БЕЛЫЕ ПЯТНА НАУКИ
Мы подготовили десять заметок о событиях и явлениях, для которых по сей день не существует общепринятого научного толкования. Однако, дабы сохранить лицо, подошли мы к этому со всей строгостью: осветили наиболее уважаемые в ученых кругах противоборствующие теории и обратились к самым серьезным консультантам, мировым светилам соответствующих наук.
Как зародилась жизнь
На протяжении большей части истории человеческой цивилизации вопрос о происхождении жизни решался просто: все объяснялось действием сверхъестественных сил. Правда, еще в Античности, у Аристотеля, появилась концепция самозарождения жизни из некоего присутствующего в неживых субстанциях начала. Эта концепция пережила века, и окончательно ее опровергли лишь опыты Пастера в середине XIX века.
Наивные представления о том, что мыши могут сами возникнуть из нестираных рубашек, сменились в современную эпоху пониманием того факта, что и живое, и неживое имеет одну и ту же материальную основу. Атомы те же, молекулы те же, химия та же, но сделать из неживого живое пока не удалось никому. Но, если оставить в стороне религиозно-мистические версии, приходится признать, что однажды при невыясненных обстоятельствах случилось невероятное - неживое стало живым, то есть жизнь все-таки самозародилась путем абиогенеза.
Самосборка невероятна
Главные признаки жизни - это метаболизм (то есть переработка с помощью химических реакций поглощенных питательных веществ и вывод наружу отходов, а также другие формы обмена веществ, например дыхание), движение, рост, размножение и, что очень важно, поддержка постоянства параметров внутренней среды организма. Проблема в том, что для обеспечения этих и других функций требуется одновременная кооперация сложнейших органических молекул. Центральной для теории абиогенеза является проблема исторической последовательности формирования липидов, белков, РНК, ДНК и других «строительных блоков» живого - реакции синтеза этих веществ в живой клетке так тесно связаны между собой, что формирование их порознь и самосборка в функционирующие цепи представляются маловероятными.
Капля или РНК
Одну из самых известных гипотез, связанных с абиогенезом, высказал 90 лет назад советский биолог Александр Опарин. В своих размышлениях он делал акцент на механизм обособления протожизни от неживой природы. Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могли самопроизвольно образовываться зоны уплотнения - так называемые коацерватные капли. Внутри этих капель однажды сформировался некий цикл химических реакций, который мог поддерживать обмен веществ с внешней средой.
Иной подход обозначен в гипотезе американского микробиолога Карла Вёзе. Его концепция «мира РНК», высказанная в конце 1960-х, ставит в центр молекулу РНК, которая и стала первым «кирпичиком жизни». Первоначально она могла существовать полностью автономно, катализируя протометаболические реакции, например синтеза новых рибонуклеотидов, что привело к самокопированию. Мутации и естественный отбор дали возможность «умелой» молекуле синтезировать все больше и больше разных белков, и в конце концов возникла цепочка ДНК-РНК-белки, в которой сама РНК теперь выполняет посредническую функцию. Однако, при всем многообразии абиогенетических гипотез, в большинстве из них упускается из виду энергетическое обеспечение абиогенеза.
подробнее
Как зародилась жизнь
На протяжении большей части истории человеческой цивилизации вопрос о происхождении жизни решался просто: все объяснялось действием сверхъестественных сил. Правда, еще в Античности, у Аристотеля, появилась концепция самозарождения жизни из некоего присутствующего в неживых субстанциях начала. Эта концепция пережила века, и окончательно ее опровергли лишь опыты Пастера в середине XIX века.
Наивные представления о том, что мыши могут сами возникнуть из нестираных рубашек, сменились в современную эпоху пониманием того факта, что и живое, и неживое имеет одну и ту же материальную основу. Атомы те же, молекулы те же, химия та же, но сделать из неживого живое пока не удалось никому. Но, если оставить в стороне религиозно-мистические версии, приходится признать, что однажды при невыясненных обстоятельствах случилось невероятное - неживое стало живым, то есть жизнь все-таки самозародилась путем абиогенеза.
Самосборка невероятна
Главные признаки жизни - это метаболизм (то есть переработка с помощью химических реакций поглощенных питательных веществ и вывод наружу отходов, а также другие формы обмена веществ, например дыхание), движение, рост, размножение и, что очень важно, поддержка постоянства параметров внутренней среды организма. Проблема в том, что для обеспечения этих и других функций требуется одновременная кооперация сложнейших органических молекул. Центральной для теории абиогенеза является проблема исторической последовательности формирования липидов, белков, РНК, ДНК и других «строительных блоков» живого - реакции синтеза этих веществ в живой клетке так тесно связаны между собой, что формирование их порознь и самосборка в функционирующие цепи представляются маловероятными.
Капля или РНК
Одну из самых известных гипотез, связанных с абиогенезом, высказал 90 лет назад советский биолог Александр Опарин. В своих размышлениях он делал акцент на механизм обособления протожизни от неживой природы. Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могли самопроизвольно образовываться зоны уплотнения - так называемые коацерватные капли. Внутри этих капель однажды сформировался некий цикл химических реакций, который мог поддерживать обмен веществ с внешней средой.
Иной подход обозначен в гипотезе американского микробиолога Карла Вёзе. Его концепция «мира РНК», высказанная в конце 1960-х, ставит в центр молекулу РНК, которая и стала первым «кирпичиком жизни». Первоначально она могла существовать полностью автономно, катализируя протометаболические реакции, например синтеза новых рибонуклеотидов, что привело к самокопированию. Мутации и естественный отбор дали возможность «умелой» молекуле синтезировать все больше и больше разных белков, и в конце концов возникла цепочка ДНК-РНК-белки, в которой сама РНК теперь выполняет посредническую функцию. Однако, при всем многообразии абиогенетических гипотез, в большинстве из них упускается из виду энергетическое обеспечение абиогенеза.
подробнее