Типы формы жизни

Формы жизни, возникшие на белковой основе , были неустойчивыми из-за отсутствия системы передачи информации, использующей свойства нуклеиновых кислот, а генная жизнь не могла прогрессивно эволюционировать без участия белков, обладающих каталитическими свойствами. Как произошло возникновение формы жизни, в основе которой лежат белки и нуклеиновые кислоты, пока не известно. Ясно только, что встреча обоих типов соединений положила начало пути эволюции, на котором произошло формирование механизмов синтеза белка и нуклеиновых кислот и кодовых взаимодействий между обоими механизмами. [c.202]

Первоначально молекулярный кислород появился внутри клетки, и это сразу же создало проблему взаимодействия клетки с О2. Очевидно, что у первых фотосинтезирующих организмов, продуцировавших молекулярный кислород, не было ферментных систем не только для выгодного использования этого акцептора, но и для его нейтрализации в клетке. Не было их также и у других существовавших анаэробных форм жизни. Поэтому можно предполагать, что первый тип взаимодействия с О2 базировался на резко отрицательном отношении к нему клетки. Пример этого — многочисленные данные по высокой токсичности молекулярного кислорода для современных облигатно анаэробных организмов. [c.327]

У эубактерий, использующих органические соединения в качестве доноров электронов, мы также встречаемся с такими способами получения энергии, которые у высших форм жизни не встречаются. Остановимся на некоторых группах эубактерий, характеризующихся специфическими типами энергетических процессов. [c.394]

Между разными микроорганизмами существуют взаимоотношения различного типа. В процессе эволюции выработались отношения зависимости, взаимной или односторонней, выходящие далеко за пределы связей, обусловленных пищевыми цепями. После того как прокариоты и многие эукариотические микроорганизмы достигли своего современного уровня развития, появились высшие формы жизни-новые потен- [c.510]

Едва ли можно было ожидать появления форм жизни в виде сочетаний небольших и несложных молекул. Размеры и строение молекул белков — многозначительный фактор, и любая теория биогенеза должна принять его во внимание. Молекула такого типа обладает совершенно различной реакционной способностью в различных точках— она в этом отношении отнюдь не изотропна. [c.134]

В разд. 7.4,е было отмечено, что, если водородные связи могут приводить к объединению молекул, в кристалле всегда реализуется структура, использующая эту возможность. Для самих водородных связей это лишь незначительный факт по сравнению с их решающей ролью в биологически важных молекулах. Не будет преувеличением утверждать, что формы жизни на нашей планете были бы совершенно иными, а, может быть, на Земле и вовсе не было бы жизни, не будь водородных связей в воде, в протеинах и в нуклеиновых кислотах, которые образуют живые клетки и управляют наследственностью. Таким образом, одна из самых слабых из известных типов связей, водородная связь, занимает выдающееся место в биологическом устройстве мира. [c.266]

Для большинства бактерий и архей можно считать справедливым утверждение о том, что это маленькие, просто устроенные организмы, имеющие универсальное строение. С другой стороны, мир микробов, населяющих нашу планету, чрезвычайно разнообразен. Его представители различаются морфологически, а также физиологическими и биохимическими свойствами. По принципу клеточной организации все микроорганизмы могут быть разделены на два типа — прокариоты и эукариоты. У прокариот ядерный аппарат, называемый часто нуклеоидом, представлен, в большинстве случаев, кольцевой молекулой ДНК, соответствующей одной хромосоме. У эукариот ядро содержит набор хромосом и отделено от цитоплазмы мембраной. Различия в организации ядерного аппарата коррелируют с рядом других особенностей эу- и прокариот (табл. 1). Первоначально к микроорганизмам относили и вирусы, однако в настоящее время их чаще рассматривают как особые формы жизни, не имеющие клеточного строения и содержащие, в отличие от про- и эукариот, лишь один тип нуклеиновых кислот (ДНК или РНК). [c.18]

Живые организмы населяют почти все уголки земного шара — от тропиков до полярных широт и от глубин океана до больших высот в атмосфере. Число их огромно, а разнообразие по типу, форме и образу жизни кажется беспредельным. Все это многообразие представляет собой выражение того высокого уровня химической организации, которое мы называем жизнью. Нуклеиновые кислоты, белки, липиды, вода, некоторые минеральные вещества и углеводное топливо , собранные в маленьких пузырьках с полупроницаемыми мембранами, имеются у всех организмов — от мельчайших сине-зеленых водорослей и бактерий до гигантских китов. [c.263]

Мы видели, что он подразумевает сохранение и репликацию большого количества информации. Единственный эффективный способ это выполнить — использовать комбинаторный принцип. А именно, мы выражаем информацию, используя только небольшое количество типов стандартных единиц, но соединяем их весьма многочисленными различными способами. (Письменность — отличный пример этого принципа.) Жизнь, как мы знаем, использует линейные нити из стандартных единиц, но можно представить схемы, в которых используются упорядоченные слои единиц или даже трехмерные структуры, хотя их было бы труднее копировать. Эти структуры должны не только содержать информацию, а именно, они не должны быть полностью регулярными, но их информационное содержание должно легко и точно копироваться, и, что еще важнее, информация должна быть устойчивой в течение более длительного периода времени, нежели необходимым для ее копирования, в противном случае ошибки будут слишком частыми и естественный отбор не сможет функционировать. Таким образом, создание на основе стандартных единиц расширенных комбинаций, которые довольно устойчивы, представляется важнейшей задачей, если должна развиться какая-то более высокая форма жизни. Если мы попытаемся избежать использования небольшого числа стандартных единиц, то механизм копирования становится все в большей и большей степени затрудненным, каким он несомненно является при письме и печати на китайском языке, содержащем тысячи различных единиц. [c.48]

Таким образом, появление молекулярного кислорода положило начало эволюции новых типов жизни в мире прокариот, в основе которых лежит получение энергии за счет процессов окислительного фосфорилирования. Краткому обсуждению этих форм жизни посвящена следующая глава. [c.317]

Поток углерода, проходящий через ту или иную ферментативную реакцию, можно регулировать, изменяя следующие параметры 1) абсолютное количество присутствующего фермента 2) пул реагентов (помимо фермента) 3) каталитическую эффективность фермента. Большинство форм жизни использует все три типа регуляции. [c.99]

Прогресс биоэнергетических исследований последних лет стимулировал интерес к ионам Na+. Оказалась поколебленной догма о Н+ как единственном сопрягающем ионе. Выяснили, что роль Na+ не ограничивается его функцией в системе ДцН-буферов. У некоторых форм жизни ион Na+ прямо вовлечен в превращения энергии, заменяя ион Н+. Значительное таксономическое разнообразие видов, использующих Na+, а не Н+ в качестве первичного сопрягающего иона, указывает на всеобщее распространение вновь открытого типа мембранной энергетики. Возникает впечатление, что наряду с миром живых существ, чья энергетика базируется на циркуляции протонов, существует достаточно обширная область, которую можно было бы назвать натриевым миром . [c.213]

Слово фотосинтез означает буквально создание или сборку чего-то под действием света. Обычно, говоря о фотосинтезе, имеют в виду процесс, посредством которого растения на солнечном свету синтезируют органические соединения из неорганического сырья. Все формы жизни во Вселенной нуждаются в энергии для роста и поддержания жизни. Водоросли, высшие растения и некоторые типы бактерий улавливают непосредственно энергию солнечного излучения и используют ее для синтеза основных пищевых веществ. Животные не умеют использовать солнечный свет непосредственно в качестве источника энергии, они получают энергию, поедая растения или других животных, питающихся растениями. Итак, в конечном счете источником энергии для всех метаболических процессов на нашей планете служит Солнце, а процесс фотосинтеза необходим для поддержания всех форм жизни на Земле. [c.11]

В рамках разобранных выше основных способов питания, определяющих возможности существования прокариотных организмов, в мире прокариот обнаружено множество типов (форм) жизни. Тип жизни — понятие, отражающее, с одной стороны, специфику процессов энергетического метаболизма, с другой — специфику процессов кон- структивного метаболизма, присущую определенной группе организмов. Разберем это на примере прокариот, для которых обязателен хемоорганогетеротрофный способ существования. Энергетические процессы этих организмов различаются исходными субстратами, специфичностью промежуточных окислительно-восстановительных превращений и природой конечных акцепторов электронов конструктивные — разной степенью развития биосинтетических способностей, т. е. различными потребностями в готовых питательных веществах. [c.96]

Установленные мною термодинамические закономерности поведения сложных систем показывают существование в них особого типа явлений, проявляющихся при больщой разносортности компонентов биосферы. Это особое -данное свыше распределение термодинамической вероятности и существование энтропии разнообразия. Это связано с особым размытым характером термодинамической вероятности событий в сложных системах, согласно закону (2.2). Это означает, что одновременно возможно возникновение форм жизни различных уровней организаций. Например, бактерий и растений. То есть, мир развивался не последовательно ПО дарвинской цепочке эволюции от простого к сложному, а параллельно-последовательной, как указано в Библии. В Святом [c.53]

Неклеточные формы жизни не существуют на Земле. Вирусы и бактериофаги не могут рассматриваться как самостоятельные живые системы — из всех функций живой клетки они обладают лишь способностью передавать генетическую программу. Напротив, основные характеристики жизни прпсущи как одноклеточным организмам, так и подавляющему большинству типов специализированных клеток многоклеточных. Строение и поведение отдельных клеток настолько сложно, что оказывается возможным формулировать проблемы поведения на клеточном уровне, проблемы цитоэтологии (Александров, 1970). [c.332]

Позвольте мне проиллюстрировать этот тезис. Истинная функция нейрона — передача сигналов. Однако мы увидим (гл. 5), что в нервной системе существуют только два типа сигналов электрические и химические. Важно отметить, что сам сигнал содержит очень мало информации. Его специфичность зависит от мест возникновения и приема, т. е. от клеток органов, между которыми он передается. Так, например, причина того, что мы слышим, а не видим звук, кроется не в электрическом или химическом коде нервного импульса, а в том, что зрительная кора затылочной доли головного мозга соединена с нейронами сетчатки, а не уха. При электрическом или механическом, а не оптическом воздействии на сетчатку мы также будем видеть . Любой, у кого искры из глаз сыпались после сильного удара, может подтвердить это. Следовательно, качественно информация, передаваемая нейроном, зависит исключительно от специфичности его соединения, и только количественная характеристика содержится, по-видимому, в самом сигнале сильный стимулятор посылает больше нервных импульсов от рецептора к воспринимающему органу, чем слабый. Опять же нервные импульсы, скажем, оптической или акустической области нашей нервной системы практически неотличимы от нервных импульсов в совершенно других системах, например у более примитивных форм жизни. Сами по себе эти импульсы очень мало информативны даже для узкого специалиста. Таким образом, нейрохимик, изучающий биохимию нейронов, может выяснить только механизм возникновения и передачи сигналов, специфическое содержание (смысл) сигналов недоступно его методам. Он может изучать общие молекулярные реакции, лежащие в основе обработки сигналов, но не результаты этой обработки, т. е. информацию . [c.8]

Примером эволюционно первой формы жизни, имеющей нервную систему, является гидра (Нуйго)—маленький полип, живущий в пресной воде. Организм гидры состоит из двух клеточных слоев, эктодерма и эндодерма, и имеет только пять типов клеток, включая нервные клетки. Вследствие такого простого строения гидра стала подходящей моделью для исследования дифференциации и развития [7]. Были выделены молекулы, которые стимулируют образование головных клеток из недифференцированных клеток, и молекулы, продуцирующие клетки конечностей. Головные активаторы и активаторы конечностей являются пептидами небольшого размера, присутствующими в нервных клетках (при определенных условиях и в эпителиальных клетках [8]), не исключено, что они являются предшественниками нейропептидов. Кроме того, нервные клетки содержат ингибиторы не пептидной природы и более низкой молекулярной массы. Эти морфогенные соединения, видимо, посредством образования градиента в организме регулируют специфичность различных клеточных районов. [c.360]

Обоснование того, что прокариотный и эукариотный типы клеточной организации являются наиболее существенной границей, разделяющей все клеточные формы жизни, связано с работами Р. Стейниера (К. 81ашег, 1916—1982) и К. ван Ниля, относящимися к 60-м гг. XX в. Поясним разницу между прокариотами и эукариотами. Клетка — это кусочек цитоплазмы, отграниченный мембраной. Последняя под электронным микроскопом имеет характерную ультраструктуру два электронно-плотных слоя каждый толщиной 2,5 —3,0 нм, разделенных электронно-прозрачным промежутком. Такие мембраны получили название элементарных. Обязательными химическими компонентами каждой клетки являются два вида нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), белки, липиды, углеводы. Цитоплазма и элементарная мембрана, окружающая ее, — непременные и обязательные структурные элементы клетки. Это то, что лежит в основе строения всех без исключения клеток. Изучение тонкой структуры выявило существенные различия в строении клеток прокариот (бактерий и цианобактерий) и эукариот (остальные макро- и микроорганизмы). [c.18]

Представление о том, что первыми формами жизни были анаэробы, получающие энергию в процессе брожения за счет субстратного фосфорилирования, согласуется с общей теорией происхождения жизни, выдвинутой А. И. Опариным и Дж. Холдейном. Наиболее древними из существующих эубактерий, вероятно, являются группы организмов, получающие энергию в результате функционирования гликолитического пути сбраживания углеводов. Можно предполагать, что гликолиз — первый сформированный механизм получения клеточной энергии. (Вероятно, гликолизу — сложной системе последовательных ферментативных реакций — предшествовали более простые пути получения энергии. Однако нет четких доказательств существования среди современных эубактерий форм с энергетическим метаболизмом догликолитического типа.) Основная проблема на этом этапе сводилась к тому, чтобы создать ловушки для возникающего при окислительных преобразованиях субстрата водорода. [c.437]

Одной из серьезных проблем, ставящей на грань выживания все формы жизни на земле, является угроза экологической катастрофы, обусловленная в первую очередь бесконтрольным распространением оружия и взрывчатых веществ (ВВ), последствиями легкомысленных захоронений различных боеприпасов в морских глубинах, а также оставленными в земле и на ее поверхности в более 60-ти странах мира мин различного типа, особо опасными из которых являются противопехотные (ПП). Обнаружение, локализация и мониторинг экологически опасных объектов относятся к задачам военной экодиагностики, решаемым с использованием поисковых средств НК и Д. [c.627]

Аксеническая культура — культура без чужеродных или желательных форм жизни аксеническая культураможет включать запланированное сокультивирование различных типов клеток, тканей или организмов. [c.492]

Хлорированные углеводороды, как правило, токсичны, причем токсичность обычно увеличивается с увеличением числа атомов хлора в молекуле. Большинство отравлений среди хнмиков-исследователей и работников химической промышленности приходится на долю двух веществ бензола и четыреххлористого углерода. Ни одно из них не оказывает особо страшного немедленного эффекта, поэтому с ними часто работают небрежно, но эти н другие подобные вещества накапливаются в организме. Попадание в организм даже небольших доз может вызвать серьезное отравление через несколько лет. С этими веществами всегда следует работать в защитной маске, если это возможно. Многие хлорированные углеводороды особенно ядовиты для насекомых, и некоторые соединения этого типа используют как инсектициды, например ДДТ, днэльдреп, альдрен, гексахлорбензол (рис. 21.22). Подобные соединения часто не разрушаются в атмосферных условиях и поэтому . могут накапливаться в почве, воде и живых организмах. Большие опасения вызывает проблема широкого распространения инсектицидов в окружающей среде и их влияния на различные формы жизни, включая жизнь человека. [c.156]

Последнее обстоятельство имеет решающее значение при выборе пустынных почв в качестве модели для космической микробиологии. На основании данных почвенной микробиологии высказано предположение, что если на Марсе имеются какие-либо формы жизни, то живые существа должны обязательно находиться в поверхностном слое планеты как основной среде обитания (Lederberg, 1960). Кроме того, слой марсианского грунта может служить защитным экраном от воздействия различных типов излучений (Имшенецкий, 1970, 1971). [c.96]

При обсуждении активности и селективности следует особо подчеркнуть, что высокая акивность и высокая специфичность ферментов — это их различные функции, никак не связанные друг с другом. Каталаза — высокоспецифичный и высокоактивный фермент, но известно большое количество высокоспецифичных лигаз, проводящих реакции с очень небольшими скоростями. С другой стороны, некоторые активные гидролазы обладают широким спектром субстратной специфичности. Высокая специфичность ферментов является их биологически необходимым свойством. Без абсолютной специфичности большинства ферментов существующая форма жизни оказалась бы невозможной, поскольку в клетке существуют различные гомологические или функционально близкие субстраты, которые подвергаются совершенно различным типам превращения. Ферменты в живых системах невозможно заменить никакими другими катализаторами, ибо все они не обладают необходимой качественной особенностью ферментов — их субстратной специфичностью. [c.69]

Следует подчеркнуть, что многообразие форм жизни обусловлено невероятно большим числом изомерных макромолекул, которые могут быть получены из аминокислот 20 типов. Согласно расчету биохимика Р. Синджа, белок, содержащий 288 аминокислотных остатков, может содержать Ю оо изомеров. Каждая из жизненно важных функций, например катализ биохимических реакций, выполняется белком определенного строения и только им. Классическим примером является белок гемоглобина. Изменение порядка чередования около 300 аминокислотных остатков, входящих в его макромолекулу, путем перестановки местами хотя бы пары из них, приводит к тяжелому заболеванию животных - серповидной анемии. [c.14]

Есть еще один фактор, который мы должны рассмотреть относительно возможных планетарных систем Поскольку на основании подробного исследования света, который звезда нам посылает, довольно легко обнаружить ее вращение, то точно так же мы можем обнаружить двойные звезды, то есть, две звезды, находящиеся довольно близко к друг другу, которые вращаются друг вокруг друга и удерживаются на своих орбитах взаимным гравитационным притяжением Обе звезды не обязательно должны быть одинакового размера или типа, и на поверку они часто несколько отличаются друг от друга Оказывается, что такие сложные системы довольно распространены, являясь скорее почти правилом, чем исключением. Итак, планетарная система, вращающаяся вокруг пары звезд, которые вращаются друг вокруг друга, вероятно, окажется несколько менее устоичивои по сравнению с такой как наша, которая имеет в своем центре только одиночную звезду Двойные звезды, если они не находятся очень близко к друг другу (в этом случае их гравитационное воздействие на планеты приближается к действию одиночной звезды), могут возмущать орбиты планет, поскольку иногда планета будет находиться ближе к одной звезде, а затем, немного поз же, к другой. Это не только приведет к тому, что энергия, падающая на определенную планету, может периодически изменяться, но, что еще важнее, возрастет опасность столкновения планет друг с другом. Постоянные условия в течение длительных периодов времени, которые, как мы полагаем, необходимы для развития высших форм жизни, не могут с легкостью возникнуть в таких планетарных системах. Таким образом, несмотря на то, что многие двойные звезды могут иметь планеты, они могут оказаться не идеальными для развития жизни. Конечно, некоторые колебания, как мы знаем, могут оказаться полезной вещью, и время от времени могут резко двигать эволюцию вперед, но трудно поверить, что какая-либо форма жизни переживет реальное столкновение двух планет. [c.83]

Все ранее приведенные аргументы подкрепляют тезис о том, что направленная панспермия вполне вероятна. Это означает, что мы имее два типа теорий о происхождении жизни на Земле и что они коренным образом отличаются друг от друга. Первая, общепринятая теория утверждает, что жизнь, какой мы ее знаем, зародилась здесь совершен но самостоятельно, лишь с небольшой помощью (или вообще при ее отсутствии) со стороны чего-нибудь, находящегося за пределами нашей Солнечной системы. Вторая направленная панспермия постулирует, что корни нашей формы жизни тянутся в другое место Все пенной, поч и непременно на другую планету, что она достигла высшей формы там прежде чем что-либо значительное зародилось здесь и что источнике жизни здесь послужили микроорганизмы, посланные на каком-то вид космического корабля высшей цивилизацией. [c.116]

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]

Обнаружено, что в фотоокисленном состоянии хлорофилл а реакционного центра II фотосистемы имеет окислительно-восстановительный потенциал порядка +1000 --[-1300 мВ, т. е. настолько положительный, что в этом состоянии Пб8о может быть восстановлен за счет электронов воды. Механизм реакций, связанных с переносом электронов от молекул воды на Пезо, неизвестен. Установлено, что необходимым компонентом системы разложения воды является марганец. Очевидно также, что путь электронов от воды до Пево включает больше, чем один этап. Таким образом, фотосистема II была достроена к фотосистеме I для того, чтобы стало возможным использование воды в качестве донора электронов. Побочный продукт этого процесса — молекулярный кислород. Фотосинтез, осуществляемый при координированном функционировании двух фотосистем и сопровождающийся выделением кислорода из воды, стал одним из основных типов энергетического метаболизма у высших форм жизни и в настоящее время занимает доминирующее положение в энергетической системе живого мира. [c.245]

Сообщество микроорганизмов в естественных местах обитания является важнейшим фактором, определяющим целостность экологических систем в природе. В особых условиях микроорганизмы могут представлять единственную форму жизни. В процессе эволюции выработались различные типы взаимоотношения между микроорганизмами. Тесная связь между ними (симбиоз) строится на различных характерах зависимости партнеров взаимовы-года (мутуализм), неблагоприятное влияние на одного из партнеров (паразитизм), реже — индифферентные отношения друг с другом (нейтрализм). [c.20]

Мир живых существ обладает рядом общих черт, которые всегда вызывали у человека чувство изумления. Первая из них — необычайная сложность строения. Вторая —очевидная целенаправленность или приспособительный характер многих признаков живых организмов. И наконец, третья ярко выраженная общая черта— огромное разнообразие форм жизни. Таким образом, проблемы биологической сложности и приспоообленности объединяются самим фактом существования большого числ а различных типов организмов, обладающих этими признаками. [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология