Проблема происхождения жизни. Андрей Тихомиров
Читать онлайн книгу.
является лишь реализацией некогда составленной Творцом программы. Однако для материалистов в основном понятны пути эволюционного развития материи, приведшие к возникновению первичных живых существ на нашей планете. Схематично его можно разделить на несколько этапов: во-первых, появление углеводородов, цианидов и их ближайших производных в космическом пространстве и при формировании Земли как планеты; во-вторых, абиогенные, независимые от жизни синтезы все более сложных органических веществ в межпланетном пространстве и на планетах, появление на поверхности Земли «первичного бульона» – водного раствора различных и сложных органических веществ; в-третьих, самообразование в этом «бульоне» индивидуальных полимолекулярных систем, способных взаимодействовать с окружающей средой и окружающей средой, и, наконец, дальнейшая эволюция этих образований, их всестороннее совершенствование на основе предбиологического отбора, возникновение и развитие первичные организмы. Подробному изучению каждого из этих этапов посвящены дальнейшие исследования проблемы происхождения жизни, но особое внимание ученых сейчас привлекает переход от чисто химической к биологической эволюции.
Важным для ее развития было открытие в 50-х годах того факта, что основу живого вещества составляют наряду с белками дезоксирибонуклеиновые и рибонуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). Теперь эта теория, основанная на достижениях биохимии, биофизики, молекулярной биологии, цитологии и других наук, приводит к выводу, что жизнь на Земле возникла около 4 миллиардов лет назад. много лет назад. Эволюция изначально присутствующих на Земле углеродистых соединений и образовавшихся из них мультимолекулярных систем привела к возникновению жизни. Эксперименты, имитирующие условия на поверхности молодой Земли, показали, что затем из простых органических соединений, воды и аммиака образовались разнообразные более сложные соединения, в том числе аминокислоты, нуклеотиды, которые в свою очередь образовали белок- и нуклеиноподобные полимеры – полипептиды. и полинуклеотиды. В растворе органических веществ, в прогретой солнцем воде морей при определенных условиях образовались полимолекулярные коллоидные системы (коацерватные капли), обособившиеся от окружающей среды, но поддерживающие с этой средой постоянный обмен веществом и энергией. Внутри коацерватных капель или других фазово-разделенных образований происходило взаимодействие полинуклеотидов и полипептидов: полинуклеотиды служили матрицами для неферментативного синтеза полипептидов, полиаминокислоты связывали определенные нуклеотиды. Это взаимодействие оказало непосредственное влияние на устойчивость пластов. Те, у которых взаимная структурно-функциональная обусловленность полинуклеотидов и полипептидов была более выражена, чем у других, оказались более устойчивыми и долговечными, так как лучше уравновешивались внешней средой. Произошел первичный отбор образований с наиболее взаимно «подогнанными» в структурно-функциональных отношениях полипептидными и полинуклеотидными элементами. В этих условиях возникли такие образования, в составе которых нуклеотидные элементы превратились в нуклеиновые кислоты, выступавшие организаторами и матрицами белкового синтеза, а полипептидные элементы – в белковые ферменты, обеспечивающие саморепликацию молекул нуклеиновых кислот. Эти образования могли повышать уровень упорядоченности своего строения за счет использования энергии и вещества внешней среды, воспроизводить себя на основе информации, содержащейся в химическом строении нуклеиновых кислот, и обладали индивидуально разной способностью балансировать с окружающей средой, так что первичный отбор превратился в качественно новое, биологическое явление – естественный отбор. Такие образования были первичными живыми телами.
Изучая систематику низших растений, А.И. Опарина прежде всего интересовал вопрос о том, какие из них следует считать наиболее древними и, возможно, первоисточниками этого жития. В то время в научном мире считалось несомненным, что первичными живыми существами были, скорее всего, организмы, способные «извлекать» необходимые им органические вещества путем фото- или хемосинтеза. Ученые были убеждены, что в природных условиях только живые существа могут создавать органические вещества. Правда, химикам уже удалось синтезировать в лаборатории ряд природных органических веществ, но это ничуть не поколебало этих убеждений. Логика рассуждений сторонников господствовавшего взгляда на происхождение органического мира в данном случае сводилась к следующему: химик – тоже живое существо, и только он способен выбрать правильную последовательность реакций для синтеза органические вещества. В неорганическом мире этого нет и быть не может. Он также считал, что именно среди простейших растений, среди первобытных форм жизни следует искать следы первоначальных механизмов жизни, которые за миллиарды лет эволюции превратили прежде безжизненную планету в колыбель разума. Но биохимические механизмы даже самых примитивных растений оказались настолько сложными, что было бы верхом оптимизма думать о возможности их возникновения непосредственно из неорганических веществ – углекислого газа, воды и азота. И поэтому А.И. Опарин предположил, что первоначально должны были образоваться гораздо более примитивные организмы, которые формировались из существующих органических веществ и «питались»