Его величество Суп: история появления. Первобытный суп
Первичный бульон — Википедия (с комментариями)
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. Он образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода.
В 1923 г. российский 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.
Напишите отзыв о статье "Первичный бульон"
Ссылки
[shkolazhizni.ru/archive/0/n-32505/ Как зародилась жизнь?]
Отрывок, характеризующий Первичный бульон
Болконский узнал князя Репнина, которого он встречал в петербургском свете. Рядом с ним стоял другой, 19 летний мальчик, тоже раненый кавалергардский офицер. Бонапарте, подъехав галопом, остановил лошадь. – Кто старший? – сказал он, увидав пленных. Назвали полковника, князя Репнина. – Вы командир кавалергардского полка императора Александра? – спросил Наполеон. – Я командовал эскадроном, – отвечал Репнин. – Ваш полк честно исполнил долг свой, – сказал Наполеон. – Похвала великого полководца есть лучшая награда cолдату, – сказал Репнин. – С удовольствием отдаю ее вам, – сказал Наполеон. – Кто этот молодой человек подле вас? Князь Репнин назвал поручика Сухтелена. Посмотрев на него, Наполеон сказал, улыбаясь: – II est venu bien jeune se frotter a nous. [Молод же явился он состязаться с нами.] – Молодость не мешает быть храбрым, – проговорил обрывающимся голосом Сухтелен. – Прекрасный ответ, – сказал Наполеон. – Молодой человек, вы далеко пойдете! Князь Андрей, для полноты трофея пленников выставленный также вперед, на глаза императору, не мог не привлечь его внимания. Наполеон, видимо, вспомнил, что он видел его на поле и, обращаясь к нему, употребил то самое наименование молодого человека – jeune homme, под которым Болконский в первый раз отразился в его памяти. – Et vous, jeune homme? Ну, а вы, молодой человек? – обратился он к нему, – как вы себя чувствуете, mon brave? Несмотря на то, что за пять минут перед этим князь Андрей мог сказать несколько слов солдатам, переносившим его, он теперь, прямо устремив свои глаза на Наполеона, молчал… Ему так ничтожны казались в эту минуту все интересы, занимавшие Наполеона, так мелочен казался ему сам герой его, с этим мелким тщеславием и радостью победы, в сравнении с тем высоким, справедливым и добрым небом, которое он видел и понял, – что он не мог отвечать ему. Да и всё казалось так бесполезно и ничтожно в сравнении с тем строгим и величественным строем мысли, который вызывали в нем ослабление сил от истекшей крови, страдание и близкое ожидание смерти. Глядя в глаза Наполеону, князь Андрей думал о ничтожности величия, о ничтожности жизни, которой никто не мог понять значения, и о еще большем ничтожестве смерти, смысл которой никто не мог понять и объяснить из живущих.
wiki-org.ru
Муха в первобытном супе / Хабр
Моделирование гидротермальных источников превращает эти источники жизни из маловероятных в практически неизбежные
Я прибыл на второй день творения. Лори Барж [Laurie Barge] пригласила меня провести один день в её лаборатории моделирования источников жизни. Она – исследователь в Реактивной лаборатории НАСА в Пасадене, и работает с коллегой, геологом Майклом Расселом, членом Института астробиологии НАСА. Задачей было создать миниатюрный гидротермальный источник в условиях, моделировавших первобытный океан 4 млрд лет назад. Такие источники находятся в центре научной истории создания жизни, истории слишком контринтуитивной, чтобы быть правдой, и всё же настолько логичной, что она просто обязана подтвердиться.
На первый день Барж с учениками создали океаны. Они начали с дистиллированной воды, и прокачали через неё азот, замещающий кислород, которого не было на ранней Земле. Две ранние Земли в мензурках поставили на стальных постаментах внутри вытяжки. Затем мы добавили в океаны хлорид железа, придавший воде цвет пива без газа [flat beer]. В дно каждого из сосудов я вставил кончик пипетки и добавил туда сульфид натрия, эмулируя горячую жидкость, поднимающуюся через разломы земной коры. Натрий прореагировал с хлоридом и создал солёную воду, а сера объединилась с железом и образовала сульфид железа, выпавшего в осадок в виде пустотелой трубы. Сходные трубы появлялись у гидротермальных источников (ГИ) в позднем Катархее 4 млрд лет назад, и всё ещё формируются как в бездонных морях, так и в лаборатории Барж.
Подводный город: это отложение в виде улья сформировалось на боку другой структуры в Затерянном Городе, большом подводном скоплении минеральных трубок, некоторые из которых достигают размером зданий, испускающих щелочную жидкость.
Идея зарождения жизни в ГИ борется с более старой, всем известной научной историей сотворения жизни, "первичным бульоном". В письме к Джозефу Хукеру в 1871 году Чарльз Дарвин рассматривал идею того, что жизнь зародилась «в каком-нибудь небольшом, тёплом пруду, где находились всякие соли аммиака и фосфора, где были свет, тепло, электричество и т.п.», в результате чего «химически сформировалось белковое соединение, готовое к ещё более сложным изменениям». В 1924 году русский учёный Александр Опарин выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение, в ходе постепенной химической эволюции, молекул, содержащих углерод, в «первичный бульон». В 1925 году он представил эту идею на суд англоязычной общественности. В 1929 британский учёный Джон Бёрдон Сандерсон Холдейн опубликовал свою работу на тему зарождения жизни со схожими идеями. Он писал, как жизнь могла зародиться в древнем океане, обладавшем консистенцией «горячего, разбавленного супа». Так это название и прижилось.
В 1953 Стэнли Миллер, аспирант, обучавшийся у нобелевского лауреата Гарольда Юри, успешно создал суп в лаборатории. Он расставил колбы с предполагаемым первобытным океаном и атмосферой, подал искру при помощи искусственных молний и собрал полученные соединения. Он обнаружил множество очень любопытных, включая несколько аминокислот. Химия Миллера-Юри стала условным обозначением в поисках источника жизни, в то время как ученики Миллера сами плодились и размножались. В сегодняшнем исследовании источника жизни, «супом» обозначают модели, в которых жизнь начинается на поверхности океана или неподалёку от него благодаря химии Миллера-Юри, в то время как молнии или другие источники энергии постоянно объединяют молекулы в состояния со всё возрастающей сложностью, до тех пор, пока не начинается дарвиновская эволюция. [Plaxco, K.W. & Gross, M. Astrobiology: A Brief Introduction Johns Hopkins University Press, Baltimore, MD (2006)]
Суп интуитивно привлекателен: из него можно вывести строительные кирпичики жизни. Но у него есть и фатальный недостаток: вне зависимости от того, что он производит, оно мертво. Молнии могут запускать биохимические реакции, но энергия быстро рассеивается и система возвращается к равновесию. Первичному бульону требуется эволюция, чтобы карабкаться вверх термодинамически, по направлению к увеличению порядка. Это похоже на гравитационные холмы, описаний которых полно в интернете, где машина будто сама катится в гору. От жары, камней и морской воды самозародились аминокислоты и нуклеотиды. Они организовались в ещё более упорядоченные молекулы, такие, как ферменты и белки. Из них эволюция построила первые клетки, и, в итоге, красное дерево и розы, пчёл и яблони, гиен и людей.
Но гравитационный холм – это обман перспективы. Строительный уровень раскрыл бы обман, но его редко увидишь в этих роликах с «волшебными» холмами. Законы физики никто не отменял. То же касается и зарождения жизни, как говорят специалисты по ГИ. Это только кажется, что эволюция движется к упорядочиванию; в общем и целом она всегда движется под гору. Модели ГИ говорят, что в начальных условиях появление жизни не было сродни чуду. Оно было неизбежно. [Martin, W. & Russell, M.J. On the origins of cells: A hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences 358, 59-83 (2003) / Russell, M.J. & Martin, W. The rocky roots of the acetyl-CoA pathway. Trends in Biochemical Sciences 29, 358-363 (2004) / Martin, W. & Russell, M.J. On the origin of biochemistry at an alkaline hydrothermal vent. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences 362, 1887-1925 (2007) / Martin, W., Baross, J., Kelley, D., & Russell, M.J. Hydrothermal vents and the origin of life. Nature Reviews Microbiology 6, 805-814 (2008)]
Подводный робот подробно изучает растущую в Затерянном Городе структуру
Океанографы впервые обнаружили ГИ в 1977 году в Галапагосской расселине на востоке Тихого океана. [Corliss, J.B., et al. Submarine thermal springs on the Galápagos rift. Science 203, 1073-1083 (1979)] Затем в 1979 году на гребне Восточно-Тихоокеанского поднятия на 21 градусе северной широты были обнаружены гигантские трубы, выплёвывающие черноватую и очень горячую кислоту в холодные тёмные глубины. Довольно точно, и чуть ли не поэтично, эти структуры были названы «чёрными курильщиками». Исследователи поразились тому, что пространство вблизи чёрных курильщиков кишело жизнью, начиная от рыб и заканчивая бессчётным количеством новых видов микробов. В 1981 году Джек Корлисс, один из океанографов экспедиции в Галапагосскую расселину, совместно с микробиологами Джоном Бароссом и Сарой Хоффман предположили, что подводные ГИ «предоставляют все необходимые условия для создания жизни на Земле». Не нужно было никакого света или молний. Не было никакого супа.
Последователи Миллера пошли в ответную атаку. ГИ были слишком горячи для поддержки жизни, писали Миллер и его прежний студент Джеффри Бада. Аминокислоты и нуклеиновые кислоты, даже если бы и появились, почти сразу разрушились бы. Сахара бы расплавились. Жизнь никак не могла начаться в таком враждебном окружении. Они писали: «источники были бы важным инструментом разрушения, а не синтеза органических компонентов в примитивных океанах». [Miller, S.L. & Bada, J.L. Submarine hot springs and the origin of life. Nature 334, 609-611 (1988)]
Рассел и его коллега Аллан Холл, сейчас работающий археологом в Университете в Глазго, подключились к спору. Они сказали, что Миллер, конечно, прав – чёрные курильщики слишком горячи и в них слишком много кислоты, чтобы там сформировалась жизнь. А вот рядом с ними, писали они, можно найти минеральные трубки, испускающие тепловатую щелочную жидкость. Это идеальные места для зарождения жизни. [Russell, M.J., Hall, A.J., & Turner, D. In vitro growth of iron sulfide chimneys: possible culture chambers for origin‐of‐life experiments. Terra Nova 1, 238-241 (1989)]
На камнях гидротермального поля Затерянного Города живёт широкий спектр глубоководных беспозвоночных, включая большое количество кораллов. Крабы также считают этот город своим домом.
И 4 декабря 2000 года, как предсказывал Рассел, такие трубки были найдены, пусть и случайно. Исследовательская команда под управлением Донны Блэкман из Института океанографии Скриппса, в которую входили Дебора Келли из Вашингтонского университета и Джеффри Карсон из Университета Дьюка, изучали Атлантический массив, 15-км возвышение, названное в честь мифического города, которое, если верить Платону, затонул на севере Атлантики после проигрыша Афинам. Ближе к концу месячной экспедиции подводный робот отклонился от назначенного курса, последовав за рыбой, будто бы специально кривлявшейся в камеру. Внезапно исследователи увидели на экране обширную систему жемчужно-белых структур, некоторые из которых были размером со здания: конусы, шпили, замёрзшие окна. Они не смогли удержаться оттого, чтобы назвать это место «Затерянным городом». [Earthguide: Mid-Atlantic Ridge, journal entry, Dec. 12, 2000]
При его изучении обнаружилось, что башни Затерянного Города испускают чистую, тёплую щелочную жидкость в немного кислый океан. Границы отделяли тёплую воду от холодной, концентрированную от разбавленной, низкий pH от высокого. Затерянный Город на ранней Земле появился бы в насыщенном углекислым газом, а, следовательно, кислотном океане. Его пористые стены из сульфидов и оксидов железа сделали бы первый Затерянный Город слабой, но огромной батареей. [Russell, M.J., Nitschke, W., & Branscomb, E. The inevitable journey to being. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences 368 (2013). Retrieved from doi:10.1098/rstb.2012.0254] Живые клетки тоже окружены мембраной, разделяющей щелочные внутренности от слегка кислотной окружающей среды. «Последний всеобщий предок» жизни, как говорит Барж, «питался градиентами электронов и протонов, как и сегодняшняя жизнь». Будь то животное, растение, гриб или бактерия, все организмы повторяют химию окисления и восстановления, обнаруженную в тёплых щелочных источниках. Маленькая частичка того древнего Затерянного Города живёт внутри каждой клетки.
Пока мы с Барж наблюдали эксперимент, трубы из сульфида железа начали формировать сложные структуры. Поднимающаяся жидкость построила свою выхлопную трубу. Кусочек кристалла блокировал поток; жидкость, поднимаясь, нашла новый путь; структура разветвилась. Результат удивительно напоминал растение. Древние алхимики создавали похожие «химические сады», а почти забытый биолог XIX века Стефан Лёдук [Stéphane Leduc] считал, что эти органические формы отражают принципы биологического роста. «Жизненная цепь, – писал Лёдук, – продолжается непрерывно, от минерала на одном конце до самого сложного организма на другом».
Современные модели ГИ предлагают объяснение создания этой цепи. Гигантская батарея раннего Затерянного Города поддерживает работу инструмента, порождающего сложные молекулы, в основном из углерода, водорода и кислорода. Сульфид железа, как и другие небольшие молекулы, встречающиеся в источниках, работают, как коферменты – каталитические нанодвигатели, продвигающие реакции, лежащие в самом сердце всего метаболизма. Трубы, проще говоря, обладают неким подобием метаболизма, получающего энергию от водорода, CO2 и других молекул, и использующего её для построения более сложных молекул, в основном из углерода, водорода и кислорода. Самые древние пути метаболизма в биологии повторяют химию раннего Затерянного Города.
Больше всего нашей интуиции противоречит то, что сложные структуры могут лучше рассеивать энергию, чем простые. [Mac McClellan, J. What Is the Most Fuel Efficient Airplane? Flyingmag.com (2008)] Катализаторы помогают вам взбираться на энергетический холм, чтобы с другой стороны вы могли свалиться ещё ниже. Если рассмотреть всю биологическую эволюцию, то каждый организм представляет собой такой энергетический холм. Он формируется только если в термодинамически благоприятных условиях – если затаскивая энергию на холм, мы сможем выпустить ещё больше энергии. На создание ящерицы требуется больше энергии, чем на создание некоего количества кишечной палочки такой же массы, но он и потребляет энергию быстрее. В мире, где есть и ящерицы, и бактерии, энергетически более благоприятен, чем мир, где есть только бактерии. Мир, где есть ещё и теплокровные коровы, жующие траву и испускающие тепло, метан и удобрение – улучшенная версия энтропийного двигателя; мир с тиграми – ещё лучше. Энергетически выгодно иметь экосистему: Земля с буйной растительностью и кишащей жизнью потребляет больше тепла из горячего центра планеты и Солнца, выпуская его в холодный, тёмный космос, чем, допустим, Марс. Наша биосфера – это очень сложный пузырь со льдом для Солнца.
Гигантский инструмент рассеивания появился вместе с Homo sapiens. Вся история технологии – это разработка всё более эффективных методов извлечения энергии из
Земли и Солнца: огонь, готовка, сельское хозяйство, добыча ископаемых, выплавка, лесозаготовка, паровые двигатели. Как у сбегающей с холма струйки воды, точный путь эволюции и культуры не определён – только общий тренд. Поэтому ни искусство, ни войны, ни NASCAR, ни смартфоны не были неизбежными – всё это можно рассматривать как работу двигателя человеческой энтропии. В таком свете наши тенденции рассеивания – не отклонение, но термодинамическая необходимость.
Миниатюрная трубка сульфида железа 5 см высотой растёт в симуляции моря в Реактивной лаборатории. Она воспроизводит более крупные структуры, связываемые с ГИ, в каких на древней Земле могла зародиться жизнь
Если бы мы с Барж достаточно долго наблюдали за лабораторной моделью, выработала бы она при помощи эволюции метаболический путь? Ферменты? Гены? Возможно. Барж делает первые шаги в этом направлении, хотя и небольшие. Вместо того, чтобы строить трубу, она размещает сульфид железа и другие минералы на пористом диске из инертного материала. Диск может работать мембраной между, допустим, положительно заряженной и отрицательно заряженной жидкостью. Барж измеряет напряжение и разницу в pH с двух сторон мембраны – потом электронов и протонов. Эти токи поддерживают химические реакции, фундаментальные для жизни. Следующий шаг – заставить химические реакции выдать более сложные молекулы. «Можно также устроить эксперименты, – говорит она, – для проверки появляющейся обратной связи органики с минералами». Простые катализаторы могли бы предпочитать реакции, чьим результатом становились бы более сложные катализаторы, которые могли бы производить ещё более сложные катализаторы, и эта петля обратной связи приводила бы в итоге – через продолжительное время – к белкам и ДНК.
В одном из двух моих миров труба получилась с тонким стеблем и тяжёлым утолщением на конце. «Эта, скорее всего, сломается», – говорит Барж. И она ломается: тупик эволюции. Но труба в другой колбе вырастила очень толстое основание и построила коническую гору с серией пиков, которые казались бы величественными для водяной блохи. Лори осмотрела её и похвалила.
Натаниэль Комфорт – член астробиологического собрания им. Баруха Блумберга в Библиотеке Конгресса/НАСА и профессор по истории медицины в Университете им. Джона Хопкинса. Его недавняя книга – «Наука совершенствования человека» [The Science of Human Perfection]. Твиттер @nccomfort.
habr.com
«Первичный бульон», ожививший Землю, сварили в пробирке
Если стечение обстоятельств и состояние окружающей среды смогли породить жизнь, то что мешает воспроизвести это событие в лабораторных условиях? Именно так рассуждают биохимики всего мира, уже не первый год пытающиеся обнаружить в пробирках искру жизни. Очередные эксперименты международной команды ученых увенчалась успехом – исследователям возникновения жизни удалось создать рибонуклеиновую кислоту.
«Первичный бульон», ожививший Землю, сварили в пробирке
В сущности, биохимикам удалось последовательно провести два удачных опыта, каждый из которых осуществлялся впервые. Сначала они успешно синтезировали из неорганических соединений молекулы, являющиеся строительным материалом РНК, а затем воссоздать саму кислоту. При этом они продвигались к цели через цепочку простейших химических реакций, которые могли бы произойти в обычных условиях.
Молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК) – простейший строительный материал для создания органической жизни. Первые подобные соединения появились на Земле около 3,85 миллиарда лет назад. Согласно распространенной теории РНК являлась основой жизни, долгое время доминируя в процессе эволюции. Дезоксирибонуклеиновая кислота́ (ДНК) появилась лишь позднее, когда сложность организмов возросла и потребовался внутренний «чертеж» для их построения.
Читайте также " Лед подогрел зарождение жизни "
Эта теория возникла еще сорок лет назад, но долгое время оставалась недоказанной. Ее достоверность можно было подтвердить только в случае удачного синтеза РНК в лабораторных условиях. Если такой опыт пройдет успешно, значит, ее спонтанное возникновение будет признано возможным, и все гипотезы об инопланетном происхождении жизни на Земле можно отринуть.
У теории РНК-жизни, как и у любой недоказанной версии, было довольно много противников. В настоящее время молекулы рибонуклеиновой кислоты являются лишь «слугами» ДНК – в их задачу входит выработка протеинов и «принуждение» других органических соединений вступать в химические реакции. К этому апеллировали сторонники теории ДНК-жизни, всячески настаивая на вторичности РНК и предполагая, что она свойственна молекуле с первых минут существования.
С другой стороны, на Земле существует целая армия организмов, в составе которых нет и никогда не было ДНК.
«Первичный бульон», ожививший Землю, сварили в пробирке
Это бесчисленное множество полуорганических созданий – вирусов, по праву считающихся самыми древними обитателями Земли.
Эти и множество других фактов (зачастую противоречащих друг другу) превратили поиски источника жизни в головоломку о курице и яйце – ни одна из кислот не могла возникнуть, если бы не существовала вторая. Создание РНК в биохимической лаборатории разрубало этот «Гордеев узел».
Смотрите фоторепортажи в разделе " Наука и история "
Успех исследовательской команды на поприще, где сотни ученых уже безуспешно испытали свои силы, объясняется очень просто. Раньше было принято создавать отдельные компоненты молекулы, чтобы смешать их вместе. «При таком методе синтеза компоненты получаются очень стабильными и абсолютно нейтральными. Они не желали вступать во взаимодействие ни при каких условиях», - объясняет один из участников проекта – англичанин Джон Сазерленд из Манчестерского университета.
В отличие от коллег Сазерленд и его коллега американец Джемс Фэррис из Университета Йорка (США) решили изучить последовательные реакции, добавляя компоненты постепенно. Смешав базовую смесь из нуклеинов с фосфатной группой, они смогли наблюдать формирование молекул, которые, как биохимики предполагают, могли быть основой «первичного бульона». Затем они постепенно добавили сахар и нуклео-основу, в результате чего и сформировалась полноценная РНК-молекула.
«Ключ к разгадке крылся в том, как и в какой последовательности брать и использовать ингредиенты, это все равно, что готовить суфле, - шутит Сазерленд. - Мы просто взяли половину молекул основания, смешали с толикой сахара, добавили еще нуклеинов и так далее».
Его коллега комментирует открытие с долей скептицизма. «Это, без сомнений, шаг вперед, но он еще не дает полную картину зарождения жизни, - говорит Фэррис. - Не так просто помещать компоненты в нужной последовательности, выдерживая соответствующие паузы. В лаборатории всегда можно остановиться, выделить чистый результат эксперимента и перейти к следующему шагу. Но вряд ли такое было возможно в реальных условиях древнего мира».
Читайте также в разделе " Наука и техника "
www.pravda.ru
Его величество Суп: история появления
История возникновения супа настолько древняя, что историки кулинарии оставили попытки разобраться, кто его придумал и в каких краях он появился впервые. С уверенностью они утверждают, что блюдо в давние времена не варилось как похлебка, а расталкивалось. То есть приготовление заключалось в раздавливании зерен злаковых растений, которые перед этим запекались на горячих камнях.
Интернациональное название блюда — суп — произошло от французского слова. Такая пища представляет собой жидкость, в основе приготовления которой лежит отвар из какого-либо продукта с приправой из овощей или круп. Во всем мире супы выступают в роли первого блюда. Его название зависит от компонентов, из которых оно готовится, супы бывают горячими или холодными.
Суп пещерных людей
Переход от толченого блюда к приготовлению похлебки на огне объясняется двумя версиями. Согласно первой из них, люди стали делать пищу гуще, что приводило к быстрому ее прокисанию, поэтому с возникновением глиняной посуды произошел переход к вареным супам. Сторонники второй версии утверждают, что варить суп стали в то время, когда человечество познакомилось с огнем. В качестве посуды использовались выделанные шкуры животных, свернутые особым образом.
Имеются археологические находки, датирующиеся каменным веком, которые подтверждают факт употребления древними жителями Средиземноморья супов. Более поздние свидетельства говорят о том, что по мере увеличения Римской империи расширялся список компонентов, из которых варили суп. Самый древний кулинарный рецепт, дошедший до наших дней, принадлежит Апикуру (IV век).
Возрождения супа
Вместе с закатом Римской империи суп не ушел с подмостков истории, а возродился в Византии. В течение нескольких веков рацион обогащался супами, пришедшими из Средней Азии, где этому блюду отводилось особое место. Кроме этого, овощи в рецепте блюда стали играть большую роль.
В произведениях поэтов, творивших в XII-XIII веках, присутствуют художественные описания супов-пюре. Средневековые воины любили блюдо, которое представляло собой хлеб, размоченный в вине. Считалось суровым наказанием лишение возможности вкушать это блюдо провинившимися. Кроме этих блюд в ту пору был очень популярен суп из гороха со свиным салом, суп с использованием кресса, мерзлой капусты, сыра, а также постный суп, которых готовили из соленого китового мяса.
В области кулинарии французы проявили необыкновенные таланты. Только рецептов приготовления супов в завершении XV столетия насчитывалось свыше семи десятков. В рационе французских крестьян суп — основное блюдо, которое подавалась дважды в день.
Эволюция супа
Для подачи бульона или супа использовались миски. Для малоимущих слоев населения это блюдо было единственным, которое они могли себе позволить. Обеспеченные люди считали бульон подливой к продуктам, которые в нем готовились. В одних случаях продукты подавались отдельно от бульона, а в других они нарезались на кусочки небольших размеров и подавались вместе с отваром.
В те времена ложек как таковых не было, и содержимое супа извлекали с помощью рук или ножа. Появление ложек произошло только в XIV веке у людей с высоким достатком. Позднее, в XVI столетии, произошла трансформация этого столового прибора, и ложка стала иметь большую глубину и длину ручки. В это же время стало очень популярным блюдо, для приготовления которого куски хлеба укладывались на дно посуды и заливались питательной жидкостью. По-английски это называется sop, а на французский манер — soupe.
С началом производства металлической посуды появилась возможность проводить тепловую обработку продуктов при высоких температурах. Кроме этого, такая утварь значительно удобнее в использовании, что дало толчок развитию способов приготовления пищи. Таким образом, в результате кулинарных экспериментов появились более сложные супы. В это же время люди поняли ценность бульона, который считался чудодейственным средством. Для поддержания сил у больных людей приготавливали отвары — бульоны, сваренные из овощей.
В XVI веке французы стали практиковать добавление в бульон вермишели и других макаронных изделий. Мучной суп — самое любимое блюдо у нормандцев, а мировую славу получил суп, который представляет собой молочную жидкую кашицу с яичными желтками.
Французский луковый суп.
Самый знаменитый французский суп — это луковый. Он имеет историю, связанную с королем Франции Людовиком XV. Его величество во время охоты заночевал в лесном домике, а поздно вечером сильно проголодался. Под рукой оказался лук, масло и шампанское, которых оказалось достаточно для приготовления блюда.
Популярность мирового масштаба завоевал гаспаччо — суп из Испании. Сначала это была пища, которой питались погонщики мулов. С течением времени это блюдо приобрело в Испании статус национального, а позднее полюбилось людям всей планеты.
Сейчас буйабес — изысканное блюдо для избранных, а изначально это была традиционная рыбная похлебка прованских рыбаков.
Чудом немецкой кухни считается национальный суп — айнтопф. Для его приготовления используют буквально все, что имеется в доме, от овощей до сарделек. В результате получается крайне густое блюдо.
Русские супы
Для жидких блюд в русском языке сначала не было места французскому супу, а такая пища называлась прозаично, но емко: хлебово, похлебка, баланда, юшка. В книжных памятниках русской истории «Домострое» и «Росписи царским кушаньям» описаны разнообразные блюда: шти, варево, похлебка, а также представлены многочисленные варианты затирух, заварух, болтушек, рассольников и тюри.
Все жидкие блюда на Руси в древности разделялись по калорийности на бедные и богатые. В домах с высоким достатком подавались богатые щи, которые отличались наваристостью и густотой, а щи, сваренные на воде с капустой и луком, были пустыми.В старину обед начинался обязательно с подачи жидкого блюда, поэтому они и стали называться первыми. С ними нередко шли дополнительные блюда, одни из которых готовились вместе с основным (клецки, кнели), а другие подавали отдельно порционно (пирожки, обжаренные каши).
Лексикон русских людей стал обогащаться благодаря «окну в Европу», которое прорубил Петр Великий. На столах стали появляться различные, доселе невиданные блюда, а с уст слетало: бульон, суп-пюре, заправочный суп.
Революцией в области приготовления супов стало изобретение в США на рубеже XIX и XX веков супов-полуфабрикатов. В период Великой депрессии новшество стало очень популярным, так как приходилось работать даже бывшим домохозяйкам. Для солдат и путешественников концентрированный суп был просто незаменим.
В Советском Союзе также было начато производство таких полуфабрикатов.
Некоторые экземпляры помещались в стеклянную тару или расфасовывались в пакетики. Сейчас тоже можно найти различные варианты концентрированных первых блюд.
Ну кто же из нас не ел борщ! Но, оказывается, каждая хозяйка готовит его по своему рецепту, добавляя что-то новое и необыкновенно вкусное. В этой статье рассмотрим борщ рецепт с фото, который возможно поможет вам сделать и приготовить свое блюдо, которые поразит всех.
Сегодня рассмотрим, как же все-таки готовить этот знаменитый суп. Борщ рецепт пошаговый с фото вам в этом поможет, так как мы разобьем все действия на подробные описания.
Рецепт грибного крем-супа
На дворе осень во всем своем многообразии. Наверное, одно из самых красивых времен года. Кругом все золотиться, опавшие золотые листья шуршат под ногами, а в солнечные осенние денечки – небо такое ясное и невообразимо голубое. Но это еще не все прелести, которые дарит нам красавица - осень. Это время года, как вы, наверняка, знаете, время сбора урожая. Но не только в домашних огородах можно собирать плоды и пожинать осенний урожай. Матушка - природа щедра и из своих собственных закромов она делится с нами лесными ягодами и грибами. Последние мы как раз и возьмем за основу нашего сегодняшнего рецепта. Мы представим вам восхитительный грибной крем суп рецепт из ароматных и ни с чем несравнимых лесных грибов. Конечно, можно использовать и консервированные, и мороженные, но с ними вы, к сожалению не получите такого восхитительного ярко выраженного грибного вкуса.
Рецепт сырного крем-супа
На данный момент есть очень много разных рецептов, которые могут поражать своей простотой, но в тои же время и необыкновенным вкусом. Сегодня мы рассмотрим, как готовить сырный крем суп с фото и также дадим советы, как это лучше всего сделать. Все такие название сырный крем суп может ввести людей немного в ступор, так как все мы привыкли кушать сыр в чистом его виде, но стоит понимать, что такое блюдо может не только из твердого сыра, но и также плавленого, который мы и рассмотрим. Так же стоит понимать, что такое название пошло от самой консистенции, так как сам суп очень нежной формы, которые может понравиться даже тем, у кого придирчивый вкус. Нежность – это главное достоинство такого супа.
Лучшие рецепты томатного супа
Мало людей знают, что томаты являются жиросжигателем и томатный суп станет очень хорошим блюдом для того, чтобы насытиться и также получить не столь большую порцию калорий. В данной статье рассмотрим рецепт вкусного и ароматного и более полезного томатного супа.
Рецепт чечевичного супа
Еще давным-давно люди начали готовить блюда из чечевицы. Ранее она считалась крестьянской едой, так как была дешевой и доступной. Чечевица – это семейство бобовых, а значит, что большой источник белка – прекрасная замена мясным продуктам.
Суп из чечевицы – рецепт несложный и блюда из него питательные и аппетитные. В своем составе имеют много витаминов и микроэлементов, которые нужны нашему организму. В особенности, блюда из чечевицы полезны тем, кто мясо почти не употребляет в пищу, так как сможет восполнить недостаток железа в организме. Большое количество белков, микроэлементов, аминокислот, тиамин, витамин В1, один из представителей группы В, который важен для силы и роста волос. Чечевица – это кладезь для организма. К тому же содержит магний, нужный для хорошей работы сердца.
Классический рецепт приготовления лагмана
Лагман – это классическое блюда узбекских стран, которое просалилось свои неповторимым и насыщенным вкусом.
В этой статье рассмотрим лагман классический рецепт приготовления. Предупреждаем сразу, что рецепт не является из самых простых и для его приготовления очень важно подобрать качественное мясо и также проделать абсолютно все процессы, для того, чтобы это блюдо было восхитительным на вкус.
Рецепт солянки
Солянка - традиционное русское блюдо. Его готовят из мяса и различных видов колбас с добавлением овощей, маслин и каперсов. Приготовить вкусную солянку можно с помощью рецепта, представленного в этой статье.
Первые блюда люди научились готовить в древние времена. Они популярны во всём мире. У каждого народа есть национальные кушанья. У англичан популярен суп из телячьих хвостов. Он наваристый и прозрачный. Американцы любят вкусные первые блюда, в которых главный ингредиент мидии.
Историки говорят, что суп возник в древности. Сначала готовили только похлёбку. Бросали туда толчёное зерно, которое запекали на камнях. Сначала похлёбки были жидкими, потом более густыми, но они в жару быстро скисали. Приготовление 1 блюд не сложное.
Происхождение супа
Некоторые историки утверждают, что похожие на наши супы возникли тогда, когда люди начали лепить горшки из глины. А другие исследователи думают, что как только люди научились добывать огонь, сразу догадались, что приготовление первых блюд — это когда в супе минимум мяса, толчёное зерно. Завязывали шкуры особым образом и подвешивали над очагом — варили суп. Есть сведения, что в веке Каменном варили супы в Средиземноморье.
В книге с кулинарными рецептами Апикула, которая заполнялась в IV в. есть такой рецепт приготовления супа:
фарш;
пшеница;
масло оливковое;
тмин;
перец;
лист лавровый;
вино;
соус рыбный (ферментированный).
История русских супов
У русских сначала жидкое блюдо называлось не супом, а юшкой, похлёбкой, баландой и т. д. В «Домострое» и старой книге "Росписи царским кушаньям" упоминают варево или шти, где-то похлёбку. Там же говорят о рассольниках, болтушках, затирухах, тюрях, упоминаются и другие.
На Руси щи были либо «бедными», либо «богатыми». В «бедных» плавала только капуста с луком, а в наваристых мясо и овощи с крупами.
С XVIII по XX в. из Запада к нам пришли супы-пюре, с овощами и крупами, супы-бульоны. Народу они понравились.
Смотрите простые и вкусные рецепты супов с фото.
Современные супы
Сейчас многие покупают полуфабрикаты и готовят из них суп. Их придумали в Америке. Это произошло к началу XX в. Джозеф Кэмпбелл, который работал на консервном заводе, сделал первый концентрированный суп.
На нашем ресурсе вы обнаружите отличные рецепты первых блюд на каждый день.
Новинка пришла по душе занятым, работающим женщинам. А во время Великой депрессии многие домохозяйки стали работать. Концентраты оценили путешественники, очень нужны они военным. Потом выпустили и быстрые, готовые жидкие супы.
В СССР щи и борщ продавали в стеклянных банках, были и сухие смеси в пакетиках. Какое первое блюдо у нас продавали в пакетиках? Скорее всего куриный концентрат и многие помнят, что там были макароны со звёздочками.
Сейчас в супермаркетах изобилие концентратов.
Виды супов
На нашем ресурсе вы прочтете разнообразные рецепты первых блюд с фото.
Супы могут быть:
Прозрачными.
Пюреобразными.
Заправочными.
Считаются отдельными сладкие либо молочные. Подают их традиционно горячими либо холодными. Смотрите на нашем сайте эти первые блюда с фото.
Прозрачные
Основа таких супов — бульон. Вы нашем сайте найдёте такие рецепты 1 блюда. Стараются сделать бульон крепким, прозрачным. Оптимально, когда у вас уходит 1,5-2 л воды на 0,5 кг любого мяса.
С ним кушают хлеб, булочки, бутерброды, другую закуску. А перед супом хорошо подать салат.
Заправочные
Эти супы делают на разных бульонах. Сегодня на мясном или рыбном, завтра хозяйке захочется на овощном или костном. На 0,5 кг мяса берут от 2,5 до 3 л. воды. Если готовите впервые, посмотрите у нас пошаговый рецепт супа с фото.
К мясу добавляют: крупы с овощами, вермишель, бобовые. То, что долго варится, добавляют раньше, макароны последними. Отлично, когда ингредиенты готовы одновременно. Или то, что долго варится, готовят отдельно. Заправочными считают:
щи;
рассольник;
овощной;
борщ;
солянку;
супы с крупами и макаронами.
Смотрите у нас рецепт супов с фото пошагово.
Супы-пюре
Для основы под суп-пюре берут наваристый бульон на костях. В кастрюле могут варить, как рыбу, так и мясо на кости. Бывает, что варят лёгкие овощные либо грибные супы. Обязательно добавляют крупы или бобовые.
Берут или молоко с водой, или вовсе — одно молоко. Вы сможете приготовить эти рецепты супов в домашних условиях.
Чаще всего добавляют рис либо перловку, а из бобовых: горошек консервированный, горох или фасоль на выбор. Вкусный суп-пюре, когда варят: курятину с говяжьей или телячьей печенью, хороши здесь и куриная или индюшиная печень. Из рыбы добавляют: карпа, судака или треску. Сюда же грибы (лесные или шампиньоны) с овощами. Кого интересуют простые рецепты первых блюд, готовьте.
Первое блюдо может быть и постным. Подробно читайте в этой статье. Если интересует вегетарианский суп, рецепты здесь.
Молочные
Молочные супы быстро и просто готовят. Они очень питательные, полезные. В кипящее молоко добавляют: рис, манку или пшено, россияне любят гречку. Сюда же макароны или клёцки, разнообразные овощи.
Молоко берите либо свежее, либо магазинное.
Сладкие
Для сладких подходят свежие фрукты и ягоды. Если зима, то можно взять замороженные или консервированные. Добавляют пюре или сиропы фруктовые. Чтобы суп получился более густым — вводят крахмал. На 1 часть крахмала — 4 чистой воды. Если вас интересуют рецепты первых блюд на каждый день с фото, они есть на сайте.
К супам из ягод или фруктов рекомендуют манный либо рисовый пудинг, просто варёный рис, запеканки, печенье, гренки, макароны, хлопья из кукурузы либо пшеницы, бисквит сухой, сухари.
Гарниры готовят отдельно. Потом кладут в миску для супа и заливают или кушают отдельно. Готовьте питательные первые и вторые блюда.
Холодные
К холодным относятся: окрошка, свекольник, щи зелёные, борщ холодный и другие. Когда добавляете в них продукты, следите, чтобы они были не теплее от 10 до 14 °C.
Гарнир здесь: овощи, яйца, разнообразное мясо и потроха, рыба. Все продукты отдельно варят, потом измельчают, накладывают в тарелку и заливают основой: квасом, настоем свекольным, молочнокислым. Посмотрите интересные рецепты супов с фото.
Французы предпочитают луковый. В Индии обожают куриный суп с приправой кари. Венгры с удовольствием едят суп-гуляш. Грузины обожают харчо.
Для русских лучшие блюда из супа — богатые щи или наваристый борщ.
povarenysh.ru
Первичный суп - это... Что такое Первичный суп?
Химическая эволюция или пребиотическая эволюция — первый этап эволюции жизни, в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли из неорганических молекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу развертывания процессов самоорганизации, свойственных всем относительно сложным системам, которыми бесспорно являются все углерод-содержащие молекулы.
Также этими терминами обозначается теория возникновения и развития тех молекул, которые имеют принципиальное значение для возникновения и развития живого вещества.
Всё, что известно о химизме вещества, позволяет ограничить проблему Х.Э. рамками так наз. "водно-углеродного шовинизма", постулирующего, что жизнь в нашей Вселенной представлена в единственно возможном варианте: в качестве "способа существования белковых тел", осуществимого благодаря уникальному сочетанию полимеризационных свойств углерода и деполяризующих свойств жидко-фазной водной среды, как совместно необходимых и|или достаточных(?) условий для возникновения и развития всех известных нам форм жизни. При этом подразумевается, что, по крайней мере, в пределах одной сформировавшейся биосферы может существовать только один, общий для всех живых существ данной биоты код наследственности, но пока остается открытым вопрос, существуют ли иные биосферы вне Земли и возможны ли иные варианты генетического аппарата.
Также неизвестно, когда и где началась химическая эволюция. Возможны любые сроки по окончанию второго цикла звёздообразования, наступившего после конденсации продуктов взрывов первичных сверхновых звезд, поставляющих в межзвездное пространство тяжелые элементы (с атомной массой более 26). Второе поколение звёзд , уже с планетными системами, обогащенными тяжёлыми элементами, которые необходимы для реализации Х.Э. появилось через 0,5-1,2 млрд. лет после Большого взрыва.
При выполнении некоторых вполне вероятных условий, для запуска Х.Э. может быть пригодна практически любая среда: глубины океанов, недра планет, их поверхности, протопланетные образования и даже облака межзвёздного газа, что подтверждается повсеместным обнаружением в космосе методами астрофизики многих видов органических веществ - альдегидов, спиртов, сахаров и даже аминокислоты глицина, которые вместе могут служить исходным материалом для Х.Э., имеющей своим конечным результатом возникновение жизни.
Методология исследования химической эволюции
Исследование химической эволюции осложняется тем, что в настоящее время знания о геохимических условиях древней Земли не являются достаточно полными.
Поэтому, кроме геологических, привлекаются также астрономические данные. Так, условия на Венере и Марсе рассматривают как близкие к тем, что были на Земле на различных этапах ее эволюции.
Основные данные о химической эволюции получены в результате модельных экспериментов, в ходе которых удалось получить сложные органические молекулы при различных химических составах атмосферы, гидросферы и литосферы и климатических условиях.
На основе имеющихся данных был выдвинут ряд гипотез о конкретных механизмах и непосредственных движущих силах химической эволюции.
Абиогенез
Абиогене́з — образование органических соединений, распространённых в живой природе, вне организма без участия ферментов.
В широком смысле абиогенез — возникновение живого из неживого, то есть исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. В 20-х годах XX века академик Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их Коацерватные капли, или просто коацерваты. В 1953 году Стэнли Миллером экспериментально осуществлён абиогенный синтез аминокислот и других органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.
Существует также теория гиперциклов; согласно которой первые проявления жизни были соответственно в виде гиперциклов — комплекса сложных каталитических реакций, продукты выхода которых являются катализаторами для последующих реакций.
В 2008 году американские биологи сделали важный шаг к пониманию начальных этапов зарождения жизни. Им удалось создать «протоклетку» с оболочкой из простых липидов и жирных кислот, способную втягивать из окружающей среды активированные нуклеотиды — «кирпичики», необходимые для синтеза ДНК [1].
Обзор темы
Гипотезы химической эволюции должны объяснять различные аспекты:
Небиологическое начало биомолекул, то есть их развитие из неживущих и, соответственно, неорганических предшественников.
Появление способных к само-репликации и само-изменению химических информационных систем, то есть возникновение клетки.
Появление взаимной зависимости функции (ферментов) и информации (РНК, ДНК).
Условия среды Земли в период от 4,5 до 3,5 млрд лет назад.
Большой вклад в прояснение этих вопросов, среди прочих, сделали следующие ученые:
Александр Опарин: Коацерваты.
Гарольд Юри и Стэнли Миллер в 1953: Возникновение простых биомолекул в симулируемой древней атмосфере.
Сидней Фокс: Микросферы из протеноидов.
Томас Чек (университет Колорадо) и Сидней Алтман (университет Yale New Haven Connecticut) в 1981: Автокаталитическое РНК-деление: «Рибозимы» объединяют катализ и информацию в молекуле. Они в состоянии вырезать себя из более длинной цепи РНК и соединять остающиеся концы снова.
Уолтер Гилберт (Гарвард, университет Кембридж) разрабатывает в 1986 идею мира РНК.
Гюнтер фон Кидровски (Рур-университет Бохум) представляет в 1986 году первую само-реплицирующуюся систему на основе ДНК, важный вклад в понимание функций роста само-реплицирующихся систем
Юлий Ребек (Кембридж) создаёт искусственную молекулу (Aminoadenosintriazidester), которая само-реплицируется в растворе хлороформа. Копии все же идентичны образцу, так что эволюция для этих молекул невозможна.
Джон Корлис (Goddard центр космических полётов — НАСА): Термальные источники морей поставляют энергию и химикалии, которые делают возможными абсолютно независимую от столкновений с метеоритами химическую эволюцию. Ещё сегодня они являются средой жизни для первоначальных по многих признаках археобактерий (Archaea).
Гюнтер Вэхтерсхойзер (Мюнхен): Первые само-реплицирующиеся структуры с обменом веществ возникли на поверхности пирита. Пирит (сульфид железа) поставил для этого необходимую энергию. На растущих и снова распадающихся кристаллах пирита эти системы могли расти и размножаться, и различные популяции конфронтировали с разным условиям среды (условия отбора).
А. Г. Cairns-Smith (университет Глазго) и Дэвид К. Мауерцалл (Rockefeller-Universität New York, Нью-Йорк) видят в глиняных минералах систему, которая сначала сама подчинена химической эволюции, из-за чего возникает много различных, самореплицирующихся кристаллов. Эти кристаллы притягивают своим электрическим зарядом органические молекулы и катализируют синтез комплексных биомолекул, при чём объём информации кристаллических структур служит сначала матрицей. Эти органические соединения становятся все более сложными, до тех пор пока они не могут размножаться без помощи глиняных минералов.
Вольфганг Вайганд, Марк Дерр и др. (Институт Макса Планка факультет биогеохимии, Йена) показали в 2003, что сульфид железа может катализировать синтез аммиака из молекулярного азота.
Унифицированная модель химической эволюции ещё не разработана, возможно потому, что основные принципы ещё не открыты.
Предварительные рассуждения
Биомолекулы
Пребиотический синтез сложных соединений молекул может делится на три последовательных этапа:
Возникновение простых органических соединений (спиртов, кислот, гетероциклических соединений: пуринов, пиримидинов и пирролов) из неорганических материалов.
Синтез более сложных органических соединений-"биомолекул" — представителей наиболее распостранённых классов метаболитов, в том числе и мономеров — структурных единиц биополимеров (моносахаридов, аминокислот, жирных кислот, нуклеотиды) из простых органических соединений.
Возникновение сложных биополимеров (полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты) из основных структурных единиц — мономеров.
Биомолекулы — возникновение и функция
Одним из вопросов является химический состав среды в которой осуществлялся пребиологический синтез, в том числе какие неорганические компоненты являлись источниками различных элементов, входящих в состав различных органических соединений.
Элементный состав биомолекул:
Возможные неорганические источники элементов:
Все гипотезы исходят из того, что помимо воды и фосфатов в начале в достаточной массе находились в достаточном количестве только упрощённые формы привычных сегодня химических соединений, так как древняя атмосфера не содержала молекулярный кислород.
В качестве источника энергии, инициирующей синтез, в это время могли выступать Ультрафиолетовое излучение Солнца, тепло вулканических процессов, ионизирующие излучения радиоактивного распада и электрические разряды. Существуют также теории, в рамках которых источником необходимой для возникновения биомолекул энергии могут служить окислительно-восстановительные процессы между вулканическими газами (восстановитель) и частично окисляющими сульфидными минералами, например пиритом (FeS2)
Развитие древней атмосферы
Развитие земной атмосферы является частью химической эволюции и к тому же важным элементом истории климата. Сегодня её разделяют на четыре важные ступени развития.
В начале происходило образование химических элементов в космосе и появление из них земли — приблизительно 4,56 миллиардов лет назад. Предположительно наша планета уже довольно рано имела атмосферу из водорода (h3) и гелия (He), которая была однако снова потеряна в космическое пространство. Астрономы исходят так же из того, что из-за относительно высоких температур и эффектов солнечного ветра на земле и других близлежащих солнцу планетах могло остаться только мало легких химических элементов (включая углерод, азот и кислород). Все эти элементы, составляющие сегодня основную часть биосферы, были занесены, по этой теории, ударами комет из более внешних участков солнечной системы лишь через большой промежуток времени, когда протопланеты немного остыли. В течение первых нескольких миллионов лет после возникновения солнечной системы постоянно повторялись столкновения с небесными телами, вызванные ими коллизии уничтожали глобальными стерилизациями образованные в это время живые системы. Поэтому появление жизни смогло начаться только после накопления воды на длительное время хотя бы в самых глубоких местах моря.
Следы вулканической активности: отложения серы на краях Halema’uma’u-кратера вулкана Мауна Лоа на Гаваях
Извержение вулкана — самая захватывающая форма вулканической деятельности
С медленным остыванием земли, вулканической деятельностью (выделение газов из недр земли) и глобальным распределением материалов упавших комет возникла вторая атмосфера земли. Скорее всего она состояла из водяного пара (h3O до 80 %), углекислого газа (CO2; до 20 %), сероводорода (до 7 %), аммиака и метана. Высокий процент водяного пара объясняется тем, что поверхность земли была на тот момент ещё слишком горяча для образования морей. Прежде всего из воды, метана и аммиака в условиях молодой земли могли образоваться небольшие органические молекулы (кислоты, спирты, аминокислоты), позднее так же органические полимеры (полисахариды, жиры, полипептиды), которые были нестабильны в кислотной атмосфере.
После охлаждения атмосферы ниже температуры кипения воды наступил очень длительный дождь, который и образовал океаны. Насыщенность других газов атмосферы относительно водяного пара повысилась. Высокое ультрафиолетовое облучение обусловило фотохимический распад воды метана и аммиака, в результате чего накопились углекислый газ и азот. Лёгкие газы — водород и гелий — уносились в космос, углекислый газ растворялся в больших количествах в океане, окисляя воду. Значение pH упало до 4. Инертный и малорастворимый азот N2 накапливался со временем и образовывал около 3,4 миллиардов лет назад основную составляющую атмосферы.
Выпадение в осадок, прореагировавшего с ионами металлов, растворенного углекислого газа (карбонаты) и дальнейшее развитие живых существ, которые ассимилировали углекислый газ, привело к уменьшению CO2-концентрации и поднятию значения pH в водоёмах.
Кислород O2 играет важнейшую роль в дальнейшем развитии атмосферы. Он образовался с появлением способных к фотосинтезу живых существ, предположительно цианобактерий (сине-зелёных водорослей) или им подобных прокариотов. Ассимиляция ими углекислого газа привела к дальнейшему понижению кислотности, насыщенность атмосферы кислородом оставалась все-таки довольно низкой. Причина этого — незамедлительное использование растворенного в океане кислорода для окисления двухвалентных ионов железа и других окисляемых соединений. Около двух миллиардов лет назад этот процесс завершился, и кислород стал постепенно накапливаться в атмосфере.
Очень реактивный кислород легко окисляет восприимчивые органические биомолекулы и становится таким образом фактором отбора окружающей среды для ранних организмов. Только немногие анаэробные организмы смогли переместиться в свободные от кислорода жизненные пространства, другая часть выработала ферменты (например, каталазы), которые делают кислород не опасным. В некоторых микроорганизмах из подобных энзимов развились комплексные мембранные энзимы — конечные оксидазы, которые метаболически использовали присутствующий кислород для накопления энергии необходимой для роста собственной клетки — конечная стадия окисления в аэробной цепи дыхания. В зависимости от организма имеются различные формы конечных оксидаз, например хинол-оксидаза или цитохром C — оксидаза, которые различаются активными центрами, содержащими ионы меди и гемины. Это дает основание полагать, что они произошли различными параллельными путями развития. Во многих случаях в одном организме встречаются различные типы конечных оксидаз. Эти энзимы являются последними в цепи последовательно задействованных комплексов энзимов, которые энергию окислительно-восстановительных процессов сохраняют переносом протонов или ионов натрия в форме трансмембранного электрического потенциала. Последний другим комплексом энзимов преобразовывается снова в химическую энергию в форме АТФ. Синтез АТФ и прочих компонент цепи дыхания в эволюционном свете значительно старше конечных оксидаз, так как они играли важную роль уже во многих аэробных процессах обмена веществ (аэробное дыхание, многие процессы брожения, метаногенез) а так же при аноксигенном и оксигенном фотосинтезе.
Миллиард лет назад содержание кислорода в атмосфере перешагнуло планку одного процента и спустя несколько миллионов лет был образован озоновый слой. Сегодняшнее содержание кислорода в 21 % было достигнуто лишь 350 миллионов лет назад и сохраняется с тех пор стабильным.
Значение воды для возникновения жизни
h3O — химическое соединение, присутствующие при обычных условиях во всех трёх агрегатных состояниях.
Для жизни, как мы её знаем (или определяем), нужна вода как универсальный растворитель. Вода имеет комллекс качеств, которые делают жизнь возможной. Нет данных, что жизнь может возникать и существовать независимо от воды и принято считать, что только наличие воды в жидкой фазе (в определённой области или на определённой планете), делает вероятным возникновение там жизни.
Для синтеза сложных молекул и соблюдения граничных условий автокаталитических реакций между ними (что обеспечивает принципиальную возможность перехода от химической эволюции к эволюции живого вещества), важны следующие характеристики воды:
Вода находится в жидком состоянии при температуре, в которой стабильны органические молекулы и их синтез возможен только в водных растворах.
Вода необходима как деполяризующий растворитель для химических реакций, так как она делает возможным гомогенное перемешивание, а имея высокую теплоёмкость, принимает выделяющуюся при реакциях теплоту и предоставляет в распоряжение протоны для катализов.
Высокая удельная теплоемкость воды и особенности характеристики спектрального поглощения водяных паров (при их зна́чимых долях в объёме планетных оболочек) обеспечивают стабилизацию глобальных колебаний температуры и осмотических процессов (локально могут возникать большие различия), что создает предпосылки к планетарно-уравновешенному климату, неблагоприятные изменения которого, вызванные как энтропийными процессами, так и внешними неблагоприятными факторами, могут быть в определенных пределах скомпенсированы жизнедеятельностью самой биоты, изменяющей интенсивность испарения воды и скорость захоронения углерода (см.гипотеза Геи[2], а также биотическая регуляция[3]).
Вода и водяной пар поглощают вредное для макромолекул ультрафиолетовое облучение. Однако оно проникает через замёрзшую воду (лед) до определённой глубины.
Вода, в которой растворены вещества, например, морская вода, образует при вымораживании области разных концентраций веществ, которые окружены мембранами льда (см. гипотеза морского льда). Ограничение от внешней среды и повышенная концентрация веществ считаются необходимыми для образования биологически активных молекул.
Особенность термодинамики воды (при нагревании от 0 до 3,98°С вода сжимается) предотвращает замерзание водоёмов до дна — холодная вода, как менее плотная, остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура.
Эксперименты
Эксперимент Миллера — Юри
Одна из самых известных гипотез эволюции была опубликована в двадцатые годы XX столетия русским исследователем А. И. Опариным и британским исследователем Дж. Холдэном. Теория утверждала, что условия на земле того времени благоприятствовали химическим реакциям. Из неорганических соединений в атмосфере и море должны были синтезироваться сложные органические соединения. Необходимая энергия поставлялась очень интенсивным ультрафиолетовым облучением, которое могло беспрепятственно проникать в атмосферу в связи с малым содержанием в ней O2 и O3.
В 1953 году эта теория была обоснована химиками Стэнли Миллером и Гарольдом К. Юри очень хорошими результатами эксперимента с первичным бульоном. Опытным путём ими было доказано, что в среде, похожей на среду с предположительными пребиотическими условиями, посредством притока энергии извне (молнии), из неорганических соединений (вода, метан, аммиак и водород) могут возникнуть аминокислоты и более простые карбоновые и жирные кислоты — одни из важнейших строительных элементов биомолекул (причём современные исследования сохранившегося содержимого колб Миллера показало, что там содержалось большее количество аминокислот, чем смог выявить Миллер[4]).
В более поздних, в большинстве случаев, более сложно построенных опытах с первичным бульоном экспериментаторы смогли получить как все важнейшие строительные элементы живых существ — аминокислоты, жиры, сахара, нуклеотиды, — так и более сложные органические соединения — порфины и изопреноиды.
Хотя этим была показана возможность естественного образования органических молекул, эти результаты сегодня иногда подвергаются критическим оценкам. В эксперименте с первичным бульоном исходили из того, что атмосфера на тот период времени имела щелочной характер, что соответствовало научным представлениям того времени. Сегодня же исходят из слабощелочного или даже нейтрального характера атмосферы, хотя вопрос ещё не окончательно решён и обсуждаются также локальные химические отклонения атмосферных условий, например в окрестностях вулканов. Позднейшими экспериментами была доказана возможность появления органических молекул и в этих условиях, даже таких, которые не получились при первых опытах, но в значительно меньших количествах. Этим часто аргументируется, что происхождение органических молекул другим путём, играло как минимум дополнительную роль. Приводятся также теории происхождения органики в окрестностях Гидротермальных источников срединно-океанических хребтов.
В качестве аргумента против происхождения органических молекул из первичного бульона иногда приводят тот факт, что во время опыта получается рацемат, то есть равная смесь из L и D-форм аминокислот. Соответственно, должен был существовать естественный процесс, в котором отдавалось предпочтение определённому вращению хиральных молекул. Некоторые космобиологи утверждают, что легче доказать происхождение органических соединений в космосе, так как, по их мнению, фотохимические процессы с циркулярно-поляризированным излучением, например от пульсаров, в состоянии уничтожить молекулы только определённого вращения. И действительно у найденных в метеоритах хиральных органических молекул преобладали на 9 % левовращающие. Однако в 2001 году Alan Saghatelian et al.[5] показал, что самореплицирующиеся пептидные системы тоже в состоянии эффективно усиливать молекулы определённого вращения в рацематной смеси, что делает возможным и земное происхождение оптически активных биомолекул.
Дальнейшие реакции
Из появляющихся при эксперименте Миллера-Юри промежуточных продуктов альдегидов и синильной кислоты HCN можно получить при симулируемых условиях земли 4,5 млрд лет назад дальнейшие биомолекулы. Таким образом Хуан Оро удалось в 1961 году осуществить синтез аденина:
Из рибозы, аденина и трифосфата возникает аденозинтрифосфат (АТФ), который используется в организмах в качестве универсального энергоносителя и строительного элемента (как монофосфат) рибонуклеиновых кислот (РНК).
Участие минералов и горных пород
Кристаллические поверхности могут служить матрицей для растущих макромолекул. При этом различные кристаллические поверхности могут связывать определенные энантиомеры молекул. L-и D аминокислоты присоединяются к разным местам кристалла кальцита.
Аарон Качальсский (Вайцманн-институт, Израиль) показал, что в водном растворе, содержащем монтмориллонит (один из минералов глин), возможен синтез белков с длиной цепи в больше чем 50 аминокислот с почти 100%-ным выходом.
Ионы металлов могут выступать в роли катализаторов, доноров электронов или же включаться в биомолекулы.
Минералы глин в водных растворах часто несут поверхностный электрический заряд и могут таким образом притягивать и удерживать противоположно заряженные органические молекулы.
В микрополостях горных пород молекулы органических соединений защищены от ультрафиолетового облучения.
Теория Вехтерхойзера
Особенно интенсивная форма содействия минералов и горных пород пребиотическому синтезу органических молекул должна протекать на поверхности минералов сульфида железа. Теория Миллера-Юри имеет существенные ограничения, особенно учитывая ошибочное объяснение полимеризации мономерных составляющих биомолекулы.
Анаэробные бактерии, обмен веществ которых происходит с участием железа и серы, существуют и сегодня.
Слиток сросшихся кристаллов сульфида железа FeS2
Альтернативный сценарий был с начала 1980-х годов разработан Гюнтером Вехтерхойзером. По этой теории жизнь на земле возникла на поверхности железно-серных минералов, то есть сульфидов, которые и сегодня образуются посредством геологических процессов, а на молодой земле должны были встречаться гораздо чаще. Большое преимущество этого концепта перед предшественниками в том, что впервые образование комплексных биомолекул связано с постоянным надежным источником энергии. Энергия поступает из восстановления частично окисленных железно-серных минералов, например пирита (FeS2), водородом (уравнение реакции: FeS2 + h3 FeS + h3S) и поставляет достаточно энергии для эндотермического синтеза мономерных структурных элементов биомолекул и их полимеризации:
Другие тяжелые металлы так же как и ионы железа тоже образуют нерастворимые сульфиды. В дополнение к этому пирит и другие железно-серные минералы имеют положительно заряженную поверхность, на которой могут располагаться, концентрироваться и реагировать между собой преимущественно отрицательно заряженные биомолекулы (органические кислоты, фосфорные эфиры, тиолы). Необходимые для этого вещества (сероводород, моноксид углерода и соли двухвалентного железа) попадают из раствора на поверхность этого «железо-серного мира». Вехтерхойзер привлекает для своей теории и сегодня существующие основопологающие механизмы обмена веществ и выводит из них замкнутый в себе сценарий синтеза комплексных органических молекул (органические кислоты, аминокислоты, сахар, азотистые основания, жиры) из простых неорганических соединений, находящихся в вулканических газах (Nh4, h3, CO, CO2, Ch5, h3S).
В противоположность к эксперименту Миллер-Юри не привлекаются источники энергии из вне, в форме молнии или ультрафиолетового излучения, кроме того первые ступени синтеза при высоких температурах протекают гораздо быстрее (например катализированные энзимами химические реакции). При температурах подводных вулканов до 350 °C возникновение жизни является вполне представимым. Только позднее при возникновении чувствительных к высоким температурах катализаторам (витамины, белки) эволюция должна была происходить при более низких температурах.
Сценарий Вехтерхойзера хорошо подходит к условиям глубоководных гидротермальных источников, так как имеющийся там переход температур из глубины к поверхности, позволяет подобное распределение реакций. Древнейшие из сегодня живущих микроорганизмов самые жароустойчивые, предельный известный температурный максимум для их роста составляет +113 °C. Кроме того железо-серные активные центры и сегодня задействованы в биохимических процессах, что может указывать на первичное участие Fe-S-минералов в развитии жизни.
Образование макромолекул
Биомакромолекулы — это белки и нуклеиновые кислоты. Увеличение молекулярных цепей (полимеризация) нуждается в энергии и происходит с выделением воды (конденсация). При расщеплении макромолекул (гидролиз) энергия выделяется. Так как химическое равновесие настолько сильно смещено в сторону мономеров, что реакция протекает термодинамически необратимо в сторону гидролиза полимеров, синтез полимеров невозможен без постоянного поступления энергии. Даже с помощью теоретической поддержки испарением воды, добавлением солей (связывают воду) или распадом продуктов, равновесие смещается лишь незначительно. В итоге возникновение жизни очень вероятно связано с надежным источником энергии, который использовался бы для полимеризации.
[Мономеры]n + (n-1) h3O n Мономеры + Тепло,
но
Энергия + n Мономеры [Мономеры]n + (n-1) h3O.
В качестве источника энергии в биохимии используется чаще всего АТФ, для образования которого необходимы уже существующие энзимы. В условиях молодой земли возможно снабжение энергией синтеза полимеров гидролитическим расщеплением полифосфатов, что используется некоторыми энзимами вместо ращепления АТФ и сегодня. Но маловероятно, что полифосфаты были в необходимом количестве, так как они могли спонтанно образовываться, при испарении фосфатосодержащих растворах, но также относительно быстро гидролизироваться, растворяясь в воде. Подобные процессы могли происходить на побережье при регулярном приливе и отливе. Но в этом случае все зависимые от воды процессы постоянно прерывались бы, что слишком замедлило бы синтез комплексных соединений. Поэтому обратимся к совсем другой системе, в которой происходит как синтез мономерных состовляющих так и зависимое от постоянного источника энергии образование полимеров, — к анаэробным окислительно-восстановительным реакциям с сульфидами металлов.
Равновесие синтеза полимеров смещается в сторону образования полимеров повышением концетрации мономеров и обезвоживанием продуктов реакции. Условием для этого является ограничение среды реакции, которая имеет лишь ограниченный обмен веществ с внешней средой. Традиционно считалось, что подобные процессы протекают в маленьких прудах с высоким испарением, что основной идеей опирается ещё на труды Ч. Дарвина. Сегодня рассматриваются вулканические регионы океанов с осевшими от гидротермальных источников сульфидами металлов как вполне подходящее место для развития подобного сценария.
Другие варианты решения проблемы имеют сильные ограничения и сложносопоставимы с условиями ранней земли. Преимущественно требуется для одного или нескольких этапов исключение воды, что очень легко осуществить в лаборатории, но не в рассматриваемое время на земле. Одна из подобных систем — это полимеризация карбомидов (R-N=C=N-R) или дициана (N≡C-C≡N) в безводной среде. При этом конденсация исходных составляющих протекает параллельно реакции карбомида, при которой выделяется необходимая энергия:
Энергия + [H-X-OH] + [H-X-OH] [X-X] + h3O (H-X-OH = мономер, например аминокислота или рибоза)
[R-N ≡ C ≡ N-R] + h3O [R-NH-CO-NH-R] + Энергия (если R = H возникает мочевина)
При ультрафиолетовом излучении из синильной кислоты и образуется дициан, однако, в высыхающей трясине летучая молекула быстро испарилась бы. Если сухая смесь аминокислот нагревается до 130 °C несколько часов, то образуются похожие на белок макромолекулы. При наличии полифосфатов достаточно 60 °C. Эти условия могут образоваться, если вода с растворенными аминокислотами вступает в контакт с горячим вулканическим пеплом.
Если нагреть смесь нуклеотида в присутствии полифосфатов до 55 °C, то хотя и возникают полинуклеотиды, но все же соединение происходит вероятнее за счет 5’- и 2’-C-атомов рибозы, так как оно протекает легче, чем во всех организмах имеющиеся 5’-3’-связи. Из обоих типов полинуклеотидов образуются двойные цепи (сравни со стороением ДНК). Разумеется 5’-3’-двойные цепи стабильнее, чем 5’-2’.
Если на 2’ атоме углерода рибозы отсутствует гидроксильная группа, получается дезоксорибоза. Теперь могут образовываться типичные для ДНК 5’-3’ связи.
Образование пребиотических структур (предшественников клеток)
Клетки поддерживают свои функции тем, что они образуют ограниченные среды для реакций, чтобы разделять друг от друга процессы обмена веществ и исключать нежелательные реакции. Одновременно могут создаваться различия концентраций.
Коацерваты
Известно, что с повышением концентрации многие органические соединения, молекулы которых содержат как гидрофильные, так и гидрофобные участки, способны в водных растворах к мицеллообразованию, то есть выделению микрокапелек органической фазы. Мицеллообразование наблюдается также при высаливании, то есть при увеличении концентрации солей в коллоидных растворах биополимеров-полиэлектролитов, при этом выделяются микрокапли диаметром 1—500 мкм, содержащие биополимеры в высокой концентрации.
Александр Иванович Опарин (1894—1980) главным образом изучал возможности обмена веществ в коацерватах (от латинского coacervatio — сгусток или куча) — модельных мицеллах. Им было показано, что ограниченные среды с простым обменом веществ могут возникнуть исключительно самоорганизацией, при условии присутствия катализаторов со специфическими свойствами. Так как использованные субстанции входят в состав живущих сегодня организмов, Опаринские коацерваты нужно видеть не как предшественники клеток, а как модель-аналог для возникновения предшественников клеток.
Опарин исследовал смеси из белков (гистон и альбумин), белков и углеводов (гистон и гуммиарабик) и белков и полинуклеотидов (гистон или клупеин и ДНК или РНК).
Если капельки из гистона и гуммиарабика содержат фермент фосфорилазу, то они могут поглотить из окружающей среды глюкозу-1-фосфат, создать из неё крахмал и сохранить. Освобожденный фосфат диффундирует наружу. Капелька увеличивается с накоплением крахмала, пока не распадается на мелкие капельки, которые тоже могут содержать фосфорилазу, разумеется, меньше чем исходная капелька. Вместе с тем замедляется обмен веществ. Таким образом становится очевидным, что для сохраниния качеств клетки необходима регенерация ферментов после её деления.
Если к взвеси добавить разлагающий крахмал, фермент амилазу, получаются коацерваты с двухступенчатым обменом веществ: 1) поглощение глюкозы-1-фосфата → синтез крахмала; 2) вывод фосфата → расщепление крахмала и вывод мальтозы.
Микросферы
В 1970 году Сидней Фокс смог подтвердить, что из подобных белку продуктов, которые возникают при нагревании сухих смесей аминокислоты, а также самосоединением могут возникнуть растущие капельки, так называемые микросферы. Они отграничиваются от окружающей среды мембраной обратного осмоса и поглощают другой протеиноподобный материал из среды. Вследствие чего они растут и разделяются снова на более мелкие капельки. На основании этого Фокс пришёл к выводу, что эти системы имеют ферментные качества, разлагают глюкозу или ведут себя как эстераза или пероксидаза, без добавления ферментов извне.
Мир РНК
Впервые гипотеза мира-РНК была выдвинута в 1986 году Уолтером Гильбертом и гласила, что молекулы РНК были предшественниками организмов.
Гипотеза отталкивается от способности РНК к хранению, передаче, и размножению генетической информации, а также от её способности катализировать реакции в качестве рибозимов. В эволюционной среде молекулы РНК, которые множат преимущественно себя, встречались бы чаще других.
Исходным пунктом являются простые самовоспроизводящиеся молекулы РНК. Некоторые из них имеют способность катализировать синтез белков, которые, в свою очередь, сами катализируют синтез РНК и свой собственный синтез (развитие трансляции). Некоторые молекулы РНК соединяются в двойную РНК-спираль, они развиваются в молекулы ДНК и носители наследственной информации (развитие транскрипции).
Основой служат определенные РНК-молекулы, которые могут копировать любые РНК-образцы включая себя самих. Дженнифер А. Doudna и Джек В. Szostak использовали как образец для развития этого типа РНК производящий разрезание и сплайсинг самой себя интрон прокариотного одноклеточного организма Tetrahymena thermophila. Это подтверждает то, что в рибосомах собственно rРНК являются каталитическими молекулами и таким образом РНК катализирует синтез белка. Однако ограничения состоят в том, чтобы при само-реплицирующихся РНК не моно-, а олигонуклеотиды являются составляющими звеньями и необходимы вспомогательные вещества.
В 2001 году было открыто, что важными каталитическими центрами рибосом являются РНК, а не, как раньше было принято, белки. Это показывает, что каталитическая функция РНК, как она предполагалась в гипотезе мира-РНК, используется сегодня живыми существами.
Так как рибосомы считаются очень первоначальными клеточными органоидами, это открытие считается важным взносом в обоснование гипотезы мира-РНК. Уже можно уверенно сказать, что молекулы РНК — по меньшей мере принципиально — являются в состоянии из аминокислот синтезировать белки.
В этой связи «ПНК» (Пептид — нуклеиновые кислоты) также представляют интерес как возможные предшественники РНК.
Альтернативные возможности появления жизни на земле
Биомолекулы из космоса
Земля все время своего существования подвергается бомбардировке кометами и метеоритами. Особенно интенсивными они были сразу после образования планеты. В некоторых метеоритах были обнаружены простые органические соединения, среди прочих аминокислоты. Одним из возможных доказательств происхождения аминокислот в космосе могла бы быть одинаковая хиральность органических соединений (L-аминокислот и D-сахаров) — у метеоритных аминокислот доказано преобладание L-типа до 9 %. [6]. Но это распределение может быть объяснено и действием неорганических жировых катализаторов. С помощью опытов, при которых симулировались условия космоса, было доказано, что основные органические соединения, в особенности аминокислоты, могут образовываться и в таких условиях (Бернштейн, М. П., et al. 2002. «Racemic amino acids from the ultraviolet photolysis of interstellar ice analogues» Nature 416, 401 и Munoz Caro, G., et al. 2002. «Amino acids from ultraviolet irradiation of interstellar ice analogues» Nature 416, 403).
«Черные курильщики»
Условия среды в этих гидротермальных источниках, возможно, способствовали хемоавтотрофному возниковению жизни. Эта теория отстаивается исследователями Вильямом Мартином и Михаелем Русселем (M. Martin, M. J. Russell, (2003). On the origins of cells : a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleared cells. Philos. Trans. R. Soc. London Ser. B 358, 59-85).
Ссылки
См. также
Wikimedia Foundation. 2010.
dic.academic.ru
Новая, сенсационная, теория происхождения жизни на Земле.
Общепринятой и единственной теории о происхождении жизни на Земле после восьмидесяти лети господства, наконец, выдвинута альтернативная гипотеза.
"Теория бульона" ("первичный бульон" - термин А.И.Опарина) была предложена еще в 1929 году, когда профессор Дж. Московский комсомолец.
Жизнь на Земле могла возникнуть не в океане, а в трещинах горных пород. Gzt.Ru 02.02.10 20:54 Уильям Мартин , один из авторов исследования , говорит, что по расчетам ученых насыщенный органическими веществами "бульон" в океане попросту не позволял бы первым клеткам получать достаточно энергии. Уильям Мартин, главный автор исследования.
Жизнь зародилась в горячих источниках на дне океана - BioEssaysМОСКВА, 4 фев - РИА Новости. Первые живые организмы могли возникнуть не в "первичном бульоне" из органических веществ, как считалось ранее, а на дне океана в гидротермальных источниках, пишут ученые из Великобритании и Германии в своей работе, опубликованной в электронной версии журнала BioEssays.Предложенная в 20-е годы XX века теория "первичного бульона" гласит, что жизнь зародилась в ходе химической эволюции молекул, содержащих углерод, под действием ультрафиолета в своеобразном бульоне. Один из ее ключевых недостатков - отсутствие источника энергии, которая могла бы запустить такой процесс.
Новая гипотеза разрешает эту проблему. Доктор Ник Лейн (Nick Lane) из Университетского колледжа Лондона и его коллеги считают, что живые клетки использовали геохимический градиент - разницу в количестве энергии, возникающую в микроскопических отверстиях у гидротермальных источников на дне океана.
"Современные живые клетки унаследовали такой же размер протонного градиента и, что важно, такое же его направление: "плюс" снаружи, "минус" внутри, какой был у неорганических пузырьков, от которых они произошли", - сказал соавтор работы Джон Ален (John Allen), слова которого приводит пресс-служба колледжа.
Первые клетки производили АТФ, аденозинтрифосфаты, универсальный источник и переносчик энергии в клетке, используя энергию возникающих в источниках градиентов. Этот процесс, называемый хемиосмосом, сегодня используют все живые клетки, и, по словам ученых, они унаследовали его именно от тех первых клеток на дне океанов.
"Почти невозможно представить, как жизнь могла возникнуть без хемиосмоса. Пришло время отбросить "кандалы" брожения в каком-то "первичном бульоне" как источника "жизни без кислорода", идею, которая возникла до того, как кто-либо из биологов понял, как синтезируется АТФ", - отметил Лейн.
МК пишетет:"На протяжении восьмидесяти лет многие считали, что ранняя жизнь зародилась в "первичном бульоне" органических молекул перед эволюцией в океанах миллионы лет спустя. Знакомая всем по школьным учебникам "теория бульона" опровергнута!!! в новаторском исследовании, обнародованном в "BioEssays", где утверждается, что начало жизни дала химическая энергия Земли из гидротермальных источников на дне океана.
"Учебники утверждают, что жизнь возникла из органического «бульона», и что первые клетки стали результатом брожения этих органических веществ, давших энергию в форме АТФ-синтазы (фермента). Мы же предлагаем новый взгляд и убеждены, что старый подход не работает во всех ситуациях, - сказал руководитель исследовательской группы доктор Ник Лейн из Университетского колледжа в Лондоне. - Мы представляем альтернативу, по которой жизнь возникла из газов (h3, CO2, N2, h3S), а энергия для первой жизни пришла из использования геохимических градиентов, созданных Матерью-Землей в особого рода глубоководном гидротермальном источнике (жерле) – в лишь одном, который был пронизан крошечными взаимосвязанными отсеками или порами".
«Теория бульона» («первичный бульон» - термин русского академика А.И.Опарина, 1924 г. - Ред.) была предложена еще в 1929 году, когда профессор Дж. Б. С. Холдейн (J. B. S. Haldane) опубликовал свое, оказавшее влияние на многих эссе о происхождении жизни, где он утверждал, что УФ-излучение обеспечило энергию для преобразования метана, аммиака и воды в первые органические соединения в океанах ранней Земли. Однако критики теории «бульона» указали на то, что не существовало никакой движущей силы, заставляющей что-либо взаимодействовать; а без источника энергии, жизнь, как мы знаем, существовать не может.
"Несмотря на биоэнергетические и термодинамические недостатки, 81-летняя концепция «первичного бульона» остается "мейнстримной" гипотезой происхождения жизни, - сказал главный автор исследования, Уильям Мартин - эволюционный биолог из Института ботаники III (Insitute of Botany III) в Дюссельдорфе (Германия). – Однако «бульон» не имеет потенциала для производства витальной (жизненно важной) энергии для жизни".
Отвергая «теорию бульона» исследователи обратились к химии Земли с целью определить источник энергии, который мог питать первых примитивных предшественников живых организмов: геохимические градиенты через соты микроскопических естественных пещер в гидротермальных источниках. Эти каталитические клетки производили липиды, белки и нуклеотиды, которые, возможно, и привели к первым «настоящим» клеткам.
Команда сосредоточилась на идеях, инициированных геохимиком Майклом Дж. Расселом, точнее - на глубоководных щелочных жерлах в море, которые производят химические градиенты, очень похожие на те, что имеются практически во всех организмах, живущих в наши дни – трансмембранный протонный градиент. Ранние организмы, вероятно, использовали эти градиенты с помощью процесса, называемого хемиосмосом, в котором протонный градиент используется для синтеза универсальной энергетической "валюты", АТФ-синтазы (фермент), или более простых аналогов. Позже клетки эволюционировали для создания своего собственного протонного градиента путем переноса электрона от донора к акцептору. Ученые-авторы утверждают, что первым донором был водород, а первым акцептором - СО2.
"Современные живые клетки унаследовали одинаковый размер протонного градиента, и, самое главное, ту же ориентацию – внутри клетки – минус, снаружи – плюс – что и у неорганических пузырьков, из которых они возникли", говорит соавтор, Джон Аллен, биохимик из Лондонского университета королевы Марии.
"Термодинамические ограничения означают, что хемиосмос является строго необходимым для углеродного и энергетического метаболизма у всех организмов, которые растут из простых химических ингредиентов (автотрофии) в наши дни, и, предположительно у первых свободно живущих клеток, - сказал Лейн. - Мы рассмотрели то, как ранние клетки могли использовать геохимически созданную «силу», а затем научились производить и свою собственную".
Это была витальная транзиция (переход), поскольку хемиосмос является единственным механизмом, с помощью которого организмы могут вырваться из источников. "Причина того, что все сегодняшние организмы «хемиосмотичны» заключается в том, что они унаследовали хемиосмос от того времени и места, когда развились первые клетки – а развиться без него они не могли", - сказал Мартин.
"Не так уж и сложно понять, что активизировать раннюю жизнь было практически невозможно без хемиосмоса, - заключил Лейн. - Время сбросить оковы брожения в некоем первичном «бульоне», таком, как «жизнь без кислорода» - идея, которая относится к тому времени, когда кто-либо в биологии имел хоть какое-нибудь понимание того, как появилась АТФ-синтаза"."
Сейчас в пользу точки зрения о том, что именно недра стали источником жизни, появился новый аргумент. Уильям Мартин, один из авторов исследования, говорит, что по расчетам ученых насыщенный органическими веществами «бульон» в океане попросту не позволял бы первым клеткам получать достаточно энергии!. Энергия!, необходимая для жизни, имеется только в недрах – точнее там имеется необходимый градиент энергии.
Подводный робот подробно изучает растущую в Затерянном Городе структуру
На камнях гидротермального поля Затерянного Города живёт широкий спектр глубоководных беспозвоночных, включая большое количество кораллов. Крабы также считают этот город своим домом.
Миниатюрная трубка сульфида железа 5 см высотой растёт в симуляции моря в Реактивной лаборатории. Она воспроизводит более крупные структуры, связываемые с ГИ, в каких на древней Земле могла зародиться жизнь
Французский луковый суп.
Пошаговый рецепт приготовления классического борща 
Рецепт грибного крем-супа 
Рецепт сырного крем-супа 
Лучшие рецепты томатного супа 
Рецепт чечевичного супа 
Классический рецепт приготовления лагмана 
Рецепт солянки 
FeS + h3S) и поставляет достаточно энергии для эндотермического синтеза мономерных структурных элементов биомолекул и их полимеризации:
n Мономеры + Тепло,
[X-X] + h3O (H-X-OH = мономер, например аминокислота или рибоза)
