The site has been moved

О происхождении и первых этапах развития жизни:

из кн. В.А.Красилова "Метаэкология"

 

 

 

 

 

 

Одно время считали, что живое и неживое существуют по несовместимым за­конам и, следовательно, имеют различное происхождение. Но биосфера - это в первую очередь система биогенного круговорота вещества во внешних оболочках Земли, развивавшаяся на основе абиогенного круговорота, в котором участвуют фотохимические реакции (например, фотолиз водяного пара в атмосфере). Воз­никновение жизни, таким образом, можно связать со стабилизацией системы пер­вичного круговорота путем превращения фотохимических реакций разложения в реакции фотосинтеза, идущие с увеличением свободной энергии.

Органические пленки, полимеризующиеся на лаве при высоких температуре и давлении (были получены экспериментально) могли захватывать окрашенные соли металлов и использовать энергию фотохимических реакций для собственно­го воспроизведения. Самосохранение - основное свойство любой системы, от по­лимера до кабинета министров.

Говоря о происхождении жизни, мы чаще всего имеем в виду какие-то струк­туры. Но жизнь, по верному замечанию Л. Берталанфи (L. von Bertalanfy, Problems of life. N.Y.: Harper Brother, 1960), - это скорее процесс, чем структура, Это процесс сохранения высокоэнергетического состояния органической системы извлечением энергии из среды.

Органические вещества, попадавшие в океан, вероятно, накапливались в виде нефтеподобной пленки. Основываясь на модельных опытах, можно предположить, что при высокой температуре и под действием ультрафиолетовых лучей здесь возникали протеиноидные микросферы (вроде тех, которые получал амери­канский исследователь С. Фоке, нагревая протеиноидную смесь), полинуклеотиды и многослойные мембраны. Считают, что первичной матрицей была РНК, так как ее удается синтезировать без участия специализированных энзиматических сис­тем.

Отношения между РНК-овыми частицами и протеиноидными микросферами могли складываться по типу "хищник - жертва". На это указывает агрессивность вторгающихся в клетку нуклеиновых кислот РНК-овых вирусов - может быть, наиболее древних из сохранившихся до наших дней организмов - способных в то же время вступать в симбиотические отношения с генами хозяина. Первичные РНК-овые частицы также, вероятно, могли превращаться из хищников в симбион­тов микросфер. Они таким образом приобретали белковый футляр и, благодаря высокой избирательной способности по отношению к продуктам обмена, стаби­лизировали внутреннюю среду микросферы. Эволюционное решение известного парадокса "курицы и яйца" (для воспроизведения белков нужны нуклеиновые ки­слоты, для воспроизведения нуклеиновых кислот - белки, так что же было раньше - РКН, ДНК или белки?), по-видимому, заключается в том, что раньше не было ни "курицы", ни "яйца" в том виде, в каком мы их знаем сейчас.

В ходе совместной эволюции нуклеотидные и белковые частицы менялись ролями. Не только возрастала их взаимозависимость, но происходила переоценка ценностей, превращение цели в средство и наоборот. Белковые тельца служили всего лишь футлярами нуклеиновых кислот. Но от футляров требовалась устойчи­вость, способность приспосабливаться к различным условиям. Со временем их самоценность возрастала, и теперь уже мысль о том, что ДНК избрала для своего воспроизведения трубкозубов и людей, звучит гротескно. Мы, "футляры", счита­ем ДНК не более чем средством нашего воспроизведения, и не без оснований, хо­тя следы прежних отношений еще различимы в механизмах, обеспечивающих ус­тойчивость воспроизведения генетической матрицы в ущерб "футлярам". Один из таких архаичных механизмов - естественная смерть.

Мы располагаем лишь косвенными данными о начальных стадиях органиче­ской эволюции, но можем предположить, что уже тогда протекали процессы, не­однократно повторявшиеся в будущем, а именно переход антагонистических от­ношений в сотрудничество, "сборка" сложных конструкций из готовых блоков и "переоценка ценностей" со смещением отношений "цель - средство" в сторону формирующейся системы высшего ранга.

Как и в эволюции промышленного производства, решающее значение имело совершенствование технологии, позволявшее осваивать новые источники энергии и переходить на менее дефицитное сырье. Первые фотосинтетики, вероятно, ис­пользовали в качестве донора водорода не воду, а сероводород или другие высо-ковосстановленные соединения. Умение расщеплять воду дало независимость от сырья, запасы которого ограничены. Отходы жизнедеятельности - кислород, например, - вначале губительные для жизни, все больше вовлекались в воспроиз­водство, становясь жизненно необходимыми. Более сложные технологии требова­ли специализации видов.