Вехи истории жизни на Земле

Страница 1

Предполагается, что 15—20 млрд. лет назад произошел "Большой Взрыв", который дал начало Вселенной. Земля сформировалась примерно 4,5 млрд. лет назад; вид "человек разумный", подвид "разумный" (наш подвид, кроманьонец, Homo sapiens sapiens ) не старше ~100 тыс. лет. Если весь возраст Земли принять за шесть дней (по метафорической аналогии с божественным творением в Библии), то на долю H. sapiens придутся лишь последние 12 секунд. Какие эволюционные вехи предшествовали этому событию? Первейшей стадией биологической эволюции было само возникновение жизни на планете.

До сих пор в научном мире популярна предложенная в 20е—30е годы ХХ века концепция русского биолога А.Опарина и его английского коллеги Дж.Б.С. Холдейна о постепенном возникновении живого в результате спонтанного абиогенного(не вовлекающего живые организмы или их структуры) синтеза органических молекул, включая биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты). Какие именно компоненты живых систем возникли в первую очередь на примитивной Земле?

Еще совсем недавно молекулярные биологи, опьяненные успехами в изучении нуклеиновых кислот, полагали, что начало жизни на планете Земля совпадает с абиогенным синтезом первой молекулы ДНК (РНК?). Им возражали те, кто по-прежнему воспринимал как аксиому слова Ф. Энгельса о "жизни как способе существования белковых тел" и, соответственно, видел в белке начало всего живого (теория А. Опарина в первоначальном варианте). В последние десятилетия накапливаются данные о том, что не белок и не ДНК/РНК, вероятно, положили начало доклеточным предшественникам современной жизни - гипотетическим пробионтам. Жизнь, если она возникла абиогенным синтезом, возможно, эволюционировала на базе динамичной игры малых молекул (органических и неорганических), что представляется все более правдоподобным в свете современных данных. Это могли быть ионы металлов, соединения серы, фосфора, азота, а также небольшие органические молекулы типа аминов, аминокислот, углеводородов. Подобная гипотеза, постулируя вторичное возникновение биополимеров (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды) как более тонких регуляторов "игры" малых молекул, находится в соответствии с данными об эволюционно консервативной природе биологически активных малых молекул, осуществляющих жизненно важные процессы в ныне существующих организмах в свободном (гормоны, нейротрансмиттеры, феромоны, аттрактанты, репелленты, факторы внутри- и межклеточной коммуникации и др.) или в связанном состоянии (всевозможные кофакторы, активные группы ферментов и др.). Имеется предположение, что даже функция наследственной передачи признаков, ныне выполняемая нуклеиновыми кислотами, первоначально зависела от "неорганических генов" - матриц для синтеза молекул (вначале даже небелковой природы), построенных на основе алюмосиликатов глины. Первые биополимеры могли быть результатом автокаталитических реакций малых молекул: получены сведения об автокаталитическом эффекте пептидной связи, ведущем к спонтанному формированию полипептидов в растворе, содержащем свободные аминокислоты и короткий пептид-затравку1 . В современных клетках до сих пор протекают реликтовые процессы: неферментативные взаимодействия малых молекул, а белки-ферменты в некоторых случаях не столько ускоряют, сколько регулируют и даже тормозят эти процессы (что показано на примере неферментативных реакций хинонов с цитохромами типа с ). Имеется общий сценарий "возникновения жизни в облаках", где мельчайшие дождевые капли, озаренные ультрафиолетом первобытного Солнца и поглощающие частицы соединений металлов и неметаллов в ходе пыльных бурь, обеспечивали достаточную суммарную поверхность для фотоиндуцированного гетерогенного катализа и последующего синтеза более сложных органических молекул, поступавших с дождевыми потоками в океан, где жизнь "дозревала" уже в соответствии с Опаринским сценарием - в "первичном бульоне" абиогенно синтезировались протеиноиды- вещества, более или менее подобные современным белкам.

Страницы: 1 2 3

Интересное из раздела

Научно-эмпирические методы установления причинных связей между явлениями.
Конечная цель исследований – объяснить совокупность фактов, выявить причины фактов. Первоначально о причинных зависимостях говориться на уровне эмпирических наблюдений с помощью методов Бэ ...

Проблемы колориметрии.
Проблема точной характеристики цвета возникла давно. Цвет является важнейшей характеристикой во многих отраслях промышленности ( текстильная, полиграфическая, кино- и фото- архитектура и ...

О чем говорят законы Кеплера?
О том, что планеты расположены в мировом пространстве не случайно, их расстояния от Солнца подчинены определенным математическим отношениям. Первым, самый простой закон Кеплера гласит: “Ка ...