Абиогенез

Для первого этапа абиогенеза - образование простых органических соединений - необходимы были сырье, то есть "строительный материал", и энергия. Сырьем стали N2, Н2, СО, СО2, Н2О, NH3, СН4, H2S, HCN, НСНО и другие химические соединения.

Источников энергии было достаточно много: тепловая энергия - тепло - поступала в результате охлаждения земной коры; а также в процессе вулканических извержений и сгорания метеоритов, которые попадали в атмосферу Земли; ионизирующая радиация - космические лучи и энергия радиоактивного распада тяжелых элементов; солнечный свет - в первую очередь мощное ультрафиолетовое излучение, которое при отсутствии озонового экрана беспрепятственно проникал на Землю; энергия электрических разрядов от ударов молний; ударные волны (вследствие падения метеоритов). Об этом этап, то есть о периоде образования мономеров - "кирпичиков" биологических полимеров из газов, содержавшиеся в первичной атмосфере, - известно больше всего, так как эти реакции можно воспроизвести и полностью смоделировать в лабораторных условиях.

Впоследствии оказалось, что абиогенным способом с ядовитой смеси газов и водяного пара при отсутствии кислорода может синтезироваться очень много простых органических соединений, входящих в состав биологических полимеров: белков, полисахаридов, липидов и нуклеиновых кислот. При этом роль катализаторов могут играть растворы солей тяжелых металлов, смеси глин и минералов Эти простые органические соединения и определили содержание "первичного бульона" на нашей планете. Таким образом, возникновение "первичного бульона" - не случайность, а закономерность. На этом завершается третий этап химической эволюции, которая отныне вступает в следующую фазу - фазу образования полимеров, поскольку аминокислоты, жирные кислоты, сахара и азотистые основания - это еще не жизнь. Следующим этапом эволюции было образование с малых органических мономеров более крупных - полимеров, подобных белков и нуклеиновых кислот. Появление больших органических молекул - важное событие в химической эволюции, предшествовавшей возникновению жизни на Земле и была, очевидно, также многоступенчатым процессом.

Возникновение пробионты и биологических мембран

Вопрос о том, как происходил переход от биополимеров до первых живых существ, является самым сложным и загадочным моментом проблемы возникновения жизни. Наиболее вероятно решения этой проблемы предложил А. И. Опарин, выдвинув коацерват-на гипотезу (1924 p.), Основанная на серии проведенных экспериментов. А. И. Опарин высказал предположение, что переход от химической эволюции к биологической связан с возникновением простейших фазово-обособленных органических систем - пробионты, способных использовать из окружающей среды вещества и энергию, благодаря чему они реализуют важнейшую жизненную функцию - функцию роста. С. Фокс из университета в Майами предложил другой механизм образования клетки - модель микросфер. Электронный микроскоп показал, что каждая микросфера окружена двойной клеточной оболочкой, очень похожей на мембраны современных клеток.

Какая из моделей ближе к протоклетки - коацерваты Опарина или микросферы Фокса - трудно сказать. Во всяком случае, в предбиологическом подборе только то образование оказалось конкурентоспособным, которое окружило себя внешней мембраной.

Биологические мембраны представляют собой агрегаты белков и липидов, которые отделяют вещество от среды и придают этим органическим сгусткам молекул прочности. Появление биологической мембраны, которая отделяет содержимое иробионта от окружающей водной среды и имеет свойство избирательной проницаемости, определила направление дальнейшей химической эволюции среды в направлении развития все более совершенных систем, которые способны осуществлять саморегулирование, вплоть до возникновения первых очень примитивных клеток. Дальнейшее их развитие уже в полной мере приобретает черты биологической эволюции, которая происходила в течение не менее 3500000000. Лет.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >