Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Физика arrow Концепции современного естествознания

3. ОБРАЗОВАНИЕ БИОПОЛИМЕРОВ. ВОЗНИКНОВЕНИЕ БИОТИЧЕСКОГО КРУГОВОРОТА

Простейшие органические соединения, образовавшиеся в атмосфере, поступали в океан. Это предотвращало их от распада под влиянием тех же источников энергии. Образование уже в океанической среде растворов и их постоянное перемешивание создавали возможности для дальнейших взаимодействий этих веществ. Американский биофизик К. Саган подсчитал, что органические вещества, полученные за счет энергии ультрафиолетовых лучей из газов первичной атмосферы, способны создать в океане раствор 1%-ной крепости (1%-ный бульон).

К числу дальнейших преобразований органических веществ в направлении жизни относится их полимеризация и образование биополимеров — белков и нуклеиновых кислот. Последние данные геохимии показывают, что в сплошной водной среде полимеризация произойти не может, так как для этого требуется высокая температура. Формирование биополимеров происходило, по-видимому, в пересыхающих морских лагунах под действием тепловой энергии Солнца. Образовавшиеся полимеры смывались волнами океана, обогащая первичный «бульон».

Как показал американский биохимик С. У. Фокс, при нагревании смеси низкомолекулярных соединений (из которых предположительно мог состоять «первичный бульон») до 130°С происходит реакция полимеризации с образованием так называемых протеиноидов, содержащих цепи до 200 аминокислот. Растворенные в воде, они обладают некоторыми важными свойствами белков современных организмов (в частности, содержат повторяющиеся последовательности аминокислотных остатков, обладают способностью к самосборке и даже могут катализировать некоторые химические реакции, как настоящие ферменты).

Важнейшей предпосылкой возникновения жизни явилось появление биотического круговорота. Что он собой представляет? Мы знаем о круговороте веществ в неживой природе — переносе с помощью воды минеральных элементов, их перемешивании, изменении агрегатного состояния (это так называемый абиотический круговорот, который совершается при помощи воды под действием энергии Солнца).

В биотическом круговороте решающую роль играют процессы создания (синтеза) одних органических веществ и разрушения (деструкции) других. Под действием солнечной радиации (которая в больших дозах является губительной, а в малых стимулирует жизнедеятельность) происходил распад малоустойчивых соединений. Здесь сказалось большое разнообразие физических условий в океане: разные глубины, температуры, уровни радиации, неодинаковый прогрев солнечными лучами и т. п. Те органические соединения, которые образовывались в верхних слоях океана, были больше подвержены действию губительной солнечной радиации. Они разрушались, опускались на дно, становясь строительным материалом («пищей») для других. Биотический круговорот представляет собой единый процесс «разрушение-синтез» и является фактически обменом веществ. Наличие обмена веществ — характерная и весьма существенная черта жизни: если происходит только синтез, то это не жизнь, а кристаллизация. Еще в 1870 г. выдающийся французский физиолог Клод Бернар писал, что «жизнь может быть только там, где есть вместе синтез и органическое разрушение».

Необходимо отметить следующее важное обстоятельство. Если рассматривать жизнь как единство процессов синтеза и деструкции органического вещества, то тогда надо признать, что на первых этапах она реализовывалась не через отдельные организмы, а через всю массу органического вещества, включенного в биотический круговорот (такой точки зрения придерживался В. И. Вернадский). Другими словами, жизнь появилась раньше, чем появились живые организмы, и формой ее проявления был биотический круговорот. В заключение приведем слова известного биолога В. Р. Вильямса, в которых дана краткая, но выразительная характеристика сущности биотического круговорота: «Из большого абиотического круговорота веществ на земном шаре вырывается ряд элементов, которые, постоянно увлекаемые в новый, малый по сравнению с большим, биологический круговорот, надолго, если не навсегда, вырываются из траектории большого круговорота и вращаются непрерывно расширяющейся спиралью в одном направлении — в малом, биологическом. На безжизненном фоне геологических процессов возникает и развивается жизнь».

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы