Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Если рассматривать эти дискуссии в свете исторического обзора, данного таким скрупулезным исследователем, как Макс Ферворн в его «Общей физиологии» (V е г w о г п М., Allgemeine Physiolo-gie, 1894), становится ясно, что лишь сейчас впервые удалось детально рассмотреть некоторые химические механизмы и физические условия, обусловившие образование органических веществ задолго до того, как на Земле возникли живые образования.
На последующих заседаниях больше внимания будет уделено ориентации и взаимодействию полимеров, возникших в подобных предбиологических условиях. На примерах современных живых клеток показано, что ориентация и взаимодействие полимеров необходимы для создания структур, причем эти процессы, по-видимому, представляют собой более поздний этап развития биологического мира, следующий за возникновением органических молекул.
Мы уже слышали в докладах упоминания о коацерватах; теперь эти системы будут рассмотрены подробно. Стремление смесей органических и неорганических веществ образовывать структуры с границами раздела фаз и с включениями в пределах этих границ известно давно; описанное явление заслуживает более внимательного изучения с помощью современных методов исследований и требует глубокого теоретического анализа. Вскоре вы услышите доклады на эту тему.
В прошлом был изучен целый ряд дискретных тел, обнаруживаемых микроскопически в смесях химических соединений. Подобные образования принято было называть клеточными моделями — термин, который, по-видимому, не следует употреблять в дальнейшем.
Начиная с масляных капель Румблера и Бючли и вплоть до настоящего времени в литературе можно встретить захватывающие описания и рисунки, показывающие лишь, что почти любая структура живой клетки может быть имитирована с помощью комбинаций некоторых физических и химических условий. По-видимому, наиболее сложными и причудливыми из всех старых «клеточных моделей» были те, которые описал Эррера (Herrera A. L., Arch. Plasmol. Gen., 1, 55, 1912). В 30-х годах нашего века Криль изучал «автосинтетические клетки» и сообщил данные об их структуре, движении, делении и обмене (С rile G., Т е 1 k е s М., R ow-
1 a n d A. F., Protoplasma, 15, 337, 1932; те же авторы, Arch. Surg., 23, 1931). В более позднее время исследователи, вооружившись точными методами, обратили особое внимание на поведение монослоев и смешанных слоев, представляющих собой или пленки, выстилающие углубления, или пограничные слои, ограничивающие глобулы. Авторы большинства этих исследований стремятся воссоздать избирательные свойства активных клеточных мембран.
Нам необходимо выяснить, каким образом полимеры и другие соединения, возникшие в предбиологических условиях, могут взаимодействовать друг с другом с образованием структур, способных выполнять функции, недоступные для отдельных изолированных единиц. Должны быть созданы градиенты различных типов, и следует знать пути их создания. Необходимо не только установить свойства веществ, организованных в структуры, но следует также выяснить, какую новую информацию они несут в себе по сравнению с информацией, содержащейся в линейных полимерах, входящих в состав более сложных образований.
Ведь именно организация в двумерные и трехмерные структуры и лежит в основе жизни.
ПУТИ НАЧАЛЬНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ИСКУССТВЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭТОГО ФОРМИРОВАНИЯ В КОАЦЕРВАТНЫХ КАПЛЯХ
А. И. ОПАРИН
Институт биохимии им. А. Н. Баха АН СССР, Москва
В настоящее время можно считать в принципе научно обоснованным то положение, что в определенный период существования Земли на ее поверхности абиогенным путем образовался «первичный питательный бульон» — водный раствор разнообразных органических веществ и их более или менее высокомолекулярных полимеров.
В своем докладе я хотел бы сделать следующий шаг и попытаться наметить экспериментальные подходы к решению вопроса о путях формирования в этом «бульоне» первичных живых существ.
Характерным для жизни является то, что она не просто рассеяна в пространстве, а представлена отграниченными от внешнего мира индивидуальными системами — организмами. Их возникновение могло произойти только на основе длительной эволюции, постепенного совершенствования каких-то гораздо более простых исходных систем, выделившихся из первичного однородного «бульона».
В этом последнем, как и в простом водном растворе органических веществ и неорганических солей, химические превращения не носили какого-либо организованного характера, а совершались независимо друг от друга во всевозможных направлениях, хаотически перекрещиваясь между собой. Напротив, в живых существах отдельные химические реакции строго согласованны, происходят в определенной последовательности, составляющей в своей совокупности единую систему биологического обмена веществ, обеспечивающего самосохранение, рост и самовоспроизведение всего организма в целом в данных условиях внешней среды.
Задача и состоит именно в том, чтобы экспериментально обосновать возможные пути образования таких исходных систем, которые могли бы взаимодействовать с внешней средой по типу открытых систем и в которых происходящие на этой основе химические превращения делались бы все более и более организованными, приближаясь в процессе своей эволюции к биологическому уровню обмена веществ.
