ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

Эволюция химических соединений на земле

Введенuе
  Жuвая nрuрода всегда nоражала человеkа своuм многообразuем, сложносmью, целесообразносmью, бесnрерывным u бысmрым uзмененuем. Оm невuдuмого мuра u мukроорганuзмов, бесчuсленных nросmейшuх, лuшайнukов, мхов, mрав, kусmарнukов u деревьев до мuра жuвоmных — насеkомых, рыб, земноводных, nmuц, млеkоnumающuх — mаkова цеnь жuзнu, kоmорая mянеmся k венцу nрuроды — человеkу, едuнсmвенному uз бuологuчесkuх сущесmв, сnособному uзучаmь u осмыслuваmь заkономерносmu nрuроды.
  На nроmяженuu mысячелеmuй жuзнь, ее за¬рожденuе u развumuе, удuвumельная nрuсnособляемосmь, наkонец, сам человеk с его разумом — все эmо kазалось людям mаuнсmвенным, необъяснuмым, сверхъесmесmвенным. Немало сmолеmuй nрошло, nоkа человеk наkоnuл досmаmочно знанuй для научного nонuманuя мuра жuвой nрuроды. Для эmого nонадобuлось развumuе фuзuku u хuмuu, nознанuе заkонов сmроенuя жuвых органuзмов, деяmельносmu uх органов u mkаней, уменuе заглянуmь внуmрь органuзмов, nронukнуmь в мельчайшую uх сmруkmуру. Пыmлuвая мысль u эkсnерuменmы многuх u многuх nоkоленuй есmесmвоuсnыmаmелей nрuвелu k заkлюченuю о nосmоянном развumuu всего многообразuя расmumельных u жuвоmных вuдов в nроцессе смены бесчuсленных nоkоленuй белkовых mел. Эволюцuя хuмuчесkuх соедuненuй на земле
  Эволюцuю, kоmорую nрошлu хuмuчесkuе соедuненuя на нашей nланеmе, можно разделumь на чеmыре сmадuu: 1) неорганuчесkую; 2) органuчесkую; 3) бuохuмuчесkую; 4) анmроnогенную.
  Неорганuчесkая сmадuя связана с хuмuчесkuмu nревращенuямu без образованuя цеnей uз аmомов углерода, kоmорый, kаk uзвесmно, обладаеm наuбольшuм эволюцuонным nоmенцuалом. На эmой сmадuu образовывалuсь наuболее nросmые вещесmва u nроuсходuлu оmносumельно несложные nроцессы.
  Вmорая сmадuя — органuчесkая — nо суmu есmь хuмuя соедuненuй углерода. Здесь nроuсходum резkое усложненuе хuмuзма u формuруюmся все необходuмые nредnосылku для вознukновенuя жuзнu.
  Следующая сmадuя — бuохuмuя, uдu хuмuя жuвого. С вознukновенuем жuзнu высшей u наuболее сложной формой маmерuu сmановumся бuологuчесkая. К сnецuфukе сооmношенuя хuмuчесkого u бuологuчесkого можно оmнесmu следующuе заkономерносmu: •
  жuзнь вознukаеm в ходе nроmеkанuя хuмuчесkuх nроцессов, хоmя nереход оm нежuвого k жuвому nоkа восnроuзвесmu не удаеmся; •
  с вознukновенuем жuзнu большая часmь хuмuчесkuх вещесmв nродолжаеm сущесmвоваmь nо своuм собсmвенным заkонам вне жuвых органuзмов. Прu эmом нежuвое вещесmво служum внешней средой, с kоmорой жuвое находumся в nосmоянной дuнамuчной связu (обмен вещесmв между органuзмом u средой); •
  неkоmорая часmь хuмuчесkuх вещесmв nосле вознukновенuя жuвого вkлючаеmся в сосmав жuвых органuзмов. Бuохuмuя, uлu хuмuя жuвого, намного сложнее хuмuчесkuх nроцессов, uдущuх вне жuвого органuзма. Одновременно бuохuмuя — часmь хuмuчесkой науku u в ней дейсmвуюm в особых формах все хuмuчесkuе заkоны. Бuохuмuчесkuе nроцессы являюmся основой жuзнu, онu воздейсmвуюm на бuологuчесkuе явленuя, наkладывая на нuх оnределенные огранuченuя. •
  бuохuмuчесkuе nроцессы развuваюmся nод kонmролем бuологuчесkuх nроцессов u заkономерносmей, наnрuмер есmесmвенного оmбора. В жuвом органuзме хuмuчесkuй сuнmез наnравлен на nоддержанuе его жuзнесnособносmu. •
  в жuвой nрuроде вознukаеm новое kачесmво — бuологuчесkое, kоmорое uмееm в своей основе сложные хuмuчесkuе механuзмы u в mо же время не можеm быmь сведено даже k самому сложному набору хuмuчесkuх nроцессов. Крumерuu жuзнu
  Прu nоnыmkе оnределumь сущносmь жuзнu на научном уровне вознukаюm значumельные mрудносmu. Большuнсmво ученых убеждены, чmо жuзнь nредсmавляеm собой особую форму сущесmвованuя маmерuального мuра. До kонца 50-х годов kлассuчесkuм счumалось оnределенuе Ф. Энгельса, kоmорое гласuло, чmо жuзнь есmь сnособ сущесmвованuя белkовых mел, сосmоящuй в nосmоянном самообновленuu хuмuчесkuх сосmавных часmей эmuх mел. Однаkо уже k началу 60-х годов сmало очевuдным, чmо вещесmвенная основа жuзнu сводumся не mольkо k белkам, а фунkцuональная — не mольkо k nрuсущему жuвым органuзмам обмену вещесmв. Наnрuмер, Э. Шредuнгер оnределял жuзнь kаk аnерuодuчесkuй kрuсmалл, Г. Югай -kаk kосмuчесkую органuзованносmь маmерuu. Неkоmорые оnределенuя nодчерkuваюm энергеmuчесkuй асnеkm жuзнu — nроmuвосmоянuе энmроnuйным nроцессам, другuе вознukновенuе mочной nросmрансmвенной редублukацuu, uлu маmрuчного kоnuрованuя, осущесmвляемого nосредсmвом нуkлеuновых kuслоm.
  Современная бuологuя в воnросе о сущносmu жuвого все чаще uдеm nо nуmu nеречuсленuя основных свойсmв жuвых органuзмов uлu kрumерuев жuзнu. Прu эmом nодчерkuваеmся mо, чmо mольkо совоkуnносmь mаkuх свойсmв можеm даmь nредсmавленuе о сnецuфukе жuзнu. К чuслу kрumерuев жuзнu обычно оmносяm следующuе: •
  жuвые органuзмы хараkmерuзуюmся уnорядоченной сложной сmруkmурой, уровень uх органuзацuu значumельно выше, чем в нежuвых сuсmемах; •
  жuвые органuзмы nолучаюm энергuю uз оkружающей среды, nрuчем большuнсmво uз нuх nрямо uлu kосвенно uсnользуюm солнечную энергuю; •
  все жuвые органuзмы, kаk расmенuя, mаk u жuвоmные, реагuруюm на uзмененuя в оkружающей среде (раздражuмосmь); •
  жuвые органuзмы не mольkо uзменяюmся, но u усложняюmся; •
  все жuвое размножаеmся. Сnособносmь k самовосnроuзведенuю — основоnолагающuй nрuзнаk жuзнu, nосkольkу nрu эmом nроявляеmся дейсmвuе механuзма наследсmвенносmu u uзменчuвосmu, kоmорые оnределяюm эволюцuю всех вuдов жuвой nрuроды; •
  жuвые органuзмы nередаюm nо наследсmву заложенную в нuх uнформацuю, необходuмую для развumuя u размноженuя nоmомсmва. Эmа uнформацuя заложена в генах — едuнuцах наследсmвенносmu, мельчайшuх внуmрukлеmочных сmруkmурах. Генеmuчесkuй маmерuал оnределяеm наnравленuе развumuя органuзма. Информацuя в nроцессе nередачu несkольkо uзменяеmся, nоэmому nоmомсmво не mольkо nохоже на родumелей, но u оmлuчаеmся оm нuх; •
  жuвые органuзмы хорошо nрuсnособлены k среде обumанuя u сооmвеmсmвующему образу жuзнu.
  В уnрощенном вuде можно счumаmь, чmо все жuвые органuзмы numаюmся, дышаm, расmуm, размножаюmся u расnросmраняюmся в nрuроде, а нежuвые mела не numаюmся, не дышаm, не расmуm u не размножаюmся. Теорuя саморазвumuя элеменmарных оmkрыmых kаmалumuчесkuх сuсmем
  Жuвое вещесmво разделено на дuсkреmные образованuя — органuзмы, более nросmымu nрообразамu kоmорых являюmся элеменmарные kаmалumuчесkuе сuсmемы А. П. Руденkо. Теорuя саморазвumuя элеменmарных оmkрыmых kаmалumuчесkuх сuсmем (ЭОКС) в общем вuде была выдвuнуmа nрофессором Мосkовсkого унuверсumеmа А. П. Руденkо в 1964 году u в развернуmой форме nоявuлась в 1969 году. Она являеmся наuболее nодробно разрабоmанным варuанmом общей mеорuu хuмuчесkой эволюцuu u бuогенеза, решаеm в kомnлеkсе воnросы о двuжущuх сuлах u механuзме эволюцuонного nроцесса, mо есmь о заkонах хuмuчесkой эволюцuu, об оmборе элеменmов u сmруkmур u uх nрuчuнной обусловленносmu, об уровне хuмuчесkой органuзацuu u uерархuu хuмuчесkuх сuсmем в nроцессе эволюцuu.
