Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
8. ДЫХАНИЕ
После того как в атмосфере накопилось достаточное количество кислорода, смог возникнуть процесс дыхания; по-видимому, это тоже произошло в результате мутации. Дыхание в некотором смысле противоположно фотосинтезу: в этом процессе двуокись углерода не разлагается, а образуется. С другой стороны, оно имеет
сн2 сн, сн
HOOC-Hf-HfJi-f ^ у~4СН=СН2
=<?v
Fe- протопорфирин -9( гем) С34Н33°4 N4Fe
/N
(CH2)3
нс-сн,
4н2),'
НС
SCH3
Хлорофилл а
Фиг. 41. Структура тема и хлорофилла [18].
В центре этих сложных молекул находится атом металла, окруженный четырьмя атомами азота. В молекулу гема входит атом железа, а в молекулу хлорофилла — атом магния. Длинный «хвост» молекулы хлорофилла химически устойчив. Эта цепочка атомов способна более или менее полно сохраняться миллиарды лет. Именно она служит основой пристана и других соединений, входящих в состав молекулярных ископаемых (гл. XII, разд. 10—12).
много общего с фотосинтезом. Во-первых, дыхание тоже является высокоэнергетическим процессом обмена — оно дает гораздо больше энергии, чем, например, брожение. Во-вторых, дыхание и фотосинтез, приводящие к столь разным результатам, в наши дни осуществляются при участии очень схожих между собой сложных молекул— гема и хлорофилла (фиг. 41).
Всем современным аэробным существам — и животным, и растениям — свойственно дыхание'. Различие состоит в том, что у растений имеется и дыхание, и фотосинтез, а у животных — толь-
1 Существует еще один тип окисления, в котором используется не молекулярный кислород, а кислород, высвобождаемый из окислов, например из окиси двухвалентного железа [21]. Значение этого типа окисления неясно.
ко дыхание. В жизни растений фотосинтез важнее, и они производят кислород в количестве, достаточном и для всего животного царства.
Из следующей главы мы узнаем, что для каждой группы животных существует некоторый критический уровень содержания кислорода, ниже которого свободное дыхание, а следовательно, са-ыа жизнь становится для них невозможной. Бактериям достаточно гораздо меньших количеств кислорода, чем животным, — примерно 1% современного количества кислорода в атмосфере (21%). Более того, многие бактерии, так называемые факультативные анаэробы, способны в случае необходимости переключать свой обмен с дыхания на брожение. Это происходит при падении содержания кислорода до 1% современного атмосферного. Хотя не исключено, что дыхание появилось, когда в атмосфере было гораздо меньше свободного кислорода, — на такую возможность указывает «фотогальваническая модель» Гранина [18], изображенная на фиг. 40, — все же при низком содержании кислорода, менее 1 % современного, брожение и родственные процессы были, по-видимому, выгоднее дыхания. Поэтому для простоты можно принять, что дыхание возникло после того, как благодаря фотосинтезу содержание свободного кислорода в атмосфере дошло до этого критического уровня (гл. XV).
Список литературы
1. Bernal J. D., The problem of stages in biopoesis. In: Опарин А. И. (ред.), Origin of Life on the Earth, Pergamon, London, 38—53, 1959.
2. Bernal J. D., The scale of structural units in biopoesis. In: Опарин А. И. (ред.), Origin of Life on the Earth, Pergamon, London, 385—399, 1959.
3. Bernal J. D., Origin of life on the shores of the ocean. In: M. Sears (Editor), Oceanography, Am. Assoc. Advan. Sci., Washington, D.C., 95—118, 1961.
4. Bernal J. D., Molecular matrices for living systems. In: S. W. Fox (Editor), The Origin of Prebiological Systems, Academic Press, New York, N. Y., 65—88, 1965 (Происхождение предбиологических систем, изд-во «Мир», стр. 76, М., 1966).
5. Blois М. S., Random polymers as a matrix for chemical evolution. In:
S. W. Fox (Editor), The Origin of Prebiological Systems, Academic Press, New York, N. Y., 19—33, 1965 (Происхождение предбиологических систем, изд-во «Мир», стр. 27, М., 1966).
6. Bungenberg de Jong Н. G., La coacervation, les coacervats et leur importance en biologie, Actualites Sci., Ind., 397, 398, Herman, Paris, 52—56, 1936.
7. Calvin М., Chemical evolution, Proc. Roy. Soc. (London), Ser. A, 288, 441—466 (1965).
8. Calvin М., Chemical Evolution, Clarendon, Oxford, 278, 1969 (М. Кальвин, Химическая эволюция, изд-во «Мир», М., 1971).
9. Calvin М., Bassham J. A., The Photosynthesis of Carbon Compounds, Beniamin, New York, N. Y., 127, 1962.
10. Crick F. H. C., The genetic code. Ill, Sci. Am., 215 (4), 55—62 (1966).
11. Crick F. H. C., The origin of the genetic code, J. Mol. Biol., 38, 367—379 (1968).
12. Fox S. W. (Editor), The Origin of Prebiological Systems, Academic Press, New York, N. Y., 482, 1965 (Происхождение предбиологических систем,
изд-во «Мир», М., 1966).
13. Fox S. W., Self-assembly of the proto-cell from a self-ordered polymer, J. Sci. Ind. Res., 27, 267—274 (1968).
