Материал: Гаврилов В.П. «Путешествия в прошлое Земли»
CD
2
:s;
а.
CD
~
с
a::i
молекулы опrически неактивны (т.е. не отклоняют плос
кость поляризованного светового луча), тогда как био
генные органические соединения того же состава имеют
несимметричное строение и опrически активны.
С течением времени органические соединения абио
генного происхождения все более и более насьпцали древ
ний океан, формируя, по образному выражеюпоАИ. Опа
р:и:на, «первичный бульон)>. Из хаоса взаимоперекрещива ющихся реакций водного раствора образуются многомо
лекулярные комплексные системы, которые в свою оче
редь оформляются в так называемые коацерватные кarum.
Возможность образования таких коацерватов опять-таки подтверждена лабораторными исследованиями.
Коацерваты представляли собой своеобразные моле
кулярные рои или кучи, которые, достигнув определен
ной величины, выделяются из общего раствора в форме
резко очерченных капель, обладающих внешней и внут
ренней структурой. Вьщелившись из <<первичного буль
она)>, коацерваты сохраняют способность взаимодейство
вать с внешней средой. Вещество, окружающее каплю,
не только поглощается ею, но и претерпевает в ней раз личные химические преобразования.
Экспериментальным пуrем бьmо показано, что если в
коацерваты, состоящие из полиглюкозы и гистона, вклю
чить соответствующий катализатор, а в окружающей среде
растворить фосфопроизводные глюкозы, то в каплю нач
нет образовываться крахмал и она станет расти. При до
полнительных включениях в капле другого катализатора
из нее вьщеляется мальтоза, которой ранее в среде не
бьmо.
Таким образом, коацерватные капли постепенно пре
вращались в системы, способные не только к самосохра нению, но и к росту, и к увеличению своей массы за счет вещества окружающей внешней среды. Такие систе-
8 мы, активно взаимодействующие с внешней средой, об-
56
ладающие динамической устойчивостью и способные не
только сохраняться, но и расти в условиях <(первИ'Пlого
бульона>>, АИ. Опаршi предлагает называть протобион
тами. Протобионты были гораздо более сложными орга
низациями, чем коацерваты, но на много порядков ниже,
чем самые примитивные живые существа.
Дальнейшая химическая эволюция в океанах привела
к усложнению структуры протобионтов и к возникнове нию предбиологических многомолекулярных систем, те, в свою очередь, эволюционировали в ДИК (дезоксирибо нуклеиновая кислота). ДИК построена из отдельных эле
ментов, называемых нуклеотидами. Кцдый из них со
стоит из сахаро-фосфатных групп и одного из четырех
азотистых основаюrй (аденина, тимина, rуанина и цито
зина). Дик обладала важными свойствами - метаболи
ческой инертностью, т.е. определенным консерватизмом
живой сиС'lемы. Вначале, в <(первичном бульоне>>, бьm воз можен только беспорядочный синтез нуклеотидов. С по
явлением ДИК произоiШiо закрепление внуrримолекуляр
ной структуры во вновь синтезировавпmхся нуклеотидах,
что обусловило определенную наследственность.
ДИК все более и более приспосабливается к решению
задачи точного самовоспроизведения и передачи наслед |
|
ственной информации. Она послужила основным мате- |
~ |
риалом для формирования клеток, в частности клеточ- |
~ |
ного ядра. Самые низкоорганизованные представители |
|
живых существ (бактерии, синезеленые водоросли) ха |
|
рактеризуются отсутствием истинного ядра в клетке. |
|
Ядерное вещество представляет собой сферические или |
|
скрученные образования, состоящие из ДИК и обладаю- |
~ |
щие характерными для ядра химическими свойствами. У |
а:1 |
~ |
|
этих организмов ДИК располагается в клетке свободно, |
~ |
не отделяясь от цитоплазмы ядерной мембраной. Подоб- |
~ |
ные организмы получили название прокариоты, т.е. доя |
|
дерные. При делении таких примитинных клеток, веро- |
8 |
57
ятно, происходил простой распад ядерного вещества на
два дочерних фрагменrа. Более высокоорганизованные
организмы и одноклеточные, и многоклеточные имеют
настоящее ядро, окруженное мембраной и резко ограни ченное от цитоплазмы. Их назьmают эукариотами, т.е.
ядерными.
Появление клетки дает начало принципиально ново
му этапу в развитии жизни - биологической эволюции. Возникновение клетки потребовало огромного проме жуrка времени, смены бесчисленного множества поко
лений доклеточных существ.
Концепция А.И. Опарина о происхождении жизни на Земле является сегодня наиболее аргументированной, но не единственной. Наряду с возрождаемой идеей <(панс
пермии>> высказываются мысли о возможности попада
ния на нашу планету из космоса сложных органических
соединений, послуживших основой для формирования
живой клетки. Так, с новой гипотезой о происхождении
жизни на Земле выступила на 27-м МеЖдУНародном гео
логическом конгрессе (Москва, 1984 г.) группа нидер
ландских ученых. Опытным путем в гелиевом криоста
те, обеспечивающем космический холод и вакуум, уче ными бьmи получены сложные органические молекулы
(карбоксильные группы кислот, аминогруппы, мочеви на и др.). Предполагается, что подобные соединения могли
попасть на нашу планету в самом начале ее развития
(около 3,8 млрд. лет назад) при прохождении через пы
левые космические облака. Расчеты показывают, что за
а] время прохождения Землей типичного пьmевого облака
~(за 0,1-1 млн. лет) на ее поверхность может осесть 108-
а. 1010 т органического вещества, что превосходит совре
~ менную биомассу Земли. Микроскопические пьmинки,
~ покрытые слоем органических молекул, опустившись на
поверхность Земли, могли доставить подобным образом
8 строительные блоки будущих организмов.
58
с
cd
•
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПtLt::,[нo- |
|
41 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'/j1ш1а1А1й |
|
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пtp/IICКUй |
|
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дe«JJICCШii |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kмбpuiiaatii 70
570 АIЛН. f -
-
- 2,6 AlllpiJ.
"""
Pue. 6. Геохроналогическаятаблица, показывающаяэвалюцию Земли
и органической жизни.
ьо