Некоторые рассуждения об определении жизни и об экспериментах на возможных первых организмах

Еще в середине прошлого века стало известно, что протоплазма живой клетки, состоящая из углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы, в химическом отношении близка к ароматическим соединениям. Изучение строения белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот в организмах показывает, что они не отличаются от своих аналогов, которые образуются под влиянием электрических разрядов или высоких температур. Кристаллы тоже обладают признаками, присущими живой материи: они сохраняют форму, растут, способны к питанию - поглощению из окружающей среды нужных; компонентов и даже размножению (пример тому - друзы кристаллов, выросшие из перенасыщенного раствора соли или сахара). Таким образом, с позиций химии принципиальных отличий живого от неживого нет. Кристаллы также чувствительны к внешним условиям типа изменения температуры, концентрации растворов или наличия примесей.

Если под живым понимать целенаправленное усложнение структур в результате эволюции, то первые организмы из глины не следует считать живыми. Но они постепенно приобретали все свойства живых. Опарин был убежден, что живые организмы должны обладать таким свойством, как «целесообразность» строения. Занимаясь этим вопросом, он отмечал, что свойство «целесообразности» строения «пронизывает весь живой мир сверху донизу, до самых элементарных форм жизни». Эта целесообразность организации есть результат истории взаимодействия между организмом и окружающей его средой, ее истоки кроются в фундаментальном различии между человеком и машиной.

Опарин, Энгельгард и другие придерживались «субстациональной» точки зрения. Для них в возникновении жизни были важны субстанции, определенные структуры, химические процессы в них. Определение Энгельса («жизнь есть форма существования белковых тел») уточнялось и сводилось к трем положениям: а) жизнь материальна по своей природе; б) жизнь обладает материальным носителем; в) жизнь есть качественно определенная форма движения материи.

Дж. Лоулесс с сотрудниками из Эймсского центра НАСА (Калифорния) выяснили, что ионы металлов (Си, ZN) могут способствовать связыванию нуклеотидов с глинами, а ионы глин служат селективными катализаторами для аминокислот. Работавший в этом центре М. Мортланд установил, что кофермент пиридоксальфосфат может действовать как фермент, если находится в контакте с глинами, содержащими медь. Н. Лахов, Ш. Чанг и Д. Уайт выяснили, каким образом глины при периодическом смачивании и высушивании могут способствовать соединению молекул аминокислоты глицина. Впоследствии Лоулесс, Чанг и другие исследовали углеродсодержащие метеориты, и в этих ровесниках солнечной системы были обнаружены и глины, и органические вещества.

Изучение поверхности Марса показало, что там в основном имеются богатые железом монтмориллонитовые глины. Это объясняет результаты опытов, выполненных посадочным аппаратом «Викинг», в которых под влиянием ультрафиолетового излучения превращались СО₂ и СО в молекулы органических соединений. Опыты Хаббарда показали тот же эффект, и среди органических соединений большую часть, как и на Марсе, составляла муравьиная кислота.

Оказалось, что коалиновые глины способны собирать энергию из окружающей среды, выделяемую при радиоактивном распаде, сохранять ее и высвобождать в нужных случаях, например, когда структура глины нарушается при высушивании или смачивании. Это показали эксперименты, проведенные Л. Койн в Калифорнийском университете. Самой сложной задачей является, конечно, обнаружение генов кристаллов, причем многих типов. Если бы это удалось, то открылись бы колоссальные и увлекательные возможности не только по созданию первейших организмов, но и управлению эволюцией.

Заключение

Среди умозрительных гипотез происхождения жизни известны: креационизм, самопроизвольное возникновение, вечное существование, панспермии, биохимическим путем. Часть из этих гипотез развивалась, используя научные данные.

Современные гипотезы происхождения жизни связаны с образованием в определенных условиях более сложно организованных органических молекул - коагулянтов, гелей и коацерватов. У этих коллоидных образований на поверхности могут происходить процессы, напоминающие метаболизм живых организмов, как считали Опарин и Холдейн. Коацерваты способны делиться на части, увеличиваться в размерах, поглощать более простые молекулы.

Сопоставление вероятности определенного сочетания 6000 нуклеотидов и времени, необходимого для этого, с временем существования Вселенной указывало на необходимость поиска более быстрых, скачкообразных механизмов образования нужных структур. Открытие генетического кода в середине 50-х годов стимулировало интенсивные биохимические исследования, тем более, что код был единым для всего, живого.

Эйген для ускорения эволюционного процесса выдвинул идею конкуренции гиперциклов химических реакций, которые ведут к образованию белковых молекул. Реакции, протекающие в «первичном бульоне», похожи на реакции Белоусова-Жаботинского.

Изучение процессов кристаллизации некоторых глин и сопоставление их с появлением усложняющихся структур в РНК-полимерах привело А. Кернса-Смита к гипотезе зарождения жизни в кристаллах глины.

предбиологический организм кристаллизация глина

Список литературы

1. Бабушкин А.Б. Современные концепции естествознания. Лекции по курсу. - СПб.: Издательство «Лань», 2001.

.   Дубнищева Т.Я. - Концепции современного естествознания. Учебник под ред. акад. М.Ф. Жукова. -3-е издание. - М.: ИКЦ «Маркетинг», Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2001. - 832 с.

.   Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания: учебное пособие для вузов. - М.: Владос, 1998.

.   Концепции современного естествознания. Учебник для вузов / Лаввриненко, В.П. Ратников, Г.В. Баранов и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. - 303 с.