Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.

Одна из гипотез о первых организмах

Материалы по биологии и химии / Происхождение жизни на Земле / Одна из гипотез о первых организмах

Страница 1

У всех современных организмов главные молекулярные механизмы одинаковы, что проливает свет на всю эволюционную теорию.

Только некоторые из важнейших биокомпонентов получить достаточно легко, но биохимические процессы сложны и взаимосвязаны, и первые организмы не могли быть так сложно устроены. Может быть, аминокислоты и не участвовали «в самом начале»? Принято считать, что до возникновения первых организмов происходила химическая эволюция, возник набор молекул, из которого, как из конструктора, собраны организмы. В этот набор включают аминокислоты, сахара и некоторые другие молекулы. Но, самое главное, это не набор деталей, а план организации, который одинаков.

В процессе биосинтеза белка код перевода текста РНК в последовательность везде одинаков, как и набор аминокислот. Но этот сложный и хорошо подогнанный механизм не мог возникнуть разом. Он должен был сложиться позже появления первых организмов, и в них должны действовать более простые правила. Первые организмы должны состоять из веществ геохимического происхождения, быть способными к эволюции и просто устроенными. Поэтому, когда Мелле-ра спросили, что нужно было первым организмам, кроме гена, он ответил - «ничего». Но для развития процесса должны откуда-то поступать и исходные вещества.

Что касается способности к эволюции, то должно быть что-то связующее поколения, и этим связующим может быть только форма или информация, а не вещество. Она должна храниться в материальном субстрате, в неких генах, и как-то проявляться (давать фенотип), что способствует ее сохранению и размножению. В этом процессе могут участвовать и другие вещества, но передаваться и долго сохраняться может только информация.

В ходе передачи информации могут происходить и случайные изменения - мутации. Они могут накапливаться при передаче через поколения и менять фенотип, потому и должен быть механизм контроля за отбором нужной информации. Есть предположения, что первыми организмами могли быть РНК, имевшие план, причем для эффективности работы этой информации процесс трансляции не обязателен. РНК, как показали опыты, могут эволюционировать даже в пробирке. Необходимый для этого фермент достаточно сложен, чтобы считать его продуктом геохимической эволюции ранней Земли. Если даже использовать более простые катализаторы, то они должны быть богатыми энергией нуклеотидами.

В связи с этими сложностями возникла идея, что в ходе эволюции первичный геохимический генетический материал постепенно; был заменен другим, уже органическим. Американский ученый. А. Керн-Смит предложил процесс генетического захвата, подсказанный особенностями роста кристаллов и минералов. Известно, что кристаллы - наиболее часто встречающиеся; образования, способные к самосборке. Еще Бернал проводил подобное сравнение, говоря, «кристаллизация - это смерть». Если кристаллы кажутся слишком однообразными для зарождения жизни, то не надо забывать, что практически в любом из них есть дефекты. Некоторые блоки в них могут заменяться или смещаться относительно друг друга, т.е. кристаллы высокоинформационны. Вокруг нас непрерывно происходят процессы кристаллизации глины из слабых растворов кремниевой кислоты и гидратированных ионов металлов под действием двух факторов.

Имеется геологический цикл, который существует за счет энергии радиоактивного распада, разогревающий недра планеты. Сюда входят захоронение осадочных пород, преобразование их при высоких температурах, погружение в глубины и выход на поверхность в измененном виде. В этих условиях они могут быть не очень стабильными и легко растворяться водой с образованием кремниевой кислоты и ионов металлов, которые кристаллизуются, производя новые вещества - минералы глины. Эти минералы вновь вовлекаются в цикл, погружаясь в недра. За счет второго цикла, сильно зависящего от Солнца через испарение воды, выпадение осадков и т.д., происходит поступление воды. По проверенным данным эти циклы существуют уже 3,8 млрд лет, и, возможно, что первые примитивные гены представляли собой микрокристаллические кристаллы глины, отличные от слоистых силикатов, т.е. более широкого класса глин.

Но даже в самых распространенных видах глин имеется последовательность слоев разных типов, которая может расти в обе стороны, что похоже на модель одномерного гена. Другой тип глины, каолинит, напоминает двухмерный ген. Отдельные слои коалинита представляют собой, согласно ренттеноструктурному обследованию, мозаично расположенные небольшие домены.