Основные концепции происхождения жизни

Состав коацервата определялся наличием в среде определенных химических элементов. Таким образом, разнообразие состава «бульона» в разных местах вело к различиям в химическом составе коацерватов и поставляло, таким образом, сырье для «биохимического естественного отбора». Важнейшими элементами биохимической эволюции являлись и ионы металлов, которые могли выступать катализаторами простейших реакций, а в комплексе с аминокислотами могли формировать прообразы ферментов. Такие предшественники ферментов уже могли иметь преимущество по сравнению с другими случайно синтезировавшимися молекулами — они могли положить начало автокаталитическим циклам с частичным возобновлением субстратов, которые в свою очередь тоже могли быть катализаторами повторной реакции и так далее.

В настоящее время концепция Опарина носит уже обобщенное название «Опарина-Холдейна», по имени английского естествоиспытателя Дж. Холдейна. У Опарина жизнь возникает на уровне многомерных структур — коагулянты, гели и коацерваты представляют собой первичную биоматерию. Холдейн же в своих работах не обращался к понятиям гелей и коацерватов, и первыми живыми существами считал органические макромолекулы. Такая макромолекула должна была представлять собой прототип гигантского гена, способного к репродукции. Эта теория носит название информационной концепции или «генобиоза» в противоположность концепции голобиоза, признающей первичность белковых молекул. Известный биолог Ф. Дайсон в рамках теории голобиоза развивает гипотезу независимого появления репликации (копирования молекулы ДНК) и метаболизма. При компьютерном моделировании гипотеза Дайсона дает следующий порядок возникновения биоструктур: клетка — ферменты — гены.

В настоящее время появились новые гипотезы зарождения жизни: в тонких пленках органики, адсорбированной на кристаллах пирита или апатитов; в геотермальных источниках на дне океана. Выделяют особую роль соединений серы в происхождении жизни. Ясности пока нет, но очевидно, что существование жизни повышает энтропию Вселенной, переводя локально материю в организованное, структурированное состояние.

Решительным прорывом в понимании зарождения жизни на Земле было возникновение науки молекулярной биологии. Молекулярная биология показала всеобщность сложных взаимодействий между белковыми макромолекулами и молекулами нуклеиновых кислот, определяющих развитие и существование биологических организмов. Вопрос сводился лишь к поиску того, кто из двух — ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) или белки были первыми биомолекулами. Белки не могут хранить наследственную информацию, а без этого жизнь невозможна, в свою очередь, синтез ДНК не происходит без участия белковых ферментов.

Могли ли одновременно появиться белки и ДНК? Этот вопрос волновал многих ученых. При этом совсем не уделялось внимания роли РНК (рибонуклеиновая кислота). Лишь когда были найдены вирусы, в которых генетическую информацию несла молекула РНК, к молекуле РНК стали относиться серьезней. Другим эпохальным событием было открытие рибозимов — молекул РНК с каталитическими свойствами, подобными белковым. Таким образом, обнаружилось, что только молекула РНК может выполнять сразу обе главные жизненные задачи — и хранение информации, и ее реализацию.

Стало ясно, что возможен полноценный живой организм, не имеющий ни белков, ни ДНК, в котором все функции выполняются только молекулами РНК. Так появилась теория мира РНК, согласно которой первые живые организмы были РНК-организмами без белков и ДНК. А первым прообразом будущего РНК-организма мог стать автокаталитический цикл, образованный самовоспроизводящимися молекулами РНК — теми самыми рибозимами, которые способны катализировать синтез собственных копий. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема происхождения жизни является одной из наиболее интересных и глобальных проблем современного естествознания. Многообразие существующих теорий в этой области не мешает исследователям относить их к определенным базовым направлениям. Практически не одна из теорий, рассмотренных в представленной работе, в настоящее время не может быть отвергнута полностью. В том и состоит привлекательность большинства из них, что при их очевидном противоречии накопленным научным знаниям (кроме теории биологической эволюции), в них остается доля недоказанного, которое можно рассматривать в их пользу.

Можно видеть, что основные силы ученых брошены на подтверждение теории биохимической эволюции происхождения жизни на Земле. И их усилия не напрасны. Открытие мира РНК в последние 10−20 лет позволяют надеяться, что один из наиболее значительных вопросов эволюции: как происходил переход от неживого к живому, получит исчерпывающий ответ.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология (в 3 томах) // Мир, Москва, 1993. Т. 3. 376 стр.

Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания // Изд. центр Академия. Москва. 2006. 608 стр.

Естествознание. Энцеклопедический словарь под ред. Шолле В. Д. // Большая Российская энциклопедия. Москва. 2002.

Лейбниц Г. В. Сочинения в четырех томах //. Мысль, Москва, 1982. Т. 1.

Медников Б. М. Аксиомы биологии // Знание, Москва, 1982. 136 стр.

Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение // Высшая школа, Москва, 1976. 331 стр.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология (в 3 томах) // Мир, Москва, 1993. Т. 3. С. 253.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология (в 3 томах) // Мир, Москва, 1993. Т. 3. С. 254.

Медников Б. М. Аксиомы биологии // Знание, Москва, 1982. С. 23.

Лейбниц Г. В. Сочинения в четырех томах // Мысль, Москва, 1982. Т. 1. С. 424.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология (в 3 томах) // Мир, Москва, 1993. Т. 3. С. 256.

Естествознание. Энцеклопедический словарь под ред. Шолле В. Д. // Большая Российская энциклопедия. Москва.

2002. С. 7.

Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение // Высшая школа, Москва, 1976. С. 52.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология (в 3 томах) // Мир, Москва, 1993. Т. 3. С. 258.

Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания // Изд. центр Академия. Москва. 2006. С. 508.

Там же, С. 517.

Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания // Изд. центр Академия. Москва. 2006. С. 511.

Основные концепции происхождения жизни