Молекулы возникновение жизни

Вулканическая деятельность во всех ее проявлениях играла в этом отношении выдающуюся роль. Обогащая обширные зоны поверхности, в том числе и те, которые граничили с водоемами, соединениями металлов, вулканы способствовали развитию каталитических реакций. Вещества, выбрасываемые во время извержений, получаются в активном состоянии это, например, оксид кремния (IV) в форме высокопористой массы —пемзы, образующейся при застывании кислых лав (ее пористость достигает 80%) и др. Другой важной породой, которая могла функционировать и как адсорбент, фиксирующий на своей поверхности разнообразные частицы, и как катализатор, является глина. Глины относят к числу древнейших пород. Глинистые минералы (например, монтмориллонит) имеют пластинчатое строение силикатные слои, максимальное расстояние между которыми равно приблизительно 1,4 нм, разделены слоями молекул воды толщина этих слоев может изменяться в широких пределах. Глины обратимо связывают катионы и таким образом могут служить в качестве регулятора солевого состава окружающей водной среды. Скопление органических веществ на поверхности глинистых минералов, возможно, сыграло решающую роль в появлении предбиологических структур и возникновении жизни (Д. Бернал). По Акабори, из формальдегида, аммиака и циановодорода в абиогенную эру образовался амино-ацетонитрил, который подвергался гидролизу и полимеризации на поверхности глин, образуя вещества, близкие к белкам. Акабори показал, что нагревание аминоацетонитрила с кислой глиной ведет к появлению продукта, дающего биуретовую реакцию (реакция на белок). Твердые карбонаты, которые входят в большом количестве в состав земной коры, вероятно, катализировали процесс образования углеводов. Гидроксид кальция также может служить катализатором в таких процессах. Исходным веществом для синтеза углеводов служит формальдегид. Прямым опытом доказано (Г. Эйлер и А. Эйлер), что гликолевый альдегид и пентозы получаются из формальдегида в присутствии карбоната кальция. Схему образования углеводов из простейших соединений предложил М. Кальвин. [c.377]

На вопрос о возникновении молекул жизни и, соответственно, о возникновении жизни, ответить гораздо труднее, и вообще, вряд ли возможно. Эта проблема может быть подразделена на несколько этапных проблем во-первых. [c.15]

Согласно одной из теорий возникновения жизни, жизнь возникла тогда, когда Земля была окружена атмосферой метана, воды, аммиака и водорода. Под действием энергии — излучение Солнца, электрические разряды — произошел распад этих простых молекул до реакционноспособных фрагментов (свободных радикалов, разд. 2.12) в результате взаимодействия этих фрагментов друг с другом образовались большие молекулы, превратившиеся затем в очень сложные органические соединения, из которых построены все живые организмы. [c.41]

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]

Рассмотрим начало истории возникновения жизни — откуда появились на Земле молекулы жизни, прежде чем в первичном океане образовался первый живой организм, [c.9]

Наиболее знаменательным моментом в этой истории является момент возникновения жизни. Из свазилендского сланца были выделены частицы, напоминающие бактерии, возраст которых определен в 3,2 млрд. лет. Это значит, что первые формы жизни возникли более 3,2 млрд. лет назад. Принимая во внимание возраст океанов, следует считать, что живые существа должны были образоваться сразу же после того, как появились составляющие их молекулы. [c.27]

Все предположения касательно первого гена очень неопределенны и ненадежны — мы еще слишком мало знаем, чтобы можно было делать какие-то обоснованные выводы на этот счет. К тому же мы пока умолчали о главных трудностях. Только что было сказано в первичном бульоне в результате полимеризации возникают макромолекулы ДНК. Многие из них имеют бессмысленную последовательность нуклеотидов, но некоторые могут сойти за примитивные гены. Все это звучит весьма естественно, но в действительности здесь преуменьшено значение одного очень важного обстоятельства, а между тем оно вполне могло бы вообще свести к абсурду самую идею о возникновении жизни на Земле. Вспомните, чем закончился наш экскурс в комбинаторику (стр. 34). Мы узнали, что для белка, состоящего из 15 аминокислот, возможны 10 различных вариантов. Сделаем теперь еще один расчет. Возраст Земли составляет 3 миллиарда лет. Каждую секунду могла возникать одна молекула белка (которая позднее снова распадалась). Тогда в итоге на Земле за все время ее существования могло возникнуть вообще только 10 различных молекул белка (10 — это одна 10 -я часть от 10 ). Вероятность того, что среди этих 10 вариантов случайно имелись правильные , чрезвычайно мала. [c.401]

Недаром академик А. И. Опарин в своей книге Возникновение жизни на земле пишет, что для создания живого природе необходимы были полимерные молекулы — белки и нуклеиновые кислоты, а также их соединения — нуклеопротеиды. [c.33]

Одна из теорий возникновения жизни предполагает, что жизнь возникла тогда, когда Земля была окружена атмосферой, содержащей СН4, КНз, Н2О и Н2. Энергия солнца и электрические разряды способствовали распаду этих молекул до свободных радикалов, которые превратились в сложные органические соединения, включая аминокислоты. [c.61]

Атмосфера больших планет (Сатурн, Юпитер) содержит много метана это-указывает на то, что метан может возникать в естественных условиях и в отсутствие органической жизни. Одна из теорий возникновения жизни предполагает, что жизнь возникла тогда, когда Земля была окружена атмосферой, содержащей СН4, NH3, HjO и Нг. Энергия солнца и электрические разряды способствовали распаду этих молекул до свободных радикалов, которые превратились в сложные органические соединения, включая аминокислоты. [c.57]

Достаточно близкие взгляды развивал английский ученый Д. Бернал. Он полагал, что неорганическими предшественниками были угольная кислота, неорганические фосфаты, аммиак, сероводород и что первичный синтез органических соединений заключался в образовании простых молекул из воды, метана и аммиака. Затем в результате полимеризации возникли более сложные структуры, напоминающие по организации простейшие биологические клетки. Схематически возникновение жизни по Д. Берналу можно представить так [c.532]

Подводя итоги, отметим, что центральная догма молекулярной биологии, сформулированная Криком, позволяет четко определить структуру взаимоотношений между информационными макромолекулами в биологических системах. Наследственная информация, закодированная в ДНК, передается молекулам РНК и затем через стадию трансляции выражается в структуре белковых молекул. В определенных условиях, например при инфекции некоторыми вирусами, этот общий для всех клеток путь переноса информации может несколько видоизмениться. Так, при вирусной инфекции информация может передаваться от молекул родительской РНК к дочерним молекулам РНК или от молекул РНК к ДНК. Наследственная информация, закодированная в нуклеотидной последовательности, переводится в аминокислотные последовательности белков. По всей вероятности, этот этап переноса информации, включающий стадию трансляции, не является обратимым. Белковые молекулы представляют своего рода ловушку в потоке генетической информации. Эволюционное развитие этой системы должно было завершиться на заре истории возникновения жизни на Земле. Вопрос о том, как конкретно могла протекать эта эволюция, дает прекрасную почву для различного рода теорий и гипотез. К сожалению, проверка какой-либо из таких гипотез сопряжена с необычайными трудностями. [c.62]

Выдающуюся роль в понимании механизма возникновения жизни на Земле сыграли представления, развиваемые академиком А. И, Опариным. Согласно гипотезе А. И. Опарина, синтез органических молекул из неорганических или более простых органических, связанный с ростом свободной энергии, мог осуществляться под действием естественных для той стадии развития Земли фи- [c.351]

Уже в 1960 году Уилсон [43], добавив в исходный раствор серу, смог получить гораздо более крупные молекулы полимеров, содержащие по 20 и более атомов углерода. В колбе были обнаружены тонкие пленки размером около 1 см (фото 2). Очевидно, синтезировались поверхностно-активные вещества, скопившиеся на поверхности раздела газ — жидкость в виде тонких пленок. Этот результат хорошо согласуется с предположением, что пленки молекул, синтезировавшихся на границе между разными фазами, играли важную роль на ранних стадиях возникновения жизни. [c.106]

Пытаясь резюмировать то главное, что принес экспериментальный подход к проблеме возникновения жизни естественным путем, мы приходим к двум важным выводам. Первый есть много способов экспериментального получения органических молекул пе-органическим путем в условиях, моделирующих первичную атмосферу. Второй результаты этих экспериментов с геологической точки зрения не являются удовлетворительными, ведь в них не моделировалось, да и не могло моделироваться геологическое время. [c.118]

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]

В заключение вернемся к главному вопросу этой главы откуда и как возникают в природе высокая сложность биологической цепной молекулы и высокое содержание информации в ней Этому вопросу посвящено много новых работ [131, 199, 205]. На основании нашего исследования мы можем так частично ответить на него сложность и большая информационная емкость возникают благодаря тому, что они благоприятствуют повышению скорости. самовоспроизведения цепных молекул в естественной среде сложность накапливается в ходе долгого процесса эволюции. Таким образом, отбор представляет собой природный процесс, имеющий фундаментальное значение для возникновения жизни и образования ее различных форм. [c.237]

Мы только что видели, что, по-видимому, в галактике, может, существует много других планет, имеющих на своей поверхности большое количество довольно водянистого раствора таких органических молекул, которые необходимы для того, чтобы служить в качестве исходных кирпичиков для построения живой системы. Мы также видели, в главе 6 что в настоящее время мы не можем составить ясного представления, мог ли такой бульон привести к появлению примитивной живой системы в течение приемлемого периода времени, скажем, в миллиард лет, или же большая часть этих бульонов обречена остаться безжизненной на почти неограниченный срок, потому что возникновение жизни является чрезвычайно редким событием. В этой главе мы рассмотрим другую проблему. [c.88]

Образование липидных молекул в ходе эволюции и выбор именно этих молекул в качестве строительных блоков мембран сыграли решающую роль в возникновении жизни. Липидам принадлежит жизненно важная роль в клетке. Следующие особые физико-химические свойства липидов определяют их роль в построении мембран [c.101]

Пам неизвестно, какое химическое сырье имелось на Земле в изобилии до возникновения жизни, однако среди возможных химических веществ, по всей вероятности, были вода, двуокись углерода, метан и аммиак — все это простые соединения, имеющиеся по крайней мере на некоторых других планетах нашей Солнечной системы. Химики пытались имитировать химические условия, существовавшие на юной Земле. Они помещали эти простые соединения в сосуд и подавали энергию, например ультрафиолетовое излучение или электрические разряды, имитирующие молнии. После нескольких недель такого воздействия в сосуде обычно обнаруживали нечто интересное жидкий коричневатый бульон, содержащий множество молекул, более сложных, чем первоначально помещенные в сосуд. В частности, в нем находили аминокислоты — блоки, из которых построены белки, составляющие один из двух главных классов биологических молекул. До проведения этих экспериментов обнаружение природных аминокислот рассматривалось как свидетельство присутствия жизни. Если бы аминокислоты были обнаружены, скажем, на Марсе, то наличие на этой планете жизни почти не вызывало бы сомнений. Теперь, однако, их существование должно означать лишь содержание в атмосфере Марса нескольких простых газов, а также наличие на этой планете вулканической активности, солнечного света или грозовых разрядов. [c.19]

Вода играла очень большую роль в возникновении жизни и стала необходимым участником всех процессов жизнедеятельности. Водная внутриклеточная среда живых клеток—наследие тех далеких времен, но им необходимо также наличие воды во внеклеточной среде. Кроме того, очень велика роль некоторых неорганических молекул, содержащихся во внутри-и внеклеточных жидкостях. [c.241]

На понижении растворимости и переходе от полного смешения к ограниченной растворимости основаны также многочисленные случаи коацервации (Бунгенберг-де-Ионг). Так, например, коацерваты с расслоением в капельножидкой форме или в виде двух слоев могут быть получены из водных растворов желатины добавлением спирта или сернокислого натрия, из спиртовых растворов проламинов при разбавлении их водой, из положительно заряженных молекул желатины (при pH 1,2—4,8) и отрицательно заряженных частиц гуммиарабика или крахмалофосфорной кислоты, из растворов двух белков с сильно различными положениями изоточек, из растворов белка и нуклеиновых кислот и др. Во всех этих случаях коацерваты возникают в условиях перехода к взаимно ограниченной растворимости компонентов раствора. Степень расслоения полимеров при коацервации очень велика, например, при получении коацервата из 1%-ного раствора желатины до 93% ее количества входит в состав коацерватного слоя, а при более низких концентрациях — относительно еще больше поэтому оба слоя при коацервации резко различаются по содержанию коллоидных веществ. Физико-химические свойства коацерватов в ряде отношений напоминают соответствующие свойства протоплазмы, что привлекает к ним внимание биологов согласно Опарину, коацервация имела большое значение для пространственного отделения и организации коллоидных веществ в истории возникновения жизни на Земле. [c.187]

В аморфных полимерах нет полной хаотичности в расположении макромолекул. Ближний неустойчивый порядок у полимеров более совершенен, чем у аморфных низкомолекулярных веществ. Аморфные полимеры - самые упорядоченные из аморфных веществ. У полимеров в аморфном состоянии уже возникают определенные элементы надмолекулярной структуры с довольно высокой степенью упорядоченности, недостаточной однако для образования трехмерной кристаллической решетки. Антиэн-тропийное стремление к самоупорядочению заложено в самой природе полимеров и сыграло важную роль в появлении жизни на Земле. Возникшие в результате самоупорядочения сравнительно простые образования из полимерных молекул (белков, полисахаридов и других биополимеров) постепенно усложнялись, приобрели способность к обмену веществ, передаче наследственности, дифференциации составных частей по структуре и функциям. Так из неживой природы возникло живое вещество (Вернадский) и появились живые существа. Таким образом, возникновение жизни [c.134]

Однако было выдвинуто предположение, что первоначально соединения кремния играли важную и, по всей вероятности, необходимую роль в происхождении жизни. Гамов [5] отмечал, что переход от неживой материи мог протекать очень постепенно. Опарин [6] выдвинул постулат, согласно которому жизнь возникла посредством ассоциации простых, встречающихся в природе углеродных соединений с неорганическими веществами в коллоидной форме. Бернал [7] предположил, что коллоидные силикаты, вероятно, играли каталитическую роль в процессах формирования сложных органических молеку/ из простых молекул. Он допускал также, что первоначальная атмосфера Земли (до возникновения жизни) должна была состоять нз таких водородных соединений, как метан, аммиак, сероводород и водяные пары. Как показал Миллер [8], аминокислоты могут образовываться из метана, азота и водяного пара под влиянием электрических разрядов, поэтому могли существовать разнообразные органические соединения. Бернал высказал предположение, что обогащение простых органических молекул могло происходить при их адсорбции на коллоидных глинистых минералах, имеющих очень больщое значение удельной поверхностн и сродство по отношению к органическим веществам. Он указал, что небольшие по размеру молекулы, присоединенные к поверхности глины, способны удерживаться на ней не беспорядочно, а в определенных положениях как по отношению к поверхности глины, так и друг к другу. Таким образом, вследствие упорядоченного расположения эти молекулы могут взаимодействовать между собой с образованием более сложных соединений, особенно в том случае, когда осуществляется подвод энергии за счет падающего на поверхность света. Согласно Берналу, вначале могло происходить формирование асимметричных молекул, которые характерны для живых организмов. Это могло осуществляться путем более предпочтительной попарной адсорбции асимметричных молекул на поверхности кварца, так как кварц — единственный общеизвестный минерал, обладающий асимметричной структурой. [c.1006]

Асимметричный синтез клеткой органических веществ происходит на базе уже существующей в них асимметрии. Таким образом, вопрос сводится к тому, как впервые возник асимметричный синтез. В современной литературе можно найти значительное количество гипотез, объясняющих происхождение оптической активности. Согласно одной из них возникновению жизни должно было предшествовать сильное нарушение зеркальной симметрии в виде скачкообразного перехода (как это имеет место при кристаллизации). По проведенным расчетам, в условиях первобытной Земли скачкообразный переход существовавших органических молекул из симметрического состояния в асимметрическое — событие весьма вероятное. Основные этапы процесса, по этим представлениям, следующие первый этап — абиогенное образование и накопление органических молекул в виде рацемических смесей следующий этап — нарушение зеркальной симметрии в рацемическом бульоне и формирование только одного типа асимметрических молекул -аминокислот и /)-сахаров, из которых образуются короткие цепочки молекул — блоков будущих ДНК, РНК и белков. Принципиальное значение стереоизомерии в возникновении жизни заключается в том, что способностью к точной репликации (самовоспроизведению) и, следовательно, к передаче точной информации обладают только полимерные молекулы, построенные из асимметрических мономеров одного типа, т. е. только -типа для аминокислот и /)-типа для сахаров. Поли-нуклеотоиды, синтезированные из мономеров разного типа, способностью к точной репликации не обладают. [c.198]

Эти пуриновые и пиримидиновые основания и сахара, вероятно, образовались до возникновения жизни из простых молекул, имевшихся в то время, а именно цианистого водорода, формальдегида, аммиака и воды. Молекула аденина имеет формулу СбНбЫб, что соответствует пяти молекулам цианистого водорода. Ниже приведена последовательность реакций, отражающая возможный путь от цианистого водорода до аденина. Стадии енолизации опущены. [c.22]

Успехи, достигнутые органической химией за последние десятилетия, исключительно велики. Ученым удалось синтезировать сложнейшие соединения, состав молекулы которых близок к составу молекул живого белка. Таким образом, наука вплотную подошла к paspe- шению одного из самых интересных вопросов — вопроса возникновения жизни на Земле. Получены соединения, представляющие собой исключительно ценные и сильнодействующие лекарственные вещества, употребляемые для лечения многих болезней новые лаки, красители, многообразные пластические массы, нашедшие широкое применение в различных областях жизни. [c.265]

Будучи подкрепленной рядом экспериментальных доказательств, теория Опарина в наше время явилась фундаментальной основой для формирования дальнейших представлений о происхождении жизни. С положениями данной теории не согласны лишь научные креационисты, считающие, что Земля возникла 10 ООО лет назад и имеет сверхъестественное происхождение, т. е. растения и животные образовались на планете прямо в их современном виде при участии сверхъестественных сил. Кроме того, в настоящее время существуют представления о возможности возникновения жизни в условиях геотермальных источников, предполагающие, что первым биополимером была молекула РНК. Представления о РНК как о первом биополимере (по времени возникновения) означают совершенно новые воззрения в теории возникновения жизни, постулирующие, что жизнь началась с РНК . Располагаясь в трещинах вулканических пород, цеолиты (минералы, характеризующиеся трехмерной сеточной структурой) могли выступать в роли катализаторов в реакциях синтеза нуклеотидов и РНК из метана, аммиака и фосфатов, которые являются главными составляющими вулканической атмосферы. В последующем молекулы РНК развились в самореплицирующиеся структуры, которые затем стали изолированными и независимыми от цеолитов. На- [c.532]

Химические доказательства теории Опарина. Случайная ассоциация нескольких макромолекулярных структур, возникших из неорганических веществ, могла бы привести к благоприятной ситуации, обеспечивающей повышенную выживаемость. Как только в реакцию вступает единственная асимметричная молекула, важное значение приобретают стери-ческие факторы. Таким образом, возник асимметрический синтез, а молекулярная эволюция привела к созданию все более сложных структур. Первыми примитивными катализаторами могли быть короткие полипептиды. Появление длинных полипептидных цепей благоприятствовало образованию трехмерной глобулярной конформации, стабилизируемой как гидрофобными, так и электростатическими взаимодействиями между компонентами молекулы позднее эти цепи эволюционировали в ферменты. Такому макромолекулярному образованию требовалась молекулярная информация для самовоспроизведения. Вот те минимальные требования, которые должны были выполняться, чтобы появилась жизнь и возник примитивный метаболизм. Очевидно, что неполярные взаимодействия липидов и жирных кислот привели к образованию мицеллоподобных агрегатов, которые со временем превратились в мембраны соответствующих клеток. В своей теории А. И. Опарин постулировал, что ассоциация основных химических структур привела к образованию полимерных микросфер (коацерватов), и такие обособленные капельки сыграли важную роль в возникновении жизни. [c.537]

Насколько нам известно, ферменты синтезируются только при участии сложной системы рибосом, описанной в гл. 1Г (исключение составляет искусственный химический синтез pir-бонуклеазы А, осуществленный недавно см. с. 881—882). В биологических системах последовательность аминокислот в правильных ферментах задается носителем генетической информации— молекулой ДНК. Тот факт, что код в основном одинаков и у очень примитивных, и у высокоорганизованных организмов, говорит о том, что ферментсинтезирующая система возникла миллиарды лет назад и что она определяла синтез ферментов, возможно, с самого момента возникновения жизни. Таким образом, в очень давние времена у дрожжей и у человека существовал общий предок [c.132]

Специфическое спаривание комплементарных нуклеотидов сыграло, видимо, решающую роль в возникновении жизни. Рассмотрим, например, полинуклеотид, подобный РНК и содержащий основания урацил (и), аденин (А), цитозин (С) и гуанин (С). Благодаря комплементарному спариванию оснований - АсИиОсС - при добавлении РНК к смеси активированных нуклеотидов в условиях, благоприятствующих полимеризации, синтезируется новая молекула РНК, последовательность нуклеотидов которой комплементарна последовательности нуклеотидов в исходной РНК Таким образом, новые молекулы представляют собой как бы слепок исходной молекулы, каждому А которой соответствует и в копии и г. д. На первой стадии информация, содержащаяся в последовательности исходной цепи РНК, сохраняется в новообразующихся комплементарных цепях. На второй стадии копирование с использованием комплементарной цепи в качестве матрицы восстанавливает исходную последовательность (рис. 1-5). [c.14]

Быть может, прямые дагшые о состоянии организации пред- иологического органического вещества можно получить, коль скоро удастся обнаружить определенные виды органических соединений, сохранившихся в древних отложениях, относящихся к докембрийскому периоду Недавно появились весьма многочисленные сообщения, в которых описывается выделение и очистка нескольких классов сложных органических молекул из очень древних осадков [11]. Высокая степень упорядоченности обнаруженных структур наводит на мысль об их биологическом происхождении. Возможное значение этих захватывающих результатов будет обсуждаться в следующей главе. Такого рода открытия оставляют нам единственную надежду на то, что мы сможем получить прямые данные о характере предбиологических агрегатов органического вещества. В этом случае главная трудность состоит в том, что мы должны иметь некий критерий, позволяющий отнести данный вид молекулярных ископаемых именно к предбиологическим (т. е. непосредственно вовлеченным когда-то в процессы, приведшие к возникновению жизни), а не к биологическим (т. е. произошедшим из каких-то предсу-ществовавших, полностью сформированных организмов в результате последовательных стадий их геохимической деградации) системам. [c.22]

В некоторых работах умозрительного характера, касающихся проблемы происхождения жизни, выдвигается такой довод утверждается, что события, в высшей степени маловероятные (такие, например, как спонтанное возникновение молекул ДНК и ДНК-полимеразы в каком-то одном месте в одно и то же время), фактически неизбежны, если учесть огромные промежутки геологического времени. Однако этот вывод не подкрепляется никакими серьезными количественными аргументами. Одна из главных задач этой книги состоит в том, чтобы попытаться оценить, в какой степени упорядоченные химические процессы могли бЬиь вовлечены в процесс возникновения жизни. Мы приведем доводы, говорящие о том, что любые гипотезы, основывающие возникновение жизни на случайных, редких событиях, не только недоступны экспериментальной проверке, но и противоречат большинству имеющихся данных. [c.48]

Решая вопрос о том, какие газы необходимо ввести в реакционный сосуд, предназначенный для модельных экспериментов, мы могли бы просто предположить, что примитивная атмосфера мало чем отличалась по своему составу от современной (табл. 4). Из такого предположения следует, что возникновение жизни на первобытной Земле не сопровождалось сколько-нибудь значительными изменениями в составе примитивной ат.мосферы, т. е. атмосферные газы в прошлом (как и в настоящем) не принимали участия в химической активности биосферы. Однако общеизвестно, что многие газы современной атмосферы на самом дело находятся в динамическом взаимодействии с биосферой. Наиболее ярким примером этого служит молекуляр1И .1Й кислород, играющий ре-< шающую роль в жизнедеятельности как растений, так и животных. Зеленые растения в процессе фотосинтеза высвобождают кислород из воды. Кислород абсолютно необходим для дыхания растений и животных. Среднее время, проводимое молекулами кислорода в атмосфере, составляет приблизительно 2000 лет [4]. [c.105]

Следующим шагом в возникновении жизни является объединение таких органпческих молекул в дискретные группы с образованием частиц более крупного, но все еще микроскопического размера. Этот процесс, долго остававшийся загадочным, получил название коацервации. Мы увидим, что современная наука добилась многообещающих успехов и в изучении этого процесса. [c.126]

Эволюцию от атомов и молекул к простым, а затем и сложным соединениям и далее к еще более сложным, способным к самовоспроизведению, называют химической эволюцией, чтобы отличать ее от эволюции организмов, называемой органической эволюцией. Различие между этими двумя типами эволюции обусловлено основным свойством живой материи — ее способностью к самовоспроизведению. На последовательных стадиях, приведших к возникновению жизни, происходило образование все более и более сложных веществ во все больших количествах по мере связывания все больших количеств солнечной энергии и увеличения числа химических веществ, способных вступать в реакции друг с другом. Эти вещества обладали также способностью к росту, сходному с ростом кристалла, и могли случайным образом распадаться на части. Однако подобный процесс еще нельзя считать размножением. В тот момент, когда такое вещество —по всей вероятности, нуклеиновая кислота, сходная с ДНК, содержащейся в хромосомах современных растений и животных, или идентичная ей, — обрело способность к самоудвоению, оно смогло начать образовывать все новые и новые количества подобного себе вещества за счет других, возможно, более простых соединений. Иными словами, оно могло расти и репродуцироваться. Если два химических вещества или два штамма одного и того же вещества обладают одинаковыми свойствами, то из них, которое продуцирует большее число выживающих потомков , станет более обильным. В этом состоит сущность процесса, называемого естественным отбором и присущего исключительно органической эволюции. [c.14]

Наиболее естественным механизмом построения оболочек клеток, образования дискретных порций живого вещества в водной среде, является создание гидрофобных границ раздела. Поскольку речь идет об отграничении гидрофильных биохимических систем (ферменты, матричные молекулы и другие основные биохимические компоненты по необходимости гидрофильны) от окружающей водной среды, первичная гидрофобная граница могла образовываться лищь детергентами, т. е. веществами-пиб-ридами, содержащими гидрофильные группы, обращенные внутрь клетки, и гидрофобные группы, обращенные наружу. Таким образом, появление дискретных форм жизни — особей, клеток сопряжено с возникновением системы синтеза биодетергентов (например, фосфолипидов). Замечательным свойством детергентов является их способность образовывать дискретные структуры (пленки, мицеллы, коацерватные капли, пузыри, пену [94, 261, 422]. Эта способность обусловлена взаимодействием сравнительно небольших молекул детергентов друг с другом и с молекулами среды посредством ван-дер-ваальсовых и электростатических сил. Эволюционная необходимость детергентов и липидов, возможная роль коацерватных структур, появляющихся в смесях детергентов и белков в процессе возникновения жизни, рассмотрены А. И. Опариным и сотрудниками [94, 261]. [c.89]

Жизнь за счет анаэробных превращений органических субстратов привела к возникновению а н а 3 р о б н о й формы жизни за счет света. Для этого прежде всего должны были возникнуть окрашенные молекулы, поглощающие кванты света. Когда сформировались структуры для улавливания света, появилась возможность жизни за счет использования световой энергии. В конечном итоге это создало предпосылки для возникновения жизни в том виде, в каком она существует сейчас. То, как эти возможности реализовывались, доказывает наличие нескольких типов фотосинтеза, осуществляемого разными группами прокариот, энергетический метаболизм которых полностью или частично основан на использовании энергии света. Фотосинтезирующие прокариотные организмы представлены пурпурными и зелеными бактериями, большой группой цианобактерий недавно обнаруженными организмами, названными прохлорофитами, и гало-бактериями. [c.225]

Гемоглобин — одна из ныне существующих молекул, использованная мной для иллюстрации принципа, согласно которому атомы обычно образуют стабильные структуры. Здесь важно указать, что до возникновения жизни на Земле, возможно, происходила какая-то рудиментарная эволюция молекул с помощью обычных физических и химических процессов. Нет нужды придумывать какую-то предначертанность, цель или направленность. Если группа атомов в присутствии источника энергии образует некую стабильную структуру, то она имеет тенденцию сохранять эту структуру. Самая ранняя форма естественного отбора состояла просто в отборе стабильных форм и отбрасывании нестабильных. В этом нет ничего таинственного. Это должно было произойти по определению. [c.18]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология