Химические проблемы возникновения жизни

Структурная организация биосистем молекулярного уровня. Дж. Холдейн в 1935 г. утверждал "Активное поддержание нормальной и притом специфической структуры и есть то, что мы называем жизнью понять сущность этого процесса - значит понять, что такое жизнь" [46. С. 24]. В решении проблемы об особой структурной организации живого и установлении элементарного уровня этой организации определяющую роль, как и в решении многих других проблем, в частности рассмотренных в предшествующих разделах, играют два, уже не раз отмечавшихся события. Одно из них - становление молекулярной биологии, которая сделала возможным постановку проблемы применительно к простейшей и самой фундаментальной биологической системе (молекулярной). Второе событие - создание теоретических основ изучения неравновесных процессов, спонтанно протекающих в открытых системах вдали от положения равновесия. Появление нелинейной неравновесной термодинамики сняло казавшееся принципиальным противоречие с вопроса о противоположной направленности физической и биологической эволюционных концепций и открыло путь к строгому описанию конкретных механизмов самопроизвольного возникновения порядка из хаоса. Было доказано, что основные положения этой области знаний справедливы для трактовки процессов самоорганизации, протекающих как в биологических системах, так и в открытых неорганических системах, физических и химических. [c.49]

Данные, позволившие окончательно установить биохимическую универсальность всего живого, получены в самое последнее время. Однако первая научная постановка исследования проблемы жизни принадлежит Ф. Энгельсу. Особенно четко она была выражена в работе Анти-Дюринг , в которой Ф. Энгельс высказал мысль, что жизнь не возникла внезапно, а сформировалась в ходе эволюции материи. Эта эволюционная идея была положена в основу теории возникновения жизни, созданной советским ученым акад. А. И. Опариным (1924) и затем английским исследователем Дж. Холдейном (1929). Теперь уже не возникает сомнений, что эволюции биохимической должна была предшествовать эволюция химическая, пока жизнь не нашла форму существования в виде белковых тел. Глубокое познание такой сложной биологической системы, какой является человеческий организм, невозможно без синтеза знаний нз различных естественнонаучных областей. [c.5]

Новые сведения о тонкой структуре и химической сложности живой клетки, данные геологии, свидетельствующие о громадном возрасте Земли, и дарвиновская теория эволюции послужили основой для создания крайне плодотворной концепции о постепенном и совершенно естественном возникновении самовоспроиз-водящихся химических систем на первобытной Земле. Смысл отрицательных результатов, полученных Пастером при исследовании проблемы самопроизвольного зарождения, был пересмотрен [36. Было отмечено, что эти эксперименты не опровергают возможности самопроизвольного зарождения жизни. Они проста показывают нам, что в условиях, использованных Пастером в его экспериментах, продолжительность которых слишком мала в сравнении с геологическими масштабами времени, жизнь из стерильного органического вещества не возникает. [c.42]

Глава XIV ХИМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ [c.199]

В третьей формулировке проблема возникновения жизни выглядит следующим образом возможно ли вообще обнаружить какую-либо единственную в своем роде последовательность химических и физических процессов, которая обусловила бы переход от неживого к живому Такая последовательность процессов может и не иметь ничего общего с теми событиями, которые в действительности происходили на примитивной Земле. Мы полагаем, [c.53]

В настоящее время большое развитие получили исследования по абиотическому синтезу органических веществ в модельных экспериментах. В сходных модельных экспериментах удалось получить открытые многомолекулярные системы — предшественники первых организмов (пробионтов). Сравнительное биохимическое изучение современных наиболее примитивных живых существ позволило теоретически представить себе эволюцию этих веществ и систем на пути к возникновению жизни. Теперь кажется весьма заманчивым попытаться проследить последовательные стадии этой эволюции — от все более усложняющихся химических соединений углерода земных недр до тех наиболее примитивных форм жизни, которые мы обнаруживаем в докембрии в виде ископаемых остатков. Это очень сложная и далеко еще не решенная задача, но на ее решение уже направлены сейчас усилия многих геологов и палеонтологов. Об этом свидетельствует то исключительное внимание, которое было уделено проблеме возникновения жизни на проходившем в 1972 году в Канаде 24-м Международном геологическом конгрессе. Представленные на нем многочисленные палеонтологические находки примитивных организмов обнаружены в очень [c.5]

А. Дело в том, что, рассматривая возникновение метаболизма, мы сталкиваемся с такого же рода трудностью, что и при исследовании проблемы возникновения жизни в целом. Тут возможны самые разные домыслы, но очень трудно наметить план экспериментов, которые бы продемонстрировали, что возникновение метаболизма было, например, результатом взаимодействия очень простых соединений при участии естественных сил, как это предполагает теория биохимического предопределения. Словом, вопрос сводится к следующему как спланировать эксперимент, при помощи которого можно было бы продемонстрировать правдоподобную картину того, каким образом простые соединения и очень простые химические взаимодействия могли привести к возникновению современных сложных метаболических систем [c.325]

В то время как собственные физические и химические свойства воды удивительно хорошо соответствуют ее роли в возникновении и дальнейшей эволюции жизни, проблемы, связанные с регулированием концентраций и передвижения воды н растворенных в ней веществ, — одни из самых сложных, с какими только сталкивались живые организмы. Эти проблемы делятся на две основные категории [c.116]

Современная биохимия оказывает все возрастающее влияние на целый ряд смежных наук, в частности на медицину. Поэтому в книге уделено внимание механизму действия витаминов, проблеме антител, задачам химиотерапии. В заключительных главах описаны процессы фотосинтеза и изложены современные воззрения на химическую сторону процессов возникновения жизни на Земле. [c.3]

Тут сразу возникает вопрос, для проблемы распространенности жизни во Вселенной более чем важный в какой степени наличие воды следует считать общим и обязательным условием возникновения и развития живого вещества Ведь химические реакции идут и в неводных растворах. В конце концов вода — лишь одна из громадного числа жидкостей, которые могут покрывать поверхность далеких планет. Вот те предпосылки, от которых отталкиваются специалисты по внеземным формам жизни, придерживающиеся мнения, что вполне вероятно существование, например, аммиачных (на основе жидкого аммиака), фторидных (на основе жидкого фтористого водорода) и тому подобных форм жизни. [c.71]

Здесь важно отметить, что все эти эксперименты были выполнены на основе совершенно нового подхода, при котором требование повторного (по желанию экспериментатора) наблюдения самого изучаемого явления, как того требуют классические науки, равно как и старый подход к проблеме самопроизвольного зарождения, по необходимости не соблюдается. Приступая к нашим исследованиям, мы не знаем, какие поддающиеся наблюдению явления могли быть вовлечены в процесс возникновения жизни. Вместо этого в замкнутой системе моделируются наиболее общие гипотетические условия первобытной Земли и на основе неких критериев делается попытка определить, какие из наблюдаемых химических превращений (если таковые происходят) могут иметь отношение к процессу биогенеза. [c.46]

Среди исследователей, работающих в данной области, считается общепризнанным, что физические и химические законы со времен возникновения жизни и до наших дней оставались по существу неизменными иначе говоря, законы природы, открытые в последние несколько сот лет, действовали на протяжении всей истории Вселенной (или по крайней мере на протяжении истории Земли) и всюду (в любой данный момент) в пределах Вселенной. Проблема происхождения жизни—историческая по своей сути, и ее постановка имеет смысл только при таком допущении. Если наша задача заключается в том, чтобы накопить как можно больше данных о тех физических и химических процессах, которые происходили на первобытной Земле и которые были непосредственно вовлечены в процесс зарождения жизни, то мы должны принять за данное, что эти процессы можно, по крайней мере до некоторой степени, воспроизвести в лаборатории. При этом подразумевается, что никакое сверхъестественное начало, внешнее по отношению к природе, не играло никакой, и тем более решающей, роли в возникновении жизни. [c.47]

Проблема происхождения горючих ископаемых непосредственно связана с нерешенными до настоящего времени глобальными вопросами происхождения нашей планеты в целом, в том числе ее полезных ископаемых, а также возникновения жизни на Земле. Она всегда привлекала и продолжает привлекать глубокий интерес многих ведущих химиков, геологов, биологов, астрономов, фи иков, экологов, философов и других представителей различных нау< во всех странах мира. Естественно, раскрытие сокровеннейших тай 1 природы, связанных с химической эволюцией Земли с момента ее зарождения до сегодняшних дней, позволило бы вести целенап — равленный, следовательно, более эффективный поиск полезных ископаемых и рационально использовать их на благо всего челове — чес 1 ва. Можно надеяться, что в результате начатых ныне интенсив — ных химических исследований будут раскрыты в ближайшем буду — щем многие из важнейших тайн Вселенной. Тем самым принятые на вооружение современные гипотезы о происхождении горючих ископаемых, в том числе нефти и природного газа, превратятся в вес ьма полезные для практики научно обоснованные теории, обла — даК Щие высокой прогнозирующей способностью. [c.41]

Итак, в этой главе содержится, во-первых, расшифровка самых важных для нас химических формул, во-вторых, описание основ-ных опытов, проведенных для проверки теории возникновения жизни естественным путем, и, в-третьих, обсуждение некоторых применяющихся в этих опытах аналитических методов. Если читателя интересует лишь общий очерк состояния проблемы, он может без ущерба пропустить эту главу, возможно, слишком специальную по своему содержанию. Он может поверить мне на слово. [c.96]

За последнее десятилетие вышло в свет несколько книг, посвян1,енных тому или иному аспекту проблемы возникновения жизни, однако это, как правило, либо труды симпозиумов, либо сравнительно узкие работы, в которых вопрос трактуется с точки зрения какой-то одной дисциплины. Предлагаемая вниманию читателя книга относится скорее к последнему типу книг, но она гораздо шире по своим задачам, нежели все остальные, и, кроме того, в ней важно то, что она написана с точки зрения ученых разных специальностей (химика-органика и биофизика) и притом молодых. Я специально подчеркиваю слово молодых , ибо это и в самом деле немаловажное обстоятельство. Д. Кеньон и Г. Стейнман начали свою научную карьеру после изучения основных химических и биофизических дисциплин непосредственно с экспериментальных исследований, имевших своей целью выяснение некоторых специфических вопросов, возникающих при рассмотрении проблемы возникновения жизни в целом. Такой путь привел их к весьма интересным выводам и обусловил специфический характер данной книги. По существу, эта книга является первой попыткой всестороииего анализа проблемы происхождения жизни и может быть использована в качестве основы для ее систематического обсуждения в академических и научных кругах. [c.8]

В еще большей мере, чем успехи смежных областей науки, развитие аналитической химии стимулировалось требованиями производства. Развитие различных отраслей промышленности вызвало к жизни рационализацию методов химического контроля производства, т. е. определения состава исходного сырья, полупродуктов и готовой продукции. Именно эти практические запросы производства и были важнейшими для возникновения и развития аналитической химии как науки. Эти необходимые для производства проблемы решал ряд научно-исследовательских организаций, институтов и заводских лабораторий. Результатом явился необычайно быстрый рост количества научно-исследовательских работ в области аналитической химии. [c.44]

К жизни рационализацию методов химического контроля производства, т. е. определения состава исходного сырья, полупродуктов и готовой продукции. Именно эти практические запросы производства и были важнейшими для возникновения и развития аналитической химии как науки. Эти необходимые для производства проблемы решает ряд научно-исследовательских организаций, институтов и заводских лабораторий. Результатом является необычайно быстрый рост количества научно-исследовательских работ в области аналитической химии. [c.38]

В многочисленных научных учреждениях всего мира имеются сейчас исследовательские группы, запятые экспериментальными исследованиями в новой области, название которой формулируют по-разиому химическая эволюция, протобиохимия, первичный биогенез, абиогенная молекулярная эволюция, экспериментальная органическая космохимня или просто проблема происхождения жизни. Между тем еще 20 лет назад существовала всего одна лаборатория, в которой разрабатывалась эта проблема, а 80 лет назад к проблеме происхождения жизни вообще не существовало экспериментального подхода. В настоящее время сотни исследователей, занимающихся совсем другими проблемами, тем не менее часть своего времени посвящают изучению проблемы возникновения жизни. Эти ученые имеют весьма разнообразную квалификацию и их интересы простираются крайне широко — от астрофизики до зоологии. Такое богатство научных сил, привлекаемых этой областью исследований, свидетельствует о многоплановом характере проблемы происхождения жизни, которая и служит темой нашей книги. [c.9]

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]

По-видим< му, существующие сейчас трудности в объяснении сущности и закономерностей возникновения жизни из неживого вещества во многом являются следствием традиционного подхода к этим вопросам сверху , со стороны биологии. Совершенно очевидно, что переход от неживого к живому яе мЬжет быть рассмотрен биологией со всей детальностью в направлении естественноисторического становления жизни, так как предмет биологии относится лищь к завершающей стадии происхождения жизни, когда уже возникла новая биологическая форма движения матерйи и совершается биологическая эволюция, в то время как до этого перехода неживые системы проходят длительную и сложную химическую эволюцию, причем постепенно формируются все свойства живого. Поэтому, несмотря на то, что изучение эволюционного перехода от ней ивого к живому представляет интерес прежде всего для биологии, это по существу не биологическая, а химическая проблема, так как она целиком относится к компетенции химии и выпадает из области настоящих Интересов биологии. При этом нельзя забывать что закономерности перехода от неживого к живому только химические, хотя они и являются основой более сложных биологических закономерностей. [c.228]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология