Миф об абиогенезе - современная критика. Первобытный бульон

Первичный бульон — WiKi

Первичный бульон — термин, введённый советским биологом Александром Ивановичем Опариным. В 1924 году он выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение, в ходе постепенной химической эволюции, молекул, содержащих углерод, в первичный бульон.

Первичный бульон предположительно существовал в мелких водоёмах Земли 4 млрд лет назад. Он состоял из аминокислот, полипептидов, азотистых оснований, нуклеотидов и образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода.

В 1923 году советский учёный Александр Иванович Опарин предположил, что в условиях первобытной Земли органические вещества возникали из простейших соединений — аммиака, метана, водорода и воды. Энергия, необходимая для подобных превращений, могла быть получена или от ультрафиолетового излучения, или от частых грозовых электрических разрядов — молний. Возможно, эти органические вещества постепенно накапливались в древнем океане, образуя первичный бульон, в котором и зародилась жизнь.

По гипотезе А. И. Опарина, в первичном бульоне длинные нитеобразные молекулы белков могли сворачиваться в шарики, «склеиваться» друг с другом, укрупняясь. Благодаря этому они становились устойчивыми к разрушающему действию прибоя и ультрафиолетового излучения. Происходило нечто подобное тому, что можно наблюдать, вылив на блюдце ртуть из разбитого градусника: рассыпавшаяся на множество мелких капелек ртуть постепенно собирается в капли чуть побольше, а потом — в один крупный шарик. Белковые "шарики" в первичном бульоне притягивали к себе, связывали молекулы воды, а также жиров. Жиры оседали на поверхности белковых тел, обволакивая их слоем, структура которого отдалённо напоминала клеточную мембрану. Этот процесс Опарин назвал коацервацией, а получившиеся тела — коацерватными каплями, или просто коацерватами.

Далее происходили разные случайные процессы, но интересно не это. То, что образовывалось, является лишь носителем информации, содержащейся в любой ДНК. Соответственно, для того, чтобы клетки начали делиться, им нужно иметь некое программное обеспечение, по которому как по инструкции строятся другие клетки. Вопрос, откуда появился источник информации, который её записал на этот "бульон", остаётся неизученным.

ru-wiki.org

Первобытный бульон

www.evoluts.ru

где и когда зародилась жизнь на Земле — РТ на русском

Исследователи из Австралийского центра астробиологии обнаружили в отложениях минерала гейзерита возрастом 3,48 млрд лет следы жизни. Эта находка позволила учёным говорить о том, что первые бактерии могли появиться на нашей планете в пресных источниках, а не в солёных водах океана, как считалось прежде. RT рассказывает, где обнаружили самые древние признаки живых организмов и как следы доисторических земных бактерий помогут искать жизнь на Марсе.

На 3 миллиарда лет раньше

Австралийские учёные заявили, что обнаружили древнейшие следы жизни на суше — им почти 3,5 миллиарда лет. К такому выводу учёные пришли, исследовав геологическую формацию Дрессер в области Пилбара (Западная Австралия). Подобные участки, не затронутые тектонической активностью в последний миллиард лет, называют кратонами.

• Формация Дрессер
• © American Association for the Advancement of Science (AAAS) / eurekalert.org

Результаты исследований древней геологической формации Дрессер в кратоне Пилбара говорят о том, что её отложения сформировались в водоёмах на суше. На это указывает обнаружение гейзерита — кремнезёмистой породы, которая по большей части состоит из опала. Гейзерит, или кремнистый туф, формируется в местах расположения гейзеров или потоков термальных вод. Что интересно, подобной породы старше 400 млн лет ещё не находили.

Не менее важной находкой австралийских учёных стали строматолиты — отложения, которые являются результатом жизнедеятельности микроскопических организмов. В части отложений обнаружены небольшие пузырьки, которые могли появиться в результате выброса газообразных продуктов метаболизма древних бактерий. Подобные пузырьки появляются и сохраняются только в особой субстанции — полимерном веществе, которое выделяют живые клетки.

На Земле и за её пределами

Австралийские находки интересны по двум причинам. Во-первых, если учёные из центра астробиологии правы, то им удалось найти подтверждение тому, что жизнь на Земле могла зародиться в термальных пресных источниках на суше, а не в солёных водах океана.

«Наша находка, и без того удивительная, не только отодвигает представление о существовании жизни в горячих источниках на 3 млрд лет назад, но и говорит о том, что жизнь на суше могла появиться на 580 млн лет раньше, чем считалось, — поясняет руководитель исследовательской группы Тара Джокич. — Это может означать, что жизнь зародилась в пресных термальных источниках на суше, а не вышла из глубин океана и адаптировалась к земле, хотя этой версии сейчас и уделяют гораздо больше внимания».

• Камни формации Дрессер со следами жизни
• © University of New South Wales

Во-вторых, найденные в кратоне Пилбара породы могут подсказать, где и как искать на Марсе следы некогда существовавшей жизни. По словам исследователей из Австралийского центра астробиологии, грунт на Марсе в некоторых областях обладает признаками такой же геологической структуры, что и кратон Пилбара. К тому же, как пояснил профессор Мартин ван Кранендонк из Австралийского центра астробиологии, кратон Пилбара по возрасту соответствует значительной части коры на Марсе. Подобные районы на Земле большая редкость, поскольку поверхность нашей планеты относительно быстро меняется.

Считается, что ряд локаций, куда NASA может посадить следующий ровер, как раз имеет следы термальных источников. Это, например, Колумбийские холмы Красной планеты.

Соперники по древности

Существуют заявления о находке более ранних форм жизни — притом в солёной воде. Так, ван Кранендонк в 2016 году участвовал в исследовании осадочных пород в Гренландии. Считается, что строматолиты в гренландской формации Исуа, похожие на находки в Австралии, свидетельствуют об очень ранних формах жизни. Отложения этой формации образовались 3,7 млрд лет назад под слоем морской воды.

• Следы жизни в формации Исуа, Гренландия
• © Sci-News.com

Группа исследователей из Великобритании, США и Норвегии выступила с ещё более смелым заявлением. В марте 2017 года они сообщили, что обнаружили в канадском Квебеке остатки живых существ, обитавших на Земле 4,28 млрд лет назад. Изученные ими образования со следами железа, минералов и продуктов обмена веществ, по мнению учёных, могут говорить о существах, обитавших на дне океана, у гидротермальных источников. Однако это заявление пока вызвало больше критики, чем поддержки. Специалисты сомневаются и в датировке (по их мнению, найденные образования могут оказаться на миллиард лет моложе), и в биологическом происхождении обнаруженных «признаков жизни».

russian.rt.com

Первичный бульон - Справочник химика 21

    Химическая эволюция привела к появлению биологической формы движения. Это произошло в результате развития химических систем и процессов, в них происходящих, а не только веществ. Реализация этого направления химической эволюции началась на самых ранних этапах геологической эволюции Земли в первичном бульоне , как назвал А. И. Опарин состав океана, где зарождалась, по-видимому, жизнь. [c.13]

    Появление открытых каталитических систем и их отбор по наиболее перспективным для химической эволюции базисным реакциям в условиях первичного бульона можно представить следующим образом. В некоторых водоемах в целом, или па их поверхности, или же в каких-либо местных локальных очагах на границе с литосферой, возможно в местах подводного выхода фумарол (отверстий, по которым выходят из недр Земли вулканические газы), на первичной Земле могли возникнуть условия спонтанного и длительного протекания какой-либо химической реакции, обеспечиваемой постоянным притоком реагирующих веществ и наличием простейшего катализатора. Природа такой базисной реак- [c.15]

    Затем было доказано, что условия, в которых это происходит, вовсе не исключают возможности протекания соответствующих реакций на Земле и особенно в водах того первичного океана, который биохимики иногда называют первичным бульоном. [c.205]

    После того как мы непосредственно от астрофизики перешли к первичному бульону , у читателя, возможно, возникли новые сомнения. Во-первых, наше описание кажется ему, вероятно, очень уж спекулятивным. Ведь никто при всем этом не присутствовал — как же геохимики могут так точно знать, что происходило в то время на самом деле Во-вторых, он вспоминает первую главу. Там мы писали о том, что органические соединения в противоположность неорганическим ионам реагируют друг с другом крайне медленно, вследствие чего организмы и создали специ- [c.385]

    Займемся сначала вторым возражением. Как обстоит дело со скоростью реакций между органическими веществами На стр. 20 мы читаем Если же слить вместе глицерин и жирные кислоты (это вещества, из которых состоят жиры), то даже спустя несколько дней мы не обнаружим в смеси никакого жира . Но мы должны уяснить себе, что, когда речь идет о процессах, протекавших в первичной атмосфере и первичном бульоне , приходится иметь дело совсем с другими масштабами времени, чем в случае опытов в пробирке. Ведь для превращения первичной атмосферы в современную окисленную, для возникновения первичного бульона , по мнению геохимиков, понадобилось 1—1,2 миллиарда лет. Что по сравнению с этим какие-то несколько дней  [c.386]

    Эксперименты доказывают, что первичный бульон был питательным  [c.387]

    Существует еще одна гипотеза в первичном бульоне в результате полимеризации возникают макромолекулы ДНК. Многие из них имеют бессмысленную последовательность нуклеотидов, но некоторые могут сойти за примитивные гены (ведь первоначально они вовсе не должны нести много информации). Жизнь могла, по-видимому, возникнуть лишь тогда, когда один из этих генов был поглощен какой-нибудь подходящей капелькой, с которой он взаимодействовал,— получалась как бы система, состоящая из примитивного ядра и примитивной цитоплазмы. Так могла бы образоваться координированная гармоническая система, способная к обмену веществ, росту и размножению. [c.400]

    Чего до поры до времени недоставало, так это пуринов и пиримидинов— органических оснований, которые, как мы помним, служат строительными блоками нуклеиновых кислот. Однако уже в 1961 году был найден аденин в 1963 году обнаружили гуанин и аденозин, а также, как чи трудно этому поверить, аденозинмонофосфат, аденозиндифосфат и аденозинтрифосфат (АМФ, АДФ и АТФ), а нам уже известно, что последний из них— универсальный донор энергии для клетки. И все они возникли в условиях, подобных тем, которые, по всей вероятности, господствовали во времена первичного бульона (аденин, например, образовался из метана, аммиака и воды при сильной бомбардировке электронами). [c.389]

    Тем самым была решена проблема, очень важная для вопроса о происхождении жизни на Земле (и притом решена экспериментально ) первичный бульон служил превосходным питательным раствором, он содержал в достаточном количестве и в достаточном ассортименте первую пищу для первых организмов. Но тут немедленно встает следующий вопрос как же все-таки возникли эти первые организмы, первые клетки  [c.390]

    Все предположения касательно возникновения первых организмов исходят из предпосылки (или факта ), что встречавшиеся повсюду в первичном бульоне органические вещества не просто соприкасались друг с другом, но в меру своей реакционной способности взаимодействовали между собой, так что в первичном бульоне происходило множество химических реакций. Можно ли называть подобные химические реакции обменом веществ ) [c.390]

    Поэтому вряд ли можно осуждать младшее поколение исследователей, если они, не всегда считаясь с традициями, спокойно говорят об обмене веществ в первичном бульоне . [c.391]

    В такой обменивающейся среде достаточно только , чтобы произошло обособление маленьких областей, хотя бы за счет того, что они оказались окруженными мембраной,— и перед нами была бы примитивнейшая клетка. Мы уже говорили о том, что при наличии липидного материала могут спонтанно образовываться моно- и бимолекулярные пленки. Вполне вероятно, что они возникали в первичном бульоне , вычленяя и обособляя друг от друга почти шаровидные его области. Однако такие области не были полностью изолированы, ведь, как известно, липидные мембраны обладают определенной проницаемостью. Это делало возможным проникновение внутрь новых питательных веществ, когда старые оказывались использованными. [c.391]

    Специалисты в области физической химии умеют составлять комплексные коацерваты из самых разных компонентов и изучать протекающие внутри них реакции. При этом нередко обнаруживают такие коацерваты, в которых происходит нечто вроде внутренней вторичной коацервации — возникают вакуоли , которые к тому же окрашиваются теми же красителями, что и вакуоли живых клеток. Это сходство сильно озадачивает. Неужели первая живая клетка представляла собой комплексный коацерват Впрочем, дело, очевидно, обстояло не так просто. Несомненно, идея о том, что процесс коацервации, который к тому же легко контролировать экспериментально, способен выделять из окружающей среды порции первичного бульона, очень соблазнительна. Однако приходится признать, что эта система все же не является клеткой. [c.393]

    Чем дальше растет капелька, тем больше возрастает вероятность того, что она разрушится, распадется на две или более частей под действием чисто механических факторов. Эти части будут иметь те же свойства, что и исходная капля, и потому будут в свою очередь увеличиваться в размерах, в них также будет идти обмен веществ. Все это, конечно, происходит ва счет окружающей среды, за счет первичного бульона . Постепенно он обедняется органическими веществами, условия становятся жестче . У капелек, растущих быстрее, будут, конечно, большие преимущества в конкуренции за питательные вещества. Но в самых выгодных условиях окажутся те капли, которые научились сами синтезировать те или иные [c.394]

    Нуклеотиды имелись уже в первичном бульоне , хотя и в относительно небольшом количестве. Из них-то и могли возникнуть первые примитивные гены. По где — в первичном бульоне или в самих капельках  [c.395]

    В 1923 г. А. И. Опарин высказал мнение, что атмосфера первобытной Земли была не такой, как сейчас, а примерно соответствовала данному выше описанию. Исходя из теоретических соображений, он предположил, что органические вещества, возможно углеводороды, могли возникать в океане из более простых соединений энергию для этих реакций синтеза, по-видимо-му, поставляла интенсивная солнечная радиация (главным образом ультрафиолет), падавшая на Землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать большую ее часть. По мнению Опарина, разнообразие находившихся в океанах простых соединений, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы времени позволяют предположить, что в океанах постепенно накапливались органические вещества и образовался тот первичный бульон , в котором могла возникнуть жизнь. Эта идея была не нова — в 1871 г. сходную мысль высказал Дарвин  [c.275]

    Все предположения касательно первого гена очень неопределенны и ненадежны — мы еще слишком мало знаем, чтобы можно было делать какие-то обоснованные выводы на этот счет. К тому же мы пока умолчали о главных трудностях. Только что было сказано в первичном бульоне в результате полимеризации возникают макромолекулы ДНК. Многие из них имеют бессмысленную последовательность нуклеотидов, но некоторые могут сойти за примитивные гены. Все это звучит весьма естественно, но в действительности здесь преуменьшено значение одного очень важного обстоятельства, а между тем оно вполне могло бы вообще свести к абсурду самую идею о возникновении жизни на Земле. Вспомните, чем закончился наш экскурс в комбинаторику (стр. 34). Мы узнали, что для белка, состоящего из 15 аминокислот, возможны 10 различных вариантов. Сделаем теперь еще один расчет. Возраст Земли составляет 3 миллиарда лет. Каждую секунду могла возникать одна молекула белка (которая позднее снова распадалась). Тогда в итоге на Земле за все время ее существования могло возникнуть вообще только 10 различных молекул белка (10 — это одна 10 -я часть от 10 ). Вероятность того, что среди этих 10 вариантов случайно имелись правильные , чрезвычайно мала. [c.401]

    Тот же самый вопрос, вероятно, мог бы задать и читатель, потому что, разумеется, в высшей степени маловероятно, чтобы в первичном бульоне с его случайным (статистическим) распределением молекул присутствовала вычислительная машина, которая создавала бы молекулы ДНК или [c.404]

    В течение миллионов и миллиардов лет первичный бульон становился все более разведенным и, наконец, в нем остались в основном лишь вода и неорганические соли дешевый водород постепенно исчез. Однако, коль скоро он необходим для восстановления СО2, он должен был так или иначе отниматься у единственного водородсодержащего соединения, которое имелось в изобилии,— у воды,— а на это, как мы знаем, расходуется много энергии. [c.410]

    Данные, которыми мы сейчас располагаем, позволяют думать, что первые организмы были гетеротрофами, так как только гетеротрофы могли использовать имевшиеся в среде запасы энергии, заключенные в сложных органических веществах первичного бульона. Химические реакции, необходимые для синтеза питательных веществ, слишком сложны, поэтому они вряд ли могли возникнуть у самых ранних форм жизни. [c.277]

    Можно предположить, что некоторые реакции имели кардинальное значение в первичном бульоне. Рассмотрим, в частности, полимериза- [c.16]

    То, что выход АТФ при брожении чрезвычайно низок, на первых порах не имело значения для эобионтов ведь в первичном бульоне у них всегда был богатый выбор сбраживаемых веществ. Однако в результате [c.409]

    Образования (этот термин нас ни к чему не будет обязывать), возникшие в первичном бульоне, каким-то образом должны были начать вести обмен веш еств, расти и ассимилировать растворенные веш ества. Но продолжать свое существование и распространяться они могли, лишь научившись делиться, как только их размер превзойдет определенные границы. Такие процессы были предшественниками возникших позже механизмов клеточного деления. По-видимому, протекание этих процессов упорядоченным путем давало какое-то преимущество, и постепенно распространились те образования, которые обладали необходимыми для этого механизмами. Такой тип отбора можно рассматривать как примитивный ранний вариант дарвиновской борьбы за существование . [c.53]

    Вряд ли неудачи в подобных экспериментах объясняются методическими погрешностями. В организмах все информа ционные макромолекулы создаются с помощью ферментов при участии нуклеотидтрифосфатов. Но все эти процессы так тонко подогнаны друг к другу, что для абиотического синтеза макромолекул в разумных количествах требуется действие специфических катализаторов. Естественно, что теперь они всегда синтезируются только ферментативным путем. Таким образом, нуклеотиды не могли образоваться при слепом воздействии энергии на первичный бульон. Вряд ли они явились продуктами химической (абиотической) эволюции. Скорее нуклеотиды были сконструированы на более поздних стадиях, в эволюции живой материи. Существование в первичном бульоне соединений, относящихся к классу их предшественников— полифосфатов, включая пирофосфат, можно считать вполне вероятным [1122]. О полифосфатах как конденсирующих агентах мы уже говорили. О пирофосфате будет сказано подробнее в последующих главах (6, В 8, 3). [c.52]

    Специально поставленные эксперименты по воздействию различных видов энергии (излучение, ударные волны и т. п.) на газовые смеси, отвечающие предполагаемому составу первичной атмосферы, показали, что в ней должны были образовываться на первом этапе (из воды, оксидов углерода, метана, водорода и аммиака) циановодород, дицианамид, муравьиная кислота, формальдегид, гликольальдегид, уксусная кислота и др., а затем янтарная кислота, глицин, аланин, аспарагиновая кислота и т. д. — все (или во всяком случае многие) метаболиты, общие для всех современных организмов. Эти вещества (помимо минеральных солей) также входили в состав первичного бульона . [c.14]

    Сейчас концентрация органических соединений в океанах относительно невелика вне живых организмов биомолекулы можно обнаружить лишь в следовьк количествах. Что же случилось с первичным бульоном , богатым органическим веществом Предполагают, что первые живые клетки использовали содержащиеся в морях органические соединения не только как строительные блоки для создания собственных структур, но и в качестве питательных веществ или топлива , чтобы обеспечить себя энергией, необходимой для роста. Постепенно с течением времени органические вещества в первичном море стали исчезать быстрее, чем они образовывались под воздействием природных сил. Эта идея, а по существу и вся концепция химической эволюции в целом, бьша сформулирована более 100 лет назад Чарлзом Дарвином. Об этом свидетельствует следующий отрывок из письма, которое он написал в 1871 г. сэру Джозефу Хукеру Часто говорят, что и сейчас существуют все условия, которые необходимы были для возникновения первьгх живых организмов. Но если (о, как велико это если ) предположить, что в одном из небольших теплых водоемов из всех содержащихся в нем производных аммиака и солей фосфорной кислоты под влиянием света, тепла, электричества и т.д. возникло белковое соединение, готовое к дальнейшим более сложным превращениям, то в наши дни оно было бы немедленно поглощено или уничтожено. Однако до того, как появились живые существа, этого произойти не могло . [c.75]

    Таким образом, — говорит Опарин, —мы имеем модель открытых много-молекулярных систем, которые в результате ускорения происходящих в них процессов могут расти за счет окружающего раствора или, наоборот, подвергаться дезинтеграции. Очевидно, что системы, подобные нашим модельным кюацерватам, наряду с тем, что они могут существовать в течение длительного времени, могут также увеличиваться, вырастая в растворах веществ, наличие которых в первичном бульоне, существовавшем на Земле, можно представить даже в изобилия. Едва ли отдельные капли постоянно росли бы как целое. В условиях первичной гидросферы, существовавшей на Земле, они неизбежно дробились бы на части под действием внешних механических сил, например воля и течений, как дробятся капельки эмульсии при (встряхивании. Такие системы, взаимодействуя с внешней хредой, увеличиваясь в размере и по числу, со временем усовершенствовались бы под влиянием естественного отбора и так пришли бы к собственному метаболизму . [c.29]

    Это, по подсчетам, автора, дает вероятность, равную 0-255, возникновения жизни в результате случайного наступления одного из 10 событий (объем информации для простейшего организма принимается равным 1000 бит). В примечании к этим расчетам редактор русского перевода книги Кастлера Л. А. Блюменфельд заметил, что, так как вероятность возникновения биологически осмысленной ДНК из случайного сочетания нуклеотидов равна 10 °°, то фактически любая из случайных структур приобрела бы биологический смысл, если бы удовлетворяла некоторым весьма общим требованиям. Если случайности не являются подходящим механизмом для возникновения жизни, то, очевидно, надо попытаться найти те общие требования , которые сделали появление жизни неизбежным. Кастлер полагает, что в добиологический период первым этапом, подготовившим зарождение жизни, было образование полинуклеотидов. Эти вещества образовались из пуринов, пиримидинов углеводов и фосфатов, имевшихся в первичном бульоне . [c.132]

    Не следует ду.мать, что роль фотохимических реакций была исчерпана образованием относительно простых молекул, которые затем начали цепочки новых химических реакций. Солнечная радиация, особенно ее ультрафиолетовая часть, продолжала действовать на ту смесь органических соединений, которую часто называют первичным бульоном , и способствовала синтезу веществ, позже вовлеченных в н изненный круговорот. [c.139]

    Так как, по-видимому, очень трудно реально представить себе миллиард, попробуем немного помочь этому. Втиснем 2 миллиарда лет, которые протекли с момента образования земной коры и первичной атмосферы до наших дней, в 24 часа одного-единственного дня. Один час такого дня будет соответствовать 80 миллионам лет, одна минута — приблизительно 1,2 миллиона лет, а одна секунда — 20 ООО лет. Итак, в полночь началось превращение первичной земной атмосферы и образование первичного бульона . В 12 часов пополудни этот процесс был закончен, начался до-кембрийский период. Переход от альгонкия к кембрию произошел около 18 часов вечера. А когда впервые возник человек За 40 секунд до полуночи  [c.386]

    Таким образом, сомнений больше не осталось в первичном бульоне первоначально не было никакой жизни, но имелись органические вещества в нем присутствовали почти все соединения, которые в настоящее вре-мы мы обнаруживаем в живых существах. Полтора миллиарда лет назад мир не был поделен на органический и неорганический. Органические соединения возникали абиотически, в результате обычных химичес- [c.389]

    Так обстоит дело с размножением. Так же точно оно обстоит с гетерокатализом — третьим критерием первичного гена (см. стр. 395) какая польза в том, что макромолекула способна осуществлять даже самый совершенный гетерокатализ, если продукты, которые должны доставляться из окружающей среды по ее приказу, тотчас же рассеиваются в первичном бульоне Да и как они могут удержаться в непосредственной близости от всемогущего гена, если этот ген не может создать себе собственной среды и отгородить ее от остального окружения Ген, который независимо плавает в первичном бульоне , фактически работает безрезультатно и лишен всякого значения. Поэтому защитники гипотезы приоритета гена стоят перед теми же трудностями, с которыми мы уже встретились несколькими страницами раньше, а именно с необходимостью обособления отдельных порций первичного бульона — то ли при помощи липидных мембран, то ли путем образования коацерватов. [c.400]

    Для восстановления СО2 до углевода (—СН2О) требуется, во-первых, водород и, во-вторых, энергия в форме АТФ. Когда возникла первая стадия фотосинтеза, в первичном бульоне еще не ощущалось недостатка в водородсодержащих соединениях следовательно, водород был легко доступен. Напротив, АТФ, который образовывался при анаэробном распаде углеводов, присутствовал в недостаточном количестве. Выходило, что клетка при расщеплении углеводов получает АТФ, который используется для восстановления СО2, т. е. опять-таки для построения углеводов, которые она ради получения АТФ стремится разрушить Поэтому требовалось производить АТФ каким-то другим путем. Для этого стала использоваться так называемая первая световая реакция. Хлорофилл уже существовал и мог поглощать световую энергию, которая очень сложным путем использовалась для образования АТФ из АДФ. [c.410]

    Почему же живые организмы вопреки термодинамическим факторам накапливают чистые энантиомеры Как это происходит сегодня, мы хорошо понимаем биохимические превращения проходят при участии ферментов, которые сами хиральны они-то и ведут в живых организмах высокоэффективный асимметрический синтез. Но ведь когда-то жизнь возникала, зарождалась ее примитивная форма в том первичном бульоне , где плавали низко- и высокомолекулярные компоненты будущей жизни они, конечно же, были рацемическими. Общие черты такой предбиоло-гической эволюции в настоящее время представляют себе достаточно хорошо. Однако когда, на какой стадии, каким путем стали появляться оптически активные органические вещества — это до сегодняшнего дня остается загадкой. [c.403]

    Из малых молекул больше всего в организме содержится воды — от 60 до 95% общей сырой массы. Во всех организмах мы находим также и некоторые простые органические соединения, ифающие роль строительных блоков , из которых строятся более крупные молекулы (рис. 3.4). По мнению биологов, эти немногие виды молекул могли синтезироваться в первичном бульоне (т. е. концентрированном растворе химических веществ) в мировом океане на ранних этапах существования Земли, еще до появления жизни на ней (гл. 26). Простые молекулы строятся в свою очередь из еще более простых неорганических молекул, а именно из диоксида углерода, азота и воды. [c.108]

    Предполагается, что вешества, входившие в состав коацерватов, вступали в дальнейшие химические реакции при этом происходило погло-шение коацерватами ионов металлов, в результате чего образовывались ферменты. На границе между коацерватами и внешней средой выстраивались молекулы липидов (сложные углеводороды), что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны, обеспечивавшей коацер-ватам стабильность. В результате включения в коацерват предсушествуюшей молекулы, способной к самовоспроизведению, и внутренней перестройке покрытого липидной оболочкой ко-ацервата могла возникнуть примитивная клетка. Увеличение размеров коацерватов и их фрагментация, возможно, вели к образованию идентичных коацерватов, которые были способны поглощать больше компонентов среды, так что этот процесс мог продолжаться. Такая предположительная последовательность событий должна была привести к возникновению примитивного самовоспроизводяшегося гетеротрофного организма, питавшегося органическими веществами первичного бульона. [c.277]

    Повышенные концентрации, как правило, способствуют протеканию реакций конденсации [1270]. В частности, полагают, что эти реакции протекали после адсорбции конденсирующихся веществ горными породами. Адсорбентами, а также катализаторами полимеризации могли служить и глины [18, 204, 205, 465, 982] . Наиболее подробные исследования по этим вопросам были проведены Качальским и его сотрудниками [959, 1392, 1389, 1390, 1391, 1393]. В присутствии глинистого минерала монтмориллонита из водных растворов смешанных ангидридов аминокислот и адениловой кислоты (АМФ, см. 6, А) получены довольно длинные полипептидные молекулы. Если при этом присутствовал еще и цеолит, синтез мог начинаться со свободной аминокислоты и АТФ (6, А). Следует, однако, отметить одно затруднение, связанное с процессами, протекающими при участии нуклеотидов, а именно что эти соединения могли отсутствовать в первичном бульоне. Подобные абиосинтезы аденилата или других нук- [c.51]

    Органические компоненты первичного бульона и эобионты давно исчезли. Если бы они не исчезли каким-либо иным образом, их использовали бы в пищу живые организмы. Об этом писал в своем знаменитом письме сам Дарвин [438]  [c.54]

chem21.info

Миф об абиогенезе - современная критика

Миф об абиогенезе - современная критика

Доминирующей в современной науке является абиогенетическая гипотеза, согласно которой жизнь возникла самопроизвольно из неживой материи миллиарды лет назад. Последующая эволюция стала причиной возникновения всех известных видов растений и животных, а также человека. Согласно этому подходу эволюции биологической предшествовала эволюция химическая, то есть процесс, в результате которого из неорганических молекул образовались органические, которые в свою очередь взаимодействовали друг с другом, пока не образовались биополимеры - белки и нуклеиновые кислоты.

В 1924 году советский биохимик Александр Иванович Опарин выступил с предположением, что химическая эволюция с последующим зарождением жизни могла протекать в первобытном океане - «бульоне», который вкупе с первобытной атмосферой содержал воду, аммиак, метан и водород.

В 1953 году сотрудник Чикагского университета Стэнли Миллер опубликовал результаты своих экспериментов, в которых он попытался сварить такой «первобытный бульон», воспроизведя в лаборатории условия, которые должны были сопутствовать возникновению жизни. Учёный подверг воздействию электрических разрядов смесь из метана, воды, водорода и аммиака. Действительно, в этих и подобных им экспериментах удалось получить аминокислоты и азотистые основания. Напомним, что первые (аминокислоты) являются молекулярными кирпичиками, из которых построены белки, а вторые (азотистые основания) наряду с сахарами рибозой и дезоксирибозой и остатком фосфорной кислоты входят в состав нуклеиновых кислот.

Однако, детальный анализ продуктов спонтанного синтеза, протекающего в лабораторном «первобытном бульоне», вызвал немало вопросов.

Во-первых, в ходе этих экспериментов образовывались в равном количестве L- и D- изомеры аминокислот (эти формы являются зеркальным отображением друг друга). Но белки живых организмов состоят только из L- аминокислот. Возникает закономерный вопрос: каким образом возникли белки, состоящие исключительно из L- аминокислот? На него до сих пор так и не был получен удовлетворительный ответ. Во-вторых, факты говорят о том, что концентрации аминокислот в «первобытном бульоне» должны были бы быть слишком маленькими.

Химик Дональд Халл подсчитал, что концентрация самой простой аминокислоты, встречающейся в живых организмах - глицина, - не должна была быть больше 10-12 моля. Он пишет: «Даже максимально вероятное содержание аминокислоты является безнадежно низким, чтобы служить отправной точкой для самопроизвольного зарождения жизни».

(Hull D.Е. 1960. Thermodynamics and kinetics of spontaneous generation. Nature 186:693, 694).

Такие низкие концентрации ставят под сомнение идею самопроизвольного образования даже самых простых белковых молекул. Вероятность же самосборки сложных белков, состоящих из сотен L- аминокислот, соединённых между собой в определённой последовательности, - ещё меньше. Чтобы понять, какова она, приведём один весьма наглядный пример.

Предположим, мы хотим получить белковую молекулу из ста аминокислот в результате хаотичного, самопроизвольного возникновения в «первобытном бульоне». Сколько времени для этого необходимо? Как известно, природные белки состоят из двадцати аминокислот. Вероятность того, что мы случайно отберём из двадцати аминокислот строго определённую - один шанс из двадцати (или 0.05). Если мы хотим получить белок, аналогичный природному, - то все аминокислоты, входящие в него, должны быть L-изомерами. Вероятность того, что отобранная аминокислота будет именно L-изомером - один шанс из двух (0.5). Присоединение аминокислот к растущей пептидной цепочке возможно с двух её концов, следовательно, вероятность присоединения аминокислоты с «нужного» конца - один шанс из двух (0.5).

Таким образом, для того, чтобы найти вероятность появления одной определённой L-изомерной формы аминокислоты в нужном месте белка, нам необходимо просто перемножить все найденные нами три вероятности. Искомое число будет - один шанс из восьмидесяти (0.0125). Вероятность того, что две L-формы конкретных аминокислот расположатся в нужной последовательности в белке - один шанс из шести тысяч четырехсот (или 0.000156; чтобы получить эту величину необходимо умножить 0.0125 на 0.0125). Для ста аминокислот вероятность их случайного попадания в строго определённое место белка составляет один шанс из 4.9 x 10-191.

(Bradley WL., Thaxton CB. 1994. Information and the origin of life. In: Moreland JP, editor. The creation hypothesis: science evidence for an intelligent designer. Downers Grove, III.: InterVarsity Press, pp. 173-210).

Оценочные расчёты, выполненные с целью определения примерного количества атомов в наблюдаемой части Вселенной, показывают, что вероятность найти конкретный атом методом проб и ошибок среди всех атомов Вселенной намного выше вероятности спонтанного возникновения белка из ста аминокислот, идентичного натуральному (образующемуся в живом организме).

(Crick F. 1981. Life itself: its origin and nature. New York: Simon and Schuster, p. 51).

Дело ещё больше усложняется, если мы попытаемся обсудить вероятность самопроизвольного возникновения нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).

В 1953 году (это тот же самый год, когда были обнародованы результаты экспериментов Стенли Миллера) Джим Уотсон и Фрэнсис Крик установили, что ДНК (молекула, носитель информации о живом организме) образует в живых системах двойную спираль, в которой нуклеотиды располагаются друг напротив друга. Было подсчитано, что вероятность того, что самопроизвольно образуется только одна пара нуклеотидов в нуклеиновой кислоте, с учётом всех возможных сочетаний атомов входящих в их состав, составляет 10-87. Число нуклеотидных пар в ДНК человека превышает 3 миллиарда, а для некоторых цветковых растений может достигать десятков миллиардов. Понятно, что вероятность случайного возникновения строго определённой последовательности ДНК из миллиарда конкретных нуклеотидов несуразно мала. (Для сравнения, можно напомнить, что в 4,5 миллиардах лет, (столько обычно отводят на эволюцию на нашей планете), всего 1025 секунд).

Заметим, что условия, которые должны были бы сопутствовать появлению в «первобытном бульоне» сахаров (сахара рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот) и аминокислот (компонентов белков) различны. Аминокислоты образуются в кислой среде, которая непригодна для образования сахаров.

Переход от простого набора биополимеров к функционирующему живому организму, пускай даже очень простому, представляется ещё более сложной проблемой, чем спонтанный синтез белков и нуклеиновых кислот. Об этом говорят биохимики-эволюционисты Дэвид Грин и Роберт Гольдберг:

«Переход от макромолекул к клетке является скачком фантастических масштабов, который лежит за пределами поддающейся проверке гипотезы. В этой области всё является предположением. Доступные факты не дают основания постулировать, что на этой планете возникли клетки».

(Green D.E., Goldberger R.F. Molecular insights into the living process. New York & London: Academic Press, 1967, pp. 406-407)

Гарольд Моровиц подсчитал, что вероятность самоорганизации биополимеров с образованием кишечной палочки (Escherichia coli) равна одному шансу из 10-110, для микоплазмы - один шанс из 10-450.

(Morowitz H.J. Energy flow in biology: biological organization as a problem in thermal physics. New York & London: Academic Press, 1968, p. 67).

Компоненты живой клетки, функционируя как единое целое, находятся в сложном взаимодействии друг с другом. В клетках белковые молекулы образуются в результате реакций матричного синтеза, которые протекают в соответствии с информацией, заложенной в молекуле ДНК. В этом сложном процессе может участвовать несколько сот специфических белков, и отсутствие одного из них делает матричный синтез просто невозможным. В свою очередь, белки участвуют в процессах биосинтеза нуклеиновых кислот. Таким образом, для синтеза белков в клетках нужны нуклеиновые кислоты, а для биосинтеза нуклеиновых кислот - белки. Как разрешить это противоречие?

Высказывались предположения, что первыми могли возникнуть самовоспроизводящиеся РНК. Но никаких экспериментальных подтверждений получено до сих пор не было. Нобелевский лауреат биохимик Христиан де Дюв говорит по этому поводу следующее:

«Попытки создать - при тщательной разработке и технической поддержке, которой не мог похвастаться первичный мир - молекулу РНК, способную катализировать самовоспроизведение, пока не увенчались успехом».

(De Duve C. The beginning of life on earth. 1995, American Scientist 83:428-437).

Почему же до сих пор так и не получили такую РНК? Крупный российский биохимик Александр Спирин утверждает: «Я глубоко убеждён, что «перебором», путём эволюции невозможно получить сложный прибор... Это таинственное, я бы сказал, «божественное» соединение - РНК, центральное звено живой материи, не могло появиться в результате эволюции. Она либо есть, либо её нет. Она настолько совершенна, что должна была быть создана некой системой, способной изобретать».

Так существовал ли первобытный бульон? Ряд довольно крупных учёных считают, что нет. Австралийский биолог Макл Дентон убеждён, что гипотеза о первобытном бульоне - хорошо устоявшийся научный миф: «Учитывая, что на пребиотический бульон ссылаются во множестве дискуссий о происхождении жизни как на уже установленную реальность, понимание того, что нет абсолютно никаких положительных доказательств его существования, оказывается чем-то вроде шока».

(Michael Denton. Evolution: A Theory in Crisis. - Bethesda, Marylan: Adler and Publishers; 1986. p. 261.).

Такого же мнения придерживается английский астроном Фред Хойл, профессор Кембриджского университета:

«Вероятность образования жизни из неодушевлённой материи равна отношению единицы к числу с 40000 нулей после неё. Оно достаточно велико, чтобы похоронить Дарвина и всю теорию эволюции. Никакого первичного бульона не существовало ни на нашей, ни на какой-либо другой планете, а если происхождение жизни было не случайным, то, следовательно, оно было продуктом преднамеренного акта, направляемого разумом».

(Fred Hoyle. Hoyle on Evolution. Nature. 1981, Vol. 294, №5837, November 12).

http://www.antidarvin.com/abiogenez.htm

Интересно почитать

ecoteco.ru

Бульон, органический - Справочник химика 21

    Обнаружение органических веществ (аминокислот и др.) в некоторых метеоритах указывает на принципиальную возможность зарождения жизни и вне Земли, Однако ни на одном из известных небесных тел не существовало, по-видимому, условий (океана с его бульоном ) для практической реализации такой возможности. [c.575]

    Для выращивания микроорганизмов, использующих органические формы азота, часто употребляют мясо-пеп-тонные среды мясо-пептонный бульон, мясо-пептонный агар и мясо-пептонную желатину. [c.58]

    Для наблюдения процесса мобилизации фосфора из органических фосфатов можно использовать среду Мен-киной следующего состава мясо-пептонный бульон — [c.139]

    Культуральные и физиологические признаки характер роста на мясо-пептонном бульоне, рост на косом мясо-пептонном агаре и специальном агаре, рост на мясо-пептонной желатине при посеве уколом на молочных и картофельных средах способность образовывать индол тип колоний (окраска, контуры, строение края и др.) отнощение бактерий к различным источникам углерода (глюкозе, лактозе, мальтозе, сахарозе, манниту, крахмалу, фенолу, различным альдегидам, спиртам и другим органическим соединениям), к различным источникам азота (пептону, аспарагину, мочевине, азоту аммонийному, нитратному) определяется также денитрифицирующая активность (восстановление нитратов до нитритов или молекулярного азота) отнощение к кислороду. [c.66]

    Для существования современной биосферы необходим кислород. От его содержания в атмосфере и гидросфере зависит количество биомассы и возможность ее дальнейшего развития. Некоторые первичные организмы, возникшие из органического бульона , в результате очень длительной эволюции приобрели способность к фотосинтезу, т. е. способность к воспроизводству органического вещества с использованием солнечной энергии и выделением при этом свободного кислорода. Упрощенно процесс фотосинтеза можно описать такой формулой [c.6]

    Таким образом, из первичного океана, в котором вначале имелись только растворенные минеральные вещества, постепенно образовался первичный бульон , содержавший целый набор весьма сложных органических соединений и представлявший собой хорошую питательную среду для первых живых существ. (Синильная кислота тем временем прореагировала с разными другими веществами и была обезврежена.) Этот питательный бульон из настоящих органических веществ возник без какого-либо участия живых существ — он был чисто неорганического происхождения] [c.385]

    После того как мы непосредственно от астрофизики перешли к первичному бульону , у читателя, возможно, возникли новые сомнения. Во-первых, наше описание кажется ему, вероятно, очень уж спекулятивным. Ведь никто при всем этом не присутствовал — как же геохимики могут так точно знать, что происходило в то время на самом деле Во-вторых, он вспоминает первую главу. Там мы писали о том, что органические соединения в противоположность неорганическим ионам реагируют друг с другом крайне медленно, вследствие чего организмы и создали специ- [c.385]

    Займемся сначала вторым возражением. Как обстоит дело со скоростью реакций между органическими веществами На стр. 20 мы читаем Если же слить вместе глицерин и жирные кислоты (это вещества, из которых состоят жиры), то даже спустя несколько дней мы не обнаружим в смеси никакого жира . Но мы должны уяснить себе, что, когда речь идет о процессах, протекавших в первичной атмосфере и первичном бульоне , приходится иметь дело совсем с другими масштабами времени, чем в случае опытов в пробирке. Ведь для превращения первичной атмосферы в современную окисленную, для возникновения первичного бульона , по мнению геохимиков, понадобилось 1—1,2 миллиарда лет. Что по сравнению с этим какие-то несколько дней  [c.386]

    Чего до поры до времени недоставало, так это пуринов и пиримидинов— органических оснований, которые, как мы помним, служат строительными блоками нуклеиновых кислот. Однако уже в 1961 году был найден аденин в 1963 году обнаружили гуанин и аденозин, а также, как чи трудно этому поверить, аденозинмонофосфат, аденозиндифосфат и аденозинтрифосфат (АМФ, АДФ и АТФ), а нам уже известно, что последний из них— универсальный донор энергии для клетки. И все они возникли в условиях, подобных тем, которые, по всей вероятности, господствовали во времена первичного бульона (аденин, например, образовался из метана, аммиака и воды при сильной бомбардировке электронами). [c.389]

    Чем дальше растет капелька, тем больше возрастает вероятность того, что она разрушится, распадется на две или более частей под действием чисто механических факторов. Эти части будут иметь те же свойства, что и исходная капля, и потому будут в свою очередь увеличиваться в размерах, в них также будет идти обмен веществ. Все это, конечно, происходит ва счет окружающей среды, за счет первичного бульона . Постепенно он обедняется органическими веществами, условия становятся жестче . У капелек, растущих быстрее, будут, конечно, большие преимущества в конкуренции за питательные вещества. Но в самых выгодных условиях окажутся те капли, которые научились сами синтезировать те или иные [c.394]

    Клетка, возникшая в бульоне из органических молекул, накапливавшихся в течение тысячелетий, для того чтобы существовать, расти и размножаться, должна была получать энергию, разрушая эти молекулы путем брожения. Поступая так, она и ее потомки жили в долг . Они проедали свое наследство та , как мы тратим доставшиеся нам в наследство уголь и нефть. В конечном счете ресурсы должны были истощиться и это привело бы к прекращению жизни. Нужно было бы начинать все с самого начала. [c.29]

    В 1923 г. А. И. Опарин высказал мнение, что атмосфера первобытной Земли была не такой, как сейчас, а примерно соответствовала данному выше описанию. Исходя из теоретических соображений, он предположил, что органические вещества, возможно углеводороды, могли возникать в океане из более простых соединений энергию для этих реакций синтеза, по-видимо-му, поставляла интенсивная солнечная радиация (главным образом ультрафиолет), падавшая на Землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать большую ее часть. По мнению Опарина, разнообразие находившихся в океанах простых соединений, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы времени позволяют предположить, что в океанах постепенно накапливались органические вещества и образовался тот первичный бульон , в котором могла возникнуть жизнь. Эта идея была не нова — в 1871 г. сходную мысль высказал Дарвин  [c.275]

    Данные, которыми мы сейчас располагаем, позволяют думать, что первые организмы были гетеротрофами, так как только гетеротрофы могли использовать имевшиеся в среде запасы энергии, заключенные в сложных органических веществах первичного бульона. Химические реакции, необходимые для синтеза питательных веществ, слишком сложны, поэтому они вряд ли могли возникнуть у самых ранних форм жизни. [c.277]

    Вначале, когда жизнь на Земле только зародилась, в метаболических реакциях, видимо, не было необходимости клетки могли жить и расти, питаясь окружающими их молекулами - наследием первобытного бульона. По мере истощения этих естественных ресурсов большое преимущество при отборе должны были получить организмы, вырабатывающие ферменты для образования органических молекул. Считается, что таким образом наличный комплект клеточных ферментов постепенно увеличивался, и в результате возникли метаболические пути современных организмов. Два возможных варианта эволюции метаболических путей проиллюстрированы на рис. 1-15. [c.23]

    Пек предположил, что в ранние периоды могло протекать смешанное брожение с окислением восстановленной серы органическими веществами этот процесс был сопряжен с фосфорилированием на уровне субстрата, по-видимому схожим с реакцией 15.1. Однако можно сомневаться, что в первичном бульоне существовали органические соединения с окис-лительно-восстановительным потенциалом, достаточно высоким для таких реакций брожения, идущих в темноте [286, 287]. Но существовали они или нет, трудно представить себе путь от фосфорилирования на уровне субстрата к потоку электронов и окислительному фосфорилированию. Вероятно, в любом случае следует производить окислительное фосфорилирование от фотофосфорилирования. [c.158]

    Эти нелетучие соединения диффундировали в первобытные моря, где подвергались дальнейшим химическим превращениям, приводившим к образованию, наряду с мириадами других веществ, также полипептидов и полинуклеотидов. Таким образом, первобытные моря становились чем-то вроде жидкого органического бульона , в котором происходили многочисленные химические реакции. Согласно гипотезе, сложность этого бульона медленно возрастала, т. е. в нем происходила молекулярная эволюция. [c.44]

    КОСТЬ часто сравнивают с бульоном потому, что малые органические молекулы, встречавшиеся в ней, служили пищей для развивавшейся жизни. Впрочем, некоторые авторы считают термин бульон чересчур обиходным и предпочитают говорить о пред-биологическом , добиологическом или питательном бульоне. Опарин [20] использует термин первичный бульон . Я думаю, что представление о жидком бульоне уже так широко распространено (в том числе и среди неспециалистов), что его можно использовать и в дальнейшем. Кавычки напоминают, что этот бульон был мало похож на обычный. [c.80]

    Как мы увидим в гл. XVI, весьма вероятно, что химические реакции, приводящие к образованию бульона , шли долгое время и после того, как на Земле возникла жизнь. На заре своего развития жизнь могла сосуществовать с преджизнью в течение примерно 2 млрд. лет, наслаждаясь изобилием этого первобытного рая. Тогда в пищу живому шли органические молекулы, синтезированные неорганическим путем. [c.80]

    Но мне как геологу трудно принять один аспект термической теории , а именно роль высоких температур. Фокс подчеркивает, что такие температуры создавались во время извержения вулканов и в кратере, и на поверхности потоков горячей лавы. Как же тогда совместить идею о появлении малых молекул в первичном бульоне с дальнейшим развитием жизни в вулканах и около них при извержениях Далее мы увидим (особенно в гл. XVI), что преджизнь и ранняя жизнь должны были очень долго сосуществовать, и мне кажется, что такие редкие и случайные события, как извержения вулканов, не могли способствовать появлению жизни из органических соединений. [c.116]

    Более сложную модель предложил Гранин [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- [c.134]

    Бернал [1] предложил в 1961 году теорию, согласно которой жизнь зародилась на берегах океана. Именно здесь на частицах глины могли адсорбироваться органические вещества из жидкого первичного бульона . По мнению Бернала, только повышение концентрации этих веществ могло создать основу для дальнейшего развития жизни, а скопление на частицах глины — вполне вероятный способ концентрирования первичного органического вещества. По в течение многочисленных геосинклинальных периодов такое концентрирование могло идти не только вдоль берегов океана. В такие периоды ( а они составляют самую значительную часть геологической истории) концентрирование могло также происходить на обширных площадях, то заливавшихся морем, то вновь обнажавшихся. Вместо узких береговых линий, составляющих весьма малую часть общей поверхности Земли, концентрирование могло совершаться на огромных пространствах сглаженных эрозией материков. [c.175]

    Для накопления в первичном бульоне органических веществ в основном требовался ультрафиолет. На рассматриваемой нами стадии ультрафиолетовый свет все еще достигал поверхност1И Земли. Однако все известные фотосинтезирующие организмы используют только видимый и инфракрасный свет. Лишь отдельные исследователи высказывали предположение (Опарин, цит. по [1413]), что ранние фотосинтезирующие бактерии могли использовать ультрафиолетовый свет. [c.88]

    Эобионты и организмы (клетки) должны были проявлять свою эффективность в основном в борьбе за энергию. Ояи развили методы получения ак можно больших количеств АТФ сначала за счет химической энергии имевшихся в первичном бульоне органических веществ, позже — посредством фотосинтеза и, наконец, — путем утилизации продуктов фотосинтеза в дыхании. Высшие организмы сконцентрировали усилия на методах эффективного приложения биохимической энергии, часто, по-видимому, тоже преследуя этим цель получения еще больших количеств энергии. [c.212]

    Важной частью любого исследования чистой культуры является состав среды, в которой происходит рост организмов. Сложная питательная среда типа питательного бульона, часто используемая в бактериологических лабораториях, непригодна для проведения работ с битумами. Такие среды состоят из органических материалов типа пептонов или мясных экстрактов и углеводов в качестве источника углерода и энергии для роста микроорганизмов. В такой среде организмы, которые могут разрушать битум или углеводород, как правило, отдают предпочтение углеводу, а не углеводороду. Поэтому для исследования действия микроорганизмов на битумы нужно получить химически определенную среду, содержащую азот, фосфор, серу и ионы металлов, необходимые для роста, но не содержащую углеводов или каких-либо других легко ассимилирующихся форм углерода. Такой средой является состав, предложенный Филлипсом и Трекслером [20]. Выбор правильного сочетания ингредиентов усложняется тем, что у различных организмов требования к пище неодинаковы. В табл. 5.1 приводится состав среды, использованной для роста организмов класса Pseudomonas на углеводородах. Часто такие среды способствуют также росту организмов других видов. Чтобы установить, будет ли эта среда поддерживать рост организмов определенного вида, следует ввести глюкозу и привить организм. Если будет наблюдаться рост, то среда,, вероятно, может быть пригодна для роста микроорганизмов данного вида при использовании углеводорода или битума в качестве источника углерода вместо глюкозы. [c.179]

    Из изложенного видно, что комплексное использование моллюсков (створки, мясо и сок) обеспечивает получение трех продуктов производства 1) минеральную муку, 2) облученную белковую муку и 3) минерально белковый бульон При такой технологической схеме все ценные составные части моллюсков используются Однако при этом провитаминные свойства мяса моллюсков остаются далеко неиспользованными Мотлюскова мука содержит не более 1000— 1500 инт ед витамина Вз в 1 г муки Между тем, при экстрагировании 7 дегидрохолестерола органическим растворителем и облучении его масляного раствора можно получить масляные концентраты витамина Вэ с активностью до 100 тыс инт ед и более витамина Вз в 1 г концентрата В отдельных случаях, например при лечении тяжелых рахитных заболеваний у птиц и других животных, приходится прибегать к большим дозам витамина Вз В этих случаях применение моллюсковой облученной муки не может обеспечить надлежащий лечебный эффект С другой стороны, для профилактики рахита у птиц вполне достаточна витаминизация кормов облученной моллюсковой мукой [c.293]

    Асимметричный синтез клеткой органических веществ происходит на базе уже существующей в них асимметрии. Таким образом, вопрос сводится к тому, как впервые возник асимметричный синтез. В современной литературе можно найти значительное количество гипотез, объясняющих происхождение оптической активности. Согласно одной из них возникновению жизни должно было предшествовать сильное нарушение зеркальной симметрии в виде скачкообразного перехода (как это имеет место при кристаллизации). По проведенным расчетам, в условиях первобытной Земли скачкообразный переход существовавших органических молекул из симметрического состояния в асимметрическое — событие весьма вероятное. Основные этапы процесса, по этим представлениям, следующие первый этап — абиогенное образование и накопление органических молекул в виде рацемических смесей следующий этап — нарушение зеркальной симметрии в рацемическом бульоне и формирование только одного типа асимметрических молекул -аминокислот и /)-сахаров, из которых образуются короткие цепочки молекул — блоков будущих ДНК, РНК и белков. Принципиальное значение стереоизомерии в возникновении жизни заключается в том, что способностью к точной репликации (самовоспроизведению) и, следовательно, к передаче точной информации обладают только полимерные молекулы, построенные из асимметрических мономеров одного типа, т. е. только -типа для аминокислот и /)-типа для сахаров. Поли-нуклеотоиды, синтезированные из мономеров разного типа, способностью к точной репликации не обладают. [c.198]

    Лишь в последние годы появились некоторые данные о физиологических типах анаэробных обитателей метантенков [472]. Анаэробные бактерии, обладающие протеолитической активностью, выделяли и изучали на среде, содержащей молоко, мясной бульон, супернатант содержимого метантенка, витамины, соли и следы органических кислот. Общее число бактерий составляет [c.135]

    В приведенной таблице, кроме суждений о качестве воды из природных водоемов, мы приводили данные, касающиеся результатов опытов в лабораторных условиях, с разными разбавлениями сточных вод или их компонентов, так как они могут быть полезными для решения вопроса о качестве среды в опытах, особенно, если используются среды, основанные на разложении органических веществ (навоз, трава, дрожжи, мясной бульон и т. п.). Кроме того, когда в опытах используются сточные воды сложного состава, эти данные могут быть полезными при выделении основных компонейов, определяющих действие изучаемых сточных вод.  [c.166]

    При выращивании бактерий на рыбном агаре, пептонной воде и мясо-пептонном бульоне, содержащих белки и пептиды, существенных изменений в характере роста микроорганизмов под действием цианида калия в интервале концентраций от 1 мг/л до 100 мг/л не наблюдалось. Отсутствие ингибир ующего эффекта KGN на среде, богатой органическими веществами, объясняется, вероятно, тем, что протеиновые вещества блокируют (нейтрализуют) таксичеокое действие цианида калия на хмикроорганизмы. Таким образом, зкстериментальные наблюдения показали, что состав среды оказывает существенное влияние на антимикробную активность KGN и чувствительность к нему бактерий, что необходимо учитывать при разработке микробиологического метода анализа воды. [c.33]

    Сейчас концентрация органических соединений в океанах относительно невелика вне живых организмов биомолекулы можно обнаружить лишь в следовьк количествах. Что же случилось с первичным бульоном , богатым органическим веществом Предполагают, что первые живые клетки использовали содержащиеся в морях органические соединения не только как строительные блоки для создания собственных структур, но и в качестве питательных веществ или топлива , чтобы обеспечить себя энергией, необходимой для роста. Постепенно с течением времени органические вещества в первичном море стали исчезать быстрее, чем они образовывались под воздействием природных сил. Эта идея, а по существу и вся концепция химической эволюции в целом, бьша сформулирована более 100 лет назад Чарлзом Дарвином. Об этом свидетельствует следующий отрывок из письма, которое он написал в 1871 г. сэру Джозефу Хукеру Часто говорят, что и сейчас существуют все условия, которые необходимы были для возникновения первьгх живых организмов. Но если (о, как велико это если ) предположить, что в одном из небольших теплых водоемов из всех содержащихся в нем производных аммиака и солей фосфорной кислоты под влиянием света, тепла, электричества и т.д. возникло белковое соединение, готовое к дальнейшим более сложным превращениям, то в наши дни оно было бы немедленно поглощено или уничтожено. Однако до того, как появились живые существа, этого произойти не могло . [c.75]

    Не следует ду.мать, что роль фотохимических реакций была исчерпана образованием относительно простых молекул, которые затем начали цепочки новых химических реакций. Солнечная радиация, особенно ее ультрафиолетовая часть, продолжала действовать на ту смесь органических соединений, которую часто называют первичным бульоном , и способствовала синтезу веществ, позже вовлеченных в н изненный круговорот. [c.139]

    Таким образом, сомнений больше не осталось в первичном бульоне первоначально не было никакой жизни, но имелись органические вещества в нем присутствовали почти все соединения, которые в настоящее вре-мы мы обнаруживаем в живых существах. Полтора миллиарда лет назад мир не был поделен на органический и неорганический. Органические соединения возникали абиотически, в результате обычных химичес- [c.389]

    Почему же живые организмы вопреки термодинамическим факторам накапливают чистые энантиомеры Как это происходит сегодня, мы хорошо понимаем биохимические превращения проходят при участии ферментов, которые сами хиральны они-то и ведут в живых организмах высокоэффективный асимметрический синтез. Но ведь когда-то жизнь возникала, зарождалась ее примитивная форма в том первичном бульоне , где плавали низко- и высокомолекулярные компоненты будущей жизни они, конечно же, были рацемическими. Общие черты такой предбиоло-гической эволюции в настоящее время представляют себе достаточно хорошо. Однако когда, на какой стадии, каким путем стали появляться оптически активные органические вещества — это до сегодняшнего дня остается загадкой. [c.403]

    Из малых молекул больше всего в организме содержится воды — от 60 до 95% общей сырой массы. Во всех организмах мы находим также и некоторые простые органические соединения, ифающие роль строительных блоков , из которых строятся более крупные молекулы (рис. 3.4). По мнению биологов, эти немногие виды молекул могли синтезироваться в первичном бульоне (т. е. концентрированном растворе химических веществ) в мировом океане на ранних этапах существования Земли, еще до появления жизни на ней (гл. 26). Простые молекулы строятся в свою очередь из еще более простых неорганических молекул, а именно из диоксида углерода, азота и воды. [c.108]

    Предполагается, что вешества, входившие в состав коацерватов, вступали в дальнейшие химические реакции при этом происходило погло-шение коацерватами ионов металлов, в результате чего образовывались ферменты. На границе между коацерватами и внешней средой выстраивались молекулы липидов (сложные углеводороды), что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны, обеспечивавшей коацер-ватам стабильность. В результате включения в коацерват предсушествуюшей молекулы, способной к самовоспроизведению, и внутренней перестройке покрытого липидной оболочкой ко-ацервата могла возникнуть примитивная клетка. Увеличение размеров коацерватов и их фрагментация, возможно, вели к образованию идентичных коацерватов, которые были способны поглощать больше компонентов среды, так что этот процесс мог продолжаться. Такая предположительная последовательность событий должна была привести к возникновению примитивного самовоспроизводяшегося гетеротрофного организма, питавшегося органическими веществами первичного бульона. [c.277]

    Свойства аминокислот. Химически чистые аминокислоты представляют собой белые со слабым запахом безвкусные порошки. Однако соли некоторых аминокислот имеют вкус и запах. Так, например, натриевая соль глутаминовой кислоты имеет вкус и запах куриного бульона, поэтому используется как пищевая приправа. Большинство аминокислот растворимы в воде и не растворимы в органических растворителях. [c.233]

    Органические компоненты первичного бульона и эобионты давно исчезли. Если бы они не исчезли каким-либо иным образом, их использовали бы в пищу живые организмы. Об этом писал в своем знаменитом письме сам Дарвин [438]  [c.54]

    Приобретение новых ферментов бактериями наблюдалось часто. Поучительный недавний пример эволюции в действии дает Бец и др. [208] эти авторы вводили в среду с Pseudomonas aeruginosa новые субстраты (различные замещенные алифатические амиды) и отобрали штаммы, в которых произошли мутации, позволяющие бактериям использовать эти субстраты (см. также [378, 805, 1544])). Примерно таким же образом древние организмы, по-видимому, должны были постепенно увеличивать свой арсенал ферментов, по мере того как запасы органических субстратов в первичном бульоне приближались к концу. Горовиц [880, 881] выдвинул концепцию ретроградной эволюции , в особенности применимую к биосинтетическим (анаболическим) ферментам. Полагают, что исходно организмы имели прямо в растворе все необходимые им строительные блоки. Но после того, как один из существенно важных субстратов (А) был исчерпан, смогли выжить только те организмы, которые приобрели фермент для превращения предшественника (В) в отсутствующее теперь вещество А. Этот процесс повторился, когда был исчерпан и сам предшественник В, и т. д. К большому достоинству этой концепции следует отнести предположение о том, что за один раз приходилось приобретать способность производить только одно какое-то вещество, иными словами, что ферменты для всего биосинтеза могли быть приобретены поэтапно. Процесс этот происходил независимо на всех синтетических путях, используемых данным организмом. Таким образом, организм мог сверху донизу изготовить для себя целые ряды последовательно функционирующих ферментов. [c.60]

    Ферменты гликолиза обнаружены практически у всех исследованных бактерий [2027] , хотя гликолиз, видимо, мог приобрести свое теперешнее большое значение только после того, как растения начали в большом количестве синтезировать углеводы [660] пребиотический бульон не мог быть особенно богат углеводами. С этой точки зрения интересно, что другие классы органических соединений, особенно спирты, карбоновые кислоты и аминокислоты тоже используются клостридиями как субстраты для брожения. Большое число субстратов, которые могут сбраживать клостридии, — вот еще один аргумент в пользу древности этих организмов [458]. [c.80]

    Как МЫ видели, начало развития преджизни — образование бульона — должно было проходить под воздействием излучения. Неорганический синтез органических молекул преджизни шел Ьа счет энергии коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца. Но образовавшиеся сложные молекулы уже нуждались в заприте от ультрафиолета. Возможно, и поздние стадии бпопоэза уже не могли идти без такой заш,иты. [c.145]

    Все сказанное выше о процессах концентрирования и сохранения в период развития примитивной жизни из органических веществ первичного бульона схематически показанонафиг. 45—48. [c.176]

chem21.info

Первичный бульон - Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Первичный бульон — термин, введённый советским биологом Александром Ивановичем Опариным. В 1924 году он выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение, в ходе постепенной химической эволюции, молекул, содержащих углерод, в первичный бульон.

Первичный бульон предположительно существовал в мелких водоёмах Земли 4 млрд лет назад. Он состоял из аминокислот, полипептидов, азотистых оснований, нуклеотидов и образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода.

В 1923 году советский учёный Александр Иванович Опарин предположил, что в условиях первобытной Земли органические вещества возникали из простейших соединений — аммиака, метана, водорода и воды. Энергия, необходимая для подобных превращений, могла быть получена или от ультрафиолетового излучения, или от частых грозовых электрических разрядов — молний. Возможно, эти органические вещества постепенно накапливались в древнем океане, образуя первичный бульон, в котором и зародилась жизнь.

По гипотезе А. И. Опарина, в первичном бульоне длинные нитеобразные молекулы белков могли сворачиваться в шарики, «склеиваться» друг с другом, укрупняясь. Благодаря этому они становились устойчивыми к разрушающему действию прибоя и ультрафиолетового излучения. Происходило нечто подобное тому, что можно наблюдать, вылив на блюдце ртуть из разбитого градусника: рассыпавшаяся на множество мелких капелек ртуть постепенно собирается в капли чуть побольше, а потом — в один крупный шарик. Белковые "шарики" в первичном бульоне притягивали к себе, связывали молекулы воды, а также жиров. Жиры оседали на поверхности белковых тел, обволакивая их слоем, структура которого отдалённо напоминала клеточную мембрану. Этот процесс Опарин назвал коацервацией, а получившиеся тела — коацерватными каплями, или просто коацерватами.

Далее происходили разные случайные процессы, но интересно не это. То, что образовывалось, является лишь носителем информации, содержащейся в любой ДНК. Соответственно, для того, чтобы клетки начали делиться, им нужно иметь некое программное обеспечение, по которому как по инструкции строятся другие клетки. Вопрос, откуда появился источник информации, который её записал на этот "бульон", остаётся неизученным.

Ссылки[ | ]

encyclopaedia.bid

Смотрите также

• 
  Первобытные погребения
• 
  Первобытный китай
• 
  Первобытная девушка
• 
  Первобытные обезьяны
• 
  Первобытная посуда
• 
  Лук первобытный
• 
  Первобытные идолы
• 
  Первобытный лук
• 
  Первобытная школа
• 
  Первобытный род
• 
  Анимизм первобытный