 |
 |
 |
 |
 |
||||||||
 |
 |
|||||||||||
 |
 |
|||||||||||
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
||||||
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теорії з’являються і зникають, а жабеня залишається. Жан Ростан (1960) Як ви розумієте, що таке “життя”? Чим відрізняється найпростіша(умовно!) біологічна система від простого набору хімічних елементів? Скажімо, синій кіт довжиною 30м., чи одноклітинний організм – амеба, розміром 1/2000-на мм. Вважається, що система є живою не стільки через унікальний хімічний склад(що в основному містить вуглець, азот, кисень, водень), скільки завдяки складній впорядкованості, яка визначає протікання особливих біологічних процесів. Цими основними функціямии є: перетворення енергії, зберігання інформації та самовідтворення. У світі науки прийнято за факт, що найперша жива система була набагато простішою від будь-якої із сучасних бактерій; тим не менш, ці базові функції обовязково мали бути забезпечені. Питання про виникнення життя – це питання про появу саме такої системи.
Терміном “хімічна еволюція” позначають гіпотезу, загальноприйняту як наукове пояснення процесів, що мали призвести до виникнення перших найпростіших форм життя. Біохімічна еволюція розглядається в якості ранньої фази еволюційного процесу. Загальноприйнятим сценарієм подій вважається наступний. Вплив сонячної енергії на атмосферу раннього періода і земну поверхню призвів до появи «первинного бульйону» : органічні молекули, розчинені в первинному океані. У ході біохімічної еволюції необхідно пройти 4 кроки на шляху від неживого до живого. Якщо хоча б один з них не буде виконано – життя не зможе утворитись «саме по собі». Давайте розглянемо ці гіпотетичні кроки 1 за 1. Це :- виникнення органічних молекул з неорганічних речовин,
Отже, 1-й крок.
Взагалі у науковців не існує спільної думки про те, якими мали б бути первинні умови. Наприклад. А) Літосфера Для проблеми походження життя має значення лише кора Землі. Хімічний склад її вуглистих комплексів мало вивчено. Зокрема, мають бути нвявні силікати Al, Ca, Fe, Mg, Na та інші компоненти. Б) Гідросфера До цього часу не існує точних даних про кількість води в первинному океані. Вважають, що на поверхні Землі було менше 1/10 об’єму сучасних вод. Суперечливі погляди існують і з питання рН. УФ-промені проникали в океан на глибину 19м. Однак, накопичення біохімічних сполук в результаті фотохімічної дії здається малоймовірним, оскільки реакційноздатні сполуки дуже нестабільні у водних розчинах, до того ж – при дії опромінення. Таким чином, життя могло б виникнути лише у місцях розділу двох фаз: твердої і рідкої, рідкої і газової, чи двома рідкими чи твердими – а зовсім не в традиційній “колисці живого” – глибинах первинного океану. В) Атмосфера Існує щонайменше, три гіпотези складу суміші газів первинної атмосфери:
Є також припущення про склад атмосфери, що містить крім того СО, Н2S, та РН3. Вміст кисню, очевидно, не перевищував 0,1% від сучасного, хоча локально можливо було коливання його кількості. Г) Джерела енергії Відома руйнівна дія деяких видів енергії. Можливими дженрелами є:
Синтез низькомолекулярних сполук Однозначно ніхто не може назвати, якими мали бути первинні умови. 1952р – Міллер і Юрі : хімічні судини було наповнено сумішшю газів первинної гіпотетичної атмосфери і піддано дії ел. Розрядів. УРА ! аналіз того, що утворилось у спеціальних ловушках, показав 2% а-к. З часів цих експериментів надихнутими вченими було отримано в різних дослідах 19 з 20 а-к (крім лізіну), 5 основ НК і різні ж/к. Однак, успіхи дослідників у цій області піддаються серйозній критиці через невиконання умов гіпотетичного раннього середовища. Справа у застосованих сумішах газів: метан, просто необхідний для с-зу а-к і аміак швидко руйнуються під дією УФ, Н не може накопичуватись і т.д. Крім того, рибоза і дезоксирибоза – цукри РНК і ДНК так ніколи і не були отримані. Ідемо далі 2. Синтез ДНК, РНК і білку – основ життя Експериментально не показано, яким чином можна ізолювати амінокислоти від остаточних і побочних продуктів, очистити і зібрати їх у потрібній для подальших реакцій концентрації. У процесі реакції конденсації з двох амінокислот утворюється дипептид, вивільняється молекула води. При цьому хімічна рівновага знаходиться на стороні окремих амінокислот, отже реакція може відбуватись тільки за особливих умов ( активовані амінокислоти або протеїновий каталіз ). В умовах “бульйону” це не показано. Крім того, значну проблему представляють процеси гідроліза: для поліпептидів у водному середовищі ця реакція є конкурентноздатною щодо синтезу. Фокс і Дозе при нагріванні чистих а-к сумішей отримували пептиди, але і тут є 4 проблеми:
Д-а-к здатна вивести з ладу всю с-му,
Щодо НК – їх структура набагато складніша, і мало того, що всі ці проблеми існують для синтезу їх – взагалі це настільки складно, що вченим доводиться просто вірити, що це могло відбутись.
Констатацією фактів є твердження: до сьогодні експериментально не отримано ні справжніх протеїнів, ні нукл.кислот. Для подальших моделей треба виходити з того, що це все ж таки відбулося. 4. Реплікація Наступним питанням є перехід від ланцюжків а-к і “фрагментів генів” до першого блоку сполучених між собою елементів, які могли б самовідтворюватись. Структура з білків, що закодовані в РНК і подвоюють її, називається реплікативною одиницею. Отже, якщо уявити собі, що спіраль РНК якимось чином виникла, то далі їй треба якось подвоюватись. Подвоєння інформативної молекули в живій системі можливо лише за допомогою ферментіф (білків-каталізаторів реакцій), а структура ферменту закодована на самій РНК! Схоже на питання, що виникло перше : курка чи яйце? Теорія Гілберта, що отримала назву “світ РНК”, запропонувала саме рибо-нуклеїнову кислоту у якості первинного носія інформації. При проведенні експериментів із самозбіркою РНК за абсолютно точного виконання умов, у присутності йонів метала, відбувається сполучення нуклеотидів, що беруть участь в реакції. Але: по-перше, вони занадто короткі (макс. 300-400 нуклеот-в, тоді як потрібні тисячі), по-друге, вони не кодують білка – отже головне питання зв”язку з білками не вирішується. Таким чином, наукової гіпотези про те, як міг виникнути генетичний код, не існує. 4. Ну що ж останній крок – утворення клітини, найменшої функціональної 1-ці живого. Як ми зазначали спочатку, для функціонування організм повинен мати принаймні такі 4 підсистеми
При цьому усі чотири системи взаємопов’язані, у тому числі, утворюючи замкнені кола:
Док. біохімії, Біхі нещодавно опублікував свій т.зв. закон Irreducible complexity, або Мінімальної можливої складності, згідно з яким живий організм не може існувати без мінімума необхідних компонентів. Наприклад, як мишоловка – без складових її механізму. Це означає, шо виникнення такої складної системи як клітина може бути тільки одразу як єдине ціле – а не окремі компоненти. В умовах “первинного бульйону” це не показано. Але і це ще не все. Наскільки відомо науці, усі живі системи в природі знаходяться у складних взаємовідносинах, без яких їх існування немислиме. Це ж говорить про те, шо на початку мав би виникнути не окремий живий організм, а ціла екосистема, що вимагає ще більшої віри у випадковість цього. Тому було запропоновано ще безліч теорій, як от: -Кернз Сміт – виникнення життя на основі глинистих сланців, -Гюнтер Вахтершаузер – гіпотеза про первинність метаболізму, -Ейген – теорія гіперциклу і т.д. Шкода, що ми мали час розглянути тільки класичну наукову гіпотезу. Висновок? . Сьогодні наука не може дати пояснення феномену життя(зокрема, його виникнення) в межах відомих законів природи. Навпаки, підтверджується висновок Пастера : Omne vivum ex vivo(живе походить від живого).
| ||||||
| Пишите нам! E-mail: biolog@ukr.net Schreiben Sie uns! | ||||||
|