Эволюция организмов и эволюция природы

Создание клеточной теории строения организмов было, наряду с законом сохранения энергии и теорией эволюции, отнесено Ф. Энгельсом к числу тех открытий, которые положили конец господству метафизики и идеализма в биологии и сделали естествознание XIX столетия упорядочивающей наукой, наукой о процессах,. ..и о связи, соединяющей эти процессы природы в одно великое целое [c.18]

Г. При нагревании свыше 56° большинство ферментов быстро и необратимо инактивируется. Поэтому высокая температура губительна для большей части организмов. Лишь некоторые организмы, эволюция которых происходила в своеобразных условиях, выработали ферменты, стойкие к нагреванию. При низких температурах действие ферментов замедлено, но охлаждение и даже замораживание их не инактивируют. Поэтому явление анабиоза смогло найти распространение в природе. [c.53]

Процессы разделения жидких систем играют важную роль во многих отраслях народного хозяйства. Для осуществления этих процессов уже давно применяют разнообразные способы перегонку и ректификацию, абсорбцию и адсорбцию, экстракцию и др. Однако природа за миллионы лет эволюции живых организмов выработала наиболее универсальный и совершенный метод разделения с использованием полупроницаемых мембран. Действительно, биологические мембраны обеспечивают направленный перенос необходимых организму веществ из внешней среды в клетку, и наоборот. Без мембран невозможны были бы дыхание, кроветворение, синтез белка, усвоение пищи, удаление отходов и другие процессы. [c.13]

Много внимания вопросам ориентации на опыт живой природы уделяет Н. Н. Семенов. Здесь есть смысл привести хотя бы часть характеристики, которую дает он химическому производству живой природы Природа при зарождении и эволюции новых организмов создала молекулярные машины совершенно исключительной точности, быстроты действия и необычайного совершенства. Вспомним, например, вскрытый недавно химиками и биологами синтез больших белковых молекул со строгим чередованием аминокислот. В клетках имеются субмикроскопические сборные заводики — рибосомы, включающие в себя рибонуклеиновые кислоты как сборочные машины . Каждый сорт коротких молекул транспортных рибонуклеиновых кислот захватывает один определенный вид аминокислот, несет их в рибосому и ставит каждую аминокислоту на свое место согласно информации, содержащейся в молекулах рибонуклеиновых кислот. Тут же к аминокислотам подходят ката-.тизаторы-ферменты и осуществляют сшивку аминокислот в одну молекулу белка со строгим чередованием. Это настоящий квалифицированный завод, строящий молекулы по плану, выработанному природой в процессе эволюции [15, с. 192—193]. [c.173]

О том, как происходил отбор структур, каков его механизм, сказать довольно трудно. Но этот процесс оставил нам своего рода. музей. Подобно тому как из 107 химических элементов только 6 органогенов да 10—15 других элементов отобраны природой, чтобы составить основу биосистем, так же в результате эволюции происходил тщательный отбор и химических соединений. Из миллионов органических соединений в построении живого участвуют лишь несколько сотен из 100 известных аминокислот в состав белков входит только 20 лишь четыре нуклеотида лежат в основе-всех сложных полимерных нуклеиновых кислот, ответственных за наследственность и регуляцию белкового синтеза в любых живых организмах. [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]

Следующая стадия развития включает образование макромоле-кулярных структур, наделенных обратными связями. Эти организации несомненно возникли из первичных мембран, обладавших вместе с фиксированными на них катализаторами, структурной и функциональной упорядоченностью. К сожалению, в настоящее время мы не располагаем сведениями, достаточными для исчерпывающего описания этой стадии. Исследование кодовых механизмов, действующих в биологических системах, вероятно, откроет в этой области новые перспективы. Именно здесь встречается поразительное явление, которое можно было бы назвать передачей и распространением состояний. Оно обнаруживается не только в процессах репликации и репродукции, но и в тех высших формах взаимодействия биологических систем, которые уже не имеют энергетической природы, но тем не менее способны оказать решающее влияние на судьбы и поведение живых организмов (язык, письменность и т. п.). Мы полагаем, что последовательное применение кодовых принципов позволит уловить логические связи этого явления с общими законами эволюции динамических структур. ЛИТЕРАТУРА [c.8]

Мы полагаем, что влияние нейротропных змеиных ядов (яд кобры и др.) на разные звенья центральной нервной системы не является случайным, а представляет собой результат длительного эволюционного развития. В процессе естественных взаимоотношений в природе ядовитые животные используют свои яды для защиты и нападения. Нетрудно представить, что, для того, чтобы быстро обездвижить или убить свою жертву или своего врага, необходимо прежде всего вывести из строя основную интегрирующую систему организма, какой является центральная нервная система. Поэтому в процессе эволюции яды совершенствовались в направлении наиболее эффективного поражения нервной системы и приобрели способность наносить удар по нервным центрам (дыхательный центр и др.), что приводи- [c.223]

Среди бактериальных клеток к созданию искусственных ассоциаций с растительными клетками наиболее способны цианобактерии. Это может быть связано с тем, что они часто вступают в симбиотические отношения с другими организмами что древние цианобактерии, вероятно, участвовали в формировании растительных клеток в процессе эволюции что цианобактерии способны выделять в среду разнообразные вещества углеводы, аминокислоты, вещества гормональной природы и другие, которые могуг быть использованы культивируемыми клетками растений. Растительные клетки способны потреблять кислород, образующийся в процессе фотосинтеза цианобактерий, а цианобактерии потребляют диоксид углерода, вьщеляемый растительными клетками при дыхании. Кроме того, азотфиксирующие цианобактерии могут накапливать азот в почве и обеспечивать до 15 % потребностей [c.191]

Ферментный контроль обеспечивает регуляцию большинства физиологических функций организма. Ингибиторы ферментов, как правило, или сильные яды, или сильные лекарственно активные вещества. Например, ацетилсалициловая кислота, или аспирин, — это эффективный ингибитор ферментов, которые синтезирует простагландины — весьма важные биологические регуляторы. Непосредственно сами ферменты находят в настоящее время применение в терапии некоторых заболеваний 3) принципиально важные работы в настоящее время ведутся в области выяснения молекулярной природы иммунного ответа. В процессе эволюции наш организм приобрел способность бороться с проникающими в него чужеродными клетками, чужеродными белками. Иммунология и иммунохимия в настоящее время переживают бурный расцвет, и мы являемся свидетелями появления новых вакцин, иммуностимуляторов, иммунодепрессантов. Регуляция иммунной реакции —один из наиболее ярких примеров достижений биологической химии в медицине 4) все большее внимание в последние годы начинает привлекать рецепторный уровень регуляции физиологических ответов организма. Если предшествующие этапы внедрения химии в биологию и медицину были связаны в основном со случайным поиском новых веществ, то настоящее время характеризуется все более глубоким проникновением в регуляторные химические механизмы физиологических ответов клетки. В различных клетках нашего организма можно вызвать те или иные ответы путем воздействия на специфические клеточные рецепторы, понимающие и чувствующие химические сигналы, заданные структурой вводимого соединения. Это высокоэффективные регуляторные механизмы, позволяющие в ряде случаев весьма тонко повлиять на метаболические процессы в клетке. Пока мало известно о структуре и природе рецепторов. Это определяется в основном тем, что клетка содержит весьма мало рецепторов. Однако объем химической информации о клеточных рецепторах непрерывно растет, и мы являемся свидетелями появления новых лекарственных соединений, созданных на основе этой информации. [c.199]

Принципиальная особенность живой природы состоит в ее неограниченном многообразии. В настоящее премя известно около 3 10° видов различных живых существ. Число различных особей многоклеточных растений или беспозвоночных животных вообще не поддается оценке — оно чрезвычайно велико. Мы пока не различаем индивидуальности представителей данного штамма одноклеточных, но, надо думать, такие особенности существуют. Нет двух одинаковых организмов на Земле. Это объясняется генетической изменчивостью, реализуемой в очень широких пределах, и различиями во взаимодействиях со средой. Дарвиновская эволюция неразрывно связана с изменчивостью, с неограниченной индивидуализацией организмов. Научная биология не могла бы существовать без своих описательных разделов — зоологии и ботаники. [c.14]

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]

Эволюция — добиологическая и биологическая — происходила на Земле, вращающейся вокруг Солнца и вокруг собственной оси. Это не могло не отразиться на самом ходе эволюции (см. 17.5). В то же время эволюция в условиях периодической смены температуры, освещенности и увлажнения должна была запечатлеться в физиологии как животных, так и растительных организмов. Это третий аргумент. Суточная периодичность действительно свойственна жизненным процессам. В связи с этим было введено понятие биологических часов. Биологические колебания с периодом, близким к суточному, такие, например, как смена сна и бодрствования, называются циркадными ритмами. Циркадные ритмы повсеместны в живой природе, они имеют эндогенный [c.514]

В 1974 г., когда стало ясно, что с помощью технологии рекомбинантных ДНК можно создавать организмы, несущие чужеродные гены, ученые, общественность и официальные лица забили тревогу по поводу безопасности этого нового подхода и возможных этических последствий его применения. Такие выражения, как заигрывание с Богом , манипулирование жизнью , самые опасные из проводившихся когда-либо научных исследований , творимая человеком эволюция без конца мелькали в прессе. Больше всего тревожило то, что случайно, а возможно, и намеренно, в военных целях, будут созданы уникальные, ранее не существовавшие в природе микроорганизмы, которые станут причиной эпидемий или экологических катастроф. В ответ на эти панические ожидания группа ведущих молекулярных биологов предложила наложить мораторий на некоторые эксперименты с рекомбинантными ДНК, особенно на те, в которых используются патогенные микроорганизмы. [c.518]

Материал настоящего раздела посвящен общей характеристике прокариотных организмов (в основном эубактерий), отличающихся морфологическим и особенно физиологическим разнообразием. В основе морфологического разнообразия лежат различия в размерах и форме отдельных клеток, способах их деления, природе и наборе цитоплазматических включений, строении клеточной стенки и структур, локализованных снаружи от нее, наличии и типе дифференцированных форм, образующихся в процессе жизненного цикла. Всем этим вопросам посвящены главы 4 и 5. В главах 6 — 9 представлена общая картина физиологического разнообразия прокариот, складывающегося из различий в механизмах получения энергии и источниках питания, разного отношения к молекулярному кислороду и другим факторам внешней среды, прежде всего свету, температуре, кислотности среды. В главе 10 обсуждаются генетические механизмы, приведшие в процессе эволюции к структурно-физиологическому разнообразию прокариот. Глава II, посвященная проблемам систематики и описанию основных групп прокариот, иллюстрирует на конкретных примерах материал, представленный в предыдущих главах. Завершает раздел глава 12, в которой излагается наиболее общепринятая гипотеза происхождения жизни на Земле, приведшая к возникновению первичной клетки, и имеющийся в настоящее время экспериментальный материал, подтверждающий эту гипотезу. [c.24]

Все без исключения белки состоят из аминокислот только Ь-типа. Большая часть встречающихся в природе сахаров, напротив, имеет о-конфигурацию. Существует гипотеза, согласно которой наличие лишь одного энантиомера в каждом из этих распространенных классов биологических веществ отражают условия или процессы, с помощью которых осуществлялась первоначальная и ранняя эволюция живых организмов. [c.371]

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]

Чрезвычайное разнообразие полисахаридов, с одной стороны, и разрушающих их ферментов, е другой, вызвано, по-видимому, параллельным совершенствованием тех и других (зачастую с противоположными целями) в ходе эволюции живой природы. Одна из причин создания все новых и новых полисахаридов и все более усложняющейся структуры заключалась в защите организма от вторжения извне биологических факторов (в частности, микроорганизмов и их ферментов). Тем самым микроорганизмы вынуждены производить все более усложняющиеся наборы ферментов (полиферментных систем), способных обеспечить деструкцию полисахаридов, причем для надежного выполнения этой задачи природой были созданы ферменты, шунтирующие полиферментные системы, т. е. дублирующие работу сразу нескольких ферментов и иоэтому обладающие другими способами деструкции полимеров. [c.8]

Важное достижение М. б.-раскрытие на мол. уровне механизма мутацгш. Главную роль в нем играют выпадения, вставки и перемещения отрезков ДНК, замены пары нуклеотидов в функционально значимых отрезках генома. Определена важная роль мутаций в эволюции организмов (в СССР инициатором исследований мол. основ эволюции бьш А. Н. Белозерский). Раскрыты мол. основы таких генетич. процессов у прокариот (бактерии и синезеленые водоросли) и эукариот (все организмы, за исключением прокариот), как рекомбинация генетическая - обмен участками хромосом, приводящий к появлению бактерий (вирусов) с новым сочетанием генов. Достигнуты значит, успехи в изучении строения клеточного ядра, в т.ч. хромосом эукариот. Усовершенствование методов культивирования и гибридизации животных клеток. способствовало развитию генетики соматич. леток (клеток тела). Была развита идея о репликоне (элементарная генетич. структура, способная к репликации как единое целое), объясняющая важные аспекты регуляции репликации (Ф. Жакоб и С. Бреннер, 1963). Значит, успех М. 6.-первый КИМ. синтез геиа, к-рый осуществил в 1968 X. Корана. Данные о хим. природе и тонком строении генов способотвовали разработке методов их выделения (впервые осуществлено в 1969 Дж. Беквитом). [c.110]

Химическое оружие действует как средство нападения в тех случаях, когда животное имеет усовершенствованный эволюцией орган для нанесения, разбрызгивания или впрыскивания яда. Агрессивное поведение — явление редкое в природе (исключение представляет человек), и у большинства животных нападение — это лишь защитная реакция. Имеющееся оружие используется также для добывания пищи. Если же токсичные вещества находятся в самом организме-продуценте или если эти вещества, вырабатываемые специализированным органом, не выводятся из организма, то оборонительный характер такого оружия проявляется только в случае нападения на организм-продуцент. Отравление агрессора выглядит тогда, как несчастный случай, вызванный столкновением двух несовместимых типов метаболизма. Утверждать, что эволюция последовательно совершенствовала такие средства химической защиты для сохранения видов, было бы очевидным проявлением витализма. В лучшем случае можно предположить, что из всего множества возможных способов адаптации до наших дней сохранились лишь те, которые обеспечивали их владельцам наилучшие шансы на выживание. Горькие или ядовитые растения служат прибежищем для тех насекомых которые способны использовать их как пищу. Другим приемом оборонительной тактики, о времени появления которого в ходе эволюции судить очень трудно, является сочетание предупреждающей окраски со средствами химической за-пщты. То, что мы наблюдаем сегодня,— это, по-видимому, следствие огромного числа конфликтов и нескольких абсолютных необходимостей. [c.36]

Согласно органической гипотезе, говорил Менделеев, нефть происходит из организмов, живших ранее силурийской эпохи, или из пластов, глубже лежащих. Но это противоречит эволюции земли. Единство природы,— писал он,— вот догмат, выработанный наукой, сознательно положенный в основу учения французского геометра (Декарта.— П. И.). Плутонисты последовали за ним, и в этом их главная сила. Будем же и мы, вместе с массою ученых, дальше следовать за Лапласом и разберем, что произойдет с оторвавшимся из солнечной атмосферы материалом. Он представляет хаос элементов, имеюших высокую температуру. Сперва это было кольцо, близкое к тогдашней поверхности солнца, подобное тому, которое и ньше видно кругом Сатурна. А потом образовался клубок паров. Размеры его были больше размеров земли. Температура высокая, все в парах, все в разъединении (Соч., т. X, стр. 236)- [c.151]

Мы рассмотрели вкратце несколько примеров явления биолюминесценции у весьма далеко отстоящих друг от друга организмов. Можно было бы рассмотреть и другие светящиеся организмы и убедиться, что они широко распространены в природе без всякой видимой связи. По-видимому, в процессе эволюции организмов способность к излучению света появлялась неоднократно. Представляет интерес гипотеза, высказанная Мак-Элроем и Зелигером, согласно которой сопровождающиеся свечением реакции в организмах в сущности представляли собой процессы, направленные на удаление кислорода и предотвращение окисления им важных субстратов. Это было необходимо для выживания ранних анаэробных форм жизни при появлении в атмосфере Земли кислорода. [c.347]

С помощью метода электрофореза в последние годы были проведены сравнения популяций, находяпщхся на разных уровнях эволюционной дивергенции, для многих различных организмов. Эволюция-это сложный процесс, течение которого определяется как внешними условиями, так и природой самих организмов, поэтому степень генетической дифференциации популяций, находяпщхся на одном и том же уровне эволюционной дивергенции, может быть различной в зависимости от места, времени и особенностей самих организмов. Результаты электрофоретических исследований подтверждают существование такой изменчивости, однако при этом выявляются и некоторые общие закономерности (табл. 26.3). За немногими исключениями, генетическое расстояние между популяциями, находящимися как на первой, так и на второй стадиях видообразования, составляет в среднем около 0,20 (в большинстве случаев эта величина принимает значения от 0,16 до 0,30) у столь раз- [c.215]

В эволюции химических форм в биосфере и литосфере тяжелая вода не может не принимать участия, и вопрос о том, в какой стадии такого эволюционного процесса находится тяжелая вода в нашу эпоху, в стадии накопления ее в природе или в стадии деградации, представляется весьма важным и с точки зрения обмена веществ в живых организмах, в котором вода играет первостепенную роль. Все живое проводит через свой организм громадные массы обыкновенной оды, а вместе с ней и тяжелую воду какое же влияние оказывает последняя на жизненные функции оргащгзма Пока это неизвестно, но такое влияние должно быть несомненным. [c.561]

Всем разнообразным представителям живой природы — от простейших до высших растений, животиых и человека — свойственна общая закономерность существовать и развиваться в определенных условиях среды, Ч. Дарвин показал, что условия среды — температура, свет, питание и др. — факторы эволюции организмов, а ее движущими силами являются наследственность, изменчивость и естественный отбор. [c.456]

Для выяснения молекулярной природы возрастного увеличения жесткости коллагена мы исследовали (совместно с А. Ф. Ржавиным) методом ЯМР структурные особенности коллагенов различных животных и человека з зависимости от возраста. В экспериментах были получены результата, указывающие на их драматическую связь с временной эволюцией организма. Во-первых, было обнаружено, что образцы коллагена, полученные от более старых животных, при тех же значениях влагосодержания характеризуются систематическим понижением температур плавления гидрата, и, во-вторых, для каждого зоологического вида темп снижения этих температур с возрастом примерно коррелирует с темпом старения. [c.82]

Наконец, последним и самым важным элементарным фактором эволюции является естественный отбор. Принцип и наличие в природе естественного отбора были уста-ловлены Ч. Дарвином. Предпосылками неизбежности естественного отбора являются следующие основные свойства Нчивых организмов. Всем живым организмам, хотя II в разной степени, свойственно явление перепроизводства потомства. Очевидно, что для поддержания постоянной численности популяции пара особей предыдущего поколения должна в среднем оставлять только пару потомков. Однако все виды живых организмов производят много больше потомков на пару (у некоторых растений, насекомых и рыб число детей на пару родителей достигает тысяч, десятков и сотен тысяч и даже миллионов). Из перепроизводства потомства неизбежно следует борьба за существование. Вторым свойством живых организмов является наличие у них наследственной изменчивости, нами выше уже рассмотренной это неизбежно ведет к неидентичности, а следовательно, в определенных условиях и неравноценности особей. Из этого же в свою очередь неизбежно следует, что разные особи в условиях жесткой конкурентной борьбы долнгны иметь различную вероятность достижения репродуктивного возраста. В общей форме давление (количественная сторона действия) отбора измеряется тем, например, насколько вероятность достижения репродуктивного возраста у одной генетически определенной формы выше или ниже по сравнению с другой. Мы знаем, что мутации и их комбинации могут обладать весьма различными относительными жизнеспособностями (по сравнению с исходной формой) в разных условиях внешней генотипической, популяционной и био-геоценотической среды это значительно повышает и расширяет потенциальные возможности отбора. Принцип выживания наиболее приспособленных определяет движение генотипической структуры популяции в сторону улучшения всей популяции в целом. Этот принцип указывает на то, что естественный отбор является единственным направляющим элементарным эволюционным фактором, способным в комбинации с тремя остальными создавать адаптацию, дифференцировку, специализацию и ко ординацпю частей и органов в онтогенезе, тем самым [c.20]

Важнейшими компонентами биосферы являются живое вещество, биогенное вещество (органические и органоминеральные продукты, созданные живыми организмами на протяжении геологической истории), косное вещество (горные породы и вода), биокосное вещество (осадочные породы, почва). Биосфера, возникнув в ходе общепланетарного развития, явилась, в свою очередь, за счет биогеохимических циклов в ней фактором, ускоряющим процесс эволюции в природе. [c.14]

Осн. доля всех М. в природе обусловлена генными М. Они вызывают разнообразные изменения признаков. Большинство из М. вредны для организмов (могут вызывать уродство и даже гибель). Очень редко возникают М., улучшающие св-ва организма. Эти М. дают осн. материал для есгесгв. и искусств, отбора, являясь необходимьпл ус ювием эволюции в природе н селекции полезных форм растений, животных и микроорганизмов. Частота спонтанных мутаций у каждого вида генетически обусловлена и поддерживается на оптим, уровне. [c.155]

Биохимия изучает химический состав веществ, содержащихся в живых организмах, их структуру, свойства, места локализации, пути образования и превращения. Основные задачи биохимии — исследования обмена веществ (метаболизма) и регуляции энергетических процессов в клетке (биоэнергетика), изучение природы действия ферментов (энзимологня), анализ биохимических закономерностей Б ходе эволюции живых организмов. [c.35]

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]

Появление Оз открыло новые возможности для совершенствования системы получения живой клеткой энергии из химических соединений. Формируется способ получения энергии, основанный на глубоком окислении неорганических и органических соединений окружающей среды. (Органические соединения — теперь. соединения, имеющие биогенное происхождение.) Этот способ связан с созданием новой системы электронного транспорта, в принципе сходной, но не идентичной фотосинтетической системе переноса электронов, и сопряженного с ней механизма фосфорилирования —окислительного фосфорилирования. Последний, по современным представлениям, аналогичен механизму фотофосфорилирования. В группах эубактерий обнаружено огромное разнообразие типов жизни, у которых основным источником энергии служит окислительное фосфорилирование. Различия заключаются в природе доноров и акцепторов электронов. Таким образом, все современные способы получения энергии живыми организмами сформировались на уровне прокариотной клеточной организации и их становление может быть прослежено в эубактериальной ветви. В процессе дальнейшей эволюции развитие получили только наиболее совершенные варианты. [c.438]

Традиционно химию природных соединений связывают с медицинским применением биологически активных веществ. И действительно, велика роль этой науки в создании сегодняшнего лекарственного арсенала. Также весом вклад ее в построение теоретического фундамента знаний о физиологически активных веществах и принципах их действия. Об этом и вообще о значении химии природных соединений для понимания проблем возникновения и функционирования жизни на Земле говорилось в самом начале, во введении. В заключение хотелось бы еще раз обратить внимание на тот факт, что изучение природных соединений заложило фундамент относительно новой отрасли науки — химической экологии. Во многих разделах данной книги можно найти примеры того, как живые организмы на всех уровнях эволюции вступают в такие взаимоотношения между собой, которые опосредуются прямым воздействием производимых ими вторичных метаболитов. Собственно говоря, становится все очевиднее, что основной смысл вторичного метаболизма заключается именно в том, чтобы создать невидимую глазу химическую среду обитания для живых существ планеты. Сегодня уже ясно, что без знания структуры и функций природных веществ невозможно разработать основы популяционной биологии, создать экологически щадящие системы сохранения урожая и вообще природопользования. Чтобы пояснить это, можно еще раз акцентировать внимание, например, на природных инсектицидах и фунгицидах избирательного действия, которые, во-первых, токсичны только для ограниченного круга вредителей и патогенов, и, во-вторых, быстро утилизируются прир0дньп 1и экосистемами. Применение таких средств вносит минимальные нарушения в экологическое равновесие и дает шанс на ослабление конфликта человека с природой в области сельскохозяйственного производства, лесопользования и т.п. [c.630]