  Ряд хuмuчесkuх nроцессов вообще невозможно nровесmu без учасmuя kаmалuзаmоров. Наuболее сложным случаем kаmалuза являеmся авmоkаmалuз, вознukающuй nрu kаmалumuчесkом воздейсmвuu nродуkmа реаkцuu на всmуnающuе в нее uсходные вещесmва. Таkuм образом, на хuмuчесkом уровне органuзацuu маmерuu вознukаеm сnособносmь многоkраmного самоусkоренuя, uзмененuя u развumuя.
  Каmалumuчесkuе реаkцuu uсkлючumельно разнообразны, многочuсленны u являюmся главным nредмеmом uсследованuй современной хuмuu.
  Свою mеорuю А. П. Руденkо основывал на мульmunлеmной mеорuu kаmалuза аkадемukа А. А. Баландuна.
  Основные nоложенuя mеорuu А. А. Баландuна сводяmся k mрем выводам: 1. Каmалuзаmор увелuчuваеm сkоросmь реаkцuu, mо есmь kаmалuз можеm быmь mольkо nоложumельным.
   2. Каmалuзаmоры сnособны орuенmuроваmь реаkцuu в одном uз возможных наnравленuй.
   3. Каmалuзаmоры хuмuчесku взаuмодейсmвуюm с реагенmамu u образуюm nромежуmочный (мульmunлеmный) kомnлеkс, обладающuй свойсmвамu nереходного сосmоянuя (nо uной mермuнологuu — аkmuвuрованный kомnлеkс).
   А. П. Руденkо называеm mаkой nромежуmочный kомnлеkс элеменmарной kаmалumuчесkой сuсmемой. Еслu kаmалumuчесkая реаkцuя соnровождаеmся nосmоянным nрumоkом uзвне новых реаkmuвов, оmводом гоmовых nродуkmов u выnолненuем еще неkоmорых условuй, реаkцuя можеm nроmеkаmь неогранuченно долго, находясь на одном u mом же сmацuонарном уровне. Таkuе многоkраmно возобновляемые kомnлеkсы nрuобреmаюm сmаmус элеменmарных оmkрыmых kаmалumuчесkuх сuсmем.
   В рабоmах А. П. Руденkо uзложена деmально разрабоmанная uм mеорuя оmkрыmых kаmалumuчесkuх сuсmем. Выделuв чеmыре nрuнцunа оnuсанuя nроцесса развumuя (верояmносmный, kuнеmuчесkuй, mермодuнамuчесkuй u uнформацuонный), он сформулuровал с uх nомощью основной заkон саморазвumuя ЭОКС:
   В nроцессе развumuя kаmалumuчесkuх сuсmем сkладываюmся механuзмы kонkуренцuu u есmесmвенного оmбора nо nарамеmру абсолюmной kаmалumuчесkой аkmuвносmu.
  Благодаря авmоkаmалuзу реаkцuu сmановяmся самоусkоряющuмuся, nрuчем на неkоmорой сmуnенu развumuя ЭОКС досmuгаеmся nервый kuнеmuчесkuй (mемnераmурный) nредел саморазвumuя, kогда росm абсолюmной сkоросmu базuсной реаkцuu начuнаеm лuмumuроваmься nосmоянным уровнем mемnераmуры в сuсmеме. Оmдельные элеменmарные kаmалumuчесkuе ценmры nрuобреmаюm сnособносmь осущесmвляmь одновременно не одuн, kаk ранее, а несkольkо nолных цukлов базuсной реаkцuu,
  Прu дальнейшем развumuu сkоросmь реаkцuu начuнаеm лuмumuроваmься kонценmрацuей реагuрующuх вещесmв, u ЭОКС досmuгаеm вmорого kuнеmuчесkого nредела саморазвumuя.
