Читайте также:
|
Теорія біохімічної еволюції має найбільшу кількість прихильників серед сучасних вчених. Земля виникла близько п'яти мільярдів років тому; спочатку температура на поверхні була дуже високою (до декількох тисяч градусів). У міру її остигання утворилася тверда поверхня (земна кора - літосфера).
Атмосфера, яка спочатку складалася з легких газів (водень, гелій), не могла ефективно утримуватися недостатньо щільною Землею, і ці гази замінювалися важкими: водяною парою, вуглекислим газом, аміаком і метаном. Коли температура Землі опустилася нижче 100 оС, водяна пара почала конденсуватися, утворюючи світовий океан. У цей час, відповідно до уявлень А.І. Опаріна, відбувся абіогенний синтез, тобто в первинних земних океанах, насичених різними простими хімічними сполуками, «в первинному бульйоні» під впливом вулканічного тепла, розрядів блискавок, інтенсивної ультрафіолетової радіації та інших факторів середовища почався синтез більш складних органічних сполук, а потім і біополімерів. Утворенню органічних речовин сприяла відсутність живих організмів - споживачів органіки - і головного окислювача - кисню. Складні молекули амінокислот випадково об'єднувалися в пептиди, які, у свою чергу, створили початкові білки. З цих білків синтезувалися первинні живі істоти мікроскопічних розмірів.
Найбільш складною проблемою в сучасній теорії еволюції є перетворення складних органічних речовин на прості живі організми. Опарін вважав, що вирішальна роль в перетворенні неживого в живе належить білкам. Мабуть, білкові молекули, притягаючи молекули води, утворювали колоїдні гідрофільні комплекси. Подальше злиття таких комплексів один з одним призводило до відділення колоїдів від водного середовища (коацервації). На кордоні між коацерватом (від лат. Coacervus - згусток, купа) і середовищем шикувалися молекули ліпідів - примітивна клітинна мембрана. Передбачається, що колоїди могли обмінюватися молекулами з навколишнім середовищем (прообраз гетеротрофного живлення) та накопичувати певні речовини. Ще один тип молекул забезпечував здатність до самовідтворення. Система поглядів А.І. Опаріна отримала назву «коацерватна гіпотеза».
Гіпотеза Опаріна була лише першим кроком у розвитку біохімічних уявлень про виникнення життя. Наступним кроком стали експерименти Л.С. Міллера, який в 1953 році показав, як з неорганічних складових первинної земної атмосфери під впливом електричних розрядів і ультрафіолетового випромінювання можуть утворюватися амінокислоти та інші органічні молекули.
Академік РАН В.М. Пармон і ряд інших вчених пропонують різні моделі, що дозволяють пояснити, як в середовищі, насиченому органічними молекулами, можуть протікати автокаталітичні процеси, що продукують деякі з цих молекул. Одні молекули продукуються успішніше, інші - гірше. Так запускається процес хімічної еволюції, яка передує еволюції біологічній.
На сьогоднішній день серед біологів переважає гіпотеза РНК-світу, яка каже, що між хімічною еволюцією, в якій розмножувалися і конкурували окремі молекули і повноцінним життям, основаного на моделі ДНК-РНК-білок, був проміжний етап, на якому розмножувалися і конкурували між собою окремі молекули РНК. Вже є дослідження, які показують, що деякі молекули РНК володіють автокаталітичними властивостями і можуть забезпечувати самовідтворення без участі складних білкових молекул.
Сучасна наука ще далека від вичерпного пояснення, як конкретно неорганічна речовина досягла високого рівня організації, характерного для процесів життєдіяльності. Тим не менше, ясно, що це був багатоступінчастий процес, в ході якого рівень організації речовини крок за кроком підвищувався. Відновити конкретні механізми цього ступеневого ускладнення - завдання майбутніх наукових досліджень. Ці дослідження йдуть за двома основними напрямками:
зверху вниз: аналіз біооб'єктів та вивчення можливих механізмів утворення їх окремих елементів;
знизу вгору: ускладнення «хімії» - вивчення все більш складних хімічних сполук.
Поки домогтися повноцінного поєднання цих двох підходів не вдалося. Тим не менше, біоінженери вже зуміли «по кресленнях», тобто, за відомим генетичним кодом і структурою білкової оболонки зібрати з біологічних молекул найпростіший живий організм - вірус. Тим самим доведено, що для створення живого організму з неживої матерії не потрібно надприродного впливу. Так що необхідно лише відповісти на питання, як цей процес міг пройти без участі людини, у природному середовищі.
Широкого поширене «статистичне» заперечення проти абіогенного механізму виникнення життя. Наприклад, у 1966 р. німецький біохімік Шрамм підрахував, що ймовірність випадкового поєднання 6000 нуклеотидів в РНК-вірус тютюнової мозаїки: 1 шанс з 102000. Це надзвичайно низька ймовірність, що вказує на повну неможливість випадкового утворення подібної РНК. Проте насправді це заперечення побудовано некоректно. Воно виходить з припущення, що вірусна молекула РНК повинна утворитися «з нуля» з розрізнених амінокислот. У разі ступінчастого ускладнення хімічних і біохімічних систем ймовірність розраховується зовсім інакше. Крім того, немає ніякої необхідності отримати саме такий вірус, а не якийсь інший. З урахуванням цих заперечень виходить, що оцінки ймовірності виникнення вірусної РНК занижені до повної неадекватності і не можуть розглядатися як переконливе заперечення проти абіогенної теорії виникнення життя.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 26 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |