Голосования

Какой теорией происхождения жизни вы придержавайтесь?
 

Узнал новое?

Поделись с друзьями:

Наша кнопка

88x31 Код




Ю. В. Чайковский ЭВОЛЮЦИЯ. Загадка начала жизни. Самосборка и сродство.
(0 голоса, среднее 0 из 5)
Литература

Все вышесказанное подразумевало, что достаточно мономерам составиться в цепочку, как они смогут функционировать. Так ли это? Оказалось, что во многом так - многие полимеры сами собой принимают годную для работы форму. Это - один из простых вариантов важнейшего жизненного принципа - принципа самосборки. Углубляться в проблему здесь нет возможности, так что я ограничусь двумя новейшими ссылками, а желающий пусть сам обращается к указанным работам.

 

Первая статья признаёт, что "понимание сворачивания белков - важный ключ к проблеме предбиологической эволюции", и заявляет, что "в процессе биологической и/или предбиологической эволюции первичные структуры белков прошли стадию конструирования". Эта стадия являла собой жесткий химический отбор (т.е. отбор молекул, а не клеток), и ее моделировали на компьютере, где последовательно сравнивали белки, различающиеся одной аминокислотой. Получали полипептиды "с хорошо оптимизированной (т.е. низкой) энергией основного состояния" (Гросберг А.Ю. Неупорядоченные полимеры. // Успехи физических наук, 1997, N 2). Поясню: если энергия состояния низка, то цепочка свертывается в него сама собой - лишь бы полимер имел нужную последовательность мономеров.

 

Вторая статья демонстрирует, как белок сам находит нужное состояние: оказывается, поиск белком нужного состояния идет быстро, поскольку уже свернувшаяся часть цепи никогда в ходе дальнейшего поиска не разворачивается Финкельштейн А.В., Бадретдинов А.Я. 0 ... // Молекулярная биология, 1997, N 3). Поясню: удивительно то, что таким путем нужное (работоспособное) состояние вообще может быть найдено. Это, по сути, так же удивительно, как соответствие белков нуклеиновым кислотам, и наводит на мысль, что тут действует какой-то общий закон.

 

Вот его ранняя формулировка: "мы полагаем, что жизнь с самого начала, возможно, еще со стадии простых мономерных органических соединений, развивалась как своеобразный, все усложняющийся "симбиоз" - органических кислот и азотистых оснований, нуклеиновых кислот и белков, разных нуклеопротеидных комплексов друг с другом" (Гусев М.В., Гохлернер Г.Б. Свободный кислород и эволюция клетки. М., 1980, с. 26).

 

Слово "симбиоз" тут не к месту: молекулы не живут, а потому вступают не в симбиоз, а в физическое или химическое взаимодействие. Однако отмеченное сходство процессов действительно имеет место - самые, казалось бы, несходные объекты склонны соединяться друг с другом, образуя нечто новое; но о симбиозе принято говорить только тогда, когда объекты - организмы. Эту тягу разнородных объектов друг к другу для образования качественно нового целого отмечали многие, и я напомню лишь тех, о ком мы говорили ранее: в части 1 это были Гесиод и Эмпедокл с их принципом любви и Мопертюи с его принципом сродства, заимствованным из химии; а в части 3 - Кропоткин с его принципом взаимопомощи. В ХХ в. этому принципу давали и другие названия (например, социабильность), но я предпочту самый нейтральный - сродство (англ. affinity), понимая под ним все возможные формы стремления частей к целому.

 

Мопертюи заимствовал это понятие из тогдашней химии, где этот термин (его ввел в XVII веке Роберт Бойль) обозначал всякую способность веществ к реакции друг с другом. "Лишь с того времени, как ввели сродство в качестве причин всех соединений, стало возможным рассматривать химию как науку, имеющую общие принципы" - писал двести лет назад Клод-Луи Бертоле. По мере прогресса химии сродство конкретизировалось, детализировалось и, наконец, оказалось почти ненужно химикам - теперь они говорят о валентности, межатомных силах и многом другом. Но в биологии путь, намеченный Мопертюи, едва начат (подробнее см. гл. 9 моей книги), и пройти его, по-моему, необходимо. (Кстати, сродством в его нынешнем понимании воспользовались в своих теориях Руденко и Эйген.) А затем пусть "сродство" растворится в будущем научном языке биологии.

 

Феномен сродства буквально пронизывает природу на всех уровнях. Элементарные частицы соединяются как в другие элементарные частицы, так и в атомы; атомы - как в кристаллы, так и в молекулы; молекулы - как в кристаллы, так и в более сложные комплексы и так далее, до организмов. Чем сложнее системы, тем богаче в них и между ними разнообразие форм сродства, причем формы проявляют параллелизм: на многих, если не на всех, уровнях можно наблюдать один и тот же эффект - пара объектов в одной ситуации стремится избавиться друг от друга, а в другой - соединяется в рамках устойчивой системы.

 

Так, свободные протоны друг от друга отталкиваются, но в ядре они сосуществуют устойчиво. Два самца могут как затеять драку, так и войти в устойчивую стаю. И обратно: самец и самка, влекомые друг к другу, словно протон и электрон, нередко неспособны жить вместе - см. примеры "жестокой любви" в п. 6-13. Притяжение и отталкивание (любовь и вражда, взаимопомощь и конкуренция) столь причудливо переплетены в природе, что можно, в зависимости от вкуса, строить самые разные теории одних и тех же явлений. Так, дарвинизм строится на идее вражды (конкуренции), а все явления любви (взаимопомощи) трактует как результат прежней вражды, приверженцы же Кропоткина склонны, наоборот, сводить роль конкуренции к нулю. Однако суть теории определяется не тем, как ее сторонники понимают то или иное слово, но ее логикой (или, если угодно, сродством понятий). Так, в логике дарвинизма понятие сродства отсутствует, а в логике БКА оно является центральным.

 

Действительно, абиогенез предстает как процедура встраивания органических систем в неорганические потоки, где первые явно проявляли сродство ко вторым; сам акт рождения организмов из первичного ценоза был усилением сродства - теснее сопряженные части ценоза становились одним организмом. Симбиоз - тоже тип сродства, он выступает как первичное явление, ослабевающее в ходе эволюции настолько, что при изучении высших организмов он воспринимается как особое приспособление.

 

Откуда сродство берется? Одним из главных путей его реализации служит формирование ДС, и для наблюдателя оно часто выступает как самосборка. Так, ДС, образующаяся в водовороте (воронка), способна затягивать в себя плавающие вокруг нее предметы, и тем самым предметы оказываются рядом, т.е. проявляют сродство, которым до этого не обладали. Если из меньших ДС образуется большая ДС, то надо говорить о новых формах сродства и новом типе самосборки. Этим удается объяснить рассмотренную в п. 6 модель эволюции от атомов до эобионта.

 

Однако никто не знает, как из эобионта (или эобионтов) могли произойти первые клетки - предки бактерий. Нет даже связных гипотез, и для людей верующих тут - основа уверенности в богодухновенности всякой жизни. Атеисты, наоборот, радуются сокращению области незнания. Так, дальневосточный геолог В.Н. Компаниченко, посвятивший небольшую книжку гидротермалям как источникам жизни, не скрывает наличия этого огромного пробела в наших знаниях, но видит основу для оптимизма в том, что область нашего незнания за сто лет внушительно сократилась, притом как снизу, так и сверху - мы теперь, с одной стороны, знаем, что все органические компоненты так или иначе могли быть синтезированы вне жизни и что в микрокаплях возможна самоорганизация, а с другой - знаем места, где могли формироваться (и включаться в будущую биосферу) первые биоценозы. Эти биоценозы до сих пор функционируют именно так, как могли, судя по геологическим данным, функционировать первые очаги жизни.

 

Гипотеза, которую высказал Компаниченко, состоит в утверждении геологически мгновенного ("революционного") становления первых живых систем - гипотеза, которую он противопоставляет эволюционной гипотезе Опарина. Противопоставление основано на том, что никакая целостность не складывается постепенно - тут автор опирается на теорию ДС (Компаниченко В.Н. Возникновение жизни в глубинах гидротермальных систем. Хабаровск, 1996).

 

Он признает, вслед за Заварзиным, что архебактерии могли быть унаследованы от самых древних геотермалей. Но, хотя архебактерии до сих пор обитают (и даже составляют большинство) в гидротермалях и прочих местах, где имеются сходные с первичной Землей условия - предельно высокие температура, кислотность или соленость, однако биохимически они - вполне современные организмы, и как они сформировались, непонятно. Получить самосборкой живое из неживого не удается.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить