Коацерватная стадия в процессе возникновения жизни

Коацерваты – это комплексы коллоидных частиц, раствор которых, как правило, разделяется на два слоя – слой, богатый коллоидными частицами, и жидкость, почти свободную от них. В некоторых случаях коацерваты образуются в виде отдельных капель, видимых под микроскопом. Для их образования необходимо присутствие в растворе нескольких (хотя бы двух) разноименно заряженных высокомолекулярных веществ. Поскольку в водах первичного океана это условие было соблюдено, образование в нем коацерватов могло быть реальным. Теория биохимической эволюции рассматривает коацерваты как предбиологические системы, представляющие собой группы молекул, окруженные водной оболочкой.

Коацерватная стадия в процессе возникновения жизни рассматривалась А.И. Опариным как этап биохимической эволюции, в процессе которого возникшие белковые молекулы, полисахариды, липиды – накапливались в водах мирового океана, полимеризовались и концентрировались в коацерватных каплях.

А.И. Опарин предположил, что в массе коацерватных капель должен был идти отбор наиболее устойчивых образований, длившийся многие миллионы лет. Способность к избирательной адсорбции постепенно преобразовывалась в устойчивый обмен веществ. Вместе с этим в процессе отбора оставались лишь те капли, которые при распаде на дочерние сохраняли особенности своей структуры, т.е. приобретали свойство самовоспроизведения – важнейшего признака жизни. По достижении этой стадии коацерватная капля превратилась в простейший живой организм. Коацерватные капли были местом встречи и взаимодействия до этого независимо возникавших простых белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и липидов.

Отдельная молекула, даже очень сложная, не может быть живой. Ученые считают, что первоначально на молекулярном уровне могли возникать лишь белково- и нуклеино-подобные полимеры, лишенные какой-либо биологической целесообразности своего строения. Только при объединении этих полимеров в многомолекулярные фазовообособленные системы могло возникнуть взаимосогласование их структур и биологическое функционирование новых целостных систем. Где-то на той же стадии возникает и естественный отбор, способствующий сохранению наиболее совершенных и целесообразных структур.

Предполагается, что самосборка мембранных липидных оболочек с заключенными в них биополимерами – важный шаг в переходе от химических смесей к организованным системам. Именно во внутренних полостях капель, куда извне могли выборочно проникать молекулы, началась эволюция от химических реакций к биохимическим, а переход к простейшей клетке произошел в форме скачка, характерного для самоорганизации вещества.

Дата добавления: 2014-11-16