Голосования

Какой теорией происхождения жизни вы придержавайтесь?
 

Узнал новое?

Поделись с друзьями:

Наша кнопка

88x31 Код




Ю. В. Чайковский ЭВОЛЮЦИЯ. Загадка начала жизни. Сперва биоценоз, затем организмы.
(0 голоса, среднее 0 из 5)
Литература

 

Биоценотическая концепция абиогенеза (БКА) утверждает, что жизнь возникла сразу в форме примитивного биоценоза, лишь позднее разделившегося на отдельные особи и виды; сперва на планете существовали только геохимические круговороты веществ, затем возникали одна за другой те реакции, которые мы теперь именуем метаболическими - сразу в форме звеньев, которые встраивались в прежние круговороты, - а потом уже возникли отдельные особи, наследственность и размножение.

 

Наглядный пример включения органического звена в геохимический круговорот дает круговорот серы, изображенный на рис. 3 (взятом из упомянутой книги Руттена): ее круговорот существует и вне жизни, но основной поток серы из морских вод в горные породы ныне осуществляют организмы (бактерии Desulphovibrio и др.), которые восстанавливают сульфаты в сульфиды. Отличить биогенные сульфиды можно по тому, что в них на несколько процентов повышено содержание тяжелого изотопа серы (того, у которого атомный вес 34).

 

Поначалу замена любого неорганического катализатора геохимической реакции на протеиноид являлась химическим отбором и шагом в абиогенезе. Пока что аппарата наследования тут не требовалось.

 

Исток БКА обычно видят в высказывании из "Биохимических очерков" В.И. Вернадского: "Первое появление жизни при создании биосферы должно было произойти не в виде появления одного какого-нибудь вида, а виде их совокупности, отвечающей геохимическим функциям жизни. Должны были сразу появиться биоценозы". Но вопрос о том, как это смогло фактически получиться, Вернадского не заинтересовал.

 

Первым шагом в сторону конкретной БКА мне представляется "ретроградная концепция" Горовица. Именно она впервые показала, как в принципе органический процесс мог встраиваться в геохимический круговорот, а именно - в порядке, обратном порядку химических реакций.

 

Следующий шаг к БКА сделал в 1957 г. английский физик, натурфилософ и историк науки Джон Бернал - в Москве, на Международном симпозиуме по происхождению жизни. В докладе "Проблемы стадий в биопоэзе" (биопоэз - порождение жизни) он обобщил разрозненные высказывания предшественников и сформулировал следующие тезисы.

 

1) Если "первичный бульон" и существовал, то встает проблема - как в нем обеспечивались нужные концентрации нужных наборов веществ (то, что Дикерсон назвал позже проблемой изоляции).

 

2) Вернее, что "бульона" никогда не было, а образование мономеров шло впараллель с их полимеризацией.

 

3) Для этого были удобны мелкие водоемы на грани высыхания и глины в качестве катализаторов, заменявших ферменты (появившиеся позже).

 

4) В эту эпоху "ничего похожего на обособленный организм возникнуть не могло, а могли существовать лишь беспорядочные образования довольно постоянного состава, в которых метаболизм поддерживался некоторое время и которые более напоминали холодное пламя, чем организмы".

 

5) Такие "субвитальные единицы" могли иметь меняющиеся границы и сливаться друг с другом, причем несовместимые разрушались, а у подходящих друг другу "диапазон их биохимической активности расширялся".

 

6) Сперва это были "зоны" (позже Бернал даже ввел термин "субвитальные территории"), занимавшие целые равнины, покрытые влажным субстратом (Бернал называл его илом и почвой, что неверно - ничего такого до возникновения жизни не существовало).

 

7) Появление разнообразных полимеров привело к возникновению мембран, а это позволило субвитальным единицам локализоваться в коацерватных каплях и других микрообъектах. Поскольку они не имели аппарата наследственности, их лучше именовать не протоклетками, а "эобионтами" (термин предложил в 1953 г. Н. Пири).

 

8) Появление наследственного аппарата непонятно, но тут важны два экспериментальных факта: во-первых, "два дополнительных синтетических полирибонуклеотида (один с группой пурина, а другой с группой пиримидина), каждый в отдельности неправильно скрученные, соединились in vitro... в плотную двойную спираль, аналогичную спирали натуральной ДНК". Во-вторых, нуклеиновая кислота может служить матрицей только для точно ей соответствующей, тогда как один "фермент может может способствовать синтезу многих, если не всех, нуклеиновых кислот".

 

Последний пункт нуждается в пояснении. Бернал с поразительной проницательностью указал здесь на три обстоятельства: (1) РНК может самопроизвольно скручиваться в двойную спираль, (2) РНК может копировать только саму себя, (3) белок ничего сам не копирует, зато может один катализировать копирование самых разных полимеров. Не пытаясь решать проблему "взаимной связи между синтезом нуклеиновой кислоты и белка" (она не решена и поныне), Бернал фактически указал самое главное в проблеме появления наследственности: первым наследственным веществом удобно считать РНК (а не ДНК), которая могла принимать естественную форму сама, без белков, а первой функцией белка наследственной системы должна была служить РНК-полимеразная активность. Момент появления этой "взаимной связи" Бернал и полагал моментом рождения жизни.

