Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Руттен М. -> "Происхождение жизни " -> 56

Происхождение жизни - Руттен М.

Руттен М. Происхождение жизни — М.: Мир, 1973. — 456 c.
Скачать (прямая ссылка): proishogdeniejizniestestvennimputem1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 50 51 52 53 54 55 < 56 > 57 58 59 60 61 62 .. 181 >> Следующая

Жающей среды. Например, осмотическое давление жидкостей тела большинства позвоночных близко к осмотическому давлению морской воды независимо от того, обитает животное в море, на суше или в пресной воде. На заре развития жизни мембраны были, конечно, не такими сложными, как теперь. Все же уже на самых ранних стадиях развития метаболизма должна была в ка-
кой-то форме проявляться активность, родственная той, которая свойственна мембранам. Ведь метаболизм всегда изменяет концентрацию одного или нескольких веществ, отчего и возникает различие между составом внешней и внутренней среды.
Это различие сохраняется благодаря важному свойству мембран: они обычно устроены так, что пропускают одни молекулы и задерживают другие. Данное свойство мембран определяется в основном размерами или электрическим зарядом (или тем и другим вместе) молекул, составляющих мембрану. Такие мембраны называются полупроницаемыми; в результате их функционирования возникает разница осмотических давлений по обе стороны мембраны.
Полагают, что образование примитивных мембран было в принципе сходно с образованием коацерватных капель. Оно могло начаться с выстраивания полярных молекул на поверхности раздела воздух — вода или липид — вода. Современные клеточные мембраны сложены из двойных мономолекулярных слоев липидов. Липиды играют главную роль в современных мембранах, хотя известны и нелипидные мембраны. Схема строения липидной мембраны показана на фиг. 39.
5. МЕТАБОЛИЗМ
Коль скоро образовались мембраны, может уже идти метаболизм. В принципе это не что иное, как поглощение и выделение с промежуточной реакцией (или цепью реакций), превращающей поглощенную пищу в подлежащие выделению отбросы. Дыхание — это поглощение кислорода и выделение двуокиси углерода.
У современных организмов эти два акта разделены довольно сложной цепью реакций. Но сходные по своей сути очень простые реакции могли бы происходить уже с абиогенными соединениями на молекулярном уровне. На фиг. 39 схематически показано, как это могло бы выглядеть. Крупные глобулярные молекулы, адсорбированные мембраной, легко могут отдавать какую-либо свою группу ближайшей полярной молекуле, а та передает ее соседней молекуле.
Более сложную модель предложил Граник [18]; эта модель показывает, что процессы, родственные органическому фотосинтезу и дыханию, могут происходить уже на молекулярном уровне организации. В модель Граника, названную им «фотогальваническая минеральная ячейка», входят составные части «первичного бульона» и его субстрата — первобытной земной коры. Предполагается, что в этой системе могли бы протекать простые реакции, сходные или с фотосинтезом, или с дыханием, смотря по тому, какие «органические» соединения вступают с ней в контакт. Таким образом, она могла бы служить неорганическим поставщиком энер-
гии, предшественником более эффективных и более специализированных органических реакций, свойственных ранней жизни (фиг. 40).
Хотя в подобные процессы вовлекается гораздо меньше энергии, чем в современные процессы обмена, такие переносы энергии могли иметь большое значение в тот момент, когда реакции из беспорядочных превратились в упорядоченные.
- >
I О
I_____________н
н* н*
*Fe—S :S—Fe2+
Fe-S: S-Fe!
(Fe0-Fe203)n
Fe
]•
Fe
\ /
HO- OH
MnO,
t
OH" A On + H00
н3 Восстановитель
-0,4
nhv>
Fe
T~
OH-
0.0
+ 0.4-
+ 0,8
Окислитель
Фиг. 40. «Фотогалъваническая модель» Гранина [18].
Она поясняет, каким образом основные реакции, характерные для фотосинтеза и дыхания, — восстановление и окисление — могли выполняться минералами, присутствующими на поверхности Земли. Здесь рассматривается довольно распространенный минерал магнетит (Fe0-Fe203) с примесями. В кристаллической решетке магнетита ионы двухвалентного и трехвалентного железа расположены особым образом, благодаря чему он может играть роль ловушки электронов. Кроме того, магнетит легко поглощает свет, т. е. энергию, и обладает свойствами полупроводника. Если на поверхности этого минерала адсорбирован тонкий слой других веществ, что вполне обычно, то, поглощая солнечный свет, магнетит будет действовать как восстановитель или как поглотитель. Первая возможность показана в верхней части схемы. Здесь магнетит покрыт монослоем FeS и FeS2. Падая на поверхность, световые кванты должны вызвать движение электронов (е) к поверхности магнетита. Как видно на схеме, группы S—S будут восстанавливаться до SH с последующим высвобождением водорода (П2). Нижняя поверхность магнетита покрыта монослоем гидроокиси трехвалентного железа с небольшим количеством окиси марганца (МпО?). При поглощении квантов света этим темноокрашенным слоем электроны Должны переходить от ионов гидроксила через ионы железа вверх, т. е. внутрь кристалла магнетита. В результате гидроксил-ионы окисляются и образуется вода.
Предыдущая << 1 .. 50 51 52 53 54 55 < 56 > 57 58 59 60 61 62 .. 181 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed