Эволюция биоэнергетических процессов - Брода Э.
Эволюция биоэнергетических процессов
Автор: Брода Э.Издательство: М.: Издательство «МИР»
Год издания: 1978
Страницы: 304
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129
Скачать:
эволюция
Э.Брода БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
THE EVOLUTION
OF THE BIOENERGETIC PROCESSES
by
E. Broda
Institute of Physical Chemistry, University, Vienna
Pergamon Press
Oxford New York Toronto
Sydney Paris Braunschweig
Э.Брода
ЭВОЛЮЦИЯ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Перевод с английского Ю. М. Фролова
Под редакцией акад. А. И. Опарина
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР» МОСКВА 1978
УДК 576.+577.1
Книга посвящена одному «з ключевых вопросов эволюционной биохимии—появлению и развитию биоэнергетических процессов. Приведены общие сведения об энергии в биосфере, развитии Земли, возникновении органических (в том числе богатых энергией) соединений, возникновении жизни. Далее последовательно и подробно рассмотрены брожение, фотосинтез и дыхание, строение биологических мембран и трансформация в них энергии, взаимоотношения биоэнергетических процессов у растений и животных. В заключительных главах обсуждены ранние этапы эволюции живых форм иа основе данных палеонтологии и геологии.
Книга представляет интерес для биологов всех специальностей, особенно биохимиков, биофизиков, экологов, палеонтологов, а также для преподавателей и студентов биологических факультетов.
Редакция биологической литературы
21001—124 Б 041 (01)—78
124—78
© Е. Broda, 1975
© Перевод на русский язык, «Мир», 197f
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
В настоящее время проблема возникновения жизни на Земле привлекает к себе внимание не только ученых различных специальностей, но и вообще всех людей мира. Выдвинутое еще в первой четверти нашего века представление о том, что жизнь на нашей планете возникла как закономерное явление в результате эволюционного развития углеродистых соединений, позволило подойти к решению указанной проблемы объективными научными методами.
Данные современной радиоастрономии показывают, что начальные стадии эволюции углеродистых соединений проходили еще задолго до возникновения нашей планеты и Земля получила их в наследство от космоса при самом своем формировании. Данные геологии и палеохимии докембрия в известной степени позволяют нам судить о дальнейших превращениях этих соединений как в недрах Земли, так и на ее поверхности. Эти данные подкрепляются многочисленными примерами модельного синтеза органических веществ, имитирующими в лабораторных опытах те условия, которые существовали когда-то на примитивной, еще безжизненной Земле. Они убедительно показывают, что на тех или иных участках земной поверхности, на так называемых «субвитальных территориях» могли абиотически возникать разнообразные, иной раз очень сложные органические соединения, впоследствии сыгравшие важную роль в организации живых существ и биологическом обмене; в числе таких соединений были аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, мононуклеотиды и их полимеры.
6
Предисловие редактора перевода
При объединении молекул этих веществ в многомолекулярные образования возникали фазовообособленные откры-) тые системы, способные поглощать определенные вещества и энергию из окружающей среды и на этой основе расти и за* тем делиться, множиться.
Уже в модельных опытах удалось показать, что такие системы в природных условиях могли подвергаться действию естественного отбора, в результате чего совершенствовались структура систем и обмен веществ в них.
Следовательно, подобного рода системы могли бы явиться предшественниками организмов — пробионтами или эоби-онтами. Исключительно важным является вопрос о том, как совершался последовательный ход усовершенствования обмена веществ и структуры при переходе от эобионтов к простейшим организмам и при последующем развитии этих организмов.
С первого взгляда эта задача представляется совершенно неразрешимой, так как все наиболее примитивные несовершенные формы организации живой материи давно уже уничтожены в процессе развития биосферы н не оставили после себя никаких следов. Но тем не менее такие следы реально сохранились в организации протоплазмы современных живых существ. «Среди всех природных систем, — пишут Э. Цу-керкэндл и Л. Полинг, — только живая материя отличается тем, что, несмотря на претерпеваемые ею очень существенные превращения, она сохраняет путем записи в своей организации наибольшее количество информации, отражающей ее историк»,
В особенности много в этом отношении дает сравнительное изучение обмена веществ. Как анатом,, изучая и сравни-¦!Я строение органов отдельных животных, воспроизводит мртииу их эволюционного развития и позволяет нам заглянуть I их отдаленное прошлое, так и биохимик на основании
Предисловие редактора перевода
7
сравнительного изучения обмена веществ у различных организмов может приблизиться к самым истокам жизни, понять наиболее примитивные формы ее организации.
С этой точки зрения книгу Э. Броды «Эволюция биоэнергетических процессов», русский перевод которой мы предлагаем советскому читателю, следует считать незаурядным произведением в биологической литературе. Ее автор, профессор физической химии и радиохимии Университета в Вене является крупнейшим специалистом как в области энергетики и химии, так и в области биологии, в частности микробиологии. В своей книге он блестяще сочетал эти области знания. В начале изложения он дает краткое определение самих понятий «энергия» и «энтропия» применительно к той роли, которая им принадлежит в жизни биосферы. Затем автор переходит к вопросу об эволюции биоэнергетики и к проблеме возникновения жизни. Он отвергает еще и сейчас распространенное в научной литературе представление о роли вирусов как промежуточной ступени н*а пути к возникновению живых существ, считая, что предшественниками организмов были открытые фазовообособленные системы — эоби-онты, способные к ассимиляции органических веществ, росту и размножению. Поэтому наиболее примитивными живыми существами, по его мнению, являлись организмы, питающиеся органическими веществами, не способные к кислородному дыханию, а строящие свой энергетический обмен по типу брожения (гетеротрофы и анаэробы). Современным