 

Итак, рождению жизни предшествовало, по Берналу, появление обширных субвитальных областей (зон) и обособление внутри каждой из них множества крохотных эобионтов, а лишь затем появилась наследственность. До ее возникновения процессы шли сами собой, поскольку не были уникальны (как идут обычные химические процессы). Удивляться высокой скорости этой стадии абиогенеза не приходится - медленно идет лишь то, что требует многократного ожидания маловероятных актов.

 

К сожалению, ни Бернал, ни кто-либо другой на Западе, не стал (насколько знаю) развивать биоценотический аспект абиогенеза дальше. В этом плане центр мысли остался в России, чему способствовал колоссальный для нас авторитет Вернадского.

 

В 1970 г. к БКА еще на шаг приблизился биолог М.М. Камшилов, работавший, по выходе из сталинской ссылки, в Институте водных проблем (пос. Борок Ярославской обл.). Главная его мысль: если сперва возник метаболизм, а затем клетки и их размножение, то сразу должно было появляться большое число самых разных видов - когда расчленялся на отдельные организмы какой-то первичный биоценоз. В доказательство Камшилов приводил факт внезапного появления всех типов беспозвоночных в кембрийском периоде. Аргумент несостоятелен (организмы появились, как мы теперь знаем, на 2 млрд лет раньше), но это не умаляет пионерской роли книжки Камшилова "Биотический круговорот" (М., 1970).

 

Тогда для БКА не было никаких конкретных данных, и ее немногих приверженцев объединяло лишь нежелание принимать царившую идеологию (что ведет к нам, то, дескать, и возникало), по сути антропную. Камшилова еще грела симпатия к тому натурфилософскому мнению Вернадского, что жизнь всегда существовала в форме биосферы. Но московский бактериолог Г.А. Заварзин, столь же ревностный почитатель Вернадского, тем не менее возражал против первичности биоценозов. По его мнению, о них нет никаких сведений до тех самых пор, пока в геологической летописи не появились цианеи (синезеленые водоросли), тогда как бактерии появились заведомо раньше. (Заварзин Г.А. Литотрофные микроорганизмы. М., 1972, с. 318). Следами жизнедеятельности бактерий считается изменение соотношения изотопов и состава атмосферы, устанавливаемое по изменению состава осадочных пород соответствующей эпохи.

 

Там же (с. 319) Заварзин обратил внимание на важный факт: в кратерах нынешних вулканов обнаружено множество различных литотрофных (питающихся неорганикой) бактерий - и высказал предположение о возможной их первичности. По Заварзину, всё, чего не мог синтезировать первый организм, он получал из геосферы (это, напомню, идея Горовица), и в этом, но только в этом, смысле жизнь возникла в форме ценоза. Никаких организмов, поставлявших пищу другим организмам, неизвестно вплоть до появления цианей. Само же появление первых бактерий Заварзин тогда и позже связывал исключительно с космосом. Был ли он тут прав?

 

Вскоре появилось косвенное подтверждение БКА: изотопный анализ показал, что самые древние осадочные породы (те самые, из юго-западной Гренландии, которым 3,8 млрд лет) несут следы жизни - их изотопный состав таков, какой обычен у остатков жизнедеятельности, хотя никаких свидетельств наличия отдельных организмов (клеток) нет. А ведь эти породы на полмиллиарда лет старше тех южноафриканских образцов, в которых обнаружено нечто вроде первых клеток. Может быть, жизнь и впрямь возникла до клеток, в форме системы биохимических реакций? Если да, то о жизни из космоса говорить излишне, но встает вопрос, где это было.

 

В 1970-х гг. место для абиогенеза было найдено, и оно удивительным образом существует поныне - горячие и сверхгорячие источники. Именно в них жизнь наблюдается в форме небольших (по числу видов и по общей биомассе) сообществ, в которых сравнительно легко просматриваются биоценозы времен рождения жизни. Об этом пойдет речь в п. 7.

 

 

Комментарии  

 
0 #1 Сафронов В.Н. 13.02.2015 17:45
Добрый день, надеюсь что вы прочитаете это письмо.

Я нечаянно выявил периодичность полигенных признаков у древесных
пород и в попытке объяснить все это, у меня получилась теория
периодической эволюции живой и не живой материи подтверждающаяс я
многими фактами и соответствиями. Теория получилась очень
любопытная и парадоксальная, многим она нравится и многие все это
считают лженаукой. четыре статьи по этой теме, можно прочитатьи
скачать здесь
vnsafronov.nethouse.ru/
Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить