Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
1984). Согласно общему мнению, вначале появились простые белки, и РНК, имеющая более простое строение, предшествовала ДНК (Cech, 1985).
Много лет назад Опарин опроверг представление о клеточном происхождении жизни; позднее он отверг также идею о том, что возникновение жизни равнозначно возникновению ДНК. Он указывал, что 1) сведений об условиях, в которых появилась ДНК, очень мало; 2) растительные вирусы не содержат ДНК, а генетические функции выполняет в них РНК;
3) вездесуща не только ДНК, но и другие соединения, такие, как дипиридиннуклеотиды, аденозин-б'-трифосфат (АТР) и ко-фермент А (Опарин, 1961). По мнению Опарина, ДНК появилась лишь спустя много миллионов лет после возникновения жизни.
Протоклетка могла функционировать без ДНК или белка
Современные данные о ферментативной активности РНК подтверждают эти предположения. Рибонуклеаза Р — фермент, отщепляющий рибонуклеотиды Escherichia coli при образовании тРНК. Оказалось, что рибонуклеаза Р состоит не только из белка, как считали прежде, но содержит также РНК. Ферментативной активностью обладает РНК, а белковый компонент содействует ей в этом (Stark et al., 1978; Guerrier-Takada et al., 1983). Басс и Цех (Bass, Cech, 1984) на основании этих и своих собственных данных полагают, что нуклеиновые кис-
лоты, обладающие ферментативной активностью (их называют также рибозимами), появились раньше белковых ферментов, поскольку полирибонуклеотиды, по-видимому, обладают как способностью к самовоспроизведению, так и каталитическими свойствами. Эти примитивные молекулы, вероятно, да'вали возможность протоклетке функционировать в отсутствие ДНК или белка. Сложные ферменты, такие, как рибонуклеаза Р, можно рассматривать как ископаемые макромолекулы, сохранившие свое функциональное значение с добиологического периода.
Закрепление паттерна существовало до появления наследственности, а его изменчивость — до появления биологической изменчивости
Закрепление паттерна обычно считают биологическим явлением, возникшим вместе с наследственностью. Поэтому его рассматривают как одну из основных функций соответствующего гена.
Однако закрепление паттерна было присуще еще атомам, молекулам и минералам. Спиральная форма, характерная для раковин моллюсков, уже существовала в галактиках, а гексагональные структуры глаза насекомого — в снежинках.
То же самое относится к изменчивости, которую также принято считать биологической характеристикой. Однако атом способен распадаться (радиоактивность); молекула может принимать различные конфигурации (третичная структура); один и тот же минерал может встречаться в тысячах разных форм.
У минералов имеются примитивные генотип и фенотип
У минералов имеется также то, что можно было бы назвать примитивным генотипом и фенотипом. Клетки растений и животных имеют относительно постоянный химический состав; это выражается в стабильности нуклеотидных последовательностей нуклеиновых кислот и в стабильности других химических компонентов клеточной цитоплазмы. Эти характеристики видоспецифичны. Относительно постоянный химический состав хромосом данного вида называют генотипом. В результате клеточного деления ткани и органы приобретают различные формы и функции. Создаваемые ими паттерны зависят от их местоположения в организме и от физико-химической среды. Они образуют то, что было названо фенотипом.
У минералов нет хромосом, но то, что минералоги называют видами минералов, характеризуется специфическим химическим составом и кристаллической структурой. Это тот постоянный химический компонент, который я называю «минероти-
пом» и который впоследствии принимает форму генотипа у растений и животных. Минералы также могут принимать различные паттерны, сохраняя при этом один и тот же «минеротип» (см. гл. 8). Эти паттерны также находятся под влиянием физико-химической среды. Такую способность изменять форму в зависимости от внешних факторов можно назвать фенотипом минерала — она соответствует тому, что в дальнейшем стало фенотипом у живых организмов.
Иллюстрацией к сказанному служит рис. 25.1. Как химические вещества, так и температура изменяют паттерн данного кристалла точно так же, как они изменяют паттерн какого-нибудь организма. Кристаллическая структура хлористого натрия может быть трех различных типов в зависимости от того, образуются ли кристаллы в чистом растворе или в растворах с добавлением глицина или формамида. Форма кристаллов хлористого серебра за'висит также от того, образуются ли они в чистом растворе или в растворе, содержащем метиленовый синий. Температура и давление оказывают аналогичное воздействие на кристаллы кварца: при различных температурах и
давлении образуются различные паттерны (Rinne, 1922; Rein-ders, 1911; Hazen, Fingers, 1985).
Три уровня канализации формы и функции — физико-химический, минеральный и генетический
Сходство формы и функции, наблюдаемое в большинстве групп растений и животных, а также структурные ограничения, озадачивающие столь многих биологов, можно теперь объяснить, признав существование трех главных уровней эволюции.
