Происхождение жизни. Начальные этапы развития жизни

Курс 1 семестр

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Стоимость полной версии книги 69,90р. (на 05.04.2014).

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картойами или другим удобным Вам способом.

В настоящее время наиболее широкое распространение получила гипотеза о происхождении на Земле, разработанная А. И. Опариным. Эта гипотеза исходит из предположения о постепенном возникновении жизни на Земле из неорганических веществ путем длительной абиогенной (небиологической) молекулярной эволюции. Считают, что Земля и другие планеты Солнечной системы образовались из газово-пылевого облака около 4,5 млрд. лет назад.

На первых этапах своего формирования Земля имела очень высокую температуру. Атмосфера состояла из свободного водорода и его соединений (H₂O, CH₄, NH₃, HCN) и потому носила восстановительный характер. Это послужило важной предпосылкой возникновения органических молекул небиологическим путем. Компоненты атмосферы подвергались воздействию грозовых разрядов, жесткого, близкого к рентгеновскому коротковолновому излучению Солнца, высокой температуре в области грозовых разрядов и вулканической деятельности и т.п. В результате компоненты атмосферы вступали во взаимодействие, изменялись и усложнялись. Возникли молекулы сахаров, аминокислот, азотистые основания, органические кислоты (уксусная, молочная, муравьиная и др.), многие другие органические соединения. В 1953 г. американский ученый Л. С. Миллер, пропуская через смесь H₂, H₂O, CH₄, NH₃, получил смесь нескольких аминикислот и органических кислот. Одним из доказательств абиогенного происхождения органических веществ является обнаружение их в космическом пространстве (метиловый и этиловыйспирты, цианистый водород, формальдегид и др.). По мере охлаждения Земли водяной пар из атмосферы конденсировался, на поверхность Землт обрушивались дожди, образуя на ней большие водные пространства, в которых растворялись полученные органические вещества. В водной среде могли происходить образования полимеров. Следует отметить, что для образования простых соединений требуются более жесткие условия, чем для возникновения сложных.

Реакции конденсации приводят к образованию линейных полимеров - полипептидов и полинуклеотидов – различной длины и имеющих случайную последовательность мономеров. Далее возможен процесс комплементарного матричного копирования. Потом белоксинтезирующая система отделялась от внешней среды, что заложено в физико-химических свойствах молекул. Молекулы, окруженные водной оболочкой, могут объединяться, образуя многомолекулярные комплексы коацерваты.

Коацерваты обладали способностью поглощать различные вещества, состав коацерватной капли менялся, что вело или к распаду капли, или к росту и изменению химического состава. Далее в процессе длительного отбора сохранились только те капли, которые при распаде на дочерние не утрачивали особенностей своей структуры, т.е. приобрели свойство самовоспроизведения. Эволюция коацерватов завершилась образованием мембраны, состоявшей из фосфолипидов. Образование наружной мембраны предопределило направление дальнейшей химической эволюции по пути развития все более совершенных саморегулируеющихся систем вплоть до возникновения примитивных клеток. Ключевым событием в возникновении клетки послужило объединение матричной функции РНК и каталической функции пептидов…

Начальные этапы развития. Первые организмы были гетеготрофамии в качестве пищи использовали органические соединенич, растворенные в водах первичного океана. Свободного кислорода тогда еще не было. Постепенно организмов становило больше, а пищи меньше, в этих условиях в преимущественном положении оказались организмы, приобредшие способность использовать энергию света дла синтеза органических веществ из СО₂ и N₂. Но эти газы находились в инертном состоянии, для участия в химических реакциях им необходимо предать электроны от других соединений. Функцию передачи электронов, по-видимому, выполнял активированный светом пигментный комплекс, предшественник современного хлорофилла.

Следующим важным шагом эволюции было приобретение фотосинтезирующими организмами способности использовать воду в качестве источника водорода. Автотрофное усвоение СО₂ такими организмами сопровождалось выделением свободного кислорода. (около 2,7 млрд. лет назад). Первыми фотосинтезирующими организмами, выделявшими в атмосферу О₂ , были цианобактерии. Переход от первичной восстановительной атмосферы а среде, содержащей кислород, - важнейшее событие как в эволюции живых веществ, так и в преобразовании минералов. Появляется кислородный обмен – аэробные бактерии. В результате симбиоза анаэробных и аэробных клеток образовались эукариотические клетки.

Химическая эволюция перешла в биологическую.

Дата добавления: 2014-11-26