Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
V. Если на первобытной Земле существовали описанные сочетания условий, то
появление протоклеток было, по-видимому, вполне вероятным событием. Эго
не означает, что любая из моделей, обсуждавшихся в данной главе,
непосредственно отображает процесс появления самих живых клеток. Важно
понять, что возникновение живых клеток, вероятнее всего, не было
результатом какого-то одного внезапного события. Развитие шло постепенно,
за счет многоступенчатого процесса, приведшего в конечном счете к
появлению структур, обладающих специфическими свойствами живых клеток.
Более подробно мы будем говорить об этом в гл. VII.
Мембраны современных клеток представляют собой сложные ассоциаты белков и
липидов, как мы уже говорили об этом выше. В то же время протеиноидные
микросферы состоят из одних полиаминокислот. Нам неясно, состояли ли
мембраны примитивных клеток только из белков, или содержали также липиды.
Если допу-
РАЗВИТИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ 297
стить, что наиболее распространенным прототипом клетки на первобытной
Земле были протеиноидные микросферы, то необходимо объяснить, каким
образом они эволюционировали в более сложные структуры, распространенные
в настоящее время. Кроме того, живые клетки обладают большим числом
взаимозависимых интегрированных функций, отсутствующих в обсуждавшихся
здесь модельных протоклетках. Однако в любом случае полученные результаты
наводят на мысль, что спонтанное развитие само-поддерживающейся системы
химических реакций и структур относится к области вполне понятных
природных явлений.
Из всего того, о чем мы говорили в этой и предшествующих главах, следует,
что условия и соединения, существовавшие на первобытной Земле,
характеризовались некой внутренней тенденцией, предопределившей развитие
современных биологических систем. Как мы уже отмечали в предыдущих
главах, на основании всей экспериментальной работы, проведенной до сих
пор, может быть сделан один общий вывод:биогенез можно рассматривать как
серию вероятных событий — вероятных в тех условиях, которые, как мы
предполагаем, преобладали на первобытной Земле. Наблкдения, обсужда!
шиеся в данной глаие, подп ерждают, что гогникно! ение локального
микроокружения, следует рассматривать не как в Еысшей степени
мало!ероятное событие, а как событие, которое не л.огло не произойти.
Описанные эксперименты наводят на мысль, что при любом из возможных
сочетаний условий, рассмотренных нами выше, образование протоклеток на
первобытной Земле должно было быть вполне вероятным событием. В
последующих экспериментах необходимо тщательно выявить те факторы,
которые лежали в основе дальнейших стадий усложнения, последовавших за
стадией возникновения протоклеток.
Таким образом, способность к самоорганизации наблюдается в
добиологических процессах па нескольких уровнях:
1. По существу одни и те же классы биомономеров можно синтезировать из
самых разных исходных простых реагентов при участии различных источников
свободной энергии.
2. При неуправляемом взаимодействии свободных аминокислот образуются
упорядоченные аминокислотные последовательности, причем многие из них
обладают некоторой ограниченной каталитической активностью (третичная
структура белков определяется, по-видимому, их первичной структурой, т.
е. последовательностью аминокислотных остатков [60]).
3. Те типы соединений, которые, как полагают, могли образоваться в
результате добиологической химической эволюции, проявляют способность к
формированию протоклеточных структур; в этих структурах могли протекать
последующие стадии метаболического и биологического развития. В этой
общей схеме.
298
ГЛАВА VI
Анаэробный метаболизм Образование клеточной мембраны ~ Протоклетки ^
Полимеризация макромолекул ~~Промежуточные органические материалы
(аминокислоты и т.д.) 4Простейшие соединения Н,С,0 u N
Время
Около 2,7-Ю9лет назад
Фиг. 73. Предполагаемая схема первичного биогенеза.
Эта схема очень упрощена и представляет всего лишь вероятную
последовательность стадий всего процесса в целом (по [61]).
призванной отразить непрерывный ход развития от простых систем к сложным,
имеется множество пробелов. Многие частные детали уже обсуждались, многие
еще предстоит исследовать или уточнить, о чем мы еще будем говорить в гл.
VII. Гипотетическая схема главных стадий биогенеза представлена на фиг.
73.
ЛИТЕРАТУРА
1. Н е s 1 о р R. В., Robinson P. L., Inorganic Chemistry, Elsevier
Publishing Company, Amsterdam, 1960.
2. Roberts R. B., in: J. L. Oncley (ed.), Biophysical Science — A Study
Program, John Wiley and Sons, Inc., New York, 1959.
?3. G i e s e A. C., Cell Physiology, W. B. Saunders Company,
Philadelphia, 1962 (А. Гизе, Физиология клетки, ИЛ, М., 1959).
4. Н о г о w i t z N. Н., in: Опарин А. И. (ed.), The Origin of Life on
the Earth, Pergamon Press, New York, 1959; Lederberg J., Science, 131,
269 (1960); 132,393 (1960).
5. S t e i n m a n G., Arch. Biochem. Biophys., 119, 76 (1967); 121, 533
