвезда сжималась, ее температура повышалась, обеспечивая первые этапы ядерного синтеза. Выделяющаяся при этом энергия оказалась слишком велика, и поэтому через некоторое время происходил взрыв в виде Сверхновой, во время которого образовывались ядра самых тяжелых элементов масса звезды уменьшалась за счет выброса вещества. Весь этот процесс мог повторяться неоднократно до tex пор, пока масса центральной массивной звезды не опустилась ниже критического предела. Такая система должна иметь время жизни порядка 5 млрд лет, что соответствует возрасту Солнца и обеспечивает интервал времени, достаточный для химической, геологической и биологической эволюции, достигших современного уровня. [c.9]

Фактор биологической эволюции [c.42]

На протяжении кембрия и ордовика биологическая эволюция происходила в пределах гидросферы появились сине-зеленые, затем бурые водоросли, достигающие громадных размеров, прикрепляющиеся ко дну бассейна. Эволюция наземной растительности началась в силуре появились сосудистые (мхи) и споровые растения, приспособленные извлекать воду с питательными веществами из почвы. В девоне возникли древние папоротники. В карбоновый период наземная растительность достигла более высокого уровня эволюционного развития как в количественном отношении, так и по своему разнообразию. Данный период характеризуется исключительно пышным развитием флоры, которое происходило в теплых влажных районах, соответствующих тропическому климату. [c.55]

Биологическая эволюция заключается не только в замещении аминокислотных остатков в соответствующих молекулах из различных видов. Очевидно, что дублированный ген существовал в различные периоды, приводя к эволюции гомологичных белков из одного и того же гена наследственности. Так, примерно 40% аминокислотной последовательности трипсина и химотрипсина идентичны и примерно еще 10% представляет собой небольщие замещения. Поэтому неудивительно, что обе молекулы имеют сходные конформации и биологические функции. [c.282]

Более подробный анализ проблемы требует привлечения современной теории нелинейных систем (см. гл. 16). Последующая биологическая эволюция означает дальнейшее закрепление хиральности, так как хиральные системы имеют преимущества перед рацемическими — они более специфично взаимодействуют с окружающей средой, отличая правое от левого. [c.46]

Молекулярная структура кислородиереносящих белков удивительна в процессе биологической эволюции природа создала несколько типов молекул для переноса кислорода. Все они ярко окрашены. Кислородпереносящие белки можно разделить на три больших семейства гемоглобин, хорошо знакомое красное вещество в крови человека и многих других животных гемоцианин, голубой пигмент в крови многих моллюсков и членистоногих гемэритрин , белок вишневого цвета в физиологических л<идко-стях организмов некоторых мелких беспозвоночных. Все они относятся к металлопротеинам. Гемоглобины содержат железо в составе гема гемоцианины имеют в активных центрах два атома меди (разд. 6.5), а гемэритрипы — два атома железа. Гемоглобин— это красный белок красных кровяных телец, который переносит кислород из легких к тканям иа долю гемоглобина крови приходится примерно три четверти содержания железа в человеческом теле [232]. [c.359]

Изучение физических аспектов возникновения и изменений, белков в ходе биологической эволюции. [c.88]

Теоретическое (физико-математическое) моделирование процессов развития — добиологической и биологической эволюции, онтогенеза и канцерогенеза,— опирающееся на известные свойства нуклеиновых кислот. [c.221]

Установлены первичные структуры цитохрома с многих десятков организмов. Цитохромы с позвоночных содержат 104 аминокислотных остатка, насекомых — 107, низших растений — 107—109, высших—111. Последовательность остатков хорошо отражает биологическую эволюцию (с. 35, см. также 17.9). Эволюционные изменения цитохрома с во всей живой природе сводятся,, как правило, к замещениям остатков внутри одного класса (гидрофобные ароматические, гидрофобные алифатические, гидрофильные основные, гидрофильные кислотные, амбивалентные),. Это указывает на далеко идущее сходство пространственной структуры всех цитохромов с. [c.444]

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]

В теории Куна предлагаются простые оценки времени, необходимого для последовательных фаз добиологической п биологической эволюции (см. 17.6). Как мы видели, гиперцикл в этой модели образуется позже, чем мембраны. [c.550]

Любое заметное отклонение от привычных, определившихся в ходе длительной биологической эволюции условий существования человека приводит к травмам или заболеваниям. Наиболее существенные параметры среды обитания человека, лмеющие значение для рассматриваемого круга вопросов, таковы а) температура б) давление окружающего атмосферного воздуха в) внешнее давление, оказываемое на отдельные участки тела г) концентрация кислорода [c.56]

Не исключена особая роль ЭРК в процессах биологической эволюции живого вещества. ДНК увеличивает разнообразие, выраженное изменением нуклеатидов, отсюда следует мутация и возникновение новых видов В изолированной экологической системе ЭРК живых компонентов постоянно или увеличивается. Уменьшение биологического разнообразия одних форм (например, вь сших животных и растений) обязательно компенсируется возникновением других, например низших форм. ЭРК имеет небольшие значения и имеет смысл только в пределах одной фи- [c.21]

Химическая эволюция началась примерно 4,6 0,1 млрд. лет тому назад, и лищь этот процесс, не считая биологической эволюции, занял примерно 1,5 млрд. лет [42]. Нас особенно интересует тот период химической эволюции, во время которого образовались сложные органические молекулы, превратившиеся затем в живую материю. [c.181]

Как и всякое выдающееся событие науки, дарвинизм возник не на пустом месте. Не вдаваясь в подробности описания его истоков, здесь можно ограничиться напоминанием о наиболее весомых блоках, заложенных в фундамент дарвинизма. Как считают специалисты в области теории биологической эволюции, такими блоками были труды шведского натуралиста К. Линнея, французского ученого Ж. Б. Ламарка и английского геолога Ч. Ляйеля. [c.186]

Ч. Дарвин синтезировал в своем учении все то рациональное, что содержалось в трудах К. Линнея, Ж -Б. Ламарка, Ч. Ляйеля. Он использовал, кроме того, идеи Т. Мальтуса о борьбе за существование , выделив две формы конкуренции биологических систем — внутривидовую и межвидовую. В результате этого биологические объекты впервые были расположены в иерархическом порядке по координатам пространства и времени. Но в то же время эволюционное учение Дарвина нельзя не рассматривать как диалектическое отрицание предшествующих эволюционых теорий, так как все они описывали лишь какую-либо одну сторону эволюции и игнорировали другие ее стороны. В конечном итоге весь додарвиновский эволюционизм носил актуалистический характер, так как принимал в качестве критерия эволюционного процесса лишь факторы современного состояния объектов. Поэтому он не мог адекватно представить и биологическую эволюцию. Дарвиновское же эволюционное учение имело естественно-исторический характер оно принимало за критерий эволюции биологических систем их саморазвитие, обусловленное вполне определенными движущими силами. [c.187]

Опыт показывает, что осуществимость того или иного процесса может существенно зависеть как от временной последовательности воздействий (например, от частоты), так и от чисто пространственных отношений. В последнем случае особую роль играют свойства симметрии взаимодействующих систем и дискретность собственных значений оператора симметрии. Дискретность условий, разрешающих данный процесс и исключающих другие, является основой развития химических систем и отчетлво проявляется в механизмах метаболизма и биологической эволюции. [c.333]

Биологическая эволюция определяется преимущественным выживанием популяций, более приспособленных к условиям среды. Соответственно строение организма характеризуется такой приспособленностью и адаптацией к определенной экологической нише. Поэтому в биологии естественным образом возникает фи-иалистическая трактовка изучаемых явлений. Развитие зиготы во взрослый организм можно описывать, пользуясь понятием щели целью развития является создание приспособленного организма. Уже на ранних стадиях эмбриогенеза определенные группы клеток предназначены для развития в определенный орган, и этим задается их функциональность на всех уровнях, вплоть до молекулярного. [c.15]

Доведенная до своего логического конца идея Мильса рядом авторов интерпретируется в виде представления о том, что в основе всей биологической эволюции лежит одна единственная хиральная молекула. Такая молекула неизбежно должна была быть либо (+) . либо (—)-антиподом, а в результате ее превращений и возник якобы далее весь органический мир на Земле. В таком рассуждении, несмотря на его логичность, есть все же оттенок теологический недаром автор одного из обзоров [42] употребляет по этому поводу выражение молекулярный Адам , намекая на то, что в этой схеме бог-отец заменен единственной молекулой, сотворившей весь мир. [c.658]

Фотохимические реакции сыграли определяющую роль в эволюции атмосферы и жизни на Земле. Наше понимание первичных фотохимических процессов позволяет представить правдоподобную картину истории атмосферного развития. Исследование палеоатмосферы Земли ( ископаемой атмосферы ) в свою очередь предполагает решение ряда загадок геологии Земли. Виды живых организмов, которые оказались жизнеспособными во все времена в прошлом, и их взаимоотношения с окружающей средой непосредственно зависели от состава атмосферы соответствующего периода. И наоборот, процессы с участием живых организмов оказывали существенное влияние на состав атмосферы. Это взаимовлияние атмосферы и биологической эволюции, позволяющее изучать палеоатмосферу Земли и сравнивать с современным состоянием атмосфер других планет, особенно важно. В этом разделе излагается один из возможных взглядов на развитие атмосферы Земли. [c.210]

Эволюционное планирование эксперимента. Планирование эксперимента в условиях крупномасштабных производств, цехов и заводов, где недопустимы сильные раскачивания процессов, осуществляется при помощи так называемого эволюционного планирования (ЕУОР), предложенного Боксом Такое название метод получил по аналогии с биологической эволюцией, так как в нем используются небольшие изменения независимых переменных в производственных условиях аналогично мутациям в процессе естественного отбора. [c.214]

В 1945 г. Шредингер написал книгу Что такое жизнь с точки зрения физики , оказавшую существенное влияние на развитие биофизики и молекулярной биологии. В этой книге внимательно рассмотрено несколько важнейших проблем. Первая из них — термодинамические основы жизни. На первый взгляд имеется решительное противоречие между эволюцией изолированной физической системы к состоянию с максимальной энтропией, т. е. неупорядоченностью (второе начало термодинамики), и биологической эволюцией, идущей от простого к сложному. Шредингер говорил, что организм питается отрицательной энтропие1и>. Это означает, что организмы и биосфера в целом не изолированные, но открытые системы, обменивающиеся с окружающей средой и веществом, и энергие . Неравновесное состояние открытой системы поддерживается оттоком энтропии в окружающую среду. Вторая проблема — общие структурные особенности органиа-мов. По словам Шредингера, организм есть апериодический кристалл, т. е. высокоупорядоченная система, подобная твердому телу, но лишенная периодичности в расположении клеток, молекул, атомов Это утверждение справедливо для строения организмов, клеток и биологических макромолекул (белки, нуклеиновые кислоты). Как мы увидим, понятие об апериодическом кристалле важно для рассмотрения явлений жизни на основе теории информации. Третья проблема — соответствие биологических явлений законам квантовой механики. Обсуждая результаты радиобиологических исследований, проведенных Тимофеевым-Ресовским, Циммером и Дельбрюком, Шредингер отмечает, квантовую природу радиационного мутагенеза. В то же время применения квантовой механики в биологии не тривиальны, так как организмы принципиально макроскопичны. Шредингер задает вопрос Почему атомы малы Очевидно, что этот вопрос лишен смысла, если не указано, по сравнению с чем малы атомы. Они малы по сравнению с нашими мерами длины — метром, сантиметром. Но эти меры определяются размерами человеческого тела. Следовательно, говорит Шредингер, вопрос следует переформулировать почему атомы много меньше организмов, иными словами, почему организмы построены из большого числа атомов Действительно, число атомов в наименьшей бактериальной клетке [c.12]

В связи с развитием генной инженерии, сделавшей доступными антные белки, в последние годы более популярными становятся ючетные методы, основанные на предположении о существовании огии между биологической эволюцией и процессом оптимизации. При М руководящей является идея об эволюции целой структурной попу- [c.245]