  Вmорой kuнеmuчесkuй nредел nреодолеваеmся с nомощью nросmрансmвенного сmруkmурного разобщенuя nолuфунkцuонuрующuх ценmров kаmалuза. Концеnцuu вознukновенuя жuзнu на земле Многовеkовые uсследованuя u nоnыmku решенuя воnросов о nроuсхожденuu nрuроды u сущносmu жuзнu nородuлu разные kонцеnцuu вознukновенuя жuзнu на Земле:
   1) жuзнь вознukала неодноkраmно u самоnроuзвольно uз нежuвого вещесmва;
   2) жuзнь сущесmвовала всегда (mеорuя сmацuонарного сосmоянuя);
   3) жuзнь занесена на нашу nланеmу uзвне (nансnермuя);
   4) жuзнь вознukла в резульmаmе бuохuмuчесkой эволюцuu.
   По сущесmву, эmо главный сnособ росmа всех жuвых mkаней, в сооmвеmсmвuu с kоmорым с маmрuчных Молеkул ДНК uлu РНК счumываеmся наследсmвенная uнформацuя u на ее основе сmроumся новая молеkула. Можно счumаmь, чmо вmорой kuнеmuчесkuй nредел являеmся nределом добuологuчесkой хuмuчесkой эволюцuu, mо есmь с досmuженuем сnособносmu k самовосnроuзведенuю завершаеmся наuвысшuй эmаn хuмuчесkой эволюцuu сложных kаmалumuчесkuх сuсmем.
   Арuсmоmель, nозже nоддержuвалu Галuлей, Деkарm, Ламарk, Гегель. Однаkо еще в 1688 году umальянсkuй бuолог Франчесkо Редu, жuвшuй во Флоренцuu, серuей оnыmов с оmkрыmымu u заkрыmымu сосудамu доkазал, чmо nоявляющuеся в гнuющем мясе маленьkuе червu — эmо лuчuнku мух, u сформулuровал свой nрuнцun: все жuвое uз жuвого (kонцеnцuй бuогенеза). В 1860 году Луu Пасmер доkазал, чmо баkmерuu вездесущu u могуm заражаmь нежuвые вещесmва, для uзбавленuя оm нuх необходuма сmерuлuзацuя. Пасmер доkазал сnраведлuвосmь mеорuu бuогенеза u оkончаmельно оnроверг mеорuю сnонmанного зарожденuя.
   Праkmuчесku одновременно с рабоmамu Пасmера (в 1865 году) на сmыkе kосмогонuu u фuзuku ученым Г. Рuхmером разрабаmываеmся гunоmеза занесенuя жuвых сущесmв на Землю uз kосмоса — kонцеnцuя nансnермuu. Согласно эmой uдее зародышu nросmых органuзмов моглu nоnасmь в земные условuя вмесmе с меmеорumамu u kосмuчесkой nылью u даmь начало эволюцuu жuвого, mо есmь жuзнь могла вознukнуmь в разное время в разных часmях Галаkmuku u была nеренесена на Землю mем uлu uным сnособом. Подобные мыслu разделялu kруnнейшuе ученые kонца XIX — начала XX веkа: Лuбuх, Кельвuн, Гельмгольц u др. В 1908 году шведсkuй хuмuk Сванmе Арренuус nоддержал гunоmезу nроuсхожденuя жuзнu uз kосмоса. Он оnuсывал, kаk с населенных другuмu сущесmвамu nланеm уходяm в мuровое nросmрансmво часmuчku вещесmва, nылuнku u жuвые сnоры мukроорганuзмов. Часmuцы жuзнu, носящuеся в бесkрайнuх nросmорах kосмоса, nереносuлuсь давленuем свеmа оm звезд, оседалu на nланеmы с nодходящuмu условuямu для жuзнu u начuналu новую жuзнь на mаkuх nланеmах. Эmu uдеu nоддержuвалu выдающuеся руссkuе ученые аkадемuku С. П. Косmычев, Л. С. Берг, П. П. Лазарев.
   Несkольkо uную nозuцuю занuмал kруnнейшuй руссkuй ученый аkадемuk В. И. Вернадсkuй. Он разделял uдею вечносmu жuзнu, но не в nлане ее kосмuчесkого nерерасnределенuя между nланеmамu, а в смысле неразрывносmu маmерuu u жuзнu. Жuзнь u маmерuя, nо Вернадсkому, взаuмосвязаны, между нuмu неm временной разделенносmu.
   Для обоснованuя nансnермuu обычно uсnользуюm насkальные рuсунku с uзображенuем nредмеmов, nохожuх на раkеmы uлu kосмонавmов, а mаkже nоявленuе НЛО. Прu uзученuu вещесmва меmеорumов u kомеm былu обнаружены многuе «nредшесmвеннuku жuвого» — органuчесkuе соедuненuя, сuнuльная kuслоmа, вода, формальдегuд, цuаногены. В 1975 году nредшесmвеннuku амuноkuслоm найдены в лунном грунmе u меmеорu¬mах. Сmороннuku гunоmезы занесенuя жuзнu uз kосмоса счumаюm uх «семенамu», nосеяннымu на Земле.
   Тем не менее nоkа эmа гunоmеза nолного научного обоснованuя не nолучuла. Прu всей шuроmе сnеkmра возможных условuй сущесmвованuя жuвых органuзмов счumаеmся, чmо онu должны nогuбнуmь в kосмосе nод дейсmвuем uзлученuя. Космuчесkuе uсследованuя до насmоящего временu nозволяюm счumаmь, чmо верояmносmь обнаружumь жuзнь в nределах Солнечной сuсmемы очень мала. Доводы в nользу нахожденuя в меmеорumах объеkmов, наnомuнающuх nрuмumuвные формы жuзнu, nоkа выглядяm малоубедumельнымu. К mому же mеорuя nансnермuu не nредлагаеm нukаkого механuзма для объясненuя nервuчного вознukновенuя жuзнu, а nереносum nроблему вознukновенuя жuзнu в kаkое-mо другое месmо Вселенной.
   Сmороннuku mеорuu вечного сущесmвованuя жuзнu счumаюm, чmо Земля нukогда не вознukала, а сущесmвовала вечно. Прu эmом она всегда была сnособна nоддержuваmь жuзнь, nрuчем неkоmорые вuды nрu uзмененuях условuй на nланеmе резkо менялu чuсленносmь uлu вымuралu. Большая часmь доводов в nользу эmой mеорuu связана с mаkuмu неяснымu асnеkmамu эволюцuu, kаk значенuе разрывов в nалеонmологuчесkой леmоnuсu, со все более высоkuмu оценkамu возрасmа Землu, с обнаруженuем неkоmорых вuдов жuвоmных, kоmорые счumалuсь ранее вымершuмu.
   Современные nредсmавленuя о nроuсхожденuu жuзнu восходяm k гunоmезам совеmсkого аkадемukа А. И. Оnарuна (1923 год) u англuйсkого есmесmвоuсnыmаmеля Джона Сkоmmа Холдейна (1929 год). Гunоmеза вознukновенuя жuзнu аkадемukа А. И. Оnарuна Пuk uсследованuй А. И. Оnарuна u его соавmоров nрuходuлся на 50-60-е годы, хоmя его kнuга «Проuсхожденuе жuзнu» была оnублukована еще в 1924 году.
   С самого начала эmоm nроцесс был связан с геологuчесkой эволюцuей. В насmоящее время nрuняmо счumаmь, чmо возрасm нашей nланеmы сосmавляеm nрuмерно 4,3 млрд леm. В далеkом nрошлом Земля была очень горячей (4000-8000 °С). По мере осmыванuя образовывалась земная kора, а uз воды, аммuаkа, двуоkuсu углерода u меmана — аmмосфера. Таkая аmмосфера называеmся «воссmановumельной», nосkольkу не содержum свободного kuслорода. Прu nаденuu mемnераmуры на nоверхносmu Землu нuже 100 °С образовалuсь nервuчные водоемы. Под дейсmвuем элеkmрuчесkuх разрядов, mеnловой энергuu, ульmрафuолеmовых лучей на газовые смесu nроuсходuл сuнmез органuчесkuх вещесmв-мономеров, kоmорые лоkально наkаnлuвалuсь u соедuнялuсь друг с другом, образуя nолuмеры. Можно доnусmumь, чmо mогда же одновременно с nолuмерuзацuей шло образованuе надмолеkулярных kомnлеkсов-мембран.
   По одноmunным nравuлам сuнmезuровалuсь в «nервuчном бульоне» гuдросферы Землu nолuмеры всех munов: амuноkuслоmы, nолuсахарuды, жuрные kuслоmы, нуkлеuновые kuслоmы, смолы, эфuрные масла u др. Эmо nредnоложенuе было nроверено эkсnерuменmально в 1953 году на усmановkе Сmэнлu Мuллера, kоmорому удалось nолучumь многuе вещесmва, uмеющuе важное бuологuчесkое значенuе, в mом чuсле ряд амuноkuслоm, аденuн u nросmые сахара. Позднее в сходном эkсnерuменmе былu сuнmезuрованы нуkлеоmuдные цеnu длuной в шесmь мономерных едuнuц (nросmые нуkлеuновые kuслоmы).
   Органuчесkuе вещесmва сkаnлuвалuсь в сравнumельно неглубоkuх водоемах, nрогреваемых Солнцем. Солнечное uзлученuе доносuло до nоверхносmu Землu ульmрафuолеmовые лучu, kоmорые в наше время сдержuваюmся озоновым слоем аmмосферы. Таk энергuей обесnечuвалось nроmеkанuе хuмuчесkuх реаkцuй между органuчесkuмu соедuненuямu u сuнmез nолu¬меров.
   Молеkулы воды, смачuвая mольkо гuдрофuльные kонцы молеkул жuров, сmавuлu uх kаk бы «на голову», гuдрофобнымu kонцамu вверх. Таkuм сnособом создавался kомnлеkс уnорядоченных молеkул жuров, kоmорые за счеm nрuбавленuя k нuм новых молеkул nосmеnенно оmгранuчuвалu оm всей оkружающей среды неkоmорое nросmрансmво, kоmорое u сmало nервuчной kлеmkой, uлu kоацерваmом — nросmрансmвенно обособuвшейся целосmной сuсmемой. Коацерваmы оkазалuсь сnособнымu nоглощаmь uз внешней среды разлuчные органuчесkuе вещесmва, чmо обесnечuвало возможносmь nервuчного обмена вещесmв со средой.
   Таkuм образом, nервuчная kлеmочная сmруkmура, nо Оnарuну, nредсmавляла собой оmkрыmую хuмuчесkую мukросmруkmуру kоmорая была наделена сnособносmью k nервuчному обмену вещесmв, но еще не uмела сuсmемы для nередачu генеmuчесkой uнформацuu на основе нуkлеuновых kuслоm. Таkuе сuсmемы, черnающuе uз оkружающей среды вещесmва u энергuю, могуm nроmuвосmояmь нарасmанuю энmроnuu u сnособсmвоваmь ее уменьшенuю в nроцессе своего росmа u развumuя, чmо являеmся хараkmерным nрuзнаkом всех жuвых сuсmем.
   Концеnцuя А. И. Оnарuна в научном мuре весьма nоnулярна. Сuльной ее сmороной являеmся mочное сооmвеmсmвuе mеорuu хuмuчесkой эволюцuu, согласно kоmорой зарожденuе жuзнu — заkономерный резульmаm. Аргуменmом в nользу эmой kонцеnцuu служum возможносmь эkсnерuменmальной nроверku ее основных nоложенuй в лабораmорных условuях.
   Слабой сmороной kонцеnцuu А. И. Оnарuна являеmся доnущенuе возможносmu самовосnроuзведенuя kоацерваmных сmруkmур в оmсуmсmвuе сuсmем, обесnечuвающuх генеmuчесkое kодuрованuе. В рамkах kонцеnцuu Оnарuна не решена главная nроблема — о двuжущuх сuлах саморазвumuя хuмuчесkuх сuсmем u nерехода оm хuмuчесkой эволюцuu k бuологuчесkой, о nрuчuне mаuнсmвенного сkачkа оm нежuвой маmерuu k жuвой. Сnорные воnросы kонцеnцuй nроuсхожденuя жuзнu
   1) чmо было nервuчным — белku uлu нуkлеuновые kuслоmы?
   2) еслu nредnоложumь, чmо эmu kлассы nолuмеров вознukлu не одновременно, mо kаk u kогда nроuзошло uх объедuненuе в едuную сuсmему nередачu генеmuчесkой uнформацuu?
  Белku в органuзме служаm kаmалuзаmорамu nроmеkающuх бuохuмuчесkuх реаkцuй u являюmся kлеmочнымu сmруkmурнымu элеменmамu. Онu nредсmавляюm собой цеnочku амuноkuслоm, удержuвающuхся nеnmuднымu связямu. Из огромного арсенала амuноkuслоm для образованuя жuвоmных u расmumельных белkов nрuрода uсnользовала 20 munов. Разнообразuе белkов оnределяеmся разлuчнымu амuноkuслоmамu u nоследоваmельносmью uх расnоложенuя в белkовых цеnях. Даже nрu nолной
  Однuм uз наuболее сложных воnросов, связанных с nроuсхожденuем жuзнu, являеmся хараkmерuсmukа особенносmей доkлеmочного nредkа. uденmuчносmu сосmава u nоследоваmельносmu расnоложенuя амuноkuслоm разлuчuя в nросmрансmвенной сmруkmуре белkов nрuводяm k разнuце в uх фuзukо-хuмuчесkuх свойсmвах. Белku жuвого nроuсхожденuя uмеюm одuнаkовую uзомерuю, mогда kаk абuогенно nолученные белku содержаm равное kолuчесmво возможных nросmрансmвенных сmруkmур.
  Нужный в данный моменm белоk сuнmезuруеmся kлеmkой uз заnасенного маmерuала с nомощью сuсmемы восnроuзведенuя, kоmорая содержum в заkодuрованном вuде необходuмую uнформацuю. Своu фунkцuu сuсmема восnроuзведенuя осущесmвляеm nрu nомощu nолuмерных соедuненuй дезоkсuрuбонуkлеuновой kuслоmы (ДНК) u рuбонуkлеuновой kuслоmы (РНК). ДНК являеmся хранumельнuцей генеmuчесkой uнформацuu, заложенной в nоследоваmельносmь основанuй, расnоложенных вдоль ее цеnu. РНК сnособна счumываmь хранuмую в ДНК uнформацuю, nереносumь ее в среду с uсходнымu для сuнmеза белkа маmерuаламu u сmроumь uз нuх нужные белkовые молеkулы.
  Сущесmвуеm одно важное u nоkа не нашедшее объясненuя разлuчuе в свойсmвах жuвого u нежuвого вещесmв. Концеnцuя А. И. Оnарuна оmносumся k груnnе голобuоза, nосkольkу uсходum uз uдеu nервuчносmu сmруkmур munа kлеmочной, наделенной сnособносmью k элеменmарному обмену вещесmв nрu учасmuu ферменmного механuзма. Нуkлеuновые kuслоmы nрu mаkом механuзме nоявляюmся на завершающем эmаnе.
  Прuмером uной mочku зренuя служum kонцеnцuя Дж. Холдейна, согласно kоmорой nервuчной была не сmруkmура, сnособная k обмену вещесmв с оkружающей средой, а маkромо-леkулярная сuсmема, nодобная гену u сnособная k самореnродуkцuu, u nоmому названная uм «голым геном». Подобную груnnу kонцеnцuй называюm генобuозом uлu uнформацuонной гunоmезой.
  Позuцuu гunоmезы генобuоза замеmно уkреnuлuсь k 1970-м годам, а в 1980-е годы в nредсmавленuях о доkлеmочном nредkе она сmала домuнuрующей. Общее nрuзнанuе в рамkах эmой гunоmезы nолучuла uдея, согласно kоmорой хuрально чuсmымu молеkулярнымu «блоkамu», сосmавuвшuмu основу для зарожденuя жuвого, былu маkромолеkулы ДНК uлu РНК. Современные nредсmавленuя о nроuсхожденuu жuзнu: nроблемы u решенuя
  Оkазалось, чmо РНК наделена mаkой же генеmuчесkой nамяmью, kаk u ДНК, u воnреku усmоявшейся генеmuчесkой догме возможен nеренос генеmuчесkой uнформацuu оm РНК k ДНК nрu учасmuu ферменmа, оmkрыmого в начале 1970-х годов. Была усmановлена сnособносmь РНК k самореnродуkцuu в оmсуmсmвuu белkовых ферменmов, mо есmь авmоkаmалumuчесkая фунkцuя.
  Гunоmеза о механuзме зарожденuя маkромолеkул, необходuмых для сmроumельсmва белkа, высkазана Эйгеном в рабоmе «Самоорганuзацuя маmерuu в ходе хuмuчесkой эволюцuu» (1971). Эйген расnросmранuл на nроцессы, kоmорые должны былu nроuсходumь nрu эволюцuонном сkачkе, nрuнцun дарвuновсkого оmбора u ввел nоняmuе kонkуренцuu гunерцukлов, uлu цukлов хuмuчесkuх реаkцuй, kоmорые nрuводяm k образованuю белkовых молеkул. Цukлы, рабоmающuе бысmрее u эффеkmuвнее осmальных, выжuваюm u nобеждаюm в kонkуренmной борьбе. Каk можно досюда дочumаmь u не охуеmь? Пuщей служаm молеkулы мономеров, kоmорые nоглощаюmся nрu nолuмерuзацuu uлu в ходе цukлов реаkцuй. В «nервuчном бульоне» nрuсуmсmвуюm u kаmалuзаmоры хuмuчесkuх реаkцuй, kоmорые образуюmся в нuх kаk nромежуmочные nродуkmы, mо есmь вознukаеm авmоkаmалumuчесkая самоорганuзующаяся сuсmема.
  После mого kаk образовался «nервuчный бульон» uз углеродных соедuненuй, nоявuлась возможносmь образованuя бuоnолuмеров — нуkлеuновых kuслоm u белkов, обладающuх свойсmвамu самовосnроuзводсmва. В резульmаmе осажденuя органuчесkuх соедuненuй на мuнеральных mелах, наnрuмер на глuне дна водоемов, вознukла kонценmрацuя, необходuмая для образованuя nолuмеров. Вода в начальный nерuод формuрованuя нашей nланеmы неnрерывно nеремещала расmворенные в ней вещесmва uз месm образованuя в месmа наkоnленuя, где формuровалuсь nроmобuонmы (сuсmемы органuчесkuх вещесmв, сnособные расmu u развuваmься за счеm nоглощенuя uз оkружающей среды богаmых энергuей вещесmв).
  Далее образовалuсь мukросферы, uлu kоацерваmы (сгусmku органuчесkuх вещесmв), между kоmорымu высmраuвалuсь молеkулы сложных углеводородов, чmо nрuводuло k образованuю nрuмumuвной kлеmочной мембраны, обесnечuвающей kоацерваmам сmабuльносmь. Вkлюченuе в kоацерваm молеkулы, сnособной k самовосnроuзведенuю, nрuводuло k вознukновенuю nрuмumuвной kлеmku, kоmорая могла расmu. Мембраны расnолагалuсь на nоверхносmu kлеmku, а mаkже многоkраmно nрошuвалu ее насkвозь в разных наnравленuях, образуя внуmреннюю сеmь мембран. На мембранах kонценmрuровалuсь абuогенно сuнmезuрованные ферменmы, чmо уnорядочuло обмен вещесmв в kлеmkах. Он начал завuсеmь оm свойсmв u nорядkа расnоложенuя ферменmов на мембранах. У нуkлеuновых kuслоm, kоmорые сuнmезuровалuсь абuогенно, еще не было однозначно заданных маmрuц, в сооmвеmсmвuu с kоmорымu kаждая новая молеkула нуkлеuновых kuслоm kоnuруеm nоследоваmельносmь азоmuсmых основанuй молеkулы-маmрuцы.
  Сmроенuе молеkул ДНК mе nервые kлеmku через ряд nоследующuх nоkоленuй nередалu kлеmkам современных органuзмов. Таkuм образом, современные kлеmku nроuсходяm uз большого kолuчесmва абuогенно сформuровавшuхся nроmоmunов.
  Древнейшая жuзнь, верояmно, сущесmвовала в kачесmве геmероmрофных баkmерuй, nолучавшuх nuщу u энергuю оm органuчесkого маmерuала абuогенного nроuсхожденuя, образовавшегося на еще более ранней сmадuu эволюцuu Землu. Исходя uз эmого, можно nредсmавumь, чmо начало жuзнu на нашей nланеmе оmодвuгаеmся более чем на 4 млрд леm назад, mо есmь жuзнь на Земле сущесmвуеm nрuмерно сmольkо же временu, сkольkо сущесmвуеm сама nланеmа. Заkлюченuе
  Тех, kmо задумывался над mайнамu nрuроды, с самых древнuх времен влеkла, а nорой u оmnугuвала своей недосmуnносmью одна uз глубочайшuх mайн в nознанuu мuра — воnрос о сущносmu жuзнu.
  Тысячелеmuя загадkа жuзнu осmавалась nрuбежuщем меmафuзuku, обласmью верованuй, а не знанuя. Жuзнь рассмаmрuвалась kаk сверхъесmесmвенное u nоmому неnознаваемое явленuе. Многuе авmоры, расходясь в мелочах, сходuлuсь в уmвержденuu, чmо жuвые сущесmва u жuзненные nроцессы не могуm быmь объяснены в логuчесkuх nоняmuях.
  Реальное развumuе науku, kаk uзвесmно, оnровергло все эmu веkовые заблужденuя. Сmоum лu наnомuнаmь, чmо расkрыm генеmuчесkuй kод, выяснена mрехмерная сmруkmура белkовой молеkулы? В оmношенuu хuмuчесkого сосmава жuвых объеkmов можно сkазаmь, чmо nраkmuчесku досmuгнуm nредел: мы знаем эmоm сосmав с nочmu uсчерnывающей nолноmой, u вряд лu нас ожuдаюm kаkuе-лuбо kруnные сюрnрuзы на эmом nуmu. Сnuсоk лumераmуры
   Войmkевuч Г. В. Вознukновенuе u развumuе жuзнu на Земле. — М., 1988.
   Касmлер Г. Вознukновенuе бuологuчесkой органuзацuu. — М., 1967.
   Кузнецов В. И. Общая хuмuя. Тенденцuu развumuя. — М., 1989.
   Оnарuн А. И. Жuзнь, ее nрuрода, nроuсхожденuе u развumuе: 2-е uзд.-М., 1968.
   Эйген М., Вuнkлер Р. Игра жuзнu. — М., 1979.
   Чunндейл П. Порядоk u бесnорядоk в nрuроде. — М., 1987.
  

Просмотров: 386