Биохимическая Эволюция

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Биология


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Біохімічна эволюция

Серед астрономів, геологів та біологів прийнято — вважати, що вік Землі становить приблизно 4,5−5 млрд. лет.

На думку багатьох біологів, у минулому стан нашої планети майже немає схоже нинішнє: цілком імовірно, температура її поверхні була високою (4000−8000°С), і в міру того, наче земля холонув, вуглець і більше тугоплавкі метали конденсировались і утворили земну кору; поверхню планети була, мабуть, голою і нерівній, оскільки у ньому внаслідок вулканічної активності, безперервних зрушень кори і стискування, викликаного охолодженням, відбувалося освіту складок і разрывов.

Вважають, що у часи атмосфера була зовсім не така, як тепер. Легкі гази — водень, гелій, азот, кисень і аргон — йшли з атмосфери, оскільки гравітаційного поля нашої ще досить щільною планети були їх утримати. Проте прості сполуки, містять (серед інших) ці елементи, мали утримуватися; до них відносяться вода, аміак, двоокис вуглецю і метан. До того часу поки температура Землі не впала нижче 100 °C, вся вода, мабуть, лежить у пароподібному состоянии.

Атмосфера була, очевидно, «відновлювальної», що свідчить його присутність серед найдавніших гірських породах Землі металів в відновленої формі, як-от двухвалентное залізо. Більше молоді гірські породи містять метали в окисленої формі, наприклад трехвалентное залізо. Відсутність у атмосфері кисню було, мабуть, необхідною передумовою виникнення життя; лабораторні досліди показують, що, хоч і парадоксально, органічні речовини (основа живих організмів) набагато легше створюють у відновлювальної середовищі, ніж у атмосфері, багатою киснем. 1923-го р. А. І. Опарін висловив думку, що атмосфера первинної Землі не така, як тепер, а приблизно відповідала зробленому вище опису. З теоретичних міркувань, він думав, що органічні речовини, можливо вуглеводні, могли створюватися в океані з більш простих сполук; енергію тих реакцій синтезу, мабуть, доставляла інтенсивна сонячна радіація (переважно ультрафіолетова), обвальна на Землю доти, як утворився шар озону, який став затримувати велику значна її частина. На думку Опаріна, розмаїтість які перебували у океанах простих сполук, площа Землі, доступність енергії і цьогорічні масштаби часу дозволяють припустити, що у океанах поступово накопичилися органічні речовини і утворився той «первинний бульйон», у якому могла виникнути життя. Ця ідея була нова: в 1871 р. подібну думку висловив Дарвин:

«Часто кажуть, що необхідні до створення живого організму умови, які можуть колись існувати, є й у час. Але якщо (ох, це велике „якщо“) уявити, що у якомусь невеличкому теплом ставку, що містить різноманітні амонійні і фосфорні солі, за наявності світла, тепла, електрики тощо. утворився б хімічним шляхом білок, готовий зазнати ще складніші перетворення, то наші дні такий матеріал безупинно пожирался би чи поглинався, чого були статися доти, як з’явилися живі существа».

У 1953 р. Стенлі Міллер у низці експериментів моделював умови, може бути які були на первісної Землі. У створеній їм установці (рис. 24. 1), постаченої джерелом енергії, йому вдалося синтезувати багато речовини, що мають важливе біологічне значення, у цьому числі ряд амінокислот, аденін й прості цукру, такі як рибоза. Після цього Орджел сьогодні в Інституті Солка в подібному експерименті синтезував нуклеотидные ланцюга у шість мономерных одиниць (прості нуклеїнові кислоты).

Пізніше виникло припущення, що у первинної атмосфері, в відносно високій концентрації містилася двоокис вуглецю. Недавні експерименти, наведені з допомогою установки Міллера, зв яку, проте, помістили суміш СО2 і Н2О і лише следовые кількості інших газів, дали таку ж результати, які отримав Міллер. Теорія Опаріна завоювала широке визнання, але він, залишає невирішеними проблеми, пов’язані переходити від складних органічних речовин простою живим організмам. Саме у цьому аспекті теорія біохімічної еволюції пропонує загальну схему, прийнятної більшості модерних біологів. Але вони не дійшли єдиного думці про деталях цього процесса.

Опарін думав, що вирішальну роль перетворення неживого на живу належала білкам. Завдяки амфотерности білкових молекул вони здатні до освіті колоїдних гидрофильных комплексів -ваблять до собі молекули води, створюють навколо них оболонку. Ці комплекси можуть усамостійнюватися з всієї маси води, у якій суспендированы (водної фази), і утворювати свого роду емульсію. Злиття таких комплексів друг з одним призводить до відділенню колоїдів від водного середовища — процес, званий коацервацией (від латів. coacervus — згусток чи купа). Багаті колоїдами коацерваты, можливо, могли обмінюватися з довкіллям речовинами і вибірково накопичувати різні сполуки, особливо кристаллоиды. Колоїдний склад даного коацервата, очевидно, залежав від складу середовища. Розмаїття складу «бульйону» на різних роботах вело до розбіжностям в хімічний склад коацерватов і постачало в такий спосіб сировину для «біохімічного природного отбора».

Передбачається, що у самих коацерватах що входять до до їхнього складу речовини брали подальші хімічні реакції; відбувалося поглинання коацерватами іонів металів й освіту ферментів. На межі між коацерватами і довкіллям вишиковувалися молекули ліпідів (складні вуглеводні), що призводило освіті примітивною клітинної мембрани, яка забезпечувала концерватам стабільність. Через війну включення до коацерват перед існуючої молекули, здатної до. самовідтворення, і внутрішньої перебудови вкритого липидной оболонкою коацервата могла виникнути примітивна клітина. Збільшення розмірів коацерватов та його фрагментація, можливо, вели до утворення ідентичних коацерватов, які можуть поглинати більше компонентів середовища, тож цей процес міг тривати. Така можлива послідовність подій мусила призвести до виникненню примітивного самовоспроизводящегося гетеротрофного організму, питавшегося органічними речовинами первинного бульона.

Хоча цю гіпотезу походження життя визнають дуже багато вчених, астроном Фред Хойл недавно висловив думку, що тоді про виникнення живого внаслідок описаних вище випадкових взаємодій молекул «настільки ж безглузда і неправдоподібна, як твердження, що ураган, пронесшийся над сміттєвим звалищем, можуть призвести до складанні Боинга-747"1.

1 Найважче з цією теорії - пояснити поява здібності живих систем до самовідтворення. Гіпотези з цього питання поки мало убедительны.

[pic]

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой