Возникновение жизни на нашей планете, страница 2

«Итак, на первом этапе органической эволюции были синтезированы такие вещества, как аминокислоты, спирты, органические кислоты, азотистые основания, простые углеводы.

Второй этап органической эволюции характеризуется тем, что при участии катализаторов и источников энергии происходила полимеризация простых соединений с образованием сложных биополимеров: из аминокислот – белки, из сахаров – полисахариды, из спирта, глицерина и карбоновых кислот – жиры, из азотистых оснований, пятиуглеродных сахаров и фосфорной кислоты – нуклеиновые кислоты.

Третий этап органической эволюции характеризуется тем, что из крупных молекул биополимеров (макромолекул) в водной среде образовались капельки-коацерваты различного состава и разной величины.» «Если в растворе в большом количестве содержатся гидрофильные (т. е. Любящие воду) макромолекулы, то они обязательно окружены водой или гидратной оболочкой. Конечно, любовь к воде у макромолекулы проявляется на уровне электростатических, ионных связей, и они оказываются окружёнными водной оболочкой. Эта оболочка не имеет резкой границы. Чем дальше от молекулы расположены молекулы воды, тем меньше эта связь. Однако те молекулы воды, которые находятся около макромолекулы, теряют самостоятельность, утрачивают свободу, перемещаются теперь в пространстве только с макромолекулой, создавая для неё своеобразную «одежду». Толщина этой одежды зависит от многих условий и иногда может становиться очень тонкой. Макромолекула в этом случае имеет чёткую границу. Гидрофильные макромолекулы могут создавать комплексы, которые также окружены чёткой, связанной с макромолекулами водной оболочкой. Это и есть коацерваты – праотцы клеток. Макромолекулы, вначале случайно оказавшиеся в коацервате, вынуждены начать жить вместе. Это, по-видимому, не всегда возможно и зависит от того, насколько «партнёры» подошли друг другу. Но если уж молекулы «понравились» друг другу, то образовался устойчивый комплекс. И он налаживает обмен с окружающей средой.» «На поверхности коацерватов путём самоорганизации липидов и белков могла возникнуть мембранная структура. Экспериментально доказано, что коацерватные капли вступают в химические реакции с веществами окружающего раствора.  Эти реакции в коацерватах Первичного бульона напоминали обмен веществ, так как они (коацерваты) одни вещества поглощали, а другие – отдавали раствору. Поглощение и выделение могло происходить избирательно, через мембрану. В одних коацерватах преобладали реакции синтеза, и они увеличивались в размерах, в других – преобладали реакции распада, и они уменьшались до полного исчезновения. Крупные коацерватные капли могли механически разделяться на две и более части, которые продолжали увеличиваться в размерах. В других случаях коацерваты также механически могли сливаться друг с другом. Считается, что в Первичном бульоне архейской эры впервые возник процесс естественного отбора коацерватов и происходило подобие их размножения, но это всё имело случайный, хаотический характер.

Четвёртый этап можно охарактеризовать как эпоху возникновения биологических катализаторов – ферментов. Это были особые белки, благодаря которым обмен веществ с окружающей средой в коацерватах приобрёл упорядоченный характер. Так наметился переход к первым биологическим системам – протобионтам.

Пятый этап следует связать с появлением генетического кода, который определяет возможность реакций матричного синтеза: самовоспроизведение нуклеиновых кислот, синтеза белка и других органических веществ, и на этой основе – возможность самовоспроизведения в целом всей живой системы. Здесь снова надо подчеркнуть самоорганизацию молекул жира в билипидный слой, включение в него молекул белка и организацию биологических мембран.

По сути, протобионты состояли из протоплазмы, которая в дальнейшей эволюции разделилась в клеточном строение на кариоплазму и цитоплазму. Но первые живые системы – протобионты – со временем стали прокариотами, и их господство сохранялось на протяжении всей архейской эры.

По способу питания и получения энергии первые живые системы были гетеротрофами[1] и анаэробами[2]. На протяжении архейской эры, которая продолжалась около 1 млрд лет, среди конкурирующих гетеротрофов и анаэробов возникли более прогрессивные формы питания, строения и размножения, а также более экономичный способ получения энергии – клеточное дыхание.

Ароморфозы архейской эры: