Эволюция начальные этапы

Начальные этапы биологической эволюции определяются преимущественно физико-химическими факторами. Затем возникают, становятся критериями естественного отбора и собственно биологические факторы. [c.34]

Как известно, в современных клетках функции ДНК заключаются в получении, хранении и передаче информации последующим поколениям. Без ДНК и РНК невозможно точное воспроизведение всех свойств клетки, в основе которых лежит функционирование специфических белков. В модельных опытах была показана относительная простота и легкость возникновения пространственно обособленных систем, построенных из протеиноидов, характеризовавшихся определенным постоянством аминокислотных последовательностей. Это могло служить указанием на то, что информация о полипептидах типа протеиноидов была заключена в них самих, а следовательно, подводило к следующему выводу на начальном этапе эволюции протоклетки могли воспроизводиться и передавать информацию потомству без участия нуклеиновых кислот. [c.200]

Таким образом, дискуссионным остается вопрос о том, на каком этапе эволюционного процесса нуклеиновые кислоты сформировались как информационные молекулы. Согласно одним представлениям на начальном этапе эволюции роль последних выполняли белковоподобные молекулы, и первые примитивные клетки функционировали без нуклеиновых кислот. Другая гипотеза исходит из того, что первыми возникли нуклеиновые кислоты, а позднее, на базе содержащейся в них информации, возникли белки (гипотеза генной жизни ). [c.201]

В следующ,ем разделе будет получено стационарное решение уравнений гидромеханики псевдоожиженного слоя, описывающее расширение однородного псевдоожиженного слоя. Исследованию устойчивости этого стационарного решения будет посвящен раздел 3 данной главы. Оценка скорости распространения малых возмущений в псевдоожиженном слое будет дана в разделе 4 Как уже отмечалось выше, линейная теория устойчивости позволяет описывать лишь начальный этап эволюции малых возмущений в псевдоожиженном слое. Далее будут приведены некоторые результаты, полученные на основе нелинейных уравнений гидромеханики псевдоожиженного слоя. В разделе 6 будет рассмотрена устойчивость стационарного решения уравнений гидромеханики с учетом граничных условий на верхней и нижней поверхности слоя. Такой анализ показывает возможность появления циркуляционных течений в. псевдоожиженном слое. В заключительном разделе будет рассмотрено решение уравнений гидромеханики псевдоожиженного слоя, описывающее циркуляционные течения. [c.75]

Кроме того, нефть, по-видимому, нельзя рассматривать как простую сумму громадного числа случайных соединений. Длительный процесс эволюции нефти неизбежно должен был привести к релаксации случайных процессов и случайных вариаций в ее составе, которые могли иметь место на первых, начальных этапах эволюции, и к установлению устойчивого равновесия нефти как сложной системы. [c.8]

В настоящее время нет единого мнения и о начальном этапе звездной эволюции, т. е. о происхождении небесных тел. Согласно одной точке зрения, звезда возникает из межзвездной среды путем сжатия газово-пылевого облака о диффузном образовании планет писал в 1951 г. О. Ю. Шмидт. Согласно другой точке зрения, развиваемой В. А. Амбарцумяном, звезды возникают из более плотных дозвездных тел . [c.22]

Основная закономерность состоит в том, что среднее волновое число индуцированных валов, независимо от начального значения, приближается к тому наблюдаемому f p, которое было получено в экспериментах со случайными начальными возмущениями [135] (на той же установке и с той же рабочей жидкостью). Удаление среднего волнового числа от f p на начальном этапе некоторых опытов с большим числом близких друг к другу проволочек инициатора, вероятно, связано с существенным тепловыделением проволочек в таких случаях. В результате распределение температуры по высоте оказывается таким, что конвекция вначале развивается не по всей толщине слоя, а лишь в некотором интервале высот, и, соответственно, уменьшается ширина валов. Затем дополнительно выделенное тепло рассеивается, и дальнейшая эволюция проходит обычным образом. (В отдельных случаях результатом аномальной эволюции был выход волнового числа за пределы полосы устойчивости — см. самую нижнюю стрелку в правой части рисунка.) [c.176]

Получается, следовательно, такая картина. Нуклеотидная цепь ускоряет синтез полипептидных цепей. Образуются полипептиды, в которых последовательность аминокислот соответствует последовательности нуклеотидов. Некоторые последовательности аминокислот в полипептидной цепи оказываются способными ускорять синтез мононуклеотидов или ускорять распад уже существующих полинуклеотидов, ускоряя тем самым эволюционный процесс. Острейший кризис начального этапа биологической эволюции преодолевается — возобновляется естественный отбор полинуклеотидных матриц, причем теперь уже по признаку их способности обеспечить синтез все более каталитически совершенных полипептидных цепей. [c.51]

Вернемся, однако, к начальным стадиям эволюции [388]. На начальных этапах эволюции вовсе не требуется строгого однозначного соответствия нуклеотидов и аминокислот. Конфигурации белковых макромолекул грубо определяются не строго однозначной аминокислотной последовательностью, а лишь порядком чередования в полипептидной цепи полярных и неполярных аминокислотных радикалов. Исходя из этого, все аминокислоты можно разделить на два класса — полярные и неполярные. Может быть, полярные аминокислоты следует в свою очередь разделить на отрицательно и положительно заряженные в водных растворах — тогда будет три класса. Таким образом, в начале эволюции было бы достаточно, чтобы одни нуклеотидные радикалы в полинуклеотидной цепи непосредственно кодировали связывание полярных аминокислот, а другие — неполярных. Здесь следует отметить работу М. В. Волькенштейна [55], обнаружившего корреляцию между нуклеотидным составом кодирующих триплетов (кодонов) и полярностью кодируемых ими аминокислот. Волькенштейн обратил внимание на то, что во всех случаях, когда второй нуклеотид в кодоне — аденин, кодируемый аминокислотный остаток полярен, во всех случаях, когда второй нуклеотид — уридин, аминокислотный остаток неполярен. Я думаю, что мы имеем здесь дело с корреляцией, обусловленной физико-химическими особенностями непосредственного взаимодействия аминокислот и нуклеотидов, действовавшей в древнейшие времена, когда современный перевод нуклеотидного языка в аминокислотный еще не сформировался. Сам Волькенштейн рассматривает эту корреляцию как приспособление, повышающее помехоустойчивость кода если в результате мутации изменится кодон, то велика вероятность того, что вместо одной, например, неполярной аминокислоты в кодируемом белке появится другая, но также неполярная. Конфигурация макромолекулы от этого изменится не очень сильно, и мутант не погибнет. Мне же кажется, что в ходе эволюции такая корреляция могла возник- [c.53]

И характерные свойства изучаемого явления. Примерами могут служить законы теплопроводности Фурье, всемирного тяготения Ньютона и т. д. первый количественно характеризует процессы теплопроводности, а второй — процессы гравитационного притяжения тел. Это законы частные, сфера их действия ограничена определенными конкретными явлениями. Но существуют законы и более общие. Наиболее общие, универсальные и достоверные количественные принципы, которые обнаруживаются на первом — начальном — этапе эволюции вещества и его поведения, я буду именовать началами. Примером может служить закон сохранения энергии. Особенность начал заключается в том, что им подчиняются вещество и его поведение на всех этапах эволюции, включая самые сложные. Начала играют роль абсолютных истин, которые не могут быть опровергнуты в будущем в ходе исторического развития науки, им обязана подчиняться вся природа. [c.25]

Закон взаимности относится к начальному этапу эволюции, поэтому его можно назвать также четвертым началом ОТ. Закон взаимности выражает четвертое фундаментальное свойство природы. В соответствии с принципом вхождения этому закону обязано подчиняться любое явление, находящееся на произвольном уровне эволюционного развития. [c.126]

Эйген впервые предпринял попытку дать количественное физическое определение ценности информации, содержащейся в биологически функциональных макромолекулах в процессе их естественного отбора [13]. Селективная ценность по Эйгену есть безразмерный кинетический параметр, характеризующий авто-каталитический синтез макромолекулярных цепей, который происходит за счет цепей с меньшей ценностью, подвергающихся деструкции. Процесс протекает в стационарной открытой системе, далекой от равновесия. Теория Эйгена согласуется с теорией возникновения диссипативных структур Пригожина и Глансдорфа и описывает некий начальный этап добиологической эволюции. [c.37]

Скорость эволюции определялась частотой возникновения мутаций. Можно только предполагать, что в начале биологической эволюции частота мутаций была значительно выше, чем в настояш ее время, а соотношение полезных для организма мутаций к вредным сдвинуто в сторону первых. В пользу повышенной частоты мутирования на начальном этапе эволюции говорит тот факт, что в тот период значительно интенсивнее было действие на прокариотную клетку коротковолнового излучения при отсутствии у нее защитных приспособлений в виде соответствующих репарационных механизмов. [c.133]

На начальных этапах эволюции организмы вынуждены были защищаться от окислительного действия кислорода и, вероятно, не обладали способностью запасать энергию, выделяющуюся при окислении субстратов с участием кислорода. Защита могла осуществляться двумя основными путями пассивным, т. е. переходом в экологические ниши, где кислород отсутствует, и активным — детоксикацией кислорода. Системы детоксикации сохранились и у современных организмов. [c.52]

Начальные этапы эволюции [c.286]

Первый этап эволюции ПО этап формирования физических систем. Эволюционная направленность начальной структуризации определяется набором Космологических констант (Р), которые, в свою очередь, определяются ПСМ. При этом, из начального "космического бульона" Вселенной формируются физические структуры (системы), которые можно представить в виде вершин графа как элементов-объектов и объединяющих их дуг в виде взаимосвязей-отношений. Для дальнейшей работы со структурами введем их формальное определение. [c.17]

ИС - это активные системы, экспансия которых направлена в среду (негэнтропия). Экспансия может быть как практически реализуемая - размножение и занятие "экологических ниш" среды данными ИС-представителями, это начальный этап экспансии ИС во Вселенной, так и потенциальная - информационный этап экспансии ИС. Экспансия в этих двух формах физической и потенциальной (информационной) это есть эволюция материи в форме ИС. Цель ИС [c.30]

Если эффективность экспансии активных систем на начальном этапе эволюции определяется минимумом статистических компонент ресурса К(М,У) и направлена в физическое пространство (ФП), то на этапе зрелости Вселенной траектории эволюции определяются динамической нематериальной компонентой - временем наступления Светлого апокалипсиса, и направлена в информационное пространство (ИП). [c.121]

В настоящее время, конечно, нереально, руководствуясь только общими соображениями, проследить, например, посредством ЭВМ, точные траектории эволюционного процесса. Однако это пока и не нужно. Сейчас вполне достаточен термодинамический подход — выявление лишь начальных и конечных состояний в каждом направлении эволюции. Тогда оказываются ненужными детальные вычисления и становится возможной оценка предельных состояний. Так, если ведущим критерием естественного отбора (т. е. фактором эволюции) при становлении биохимических реакций служит их скорость, легко в принципе оценить, когда дальнейшее совершенствование ферментов станет бесполезным из-за медленности диффузионных потоков реагентов и продуктов. Ведущим критерием отбора, фактором эволюции станет интенсивность перемешивания, и предел возможностей биологической эволюции на данном этапе также можно будет оценить по предельно достижимой скорости перемещения организмов в пространстве. Применительно к биологии такой термодинамический подход выглядит как принцип предельного совершенства при анализе основных этапов эволюции. [c.7]

Все сложные биосинтетические вещества образуются из простейших химических соединений вроде СО2, Н2О, КНз и др. Жизненный процесс переводит эти соединения в сложнейшие вещества, характеризующие живое вещество, например, в клетчатку, белки, жиры, лигнин, порфирины и другие вещества, существующие и развивающиеся в результате однажды направленного биосинтеза. Гибель живого вещества прежде всего разрушает те связи между элементами, которые, собственно говоря, и являются признаком жизни, и тогда начинается рертоградная эволюция в исходные простые химические соединения. Если нефть происходит из живого вещества, то ее углеводородный характер является лишь одним из начальных этапов превращения сложных гетерогенных соединений в более простые и относительно устойчивые соединения углеводородного типа. [c.202]

Кратко описанные здесь модели свидетельствуют о перспективности фпзическнх подходов к эволюции, основанных на идеях синергетики. Нельзя считать эти модели воспроизводящими реальные процессы добиологической эволюции. Они показывают, однако, что физико-математическое моделирование эволюции воз-Л10ЖП0. На основе этих. моделей можно утверждать, что современная физика достаточна для понимания важнейших биологических явлений. Конечно, это лишь начальный этап построения эеории, установления физических основ теоретической биологии. [c.553]

Процессы седиментогенеза завершаются образованием свежеотложенного обводненного осадка, содержащего то или иное количество ОВ и находящегося в нестабильном состоянии. Начальный этап эволюции осадка в земных недрах в ходе его погружения, сопровождающегося различными трансформациями минерального и органического компонентов и уплотнением до превращения в осадочную породу (литификации), называется диагенезом. Диагепетическая зона охватывает диапазон глубин и пластовых температур от нескольких десятков до первых сотен метров и от 0-5 до 15-25 °С в зависимости от темпов осадконакоплепия. [c.42]

Наш уважаемый коллега, академик Бернадскшг, недавно очень обстоятельно развил и обосновал тот взгляд, что свободный кислород в земной атмосфере появился лишь в результате действия растений и что жизнь на земле началась раньше, чем появился свободный воздух. Невидимому, первоначальной формой жизни на земле был анаэробиоз. У нас eit4a принято считать, что анаэробиоз — регрессивное явление и что в основном жизнь связана с окислением кислородом. В свете того коренного факта, который приводит академик Вернадский, в свете того, что первым актом жизни является анаэробиоз, нужно думать, что анаэробиоз — не продукт регрессивной эволюции, а начальный этап эволюции в жизни на земле. [c.139]

Такие реакции могут протекать по-разному, с образованием специфических конформаций внутри одной и той же молекулы (в этом случае взаимодействие сайтов происходит по цис-типу) или на основе транс-взаимодей-ствия между субстратом и другой РНК. Такие взаимодействия-возможно, основной след, оставшийся от начальных этапов эволюции нуклеиновых кислот как молекул-носителей наследственности. Будет не удивительно, если окажется, что молекулы мяРНК обладают свойствами, подобными каталитическим, при сплайсинге и других реакциях процессинга. [c.331]

Изучение критического состояния липидного бислоя раскрывает биологический смысл этого явления. Считается, что на начальных этапах эволюции клеточных структур формировались липидные везикулы, мембраны которых, как это следует из рассмотренного выше, способны были обеспечивать такие важные функции клетки, как проницаемость и генерацию мембранных потенциалов ионной природы. Однако чистые липидные пленки хрупки, и их стабильность в сильной степени зависит от внешних условий. Для предотвращения разрушения липидного бислоя в состоянии стресса в клетке и выработалась система стабилизации. Во-первых, жирнокислотные радикалы, входящие в соотав молекулы природного фосфолипида, как правило, различаются по насыщенности один радикал представлен насыщенной жирной кислотой, второй — ненасыщенной. Это обеспечивает жидкостное состояние липидного бислоя во всем диапазоне физиологических температур, поскольку область фазового перехода таких липидов находится ниже О °С. Во-вторых, в большинстве мембран содержится холестерин, который, как известно, резко расширяет температурный диапазон фазового перехода, а при его эквимолярном содержании в количестве по отношению к фосфолипидам — даже исключает такой переход. В-третьих, образованию насыщенных продуктов в результате перекисного окисления препятствует набор мембранных антиоксидантов. И, наконец, специальные ферменты — фосфолипазы — способны полностью изменить фосфолипидный портрет мембраны, модифицируя как жирнокиолотные радикалы (фосфолипаза А), так и полярные головки (фосфолипаза Д). Совершенно очевидно, что нарушение какого-либо из указанных элементов этой системы стабилизации может разрушить биологическую мембрану, что может привести клетку в состояние патологии. [c.36]

Лабас Ю. А., Маковский В. С. Биопотенциалы, связанные с мерцательным движением, как начальный этап эволюции возбудимых структур,—В кн. Немышечные формы подвижности/Под ред. Г. М. Франка. Пущино-на-Оке НЦБИ АН СССР, 1976. [c.250]

Эволюция С1-доменов на самых начальных этапах проходила, очевидно, самостоятельно, с умеренными дупликациями и мутационными изменениями. Факторами отбора в данном случае были не антигены, а иные, физиологические механизмы. У позвоночных животных в результате транслокационных перестроек генов для V- и С-доменов возник единый информационный участок, контролирующий синтез различных изотипов иммуноглобулинов. [c.135]

Таким образом, дискуссионным остается вопрос о том, на каком этапе эволюционного процесса нуклеиновые кислоты сформировались как информационные молекулы. Согласно одним представлениям на начальном этапе эволюции роль последних выполняли белковоподоб- [c.174]

Численное интегрирование (5.1.1) при этих условиях для аэровзвеси пороха осуществлялось (П. Б. Вайнштейн. Р. И. Нигматулин, В. В. Попов 1980) модифицированным методом Лакса — Вендроффа. На рис. 5.3.4 и 5.3.5 приведены результаты численного интегрирования, отображающие эволюцию распределения давления в процессе конвективного горения аэровзвеси, когда оно переходит в детонацию (рис. 5.3.4) и когда оно затухает (рнс. 5.3.5). На начальном этапе реализуется описанный в конце 2 квазигомобарпческий режим, характеризуемый наличием зоны однородного давления и впереди идущей простой волны. В случае перехода горения в детонацию (рис. 5.3.4) скорость горячего газа приближается к скорости звука Си квазигомобариче-ский режим нарушается, и в потоке за конвективным фронтом образуется пик давления. Последующие более сильные возмущения сжатия, создаваемые горячими газовыми продуктами горения, догоняют более ранние возмущения, и в результате образуется ударный скачок сжатия, повышающий температуру газа. При [c.430]

Общие тенденции облегчения нефтей с глубиной, повышения в них содержания парафиновых УВ и снижения доли гетероатомных компонентов известны еще с начала 30-х годов (Д.Бартон, 1934 г.). Однако опыт изучения многих НГБ показал, что не глубина, а, главным образом, палео-геотермический режим бассейна предопределяет характер эволюции УВ систем. Вместе с тем учет гипсометрических уровней размещения УВ флюидов при их геотермических исследованиях остается важным начальным этапом оценки стадий катагенеза нафтидов. [c.52]

Эта идея подтверждается значительной вырож/енностью третьей, позиции кодона (рис. 1.5, б). Наиболее вероятной начальной точкой существующего является, по-видимому, триплетный код, использующий два комплементарных нуклеотида. В этом случае значимы только первые две позиции каждого кодона, так что один триплет кодирует лишь четыре разные аминокислоты. На следующем этапе эволюции добавилась еще одна пара комплементарных нуклеотидов, что дало возможность кодировать 16 аминокислот. Наконец, приданием значимости третьей позиции кодона была введена некоторая вырожденность. Когда организмы стали настолько совершенными, т. е. настолько конкурентоспособными, что любое изменение типа хотя бы одной аминокислоты оказывалось опасным,, а иногда и летальным, генетический код остановился в своем развитии. Таким образом, было зафиксировано число аминокислотных остатков, равное 20. [c.17]

В искусственных условиях, при специально заданной структуре течения в начальный момент и (или) при наличии боковых стенок, такая подстройка может быть затруднена. Будем говорить, что в этом случае действуют противоселективные факторы, которые придают течению устойчивость к действию естественных селективных факторов. Процесс отбора останавливается на том или ином этапе эволюции от начального состояния, и в результате характерный масштаб установившегося течения не соответствует предпочтительному волновому числу. [c.122]

Этот эффект обнаружили также Артер с соавторами [233] в двумерных численных экспериментах на основе полных уравнений приближения Буссинеска. Число валов, создаваемых начальным температурным возмущением на раннем этапе эволюции течения в каждом рассчитываемом сценарии, варьировалось от 12 до 20, а аспектное отношение было равно 16. Перестройка течения начиналась вблизи боковых стенок по образцу развития экхаузовской неустойчивости. За времена < 12гу волновое число конвекции оказывалось в пределах полосы устойчивости, предсказанной в [216]. Дальнейшая эволюция происходила за времена, в несколько раз большие, и сужала полосу значений к в 3 раза. Но неоднозначность окончательного волнового числа тем не менее сохранялась. [c.180]

В связи с этим авторы даже высказывают предположение, согласно которому (в противоположность тому, что имеет место в современных клетках) первично возникшие упорядоченные полипептиды должны были действовать как матрицы, определявшие упорядоченную полимеризацию нуклеотидов, а не наоборот. Обратная последовательность событий возникла лишь на более позднем этапе эволюции. Однако, говоря о биохимическом предопределении , авторы книги по существу распространяют это предопределение только на начальные химические стадии предбиогенеза — па синтез мономеров, полимеров и формирование из них многомолекулярпых комплексов. При этом сами авторы подчеркивают, что чем дальше заходит эволюция по пути усложнения возникающих систем, тем большую роль играют внешние условия. [c.6]

Так мы подошли к рассмотрению первого кризиса в биологической эволюции — дальнейшее совершенствование, т. е. дальнейшее ускорение матричного воспроизведения посредством уже существующих механизмов оказывается невозможным. Здесь эволюционирующая система может задержаться неопределенно долго до тех пор, пока не возникнет принципиально новый механизм ускорения кинетического совершенствования объектов эволюции. Есть два неисключающих друг друга пути выхода из этого самого острого в биологической эволюции кризиса первый — выработка механизмов ускорения синтезов мономеров и второй — выработка механизмов ускорения разрушения старых полинуклеотидов. Избирательное ускорение определенных химических реакций есть катализ. Следовательно, основное содержание второго этапа биологической эволюции — возникновение в ходе естественного отбора предельно совершенных катализаторов-ферментов. Самое естественное начальное предположение состоит в допущении каталитических свойств у самих матричных полимерных молекул. В одном отношении такое допущение тривиально — матрицы избирательно катализируют синтез своих копий . [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология