Новое в теории появления жизни

Академик В. Н. Пармон
«Химия и жизнь» №5, 2005

Вообще говоря, проблема зарождения жизни некорректна с точки зрения нормальной науки. Действительно, речь здесь может идти лишь о создании более или менее правдоподобной и аргументированной гипотезы либо теории. Проверить же эту гипотезу экспериментально, как того требует серьезная наука, по понятным причинам никто и никогда не сможет... Тем не менее такие гипотезы и теории существуют, о них спорят и пишут. В последние годы — даже российские химики, которым еще недавно было совсем не до того. В частности, об этой проблеме задумались химики из новосибирского Академгородка.

Рис. 1. Зарождение жизни в потоках энергии и химических веществ по Опарину—Холдейну

Рис. 1. Зарождение жизни в потоках энергии и химических веществ по Опарину—Холдейну

Все теории зарождения жизни можно разделить на две группы: одни постулируют зарождение жизни на Земле, другие — вне Земли. Причем последние появились именно потому, что ни одна из теорий земного происхождения жизни так и не объяснила, как появились первые молекулы РНК и ДНК, без которых современные формы жизни просто немыслимы. Самая известная и хорошо аргументированная гипотеза А. И. Опарина и Дж. Холдейна утверждает, что жизнь возникла в океанах, где перед этим сформировался насыщенный пребиотический бульон из различных органических соединений (рис. 1). Потом из этих соединений под действием вулканов, молний, УФ-излучения Солнца и прочих факторов начали образовываться первые биополимеры, затем фрагменты протоклеток и так далее. В 50-е годы прошлого века С. Миллер пытался подтвердить опытами, что из смеси простых газов в разряде молний могут синтезироваться сложные органические молекулы. Тем не менее ни эти, ни другие теории не объясняют, как в пребиотическом бульоне образовались первые молекулы нуклеотидов, то есть мономеры РНК и ДНК. Случайно они получиться не могли — для этого не хватило бы всех пяти миллиардов лет существования Земли, нуклеотиды слишком сложные молекулы. Теория внеземного происхождения жизни, конечно, временно позволяет расслабиться — ну занесли из космоса готовые молекулы РНК на метеоритах, и дело с концом. Но все-таки опять возникает недоговоренность — а в космосе-то первые молекулы РНК и ДНК откуда взялись?

По геологическим масштабам, жизнь на Земле возникла почти сразу после того, как появилась сама Земля. Ученые считают, что на это потребовалось не более 500–700 млн лет из 4,6 млрд лет существования Земли. В Институте катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, расположенном в новосибирском Академгородке, начали проверять теорию, согласно которой образование первых молекул нуклеотидов, а следовательно, и происхождение жизни — явления далеко не случайные. И сейчас идет эксперимент, который уже дал очень интересные результаты (о них позднее). Причем почти одновременно физики из этого же института выдвинули и начали просчитывать новую гипотезу возникновения планет, опирающуюся отчасти на те же физико-химические принципы. И все потихоньку состыковалось и выстроилось в правдоподобную и стройную систему. Конечно, пока еще со множеством нерешенных вопросов.


19
Показать комментарии (19)
Свернуть комментарии (19)

  • kar-slo  | 06.07.2005 | 05:49 Ответить
    очень интересно!
    Ответить
  • FM_Xenon  | 22.07.2005 | 01:53 Ответить
    Здорово! Это пока самая удачная теория из всех, что я слышал. Но без доработки и объяснения других, дальнейших "поворотов" молякулярной эволюции, делать окончательные выводы еще рановато. Хотя, должен признаться, что выводы (и какие!) так и спешат сами влезть в голову...
    Ответить
    • gold01 > FM_Xenon | 16.10.2005 | 11:31 Ответить
      а я ещё где-то читал, что внутри луны есть другая, гораздо большая по диаметру, чем первая :)
      Ответить
  • Lenny  | 06.12.2005 | 01:08 Ответить
    Интерестная гипотеза! Желаю автору удачи!....Не соглашусь лишь в одном, утверждать что другие формы жизни невозможны - это егоцентризм, учитывая размеры Вселенной + возможные вариации физических сил которые действуют на вещества, достаточно преждевременно называть жизнь на земле единственной из возможных.
    Ответить
    • Alex_au > Lenny | 04.12.2006 | 16:44 Ответить
      У меня гипотеза аналогичная и опубликована раньше - http://www.membrana.ru/articles/readers/2002/12/26/182300.html .
      Впрочем, эта идея давно витала в воздухе.
      Может, кто-нибудь и раньше ее высказывал.
      Ответить
      • father_gorry > Alex_au | 16.04.2009 | 11:30 Ответить
        А корни ее идут откуда-то отсюда:
        http://yanko.lib.ru/books/betweenall/prigogine-stengers_ru.htm
        Ответить
  • enginer  | 22.03.2006 | 12:13 Ответить
    Отличная концепция!
    - БРАВО!
    Ответить
  • lenabec  | 13.03.2009 | 16:03 Ответить
    Понятно-как зародилась, но не понятно - зачем?
    Ответить
  • Alyosha  | 18.03.2009 | 15:39 Ответить
    Все выглядит стройным на первый взгляд, тревожит одно, судя по современным данным, земля некоторое время представляла собой расплавленный шар, что же тогда было с образовавшимися углеводородами, как они избежали полного разложения?
    Ответить
    • father_gorry > Alyosha | 16.04.2009 | 11:29 Ответить
      Разлагались и вновь синтезировались неорганическим путем.
      Нам ведь неважно, весь ли углерод переходил в углеводороды, достаточно и малой его части.
      Ответить
      • Alyosha > father_gorry | 16.04.2009 | 12:36 Ответить
        Если это статья о том, как зародились планеты - да, соглашусь, что это НЕВАЖНО. Но если стать о "Новое в теории появления жизни", то это становится тем самым вопросом, который ставился всегда: "как синтезировались углеводороды в условиях Земли". Т.к. после прибывания Земли в расплавленном состоянии (а эта теория, пока, общепринята) углеводороды какой-либо сложности не могли сохранится. Это, кстати, относится и к ссылке об органических ископаемых в статье.
        Ответить
        • father_gorry > Alyosha | 17.04.2009 | 08:07 Ответить
          1) Земля не пребывала в раскаленном виде. Она сначала была холодной, а потом перемещение тяжелых пород к центру нагрело ее недра.
          2) Но это не принципиально. Органические соединеня из C, H2O и пр. могут синтезироваться просто при нагреве.
          Ответить
  • Alex_V  | 14.08.2010 | 17:16 Ответить
    Рис.4 убивает все. Во-первых, многовариантность. Во-вторых, гексозы, а не требуемая пентоза.Остальное - слова.
    Ответить
    • nonicksm > Alex_V | 09.09.2010 | 20:33 Ответить
      По-моему ты не дочитал либо не внимателен! на счет рибозы ниже было написанно: "Если вместо катионов кальция взять его соль с фосфат-анионами (обычный природный апатит), то в реакции формальдегида с простейшими сахарами (которые, как было доказано, могли образоваться под действием света) почти селективно (!) получается... долгожданная рибоза!"
      Ответить
  • nonicksm  | 09.09.2010 | 20:34 Ответить
    Мне статья очень понравилась!В первый раз вижу такой комплексный подход к проблеме эволюции и возникновению жизни.
    Ответить
  • Михаил М.  | 15.06.2011 | 19:13 Ответить
    нормальная теория, но я не понял про "вымирание" сахаров в отсутствие формальдегида. никогда не слышал, что сахароза или глюкоза могут самопроизвольно разлагаться до формальдегида, тогда их нельзя было бы употреблять в пищу: формальдегид ядовит.
    Ответить
  • аксиоматик  | 26.06.2011 | 22:37 Ответить
    Давно искал пример автокаталитической реакции, имеющей отношение к возникновению жизни. Спасибо за этот пример с сахарами. Другим примером в этом же плане может стать возможное автокаталитическое самокопирование рибозимов - РНК, которые обладают свойствами ферментов. Если предположить, что различные автокат. р-ции, объединившись вместе внутри какого-нибудь коацервата, да ещё с участием репликатора (в данном случае - рибозима), стали бы поддерживать друг друга (создавать благоприятные условия)- то в конце концов это могло привести эту систему к биологической эволюции и к жизни. Кстати, на основе аксиом мне удалось выстроить биологические понятия в иерархической последовательности в виде общей теории жизни - ОТЖ (не все понятия, поскольку процесс аксиоматизации, да и построения ОТЖ бесконечен и до завершения дело не дойдёт). Так вот, понятие "жизнь" не зависит ни от её истории, ни от материала её "изготовления".
    Ответить
  • leniel  | 10.12.2012 | 02:05 Ответить
    Валентин Николаевич, хорошо, налепили мы с помощью автокаталитических реакций много кирпичей - молекул нуклеотидов. Что дальше, кто и как будет дом строить, и по какому проекту?
    Нужна работоспособная универсальная модель. Она дудет представлена в 2013 г. предварительно с идеей и концепцией можно познакомиться на блоге http://dna-space-life.blogspot.com/ Будет дан ответ на ключевой вопрос - Почему природа выбрала нуклеотид дезоксирибозы в качестве главглго и единственно приемлимого строительного материада для ДНК.
    Ответить
  • Vladimir Matveev  | 15.04.2016 | 13:04 Ответить
    Основной вопрос науки о происхождении жизни: мембрана или биофаза? http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2016-Protophysiology.Rus.pdf
    Ответить
Написать комментарий
Элементы

© 2005-2017 «Элементы»