WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 19 | 20 || 22 | 23 |   ...   | 65 |

«Апгрейд обезьяны. Большая история маленькой сингулярности Поп говорил громко, лицо его пылало, он вспотел. – Ты пришел узнать: во что верить? Ты правильно догадался: у ...»

-- [ Страница 21 ] --

Но если с эволюцией живой материи биологам уже все более-менее ясно, то с эволюцией высшего химизма – сплошные вопросы. Условия молодой Земли еще не выяснены окончательно, поэтому делать окончательные выводы о том, как именно зарождалась жизнь, пока рано. Вопрос о том, на каком этапе высший химизм постепенно перетек в жизнь, пока висит. Но некоторые догадки строить уже можно.

Я не очень хорошо разбираюсь в молекулярной биологии и биохимии, поэтому пришел к биофизику Александру Кушелеву с вопросом о том, как это природе удалось так быстро организовать химическую эволюцию, ведь, исходя из экспоненциальности эволюционного процесса, на это должно было потребоваться гораздо больше времени. И почему в расчетах некоторых специалистов времени жизни всей Вселенной не хватило бы на то, чтобы пройти этап от химической эволюции до первой клетки.

– Не учитывается одна тонкая штука, – ответил мне Кушелев. – Химическая эволюция шла… 50 триллионов лет!

И пояснил свою мысль… Все расчеты о том, сколько времени нужно химической эволюции для формирования первичных жизненных структур, ведутся исходя из так называемых н.у. – нормальных условий (атмосферное давление, температура примерно равная 22 °С). Но химические реакции могут протекать в сотни тысяч раз быстрее, если повысить температуру на несколько сотен градусов и давление, скажем, до 250 атмосфер.

Вот тогда то, на что в нормальных условиях действительно потребовалось бы много-много триллионов лет, удастся уложить всего в полмиллиарда. Химики знают, что повышение температуры на 10 градусов повышает скорость реакции окисления вдвое. Повышение температуры на 20 градусов, соответственно, повышает скорость реакции (количество прореагировавших молекул) вчетверо. И так далее. Вот такая геометрическая прогрессия.

– 50 триллионов лет – вот сколько лет должна была бы идти эволюция в нормальных условиях, чтобы дойти до первой клетки, – говорит Кушелев. – Но повышение температуры и давления позволили этому процессу сократиться до 500 миллионов лет. Впрочем, если быть строгим, в нормальных условиях эволюция пройти не смогла бы. Некоторые специфические реакции достижимы только в «ненормальных» условиях. Например, в черных курильщиках… Черные курильщики – это подводные гейзеры. Они расположены на дне океана, где из разломов земной коры бьет фонтан перегретой воды температурой 250–300 °С под давлением в 250 атмосфер.

Дальше я просто приведу рассуждения специалиста в полной неприкосновенности.

Если вы в химии и молекулярной биологии профан, можете этот кусок безболезненно пропустить, я привожу его только из-за Валеры Чумакова, чтобы он больше не приставал ко мне с идиотскими подсчетами о том, что самозарождение жизни невозможно, потому что… Валера! Читай и делай выписки, только для тебя я перегружаю книгу такой умственностью.

– Как это ни парадоксально на первый взгляд, но при таких условиях (300 градусов и 250 атмосфер – А.Н.) клетки хемосинтезирующих бактерий могут размножаться в 30 раз быстрее, чем при атмосферном давлении и комнатной температуре. Митохондрии таких клеток могут размножаться еще быстрее, а снятие информационных копий с ДНК осуществляется на несколько порядков быстрее, чем при нормальных условиях. А главное, самоё начало химической эволюции – подбор материала для строительства РНК, ДНК и белков – становится принципиально возможным, т.к. комплементарная пара только в таких условиях может дождаться своей половины. При н.у. это просто нереально. Здесь имеет смысл обратить внимание на химический состав горячего «супа». В него в больших количествах входят кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор и в малых количествах все остальные элементы таблицы Менделеева.

Самое интересное, что из недр Земли, кроме атомов и простых молекул, «выплывают»

готовые блоки ДНК и РНК – азотистые основания и фосфолипиды, которые, взаимодействуя между собой, время от времени образуют нуклеотиды, т.е. комплементарные пары ДНК и реже – РНК. Комплементарные пары (половинки одной ступени ДНК) находят друг друга при температуре 250–300 градусов в десятки тысяч раз быстрее, чем при комнатной. Удачная стыковка сопровождается синхронным соединением перил (фосфатных групп) между собой.

Образуется поперечная диэфирная связь – ключ, помогающий разгадать многие повадки живых молекул.

Как только образовалась поперечная диэфирная связь, возникает особая, «живая»

молекула. Ее особенность заключается в способности восстанавливать свою структуру при случайном разрушении водородных связей между половинками ступени ДНК. Дело в том, что разрыв водородных связей не разрывает, а всего лишь раздвигает или, как принято говорить, расплавляет ступень ДНК, половинки которой остаются связанными через фосфатные группы. Кстати, случайно раздвинуть ступень ДНК не так просто, т.к. половинки ступени достаточно массивны и раздвигаются только в одном направлении, поворачиваясь вокруг центра атома кислорода, заключенного между двумя атомами фосфора.

Что же происходит дальше? Раздвинутая ступень ДНК ловит своими половинками комплементарные пары, выходящие из недр Земли или образующиеся в «топке» «черного курильщика». Захватив себе пару, ступень превращается в две одинаковые ступени, т.е.

удваивается. Дальше эволюция может пойти по двум различным путям. Либо две ступени, связанные по фосфатным группам, разойдутся в стороны (размножение), либо образуется вторая, теперь уже продольная диэфирная связь (первой продольной связью становится в этом случае материнская поперечная связь, с которой все началось). В этом случае мы наблюдаем рост молекулы ДНК. Оба эти процесса полезны, однако, в начале эволюции, живые системы больше размножаются, чем растут. Достигая некоторого уровня развития (в данном случае концентрации одноступенчатых ДНК), молекулы начинают больше расти, чем размножаться.



Если температура в недрах «черного курильщика» понижается, то доля размножающихся молекул падает, в то время как доля растущих возрастает. Растущие молекулы начинают различаться по своему составу, образуя первые виды одномолекулярных живых организмов. Прародителем таких организмов можно считать аденозинмонофосфат, который в современных организмах выполняет энергетическую и информационную функции одновременно.

Число видов быстро возрастает, однако выясняется, что некоторые одномолекулярные оказываются способными ускорять образование нуклеотидов из азотистых оснований и фосфолипидов, а другие – пожирать менее приспособленных одномолекулярных. В дальнейшем аналогичное различие функций ярко проявится у растений и животных.

Хитрость механизма одномолекулярных заключается в том, что одноцепочечная спираль ДНК, состоящая из нуклеотидов, может образовывать комплементарные пары внутри себя (вспомните внутренние связи т-РНК). Если эти комплементарные пары сшивают одноцепочечную ДНК, образуя механизм нападения, то новоявленный хищник начинает охотиться на других одномолекулярных, подрастая и размножаясь за их счет, т.е. используя готовые блоки, на которые он разобрал своих конкурентов.

Господствующий вид одномолекулярных начинает и «внутривидовую» борьбу, в которой выживает наиболее приспособленный, который сохраняет свою структуру в виде последовательности нуклеотидов, передавая ее по наследству. Многие виды не выдерживают конкуренции и надолго (если не навсегда) исчезают с лица «черного курильщика». Удачные виды начинают лакомиться не только выходящими из жерла «черного курильщика»

нуклеотидами, но и отдельными азотистыми основаниями, самостоятельно доделывая их до нуклеотидов. Для этого к захваченному азотистому основанию нужно приделать фосфолипид с нужной стороны, а если он слишком длинный, то обрезать ему лишнюю часть «хвоста». С этого момента рост и размножение «полиглота» резко усиливается. Дело в том, что вероятность найти фосфолипид произвольной длины гораздо выше, а точное место присоединения к азотистому основанию отсекает неподходящие изомеры нуклеотидов.

Через некоторое время появляются «суперполиглоты», которые способны синтезировать фосфолипиды из произвольных углеродных цепочек и фосфорной кислоты.

Дальнейшая «всеядность» требует изготовления самих азотистых оснований, которые в современных клетках синтезируются из углекислого газа, соединений азота и других простых молекул.

Каждое такое усовершенствование вызывает своеобразный демографический взрыв в недрах «черного курильщика». Но нет предела совершенству. Став всеядными одномолекулярными организмами, они начинают образовывать новые и новые виды, одни из которых могут быть полезны другим. Появляются катализаторы эволюции или одномолекулярные симбионты. Одни из них способны строить жилища, защищающие их самих и их друзей от невзгод и назойливых собратьев. Жилища, похожие на коммунальные квартиры, способствуют подбору уживчивых жильцов, способных разделить между собой обязанности. Появляются молекулы-профессионалы. Профессионализм в создании всевозможных белковых механизмов характеризует сложную молекулу рибосомальной РНК, которая впоследствии войдет в состав митохондрии под именем рибосомы.

Отличительной чертой митохондрии является способность совмещать в себе коллектив молекул-профессионалов, которому для жизни требуются лишь простые молекулы в качестве сырья и электронный градиент, преобразуемый ею в универсальный энергоноситель аденозинтрифосфат (АТФ), используемый всеми земными организмами. Эволюция митохондрии в десятки раз быстрее протекает в утробе черного курильщика, чем на поверхности океана, однако митохондрии уже способны путешествовать из тела одного «курильщика» в тело другого. Внутри общих предков современных клеток и митохондрии эволюция продолжает набирать темп. Совершенствование рибосом и других органелл древней клетки приводит к появлению нового уровня организации: «клетка в клетке», где более крупная и совершенная клетка содержит в себе микроклетки-митохондрии. Новые рибосомы в макроклетке уже не просто присоединяют одну аминокислоту к другой, как в митохондриях, а ориентируют их, согласно третьей букве генетического кода. Это делает клетку более жизнеспособной за счет ускорения процесса образования вторичной структуры белка, который теперь при нормальной температуре идет почти также быстро, как самосборка при высокой температуре.

Следующий серьезный шаг, позволяющий покинуть родину, это освоение порфиринового кольца, в частности магнийсодержащего, с помощью которого появилась возможность использовать в качестве источника энергии солнечный свет.

Возвращаясь к скорости размножения ДНК, отметим, что изменение давления или температуры может приводить к задвиганию и раздвиганию комплементарных пар ступени ДНК.

Образование сложных клеточных структур, подобных аппарату Гольджи, клеточному ядру и пр., мы рассматривать не будем ввиду их чрезвычайной сложности. А эволюция «от амебы до гориллы» хорошо изложена в популярной книге с одноименным названием, а также во всех учебниках биологии.

Упомянем лишь некоторые любопытные особенности этого процесса. Скажем, в ступени развития хордовых была забавная развилка эволюции. Существует животное, минога, у которой мозг имеет уже все разделы человеческого, а на месте, где у грудного ребенка расположено темечко, у миноги – третий (теменной) глаз. Когда человек рождается, на этом месте прочные кости черепа отсутствуют, а вместо них – пульсирующая область кожи, которая на первом году жизни зарастает костной тканью. Эволюция могла пойти и другим путем, и тогда третий (теменной) глаз стал бы или остался бы таким же, как и два других.



Pages:     | 1 |   ...   | 19 | 20 || 22 | 23 |   ...   | 65 |
 



Похожие работы:

«МАКС И. ДАЙМОНТ. ЕВРЕИ, БОГ И ИСТОРИЯ МАКС И. ДАЙМОНТ. ЕВРЕИ, БОГ И ИСТОРИЯ ВВЕДЕНИЕ ЭТО ПРОИЗОШЛО ОДИН-ЕДИНСТВЕННЫЙ РАЗ В ИСТОРИИ! I глава: ПОРТАТИВНЫЙ БОГ ВЕЛИКОЕ ВИДЕНИЕ НЕСГОВОРЧИВЫЙ ПРОРОК СУДЬИ, ЦАРИ И УЗУРПАТОРЫ РЕЛИГИЯ В УПАКОВКЕ II глава: ЭПОХА АПИКОРСИМ ОЧАРОВАТЕЛЬНАЯ И СОБЛАЗНИТЕЛЬНАЯ КУЛЬТУРА БОРЬБА, ЗАКОНЧИВШАЯСЯ ПОРАЖЕНИЕМ РИМ, ЦЕЗАРИЗМ И ВОССТАНИЕ ПОБЕДОНОСНОЕ СЛОВО НОВЫЙ КУРС ДЛЯ ДИАСПОРЫ III глава: МОИСЕЙ, ИИСУС И ЦЕЗАРЬ МЕССИЯ И ЕГО АПОСТОЛ ЦЕРКОВЬ-ПОБЕДИТЕЛЬНИЦА IV глава:...»

«ОБ АВТОРАХ Уорвик Брей — преподаватель американской археологии в Лондонском...»

«АББАС-КУЛИ-АГА БАКИХАНОВ ГЮЛИСТАН-И ИРАМ Редакция, комментарии, примечания и указатели академика АН АзССР З. М. БУНИЯТОВА Издательство Элм Баку — 1991 Печатается по постановлению Научно-издательского совета Академии наук Азербайджанской ССР АББАС-КУЛИ АГА БАКИХАНОВ ГЮЛИСТАН-И ИРАМ АББАСГУЛУ AFA БАКЫХАНОВ ЛСТАН-И ИРМ Бакиханов А. К. Гюлистан-и Ирам. – Баку: Элм, 1991, 304 с. ISBN 3-8066-0236-2 Крупнейшее произведение выдающегося азербайджанского историка философа поэта, посвященное истории...»

«Бойко В. Н. Б772 Мартиролог погибших подводных лодок Военно-морского флота отечества — Севастополь, 2012. — 164 стр., ил. Мартиролог погибших подводных лодок Военно-морского флота Отечества является уникальным изданием, содержащим краткие сведения обо всех погибших подводных лодках России, СССР и Российской Федерации, не вернувшихся из походов в период с 1904-го по 2011 года, создан известным писателем-маринистом, ветераном – подводником ВМФ РФ Владимиром Бойко. Справка, по каждой погибшей...»

«Израиль тень или действительность? Elaion-Verlag CH-9428 Walzenhausen Elaion CH-9428 Walzenhausen Заказывать Gemeinde-Lehrdienst Заказной-№ 30 RUS Название немецкого издания оригинала: „Israel - Schatten oder Wirklichkeit?“ 1. Auflage 2002 2. Auflage 2002 1. русское издание 2003 2. русское издание 2008 Перевод и корректировка русско-немецких братьев и сестёр Оформление обложки, набор, печать и изготовление Gemeinde-Lehrdienst CH-9428 Walzenhausen Содержание Предисловие Примечание переводчика...»

«Вообще среди всех религий иудаизм первый заявил о том, что Бог один. Как известно, и весь великий Дальний Восток, который мы с вами подробно разобрали, и Индия совершенно к этому выводу не пришли, у них там политеизм существует и торжествует, и все это многокрасочное сонмище богов до сих пор, собственно, никто и не оспаривал. Хотя брахманы, высшие из интеллектуальной элиты индийской, понимают, что есть один Бог, творящее существо, Атман так называемый. Это можно считать как...»

«Принципиальная зависимость страны от качества её политического класса – не очень оригинальное открытие Вех. но в ХХ веке оно почти монопольно принадлежит Вехам. Модест Колеров.мы снова возвращаемся в библиотеку, снова за письменный стол...»

«Перевод с английского под редакцией З. Е. Самойловой Paul Goldberg The Final Act The dramatic, revealing story of the Moscow Helsinki Watch Group William Morrow and Company, Inc., New York, 1988 © 1988 by Paul Goldberg ISBN 5-98440-029-4 ПРЕДИСЛОВИЕ В конце семидесятых всему миру стали известны имена нескольких московских диссидентов — Юрий Орлов, Анатолий Щаранский, Еле­ на Боннэр, Александр Гинзбург, Анатолий Марченко, Виталий Рубин, Петр Григоренко. У них не было ни идеологии, ни...»

«ЛУНАЧАРСКИЙ И МОРП Статья Н. А. Т р и ф о н о в а В истории Международного объединения революционных писателей не может быть забыто имя соратника Ленина, выдающегося литературного критика и теоретика искусства, ученого и публициста, первого наркома просвещения Страны Советов — Анатолия Васильевича Луначарского. В 1920-х годах ему пришлось возглавлять эту организацию на разных ступенях ее развития, и, пожалуй, среди политических и культурных деятелей этой эпохи во всем мире трудно было бы найти...»

«Информационное общество – это мы! Москва 2008 УДК [316.77:004](470+571) ББК 60.521.2(2Рос)+3281(2Рос) Е80 Ершова Т. В. Е80 Информационное общество — это мы! / Т. В. Ершова. — М.: Институт развития информационного общества, 2008. — 512 с. ISBN 978-5-901907-05-4 В этой книге в популярной форме представлены основные понятия и теории, а также деяния пророков и визионариев информационного общества. Автор в меру своих сил рассказывает о становлении глобального информационного общества и описывает...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.