В другом исследовании О.Б. Птицын [141] развивает тезис об отсутствии зависимости пространственного строения белковых молекул от их Химического строения и тем самым ставит под сомнение эволюционный Путь развития белка (и не только его). Так, автор пишет "Широко распространено убеждение, что уникальная первичная структура данного белка совершенно необходима для сворачивания в определенную пространственную структуру и для его функции и является результатом направленного отбора в ходе биологической революции". В статье пред- тавлены аргументы в пользу альтернативной точки зрения, согласно которой типичные пространственные структуры глобулярных белков характерны уже для случайных последовательностей аминокислотных остатков. Поэтому возможно, что первичные структуры белков - в основном просто примеры случайных аминокислотных последовательностей, лишь слегка отредактированных в ходе биологической эволюции для придания им дополнительного функционального смысла [141. С. 574]. Эта мысль развивается О.Б. Птицыным и М.В. Волькенштейном в более поздней совместной работе [145]. [c.505]

Энциклопедический курс, излагающий основные разделы предмета — молекулярную биофизику, биофизику клетки и биофизику сложных систем, включая проблемы биологической эволюции. Второе издание переработано по сравнению с первым, вышедшим в 1981 г., и дополнено новыми разделами (бионеорганическан химии и биофизика, топология ДНК, акустическая рецепция, биолюминесценция и др.). [c.2]

В эволюции зсезд и планетных систем так же, как и в биологической эволюции, происходит борьба за существование — возникшие центры тяготения конкурируют друг с другом за конденсируемый материал. И в космологии, и в биологии мы имеем дело с созданием новой информации при возникновении новых звезд или новых видов или особен. Новая информация создается в результате заполгинапия случайного выбора. Эти процессы протекают в результате неустойчивостей предшествующих состояний. Они имеют характер фазовых переходов ( 15.5 и 17.6). [c.14]

Первичная структура белка — своего рода текст, написанный двадцатибуквенным алфавитом. Смысл, содержание этого текста, состоит в биологическом функционировании белка, которое, в конечном счете, определяется первичной структурой. В белковых текстах запечатлена биологическая эволюция — сопоставление гомологичных белков, выполняющих одну и ту же функцию в разных видах, позволяет выявить различия в текстах. Эти различия, [c.35]

Приведенные факты имеют непосредственное отношение к биологической эволюции на молекулярном уровне, о которой пойдет речь в 17.7. Забегая вперед, укажем, что вырождение соответствия первичной и пространственной структуры, раем как только что указанная статистичность, являются вескими миде-тельствами в пользу нейтралистской теории молекулярной эволюции, развитой Кимурой. [c.112]

Сочетание транспорта вещества с сохранением и автономностью внутреннего устройства клетки осуществляется единственным возможным способом — для выполнения своих функций клетка как целое отделена от внешней среды полупроницаемой перегородкой. Каждая клетка окружена плазматической мембраной. Появление клеточной мембраны, но-видимому, было важным этапом в возникновении жизни — компартментация, отделение внутриклеточного пространства от внешнего мира, определяла решительное ускорение добиологической и биологической эволюции (см. гл. 17). [c.332]

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]

Эти соображения разумны, по вопрос о возникновении гиперцикла, генетического кода, аппарата трансляции остается в теории Эйгена открытым. Мы не можем счита- ь, что эти события произошли случайно, с очень малой вероятностью. Если бы это было так, то само возникновение жизни имело бы исчезающе малую вероятность. Мы ищем модельное истолкование добиологической и биологической эволюции, объясняющее их закономерное возникновение. [c.548]

В более поздней работе тех же авторов добиологическая и биологическая эволюция посредством саморепродукции и мутаций рассматривается как автоволновой процесс в пространстве фенотипов . Автоволпа движется вследствие усиления посредством точной репродукции и распространения посредством репродукции ошибок, т. е. мутаций. Движение автоволны имеет скачкообразный характер. Теория процесса должна быть стохастической. [c.552]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология