Опарин первичный бульон. Новая, сенсационная, теория происхождения жизни на Земле

Поражаясь красоте и многообразию окружающего мира, люди на протяжении веков гадали: как он появился? Каким образом сформировались планеты, на одной из которых зародилась жизнь? Почему земная жизнь основана на углероде и использует четыре типа звеньев в ДНК? Где во Вселенной стоит искать другие формы жизни, и чем они могут отличаться от нас? В книге Михаила Никитина "Происхождение жизни. От туманности до клетки" (изданной "Альпина нон-фикшн" при поддержке фонда "Эволюция") собраны самые свежие ответы ученых на эти вопросы.

С любезного разрешения издательства, публикуем фрагмент из книги.

Получается, что с задачей хранения генетической информации в принципе могут справиться самые разные варианты нуклеиновых оснований, и А, Г, Т, Ц, возможно, были отобранып риродой совсем по другим признакам. Как считает известный биофизик Армен Мулкиджанян, таким признаком была устойчивость к ультрафиолетовому излучению (Mulkidjanian, A. Y., Galperin, M. Y., 2007).

6 июня просветительский фонд «Эволюция» запустил на своем сайте evolutionfund.ru ежегодную краудфандинговую кампанию. Собранные средства пойдут на развитие программ фонда - выпуск научно-популярных книг, тревел-гранты для школьников, литературу для учителей, обучение лекторов, поддержку просветительского сообщества и другие. Единственный источник финансирования фонда - пожертвования людей, которым небезразличны российская наука, образование и просвещение.

Через превращение, в ходе постепенной химической эволюции, молекул , содержащих углерод , в первичный бульон.

Первичный бульон предположительно существовал в мелких водоёмах Земли 4 млрд. лет назад. Он состоял из аминокислот , полипептидов , азотистых оснований, нуклеотидов . Он образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Первичный бульон" в других словарях:

Бульон: Содержание 1 Местность, населённые пункты 2 Личности 3 Биология … Википедия

ЖИЗНЬ, комплекс процессов, наличие которого отличает организмы от косной природы. В основе этого комплекса лежит способность организмов получать энергию от Солнца прямо либо через посредство пищи и использовать ее для роста и воспроизводства. Все … Научно-технический энциклопедический словарь

Эта статья об объекте вымышленного мира описывает его только на основе самого художественного произведения. Статья, состоящая только из информации на базе самого произведения, может быть удалена. Вы можете помочь проекту … Википедия

Смысл и тело - (тело смысла) одна из ключевых проблем нового сдвига гуманитарной парадигмы. Развенчание логоцентризма в культуре постмодерна фактически оказалось последней ступенью развоплощения смысла, обернулось логомахией, и грамматоцентризмом, утратой… … Проективный философский словарь

История. В прежнее время Ч. назывались многие эпидемические болезни, поражавшие современников колоссальной смертностью. Поэтому очень трудно бывает по описаниям древних авторов с уверенностью сказать, имеют ли они в виду именно ту болезнь,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ТУБЕРКУЛЕЗ - ТУБЕРКУЛЕЗ. Содержание: I. Исторический очерк............... 9 II. Возбудитель туберкулеза............ 18 III. Патологическая анатомия............ 34 IV. Статистика.................... 55 V. Социальное значение туберкулеза....... 63 VІ.… …

ЖЕЛУДОК - ЖЕЛУДОК. (gaster, ventriculus), расширенный отдел кишечника, имеющий благодаря наличию специальных желез значение особо важного пищеварительного органа. Ясно диференцированные «желудки» многих беспозвоночных, особенно членистоногих и… … Большая медицинская энциклопедия

КИШЕЧНИК - КИШЕЧНИК. Сравнительно анатомические данные. Кишечник (enteron) представляет собой б. или м. длинную трубку, начинающуюся ротовым отверстием на переднем конце тела (обычно с брюшной стороны) и кончающуюся у большинства животных особым, анальным… … Большая медицинская энциклопедия

АКТИНОМИКОЗ - АКТИНОМИКОЗ, actinomycosis (от греч. aktis луч и mykes гриб), лучисто грибковая болезнь, вызываемая внедрением в человеческий или животный организм ак тиномицетов (Actinomycetes), лучистых грибков. Актиномицеты группа низших растительных… … Большая медицинская энциклопедия

СИБИРСКАЯ ЯЗВА - СИБИРСКАЯ ЯЗВА. Содержание: Этиология...................... 379 Статистика и географическое распространение. 381 Эпидемиология................... 384 Патологическая анатомия............. 385 Пути заражения и патогенез........... 386 Клиническая… … Большая медицинская энциклопедия

Через превращение, в ходе постепенной химической эволюции, молекул , содержащих углерод , в первичный бульон.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Одарченко, Юрий Павлович
Филенко, Евгений Иванович

Смотреть что такое "Первичный бульон" в других словарях:

Бульон (значения) - Бульон: Содержание 1 Местность, населённые пункты 2 Личности 3 Биология … Википедия

ЖИЗНЬ - ЖИЗНЬ, комплекс процессов, наличие которого отличает организмы от косной природы. В основе этого комплекса лежит способность организмов получать энергию от Солнца прямо либо через посредство пищи и использовать ее для роста и воспроизводства. Все … Научно-технический энциклопедический словарь

К"тан - Эта статья об объекте вымышленного мира описывает его только на основе самого художественного произведения. Статья, состоящая только из информации на базе самого произведения, может быть удалена. Вы можете помочь проекту … Википедия

Чума - История. В прежнее время Ч. назывались многие эпидемические болезни, поражавшие современников колоссальной смертностью. Поэтому очень трудно бывает по описаниям древних авторов с уверенностью сказать, имеют ли они в виду именно ту болезнь,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Общепринятой и единственной теории о происхождении жизни на Земле после восьмидесяти лети господства, наконец, выдвинута альтернативная гипотеза.

"Теория бульона" ("первичный бульон" - термин А.И.Опарина) была предложена еще в 1929 году, когда профессор Дж. Московский комсомолец.

Жизнь на Земле могла возникнуть не в океане, а в трещинах горных пород. Gzt.Ru 02.02.10 20:54
Уильям Мартин, один из авторов исследования, говорит, что по расчетам ученых насыщенный органическими веществами "бульон" в океане попросту не позволял бы первым клеткам получать достаточно энергии. Уильям Мартин, главный автор исследования.

Жизнь зародилась в горячих источниках на дне океана - BioEssays

МОСКВА, 4 фев - РИА Новости. Первые живые организмы могли возникнуть не в "первичном бульоне" из органических веществ, как считалось ранее, а на дне океана в гидротермальных источниках, пишут ученые из Великобритании и Германии в своей работе, опубликованной в электронной версии журнала BioEssays.

Предложенная в 20-е годы XX века теория "первичного бульона" гласит, что жизнь зародилась в ходе химической эволюции молекул, содержащих углерод, под действием ультрафиолета в своеобразном бульоне. Один из ее ключевых недостатков - отсутствие источника энергии, которая могла бы запустить такой процесс.

Новая гипотеза разрешает эту проблему. Доктор Ник Лейн (Nick Lane) из Университетского колледжа Лондона и его коллеги считают, что живые клетки использовали геохимический градиент - разницу в количестве энергии, возникающую в микроскопических отверстиях у гидротермальных источников на дне океана.

"Современные живые клетки унаследовали такой же размер протонного градиента и, что важно, такое же его направление: "плюс" снаружи, "минус" внутри, какой был у неорганических пузырьков, от которых они произошли", - сказал соавтор работы Джон Ален (John Allen), слова которого приводит пресс-служба колледжа.

Первые клетки производили АТФ, аденозинтрифосфаты, универсальный источник и переносчик энергии в клетке, используя энергию возникающих в источниках градиентов. Этот процесс, называемый хемиосмосом, сегодня используют все живые клетки, и, по словам ученых, они унаследовали его именно от тех первых клеток на дне океанов.

"Почти невозможно представить, как жизнь могла возникнуть без хемиосмоса. Пришло время отбросить "кандалы" брожения в каком-то "первичном бульоне" как источника "жизни без кислорода", идею, которая возникла до того, как кто-либо из биологов понял, как синтезируется АТФ", - отметил Лейн.

МК пишетет:
"
На протяжении восьмидесяти лет многие считали, что ранняя жизнь зародилась в "первичном бульоне" органических молекул перед эволюцией в океанах миллионы лет спустя. Знакомая всем по школьным учебникам "теория бульона" опровергнута!!! в новаторском исследовании, обнародованном в "BioEssays", где утверждается, что начало жизни дала химическая энергия Земли из гидротермальных источников на дне океана.

"Учебники утверждают, что жизнь возникла из органического «бульона», и что первые клетки стали результатом брожения этих органических веществ, давших энергию в форме АТФ-синтазы (фермента). Мы же предлагаем новый взгляд и убеждены, что старый подход не работает во всех ситуациях, - сказал руководитель исследовательской группы доктор Ник Лейн из Университетского колледжа в Лондоне. - Мы представляем альтернативу, по которой жизнь возникла из газов (H2, CO2, N2, H2S), а энергия для первой жизни пришла из использования геохимических градиентов, созданных Матерью-Землей в особого рода глубоководном гидротермальном источнике (жерле) – в лишь одном, который был пронизан крошечными взаимосвязанными отсеками или порами".

«Теория бульона» («первичный бульон» - термин русского академика А.И.Опарина, 1924 г. - Ред.) была предложена еще в 1929 году, когда профессор Дж. Б. С. Холдейн (J. B. S. Haldane) опубликовал свое, оказавшее влияние на многих эссе о происхождении жизни, где он утверждал, что УФ-излучение обеспечило энергию для преобразования метана, аммиака и воды в первые органические соединения в океанах ранней Земли. Однако критики теории «бульона» указали на то, что не существовало никакой движущей силы, заставляющей что-либо взаимодействовать; а без источника энергии, жизнь, как мы знаем, существовать не может.

"Несмотря на биоэнергетические и термодинамические недостатки, 81-летняя концепция «первичного бульона» остается "мейнстримной" гипотезой происхождения жизни, - сказал главный автор исследования, Уильям Мартин - эволюционный биолог из Института ботаники III (Insitute of Botany III) в Дюссельдорфе (Германия). – Однако «бульон» не имеет потенциала для производства витальной (жизненно важной) энергии для жизни".

Отвергая «теорию бульона» исследователи обратились к химии Земли с целью определить источник энергии, который мог питать первых примитивных предшественников живых организмов: геохимические градиенты через соты микроскопических естественных пещер в гидротермальных источниках. Эти каталитические клетки производили липиды, белки и нуклеотиды, которые, возможно, и привели к первым «настоящим» клеткам.

Команда сосредоточилась на идеях, инициированных геохимиком Майклом Дж. Расселом, точнее - на глубоководных щелочных жерлах в море, которые производят химические градиенты, очень похожие на те, что имеются практически во всех организмах, живущих в наши дни – трансмембранный протонный градиент. Ранние организмы, вероятно, использовали эти градиенты с помощью процесса, называемого хемиосмосом, в котором протонный градиент используется для синтеза универсальной энергетической "валюты", АТФ-синтазы (фермент), или более простых аналогов. Позже клетки эволюционировали для создания своего собственного протонного градиента путем переноса электрона от донора к акцептору. Ученые-авторы утверждают, что первым донором был водород, а первым акцептором - СО2.

"Современные живые клетки унаследовали одинаковый размер протонного градиента, и, самое главное, ту же ориентацию – внутри клетки – минус, снаружи – плюс – что и у неорганических пузырьков, из которых они возникли", говорит соавтор, Джон Аллен, биохимик из Лондонского университета королевы Марии.

"Термодинамические ограничения означают, что хемиосмос является строго необходимым для углеродного и энергетического метаболизма у всех организмов, которые растут из простых химических ингредиентов (автотрофии) в наши дни, и, предположительно у первых свободно живущих клеток, - сказал Лейн. - Мы рассмотрели то, как ранние клетки могли использовать геохимически созданную «силу», а затем научились производить и свою собственную".

Это была витальная транзиция (переход), поскольку хемиосмос является единственным механизмом, с помощью которого организмы могут вырваться из источников. "Причина того, что все сегодняшние организмы «хемиосмотичны» заключается в том, что они унаследовали хемиосмос от того времени и места, когда развились первые клетки – а развиться без него они не могли", - сказал Мартин.

"Не так уж и сложно понять, что активизировать раннюю жизнь было практически невозможно без хемиосмоса, - заключил Лейн. - Время сбросить оковы брожения в некоем первичном «бульоне», таком, как «жизнь без кислорода» - идея, которая относится к тому времени, когда кто-либо в биологии имел хоть какое-нибудь понимание того, как появилась АТФ-синтаза".
"

Сейчас в пользу точки зрения о том, что именно недра стали источником жизни, появился новый аргумент. Уильям Мартин, один из авторов исследования, говорит, что по расчетам ученых насыщенный органическими веществами «бульон» в океане попросту не позволял бы первым клеткам получать достаточно энергии!. Энергия!, необходимая для жизни, имеется только в недрах – точнее там имеется необходимый градиент энергии.

Присутствие в водах первичного океана большого числа органических соединений привело к возникновению концентрированного “первичного бульона”, в котором осуществлялся дальнейший процесс синтеза сложных органических молекул – белков и нуклеиновых кислот – из достаточно простых углеродных соединений.(О.Н. Стрельник “концепция современного естествознания”)

Первичный бульон – термин, введенный российским биологом Александром Ивановичем Опариным. В 1924 году он выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение в ходе постепенной химической эволюции молекул, содержащих углерод, в первичный бульон.

6.Предбиологический отбор.

Предбиологический отбор коацерватов, по-видимому, шел по нескольким направлениям. Во-первых, в направлении выработки способности накопления специальных белковоподобных полимеров, ответственных за ускорение химических реакций. В результате строение нуклеиновых кислот изменялось в направлении преимущественного “размножения ” систем, в которых удвоение нуклеиновых кислот осуществлялось с участием ферментов. На этом пути и возникает характерный для живых существ циклический обмен веществ.

Во-вторых, в системе коацерватов происходил и отбор самих нуклеиновых кислот по наиболее удачному сочетанию последовательности нуклеотидов. На этом пути формировались гены. Самовоспроизводящиеся системы со сложившейся стабильной последовательностью нуклеотидов в нуклеиновой кислоте уже могут быть названы живыми. (Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. – М.,1999).

7. Понятие о биологических мембранах.

Биологические мембраны, тонкие (не более 10 нм толщиной) липопротеидные пленки, состоящие из двойного слоя липидных молекул, в которых включены молекулы разнообразных белков. Расположены на поверхности клеток (плазматическая мембрана) и внутриклеточных частиц (ядра, митохондрии и др.). В состав многих мембран входят углеводы, количество которых может достигать 2-10%.

8. Коацерваты.

Коацерваты – области полимера, биополимера (капли, слои) с повышенной концентрацией этого вещества по сравнению со всем остальным раствором. Коацерватные капли – это сгустки подобно водным растворам желатина. Коацерваты способны абсорбировать различные вещества. (В. С. Данилова, Н. Н. Кожевников «Основные концепции современного естествознания»)

9.Гетеротрофы.

Гетеротрофы- организмы, которые питаются готовыми органическими веществами.

К гетеротрофам относятся человек, все животные, некоторые растения, большинство бактерий, грибы.

10.Автотрофы .

Автотрофы - это организмы создающие органические вещества из неорганических.

Автотрофы, основные продуценты органического вещества в биосфере, обеспечивают существование всех др. организмов.

11.Анаэробы.

Анаэробы способны жить в отсутствии атмосферного кислорода; некоторые виды бактерий, дрожжей, простейших, червей. Энергию для жизнедеятельности получают, окисляя органические, реже неорганические вещества без участия свободного кислорода или используя энергию света (напр., пурпурные бактерии). Облигатные, или строгие, анаэробы развиваются только в отсутствии кислорода (напр., клостридии), факультативные, или условные, анаэробы - и в его присутствии (напр., кишечная палочка, ресничные инфузории). Широко распространены в почве, воде, в донных отложениях.