Опарин первинний бульйон. Нова, сенсаційна теорія походження життя на Землі

Уражаючись красою та різноманіттям навколишнього світу, люди протягом століть гадали: як він з'явився? Як сформувалися планети, однією з яких зародилося життя? Чому земне життя засноване на вуглеці і використовує чотири типи ланок у ДНК? Де у Всесвіті варто шукати інші форми життя і чим вони можуть відрізнятися від нас? У книзі Михайла Нікітіна "Походження життя. Від туманності до клітини" (виданої "Альпіна нон-фікшн" за підтримки фонду "Еволюція") зібрано найсвіжіші відповіді вчених на ці питання.

З люб'язного дозволу видавництва, публікуємо фрагмент із книги.

Виходить, що із завданням зберігання генетичної інформації в принципі можуть впоратися різні варіанти нуклеїнових основ, і А, Г, Т, Ц, можливо, були відібрані природою зовсім за іншими ознаками. Як вважає відомий біофізик Армен Мулкіджанян, такою ознакою була стійкість до ультрафіолетового випромінювання (Mulkidjanian, A. Y., Galperin, M. Y., 2007).

6 червня просвітницький фонд «Еволюція» запустив на своєму сайті evolutionfund.ru щорічну краудфандингову кампанію. Зібрані кошти підуть на розвиток програм фонду – випуск науково-популярних книг, тревел-гранти для школярів, літературу для вчителів, навчання лекторів, підтримку освітянської спільноти та інші. Єдине джерело фінансування фонду - пожертвування людей, яким небайдужі російська наука, освіта та просвітництво.

Через перетворення, в ході поступової хімічної еволюції, молекул, що містять вуглець, на первинний бульйон.

Первинний бульйон існував у дрібних водоймах Землі 4 млрд. років тому. Він складався з амінокислот, поліпептидів, азотистих основ, нуклеотидів. Він утворився під впливом електричних розрядів, високої температури та космічного випромінювання. При цьому атмосфера Землі на той час не містила кисню.

Посилання

Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитись що таке "Первинний бульйон" в інших словниках:

Бульйон: Зміст 1 Місцевість, населені пункти 2 Особи 3 Біологія … Вікіпедія

ЖИТТЯ, комплекс процесів, наявність якого відрізняє організми від відсталої природи. В основі цього комплексу лежить здатність організмів отримувати енергію від Сонця прямо або за допомогою їжі та використовувати її для зростання та відтворення. Всі … Науково-технічний енциклопедичний словник

Ця стаття про об'єкт вигаданого світу визначає його тільки на основі самого художнього твору. Стаття, що складається лише з інформації на основі самого твору, може бути вилучена. Ви можете допомогти проекту … Вікіпедія

Сенс і тіло- (Тіло сенсу) одна з ключових проблем нового зсуву гуманітарної парадигми. Розвінчання логоцентризму в культурі постмодерну фактично виявилося останнім ступенем розвтілення сенсу, що обернулося логомахією, і граматоцентризмом, втратою. Проектний філософський словник

Історія. У час Ч. називалися багато епідемічні хвороби, що вражали сучасників колосальної смертністю. Тому дуже важко буває за описами древніх авторів з упевненістю сказати, чи мають вони на увазі саме ту хворобу, … Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона

ТУБЕРКУЛЬОЗ- ТУБЕРКУЛЬОЗ. Зміст: I. Історичний нарис............... 9 II. Збудник туберкульозу............ 18 III. Патологічна анатомія............ 34 IV. Статистика.................... 55 V. Соціальне значення туберкульозу....... 63 VІ.… …

ШЛУНОК- ШЛУНОК. (Gaster, Ventriculus), розширений відділ кишечника, що має завдяки наявності спеціальних залоз значення особливо важливого травного органу. Ясно диференційовані «шлунки» багатьох безхребетних, особливо членистоногих і… Велика медична енциклопедія

КИШЕЧНИК- КИШЕЧНИК. Порівняно анатомічні дані. Кишечник (enteron) є б. або м. довгу трубку, що починається ротовим отвором на передньому кінці тіла (зазвичай з черевного боку) і закінчується у більшості тварин особливим, анальним. Велика медична енциклопедія

АКТИНОМІКОЗ- АКТИНОМІКОЗ, actinomycosis (від грец. Aktis промінь і mykes гриб), променисто грибкова хвороба, що викликається впровадженням в людський або тваринний організм ак тиноміцетів (Actinomycetes), променистих грибків. Актиноміцети група нижчих рослинних рослин. Велика медична енциклопедія

СИБІРСЬКА ВИРАЗКА- СИБІРСЬКА ВИРАЗКА. Зміст: Етіологія...................... 379 Статистика та географічне поширення. 381 Епідеміологія................... 384 Патологічна анатомія............. 385 Шляхи зараження та патогенез........ ... 386 Клінічна… … Велика медична енциклопедія

Через перетворення, в ході поступової хімічної еволюції, молекул, що містять вуглець, на первинний бульйон.

Посилання

Wikimedia Foundation. 2010 .

Одарченко, Юрій Павлович
Філенко, Євген Іванович

Дивитись що таке "Первинний бульйон" в інших словниках:

Бульйон (значення)- Бульйон: Зміст 1 Місцевість, населені пункти 2 Особи 3 Біологія … Вікіпедія

ЖИТТЯ- ЖИТТЯ, комплекс процесів, наявність якого відрізняє організми від відсталої природи. В основі цього комплексу лежить здатність організмів отримувати енергію від Сонця прямо або за допомогою їжі та використовувати її для зростання та відтворення. Всі … Науково-технічний енциклопедичний словник

К"тан- Ця стаття про об'єкт вигаданого світу описує його лише на основі самого художнього твору. Стаття, що складається лише з інформації на основі самого твору, може бути вилучена. Ви можете допомогти проекту … Вікіпедія

Чума- Історія. У час Ч. називалися багато епідемічні хвороби, що вражали сучасників колосальної смертністю. Тому дуже важко буває за описами древніх авторів з упевненістю сказати, чи мають вони на увазі саме ту хворобу, … Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона

Загальноприйнятою та єдиною теорією про походження життя на Землі після вісімдесяти років панування, нарешті, висунуто альтернативну гіпотезу.

"Теорія бульйону" ("первинний бульйон" - термін А.І.Опаріна) була запропонована ще в 1929 році, коли професор Дж. Московський комсомолець.

Життя Землі могла виникнути над океані, а тріщинах гірських порід. Gzt.Ru 02.02.10 20:54
Вільям Мартін, один із авторів дослідження, каже, що за розрахунками вчених насичений органічними речовинами "бульйон" в океані просто не дозволяв би першим клітинам отримувати достатньо енергії. Вільям Мартін, головний автор дослідження.

Життя зародилося в гарячих джерелах на дні океану - BioEssays

МОСКВА, 4 лютого - РІА Новини. Перші живі організми могли виникнути не в "первинному бульйоні" з органічних речовин, як вважалося раніше, а на дні океану в гідротермальних джерелах, пишуть вчені з Великобританії та Німеччини у своїй роботі, опублікованій в електронній версії BioEssays.

Запропонована в 20-ті роки XX століття теорія "первинного бульйону" свідчить, що життя зародилося в ході хімічної еволюції молекул, що містять вуглець, під дією ультрафіолету у своєрідному бульйоні. Один із її ключових недоліків – відсутність джерела енергії, яка могла б запустити такий процес.

Нова гіпотеза вирішує цю проблему. Лікар Нік Лейн (Nick Lane) з Університетського коледжу Лондона та його колеги вважають, що живі клітини використовували геохімічний градієнт - різницю в кількості енергії, що виникає в мікроскопічних отворах гідротермальних джерел на дні океану.

"Сучасні живі клітини успадкували такий самий розмір протонного градієнта і, що важливо, такий самий його напрямок: "плюс" зовні, "мінус" усередині, який був у неорганічних бульбашок, від яких вони походять", - сказав співавтор роботи Джон Ален (John Allen), слова якого наводить прес-служба коледжу.

Перші клітини виробляли АТФ, аденозинтрифосфати, універсальне джерело і переносник енергії в клітині, використовуючи енергію градієнтів, що виникають в джерелах. Цей процес, званий хеміосмосом, сьогодні використовують усі живі клітини, і, за словами вчених, вони успадкували його саме від перших клітин на дні океанів.

"Майже неможливо уявити, як життя могло виникнути без хеміосмосу. Настав час відкинути "кайдани" бродіння в якомусь "первинному бульйоні" як джерела життя без кисню", ідею, яка виникла до того, як хтось із біологів зрозумів, як синтезується АТФ", - зазначив Лейн.

МК пише:
"
Протягом вісімдесяти років багато хто вважав, що раннє життя зародилося в "первинному бульйоні" органічних молекул перед еволюцією в океанах мільйони років по тому. Знайома всім за шкільними підручниками "теорія бульйону" спростована! у новаторському дослідженні, оприлюдненому у "BioEssays", де стверджується, що початок життя дала хімічна енергія Землі із гідротермальних джерел на дні океану.

"Підручники стверджують, що життя виникло з органічного «бульйону», і що перші клітини стали результатом бродіння цих органічних речовин, що дали енергію у формі АТФ-синтази (ферменту). Ми ж пропонуємо новий погляд і переконані, що старий підхід не працює у всіх ситуаціях, - сказав керівник дослідницької групи доктор Нік Лейн з Університетського коледжу в Лондоні.- Ми представляємо альтернативу, за якою життя виникло з газів (H2, CO2, N2, H2S), а енергія для першого життя прийшла з використання геохімічних градієнтів, створених Матір'ю -Землею в особливого роду глибоководному гідротермальному джерелі (жерлі) - лише одному, який був пронизаний крихітними взаємопов'язаними відсіками або порами ".

"Теорія бульйону" ("первинний бульйон" - термін російського академіка А.І.Опаріна, 1924 р. - Ред.) була запропонована ще в 1929 році, коли професор Дж. Б. С. Холдейн (J. B. S. Haldane) опублікував своє, що надало вплив на багатьох есеї про походження життя, де він стверджував, що УФ-випромінювання забезпечило енергію для перетворення метану, аміаку та води в перші органічні сполуки в океанах ранньої Землі. Однак критики теорії «бульйону» вказали на те, що не існувало жодної рушійної сили, що змушує щось взаємодіяти; а без джерела енергії життя, як ми знаємо, існувати не може.

"Незважаючи на біоенергетичні та термодинамічні недоліки, 81-річна концепція "первинного бульйону" залишається "мейнстрімною" гіпотезою походження життя, - сказав головний автор дослідження, Вільям Мартін - еволюційний біолог з Інституту ботаніки III (Insitute of Botany III) у Дюссельдорфі (Герма) . – Однак «бульйон» не має потенціалу для виробництва вітальної (життєво важливої) енергії для життя».

Відкидаючи «теорію бульйону» дослідники звернулися до хімії Землі з метою визначити джерело енергії, яке могло живити перших примітивних попередників живих організмів: геохімічні градієнти через стільники мікроскопічних природних печер у гідротермальних джерелах. Ці каталітичні клітини виробляли ліпіди, білки та нуклеотиди, які, можливо, і призвели до перших «справжніх» клітин.

Команда зосередилася на ідеях, ініційованих геохіміком Майклом Дж. Расселом, точніше – на глибоководних лужних жерлах у морі, які виробляють хімічні градієнти, дуже схожі на ті, що є практично у всіх організмах, що живуть у наші дні – трансмембранний протонний градієнт. Ранні організми, ймовірно, використовували ці градієнти за допомогою процесу, званого хеміосмосом, в якому градієнт протонний використовується для синтезу універсальної енергетичної "валюти", АТФ-синтази (фермент), або більш простих аналогів. Пізніше клітини еволюціонували для створення власного протонного градієнта шляхом перенесення електрона від донора до акцептора. Вчені-автори стверджують, що першим донором був водень, а першим акцептором – СО2.

"Сучасні живі клітини успадкували однаковий розмір протонного градієнта, і, найголовніше, ту ж орієнтацію – усередині клітини – мінус, зовні – плюс – що й у неорганічних бульбашок, з яких вони виникли", каже співавтор, Джон Аллен, біохімік із Лондонського університету королеви Марії.

"Термодинамічні обмеження означають, що хеміосмос є строго необхідним для вуглецевого та енергетичного метаболізму у всіх організмів, які ростуть з простих хімічних інгредієнтів (автотрофії) в наші дні, і, імовірно, у перших клітин, що вільно живуть, - сказав Лейн. як ранні клітини могли використовувати геохімічно створену "силу", а потім навчилися виробляти і свою власну.

Це була вітальна транзиція (перехід), оскільки хеміосмос є єдиним механізмом за допомогою якого організми можуть вирватися з джерел. "Причина того, що всі сьогоднішні організми "хеміосмотичні" полягає в тому, що вони успадкували хеміосмос від того часу і місця, коли розвинулися перші клітини - а розвинутися без нього вони не могли", - сказав Мартін.

"Не так вже й складно зрозуміти, що активізувати раннє життя було практично неможливо без хеміосмосу, - підсумував Лейн. - Час скинути пута бродіння в якомусь первинному "бульйоні", такому, як "життя без кисню" - ідея, яка відноситься до того часу коли хтось у біології мав хоч якесь розуміння того, як з'явилася АТФ-синтаза».
"

Зараз на користь погляду на те, що саме надра стали джерелом життя, з'явився новий аргумент. Вільям Мартін, один із авторів дослідження, каже, що за розрахунками вчених насичений органічними речовинами «бульйон» в океані просто не дозволяв би першим клітинам отримувати достатньо енергії! Енергія!, необхідна життя, є лише надрах – точніше там є необхідний градієнт енергії.

Присутність у водах первинного океану великої кількості органічних сполук призвела до виникнення концентрованого "первинного бульйону", в якому здійснювався подальший процес синтезу складних органічних молекул - білків і нуклеїнових кислот - з досить простих вуглецевих сполук. (О.М. Стрельник "концепція сучасного природознавства" )

Первинний бульйон – термін, запроваджений російським біологом Олександром Івановичем Опаріним. У 1924 році він висунув теорію про виникнення життя на Землі через перетворення в ході поступової хімічної еволюції молекул, що містять вуглець, на первинний бульйон.

6.Предбіологічний відбір.

Передбіологічний відбір коацерватів, мабуть, йшов кількома напрямами. По-перше, у напрямі вироблення здатності накопичення спеціальних білковоподібних полімерів, відповідальних за прискорення хімічних реакцій. Через війну будова нуклеїнових кислот змінювалося у бік переважного “розмноження ” систем, у яких подвоєння нуклеїнових кислот здійснювалося з участю ферментів. На цьому шляху виникає характерний для живих істот циклічний обмін речовин.

По-друге, у системі коацерватів відбувався і відбір самих нуклеїнових кислот за найбільш вдалим поєднанням послідовності нуклеотидів. Цим шляхом формувалися гени. Самовідтворювані системи зі стабільною послідовністю нуклеотидів, що склалася, в нуклеїновій кислоті вже можуть бути названі живими. (Найдиш В.М. Концепції сучасного природознавства. - М., 1999).

7. Поняття про біологічні мембрани.

Біологічні мембрани, тонкі (не більше 10 нм завтовшки) ліпопротеїдні плівки, що складаються з подвійного шару ліпідних молекул, у яких включені різноманітні молекули білків. Розташовані на поверхні клітин (плазматична мембрана) та внутрішньоклітинних частинок (ядра, мітохондрії та ін.). До складу багатьох мембран входять вуглеводи, кількість яких може досягати 2-10%.

8. Коацервати.

Коацервати – області полімеру, біополімеру (краплі, шари) з підвищеною концентрацією цієї речовини порівняно з рештою розчину. Коацерватні краплі - це згустки подібно до водних розчинів желатину. Коацервати здатні абсорбувати різноманітні речовини. (В. С. Данилова, Н. Н. Кожевніков «Основні концепції сучасного природознавства»)

9.Гетеротрофи.

Гетеротрофи-організми, які харчуються готовими органічними речовинами.

До гетеротрофів належать людина, всі тварини, деякі рослини, більшість бактерій, гриби.

10.Автотрофи.

Автотрофи - це організми, що створюють органічні речовини з неорганічних.

Автотрофи, основні продуценти органічної речовини в біосфері, забезпечують існування всіх інших організмів.

11. Анаероби.

Анаероби здатні жити без атмосферного кисню; деякі види бактерій, дріжджів, найпростіших, хробаків. Енергію для життєдіяльності одержують, окислюючи органічні, рідше неорганічні речовини без участі вільного кисню або використовуючи енергію світла (напр., пурпурні бактерії). Облігатні, або суворі, анаероби розвиваються тільки у відсутності кисню (напр., клостридії), факультативні, або умовні, анаероби – і в його присутності (напр., кишкова паличка, війкові інфузорії). Широко поширені у ґрунті, воді, у донних відкладах.