Опарин първичен бульон. Нова, сензационна, теория за произхода на живота на Земята

Удивени от красотата и разнообразието на света около нас, хората от векове се чудят: как се е появил? Как са се образували планетите, на една от които е възникнал животът? Защо животът на земята се основава на въглерод и използва четири вида връзки в ДНК? Къде във Вселената трябва да търсим други форми на живот и как те могат да се различават от нас? Книгата на Михаил Никитин "Произходът на живота. От мъглявината до клетката" (изд. от Alpina Non-Fiction с подкрепата на фондация "Еволюция") събира най-новите отговори на учените на тези въпроси.

С любезното разрешение на издателството публикуваме откъс от книгата.

Оказва се, че по принцип различни варианти на нуклеинови бази могат да се справят със задачата да съхраняват генетична информация, а A, G, T, C може би са избрани от природата на напълно различни основания. Според известния биофизик Армен Мулкиджанян, такъв признак е устойчивостта на ултравиолетово лъчение (Mulkidjanian, A.Y., Galperin, M.Y., 2007).

На 6 юни Образователната фондация Evolution стартира своята годишна кампания за групово финансиране на своя уебсайт evolutionfund.ru. Събраните средства ще бъдат използвани за развитие на програмите на фондацията - издаване на научно-популярни книги, грантове за пътуване на ученици, литература за учители, обучение на преподаватели, подкрепа за образователната общност и др. Единственият източник на финансиране на фонда са дарения от хора, които не са безразлични към руската наука, образование и просвета.

Чрез трансформацията, в хода на постепенната химическа еволюция, на молекули, съдържащи въглерод, в първична супа.

Предполага се, че първичният бульон е съществувал в плитки водни тела на Земята преди 4 милиарда години. Състои се от аминокиселини, полипептиди, азотни основи, нуклеотиди. Образува се под въздействието на електрически разряди, висока температура и космическа радиация. В същото време атмосферата на Земята по това време не съдържаше кислород.

Връзки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е "Първичен бульон" в други речници:

Буйон: Съдържание 1 Терен, селища 2 Личности 3 Биология ... Уикипедия

ЖИВОТ, комплекс от процеси, наличието на които отличава организмите от инертната природа. Този комплекс се основава на способността на организмите да получават енергия от Слънцето директно или чрез храната и да я използват за растеж и размножаване. Всичко … Научно-технически енциклопедичен речник

Тази статия за обект от измислен свят го описва само въз основа на самото измислено произведение. Статия, състояща се само от информация, базирана на самото произведение, може да бъде премахната. Можете да помогнете на проекта ... Wikipedia

Смисъл и тяло- (смисловото тяло) е един от ключовите проблеми на новата промяна в хуманитарната парадигма. Развенчаването на логоцентризма в постмодерната култура всъщност се оказа последната стъпка в обезвъплъщението на смисъла, превърнато в логомахия, и граматическия центризъм, загуба ... ... Проективен философски речник

История. В миналото Ч. наричаше много епидемични заболявания, които поразяваха съвременниците с колосална смъртност. Затова е много трудно според описанията на древни автори да се каже със сигурност дали имат предвид точно болестта, която ... ... Енциклопедичен речник F.A. Brockhaus и I.A. Ефрон

ТУБЕРКУЛОЗА- туберкулоза. Съдържание: I. Исторически очерк ............... 9 II. Причинителят на туберкулозата............. 18 III. Патологична анатомия............... 34 IV. Статистика.................. 55 V. Социална значимост на туберкулозата....... 63 VI.… …

СТОМАХ- СТОМАХ. (gaster, ventriculus), разширена част от червата, която поради наличието на специални жлези има значението на особено важен храносмилателен орган. Ясно диференцираните "стомаси" на много безгръбначни, особено членестоноги и ... ... Голяма медицинска енциклопедия

ЧЕРВА- ЧЕРВА. Сравнителни анатомични данни. Червата (ентерон) е b. или м. дълга тръба, която започва с отвор за уста в предния край на тялото (обикновено от коремната страна) и завършва при повечето животни със специален, анален ... ... Голяма медицинска енциклопедия

актиномикоза- АКТИНОМИКОЗА, актиномикоза (от гръцки aktis лъч и mykes гъба), лъчиста гъбична болест, причинена от въвеждането на актиномицети (Actinomycetes), лъчисти гъбички, в човешкото или животинското тяло. Актиномицетите са група от нисши растения ... ... Голяма медицинска енциклопедия

АНТРАКС- АНТРАКС. Съдържание: Етиология...................... 379 Статистика и географско разпространение. 381 Епидемиология.................... 384 Патологична анатомия.................. 385 Начини на заразяване и патогенеза. ....... ... 386 Клинични ... ... Голяма медицинска енциклопедия

Връзки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Одарченко, Юрий Павлович
Филенко, Евгений Иванович

Вижте какво е "Първичен бульон" в други речници:

Бульон (многозначност)- Бульон: Съдържание 1 Терен, селища 2 Личности 3 Биология ... Уикипедия

ЖИВОТ- ЖИВОТ, комплекс от процеси, наличието на които отличава организмите от инертната природа. Този комплекс се основава на способността на организмите да получават енергия от Слънцето директно или чрез храната и да я използват за растеж и размножаване. Всичко … Научно-технически енциклопедичен речник

К "тен- Тази статия за обект от измислен свят го описва само въз основа на самото измислено произведение. Статия, състояща се само от информация, базирана на самото произведение, може да бъде премахната. Можете да помогнете на проекта ... Wikipedia

Чума- История. В миналото Ч. наричаше много епидемични заболявания, които поразяваха съвременниците с колосална смъртност. Затова е много трудно според описанията на древни автори да се каже със сигурност дали имат предвид точно болестта, която ... ... Енциклопедичен речник F.A. Brockhaus и I.A. Ефрон

Общоприетата и единствена теория за произхода на живота на Земята, след осемдесет години господство, най-накрая излага алтернативна хипотеза.

„Теорията на бульона“ („първичен бульон“ – терминът на А. И. Опарин) е предложена още през 1929 г., когато проф. Дж. Московски Комсомолец.

Животът на Земята може да е възникнал не в океана, а в скални пукнатини. Gzt.Ru 02.02.10 20:54
Уилям Мартин, един от авторите на изследването, казва, че според изчисленията на учените, богатият на органични вещества "бульон" в океана просто не би позволил на първите клетки да получат достатъчно енергия. Уилям Мартин, водещ автор на изследването.

Животът се е зародил в горещи извори на дъното на океана - BioEssays

МОСКВА, 4 февруари - РИА Новости. Първите живи организми може да са възникнали не в "първоначалната супа" от органична материя, както се смяташе досега, а на дъното на океана в хидротермални извори, пишат учени от Великобритания и Германия в своя труд, публикуван в електронната версия на списанието BioEssays.

Предложена през 20-те години на миналия век, теорията за "първоначалната супа" гласи, че животът е възникнал в хода на химическата еволюция на молекули, съдържащи въглерод, под действието на ултравиолетово лъчение в един вид супа. Един от основните му недостатъци е липсата на източник на енергия, който да стартира такъв процес.

Новата хипотеза решава този проблем. Д-р Ник Лейн от Университетския колеж в Лондон и колегите му вярват, че живите клетки са използвали геохимичен градиент - разлика в количеството енергия, което се появява в микроскопични дупки в хидротермални отвори на океанското дъно.

„Съвременните живи клетки са наследили същия размер на протонния градиент и, което е важно, една и съща посока: „плюс“ отвън, „минус“ вътре, което е в неорганичните мехурчета, от които са произлезли“, каза съавторът Джон Алън ( Джон Алън), чиито думи са цитирани от пресслужбата на колежа.

Първите клетки произвеждат АТФ, аденозин трифосфати, универсалният източник и носител на енергия в клетката, използвайки енергията на градиентите, възникващи в източниците. Този процес, наречен хемиосмоза, се използва от всички живи клетки днес и учените казват, че са го наследили от онези първи клетки на дъното на океаните.

„Почти невъзможно е да си представим как би могъл да възникне живот без хемиосмоза. Време е да отхвърлим „оковите“ на ферментацията в някакъв вид „първоначална супа“ като източник на „живот без кислород“, идея, възникнала преди биолозите да осъзнаят как се синтезира АТФ", каза Лейн.

MK пише:
"
В продължение на осемдесет години мнозина вярваха, че ранният живот е започнал в "първоначална супа" от органични молекули, преди да се развие в океаните милиони години по-късно. Познатата на всички от училищните учебници "теория за бульона" е опровергана !!! в новаторско проучване, публикувано в BioEssays, което твърди, че животът е започнал с химическата енергия на Земята от хидротермални отвори на дъното на океана.

„В учебниците се казва, че животът е възникнал от органичен „бульон“ и че първите клетки са резултат от ферментацията на тези органични вещества, които осигуряват енергия под формата на АТФ синтаза (ензим). Ние предлагаме нов поглед и сме убедени че старият подход не работи във всички ситуации", каза ръководителят на изследователския екип д-р Ник Лейн от Университетския колеж в Лондон. "Ние представяме алтернатива, в която животът произхожда от газове (H2, CO2, N2, H2S) и енергия за първия живот дойде от използването на геохимични градиенти, създадени от Майката „Земята в специален вид дълбоководен хидротермален отвор (отдушник) – просто такъв, който беше надупчен с малки взаимосвързани отделения или пори“.

„Теорията за бульона“ („първична супа“ е терминът на руския академик А. И. Опарин, 1924 г. – ред.) е предложена още през 1929 г., когато професор Дж. Б. С. Халдейн публикува своя собствена, която доказва влияние върху много есета за произхода на life, където той твърди, че ултравиолетовата радиация осигурява енергия за превръщане на метан, амоняк и вода в първите органични съединения в океаните на ранната Земя. Въпреки това, критиците на теорията за "бульона" посочиха, че няма движеща сила, която да накара нещо да взаимодейства; а без източник на енергия животът, както знаем, не може да съществува.

„Въпреки биоенергийните и термодинамичните недостатъци, 81-годишната концепция за „първична супа“ остава „основна“ хипотеза за произхода на живота“, каза водещият автор Уилям Мартин, еволюционен биолог в Института по ботаника III в Дюселдорф, Германия . . . – „Бульонът“ обаче няма потенциала да произвежда жизненоважна (жизнена) енергия за живот.“

Отхвърляйки "теорията за бульона", изследователите се обърнаха към химията на Земята, за да определят енергийния източник, който може да захранва първите примитивни предшественици на живи организми: геохимични градиенти през пчелни пити на микроскопични естествени пещери в хидротермални отвори. Тези каталитични клетки произвеждат липиди, протеини и нуклеотиди, което може да е довело до първите "истински" клетки.

Екипът се съсредоточи върху идеите, въведени от геохимика Майкъл Дж. Ръсел, по-конкретно, дълбоководни алкални отвори в морето, които произвеждат химически градиенти, много подобни на тези, открити в почти всички живи организми днес - трансмембранния протонен градиент. Ранните организми вероятно са използвали тези градиенти чрез процес, наречен хемиосмоза, при който протонен градиент се използва за синтезиране на универсалната енергийна валута, АТФ синтаза (ензим) или по-прости аналози. По-късно клетките се развиват, за да създадат свой собствен протонен градиент чрез прехвърляне на електрон от донор към акцептор. Учените-автори твърдят, че първият донор е водородът, а първият акцептор е CO2.

„Съвременните живи клетки са наследили същия размер на протонния градиент и, най-важното, същата ориентация – вътре в клетката – минус, извън – плюс – като неорганичните мехурчета, от които са възникнали“, казва съавторът Джон Алън , биохимик в Лондонския университет кралица Мария.

„Термодинамичните ограничения означават, че хемиосмозата е строго необходима за метаболизма на въглерода и енергията във всички организми, които растат от прости химически съставки (автотрофия) днес и вероятно първите свободно живеещи клетки“, каза Лейн. как ранните клетки могат да използват геохимично генерирана „сила“ "и след това да се научат как да произвеждат свои собствени."

Това беше жизненоважен преход, защото хемиосмозата е единственият механизъм, чрез който организмите могат да избягат от източниците. „Причината, поради която всички организми днес са „хемиосмотични“, е, че те са наследили хемиосмозата от времето и мястото, когато са се развили първите клетки – и те не биха могли да се развият без нея“, каза Мартин.

„Не е трудно да се види, че активирането на ранен живот е почти невъзможно без хемиосмоза", заключи Лейн. „Време е да разчупим оковите на ферментацията в някакъв първичен" бульон "като" живот без кислород ", идея, която датира от онова време. "когато някой в биологията е имал някакво разбиране за това как се е появила АТФ синтазата."
"

Сега се появи нов аргумент в полза на гледната точка, че именно червата са станали източник на живот. Уилям Мартин, един от авторите на изследването, казва, че според изчисленията на учените "бульонът" в океана, богат на органични вещества, просто не би позволил на първите клетки да получат достатъчно енергия! Необходимата за живот енергия е достъпна само в дълбините - по-точно там има необходимия енергиен градиент.

Наличието на голям брой органични съединения във водите на първичния океан доведе до появата на концентриран „първичен бульон“, в който по-нататъшният процес на синтез на сложни органични молекули - протеини и нуклеинови киселини - от сравнително прости въглеродни съединения (O.N. Стрелник „Концепцията за съвременната естествознание“ )

Първичен бульон е термин, въведен от руския биолог Александър Иванович Опарин. През 1924 г. той излага теорията, че животът на Земята е възникнал чрез трансформирането на молекули, съдържащи въглерод, в първична супа в хода на постепенната химическа еволюция.

6. Предбиологичен подбор.

Пребиологичната селекция на коацервати, очевидно, върви в няколко посоки. Първо, в посока развиване на способността за натрупване на специални протеиноподобни полимери, отговорни за ускоряване на химичните реакции. В резултат на това структурата на нуклеиновите киселини се променя в посока на преференциално „размножаване“ на системи, в които дублирането на нуклеиновите киселини се извършва с участието на ензими. По този път възниква цикличен метаболизъм, характерен за живите същества.

Второ, в системата на коацерватите селекцията на самите нуклеинови киселини се извършва според най-успешната комбинация от нуклеотидната последователност. По пътя се образуваха гени. Самовъзпроизвеждащите се системи с установена стабилна последователност от нуклеотиди в нуклеиновата киселина вече могат да се нарекат живи. (Naydysh V.M. Концепции на съвременната естествена наука. - М., 1999).

7. Концепцията за биологични мембрани.

Биологичните мембрани са тънки (с дебелина не повече от 10 nm) липопротеинови филми, състоящи се от двоен слой от липидни молекули, в които са включени молекули на различни протеини. Те се намират на повърхността на клетките (плазмената мембрана) и вътреклетъчните частици (ядра, митохондрии и др.). Много мембрани съдържат въглехидрати, чието количество може да достигне 2-10%.

8. Коацервати.

Коацерватите са участъци от полимер, биополимер (капки, слоеве) с повишена концентрация на това вещество в сравнение с останалата част от разтвора. Капките Coacervate са съсиреци като водни разтвори на желатин. Коацерватите са способни да абсорбират различни вещества. (В. С. Данилова, Н. Н. Кожевников "Основни понятия на съвременното естествознание")

9. Хетеротрофи.

Хетеротрофите са организми, които се хранят с готови органични вещества.

Хетеротрофите включват хора, всички животни, някои растения, повечето бактерии и гъбички.

10. Автотрофи.

Автотрофите са организми, които произвеждат органична материя от неорганична материя.

Автотрофите, основните производители на органична материя в биосферата, осигуряват съществуването на всички други организми.

11. Анаероби.

Анаеробите могат да живеят при липса на атмосферен кислород; някои видове бактерии, дрожди, протозои, червеи. Енергията за живот се получава чрез окисляване на органични, по-рядко неорганични вещества без участието на свободен кислород или използване на светлинна енергия (например лилави бактерии). Задължителните или стриктни анаероби се развиват само при липса на кислород (например клостридии), факултативни или условни анаероби - и в негово присъствие (например Escherichia coli, цилиарни реснички). Те са широко разпространени в почвата, водата и дънните седименти.