Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
ховатой стороне мембран; на гладкой стороне рибосомы отсутствуют. Дельная клетка топологически может рассматриваться как очень сложная система каналов, разделяющих вещество клетки на две фазы с разными концентрациями белка и других макромолекул; одна из этих фаз может быть названа эндоплазмой, а другая—эндолимфой.
Все эти соображения необходимо принимать во внимание при рассмотрении начальных стадий образования клеток или органелл. Они подразумевают существование частиц, особенно полимерной структуры, имеющих размеры в несколько десятков или даже сотен ангстрем; при подходящих концентрациях они образуют коацер-ваты, в промежутках между которыми может происходить концентрирование молекул меньших размеров, таких, как молекулы белков. До сих пор эти вещества или эти состояния материи изучены мало. Возникновение организмов, т. е. окончание второй стадии генезиса жизни, вряд ли может быть понято без большой экспериментальной работы, в том числе без исследований в области физической и коллоидной химии.
Только на таком пути мы сможем выяснить, как в действительности протекали начальные этапы жизни задолго до возникновения организмов, в частности требовали ли они, как я предположил в свое время, наличия молекулярных слоев, адсорбированных на частицах глины или вкрапленных в глину или в кристаллы гидроокиси железа?
Изучая микроструктуры живых организмов, мы можем получить указания на их происхождение. С одной стороны, при этом, вероятно, удастся выявить некоторые общие принципы, регулирующие не только жизнь на Земле, но и жизнь при иных условиях. С другой стороны, можно будет выявить особенности, характерные именно для земной жизни.
Общий философский вопрос, возникающий при анализе данных современной молекулярной биологии, состоит в том, что почти все структуры или функции являются результатом того, что может быть названо «предписанием». Цепь ДНК не содержит ничего, что можно было бы назвать описанием структуры, которая должна быть создана, или активности, которая должна проявиться; шаблоны специфического поведения, по-видимому, генетически встроены в организм животного. Они возникают в результате получения определенных инструкций, и конечный результат заложен в этих инструкциях, которые должны реализоваться в результате целой серии косвенных сдвигов. Согласно нашему антропоморфистскому или, точнее говоря, техноморфистскому взгляду на вещи, создаваемый объект или свойственная ему функция рассматриваются как созданные предварительно. Люди работают по плану: даже если лицо, выполняющее данную инструкцию, не представляет
себе полностью весь план, оно все же знает, что кто-то этот план составил. Очевидно, в природе все идет иначе. В строгом смысле слова природа не «творит», хотя в более глубоком смысле может быть это и так. Действительно, рассматривая во всей полноте проблему самоэволюции химических или структурных механизмов, на которых базируется жизнь, мы приходим к выводу, что эти механизмы не могли предсуществовать заранее в виде некоей идеи.
Мы должны изучить, каким образом инструкция изменяется в процессе создания окончательного организма. Вопрос о возможности наследования приобретенных признаков, очевидно, необходимо пересмотреть заново в свете последних данных в области молекулярной биологии, причем вполне возможно, что он окажется бессмысленным.
Идея инструкции может оказаться плодотворной в приложении к проблеме эволюции, особенно к проблеме биохимической эволюции на ранних стадиях преджизни и жизни. При взаимодействии молекул в среде, в которой сообщение между отдельными частями системы затруднено, цепь процессов, начавшаяся с какого-то случайного события, может создавать условия, способные оказывать влияние на все реагирующие молекулы. Применяя эту молекулярную аналогию к дарвиновской концепции выживания наиболее приспособленных организмов, можно сказать, что те процессы, которые приводят к экономии материала или свободной энергии, будут преобладать (принцип Горовица). Это позволит нам в какой-то степени понять и оценить те границы, в которых возможно существование и развитие жизни.
Опасно пытаться делать обобщения на основании одного примера. Это утверждение справедливо и для жизни на Земле, хотя она и изучена весьма обстоятельно. Очевидно, однако, что все самовоспроизводящиеся системы имеют некоторые общие химические свойства. Они должны постоянно поддерживать свою активность, или, во всяком случае, каким-то образом противостоять, ее быстрым изменениям. Иными словами, они должны удовлетворять законам, справедливым для термодинамической открытой системы, энтропия которой остается приблизительно постоянной благодаря подводу свободной энергии. Необходимым условием: является, далее, сохранение и воспроизведение структуры путем молекулярной репродукции, также необходимой для создания любой структуры, способной образоваться самопроизвольно путем модификаций или кристаллизации. Это в свою очередь подразумевает копирование информации (вариации допускаются лишь изредка), хранение информации и механизм ее передачи. Геометрические соображения заставляют предположить, что передача информации происходит при помощи полимерной цепи, т. е. носит в основном линейный характер. У земных форм жизни передача информа-