Появился и ультравысокомолекулярный полиэтилен. Уже есть универсальные установки, которые могут выпускать полиэтилены с самой разной структурой. Будущее готовит нам новые сюрпризы, и все большее значение в нашей жизни будут иметь полимеры. Биохимия изучает химический состав веществ, содержащихся в живых организмах, их структуру, свойства, места локализации, пути образования и превращения. Основные задачи биохимии — исследования обмена веществ (метаболизма) и регуляции энергетических процессов в клетке (биоэнергетика), изучение природы действия ферментов (энзимология), анализ биохимических закономерностей в ходе эволюции живых организмов. [c.35]

Характерной особенностью мембранных методов разделения является их сходство с выработанным природой за миллионы лет эволюции живых организмов направленным мембранным переносом в процессах обмена веществ между клеткой и внешней средой. Если рассматривать живые организмы на клеточном уровне, то можно считать, что именно процессы переноса через мембраны делают возможными дыхание, усвоение пищи, удаление продуктов жизнедеятельности, процессы синтеза и т. п. Ученые уже давно стремились исполЕаЗовать полупроницаемые мембраны для решения многих науч-, ных и технических задач, однако решающие успехи в этом направлении получены лишь сравнительно недавно благодаря развитию науки [c.5]

БИОХИМИЯ, изучает хим. ( став в-в, содержащихся в живых организмах, их структуру, св-ва, места локализации, пути образования и превращения. Осн. задачи — исследование обмена в-в (мета хлиама) и его регуляции, энергетич. процессов в клетке (биоэнергетика), познание природы действия ферментов (энэимология), анализ биохим. закономерностей в ходе эволюции живых организмов и т. д. В зависимости от объекта исследований условно классифицируется на Б. микробов и вирусов, растений, животных и человека. В связи с большой практич. значимостью выделяют техническую (промышленную) Б. и медицинскую Б. [c.76]

Можно привести примеры адаптации нуклеиновых кислот, их комплексов и хроматина к температуре тела гомойотерм-ных животных и температуре среды обитания пойкилотермных живых существ (см., например, [10]). Однако такая адаптация ДНК, вследствие ее сравнительной стабильности, протекает крайне медленно и на временах жизни организмов часто мало заметна. Адаптация структуры РНК протекает несколько быстрее. Тем не менее, получается, что структура ДНК организмов в процессе филогенеза (эволюции) заметно меняется по мере изменения температуры (как и других факторов) окружающей среды. Все это подтверждает общее положение нашей физической теории эволюции эволюционные изменения в биологическом мире определяются генетическими факторами и факторами окружающей среды. Относительная роль этих факторов зависит от выбранной шкалы времени (в которой мы наблюдаем те или иные изменения), а также от стабильности эволюционирующих структур. В этом проявляется единство общих законов природы второго начала термодинамики и закона временн ых иерархий. [c.20]

Так или иначе, в живой природе преобладают четные кислоты. Примечательно, что в ходе эволюции в результате усоверщенствования ферментных систем прослеживается четкая тенденция к уменьшению разнообразия жирных кислот. Если жиры простейших организмов представляют собой обычно смесь глицеридов множества различных кислот, то у млекопитающих основными являются всего-навсего три кислоты-олеиновая, пальмитиновая и стеариновая. А теперь представим, что при разложении жирных кислот произошла только одна реакция декарбоксилирования, т.е. отщепление СО2 от карбоксильной группы —СООН. Очевидно, в таком случае мы получим углеводороды в основном с нечетным числом атомов углерода. Возможен ли такой процесс в живом организме По-видимому, возможен, так как соответствующие углеводороды встречаются в организмах в свободном состоянии. Обычно их очень мало-тысячные доли процента, однако у рыб их может быть до 0,12%. [c.126]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология