Концепции биогенеза

Главная > Эволюция природы > Эволюция жизни > Гипотезы биогенеза
ДНК - кристалл жизни

Жизнь - только из жизни?

[Изучая генетический код, я нашел много интересных закономерностей. Когда попробовал приблизительно подсчитать время, необходимое для его эволюционного формирования - оказалось, что оно превышает время существования нашей Вселенной! :) И действительно - возраст органики на одном из марсианских метеоритов, найденном в Антарктиде говорит о том, что жизнь появилась до появления Земли.]

Разделы страницы с концепциями происхождения жизни:

Также читайте о лабораторных эксперимента синтеза живого.


Теория регулярного и закономерного биогенеза

Согласно этой теории, считается, что планет типа Земля очень много во Вселенной, и на них рано или поздно самозарождается жизнь ("жизнь как космический императив"). Причём, на самой Земле жизнь зарождалась неоднократно и существует в виде "теневой биосферы".

Гидратная гипотеза возникновения жизни (LOH-гипотеза)

Гидратная гипотеза появления жизни

Жизнь возникла не в результате случайного события или случайного стечения обстоятельств, а как следствие термодинамически обусловленных неизбежных химических реакций и физических процессов, которые регулируются универсальными химическими и физическими законами. И для этого не требовалась особая внешняя энергия - достаточно было внутренней.

Простейшие элементы живой материи многократно образовывались и, возможно, сегодня образуются в недрах Земли из метана (или другого углеводорода), селитры и фосфата в полостях газовых гидратов, а монохиральность нуклеиновых кислот - прямое следствие геометрии структурной матрицы, в которой они формируются. Это - краткое изложение гидратной гипотезы возникновения жизни (Life Origination Hydrate Hypothesis - LOH-гипотеза).

Газовые гидраты — это твердые сотовые структуры, в которых матрица из водородно-связанных молекул воды-"хозяина" образует почти шаровые полости, содержащие молекулы "гостя". Газовые гидраты — это своеобразный кристаллический "рыхлый" лед, насыщенный гостевыми частицами. Если их удалить, молекулы воды перестраиваются и образуется обычный лед.

Залежи гидрата метана (в сотовых структурах которых сформировались первичные биомолекулы) могли образоваться из Н2 и СО2 внутри подземных полостей в течение раннего архея.

Ледовая гипотеза зарождения жизни

Жизнь зародилась в полярных морях, в толще льда — такую гипотезу выдвинул в 1999 году немецкий физик (норвежец по национальности) Хауке Тринкс: "Морской лед ведет себя, как тесто, в которое добавили дрожжи. В нем протекают разнообразные биохимические процессы. Рано или поздно они приведут к образованию структур, напоминающих «кирпичики жизни». При этом было пройдено 5 ступеней творения:

  1. Появление биомолекул (4,2 миллиарда лет назад).
  2. Эпоха РНК (3,8 миллиарда лет назад).
  3. Первые микроорганизмы (3,6 миллиарда лет назад).
  4. Эукариоты (1,7 миллиарда лет назад).
  5. Становление высших форм жизни (0,6 миллиарда лет назад).

Минеральная гипотеза появления жизни

Одна из старых, популярных и богатых на версии гипотез. Минералы - предорганизмы (копируют себя), или минералы - основа возникновения и развития жизни.

Вода, камень, углекислый газ - когда-то с этих простых материалов начался путь, который привел к появлению живых клеток. Энергия, получаемая благодаря дыханию, хранится в виде ионных градиентов на мембранах клеток. Бактерии, растущие на водороде и углекислом газе, удивительно схожи в своем углеродном и энергетическом метаболизме с химией процессов, происходящих в глубоководных термальных жерлах. Естественный градиент протонов, действуя через тончайшие полупроводниковые стенки минералов железа и серы, может привести к ассимиляции органического углерода. В результате получилась протоклетка, "живущая" внутри отверстий каменной ячейки и еще не обладающая собственной оболочкой. Сами же минералы выступали в роли современных ферментов и катализаторов древнейшего метаболизма. Позже протоклетки каким-то образом образовали собственную мембрану и покинули свои минеральные убежища.

Автокаталитическая (антиэнтропийная) теория биогенеза

Гаршин И.К.

Мной найдена "формула жизни" с точки зрения химии: организм - это самокатализатор (возможно, сначала - как жидкий кристалл). И отсюда автоматически вытекают 3 следствия:

  1. как бороться с раком ("гиперыммунитет"),
  2. лечить СПИД ("гипоиммунитет")
  3. и проэволюционировать или уничтожить любую жизнь на любой планете ("панкатализ").

Эта формула родилась на втором курсе физфака (в 1982-83 году), а поместил ее на сайт в 2002-2003 году - и вот, в 2007 году я уже читаю множество публикаций с озвучиванием этой идеи.

Сам феномен самокатализа появился как следствие антиэнтропийного упорядочивания вещества. Сначала это было кристаллическое (скорее всего, жидкокристаллическое поляризационное) упорядочивание (известный феномен роста кристаллов). Затем - химическое (вероятно, в эмульсионной среде - жировых или органокислотных каплях), что являлось началом самовоспроизводства и обмена веществ. Возникшие самокаталитические молекулы [автокатализаторы, геноферменты] реагировали на самокаталитические молекулы другого состава как на обычное чужеродное вещество, которое нужно было подвергнуть собственному упорядочиванию. Так возник естественный отбор одновременно с поеданием конкурентов и ксенофобией :).

Жизнь с самого начала была настолько живучей, что выживали даже обломки организмов. Один из таких дефектных существ, утратив способность, но имея непоколебимое желание размножаться, стал вирусом. В его единственной извилине была запомнена единственная, но двуединая мысль - "Размножай меня!". Внедрившись в здоровый организм, вирус заражал его своим "спусковым курком" (т.е., заменял его) - и больной организм исходил спорами этого вируса, пока не погибал.

Некоторые вирусы опять становились инвалидами-обрубками. У одних в памяти спускового крючка из приказа осталось единственное слово - или "Размножай!" или "Меня!". Так появились 2 пока неизлечимые болезни:

  1. Первые обрубки выносили мозг из донорского организма, заражая его единственной идеей "размножай" - и клетка начинала бесконечно делиться. Так появился рак.
  2. Вторые обрубки инфицировали хозяина бессмысленным приказом "меня" - и тот отказывался вообще делиться, таким образом, не противостоя внешним стрессам и атакам. Так появился иммунодефицит.

Теория досолнечного происхождения жизни (концепция астрокатализа)

Вариантом теории панспермии, которую правильнее назвать теорией внеземного происхождения жизни является идея происхождения жизни задолго до формирования Солнечной системы. Автор сайта в студенчестве анализировал генетический код и обнаружил, что он несет следы былой эволюции, а, возможно, находится еще в процессе незавершенной эволюции (возможно, она где-то продолжается). После приблизительной оценки времени этой эволюции получилось значение, превышающее возраст Вселенной! А что, если и, в самом деле, жизнь формировалась в течение многих циклов "дыхания" нашего мира?

Мерчисонский метеорит, упавший на Землю в 1970 году, содержит миллионы различного рода органических молекул. А поскольку возраст Мерчисона равен 4,65 миллиарда лет, то можно сделать вывод, что предшествовавшая жизни на Земле химическая эволюция началась задолго до появления нашей планеты.

О доземном и, скорее всего, досолнечном происхождении жизни говорит и история палеобиологии. Происходит постоянное удревление различных биологических феноменов (ароморфозов). Археозойская эра называлась раньше азойской ("безжизненной"), а теперь, оказывается, это эра бактерий. Безжизненную фазу перенесли на катархей, но, в конце концов, пришли к выводу, что уже через 100-200 миллионов лет после зарождения Земли на ней уже была атмосйера, гидросфера и литосфера, а климат и окружающая химия были вполне пригодны для жизни некоторых групп бактерий. Сами же первые из них обнаружены уже спустя 500 млн лет после геогенеза.

Теория панспермии (занесение жизни извне)

От звёзд и Солнца - в атмосферу Земли

Теория панспермии является разновидностью теории "космического императива". Она априори утверждает вездесущность жизни в космосе (в том числе - открытом) и ее занесение с пылью, кометами и метеоритами на планеты) Но эта теория не объясняет сам факт появления первых живых организмов и эволюцию предорганизмов. Хотя, в рамках этой теории следовало бы как-то обосновать появление жизни вне планет и возможность их выживания в открытом космосе.

Гипотеза о «заражении» Земли жизнью снова активно обсуждается. Это произошло после открытия жизнеспособных микроорганизмов, способных в спящей форме выжить внутри камней и кристаллов. Такое открытие сделали в прошлом году двое ученых из Университета Федерика II (Неаполь) — профессор геологии Бруно Д’Ардженьо (Bruno D’Argenio) и профессор молекулярной биологии Джузеппе Герачи (Giuseppe Geraci). Мельчайшие организмы (названные CRYMS — от CRYstal Microbes) были обнаружены и внутри нескольких метеоритов. CRYMS чрезвычайно устойчивы к суровым внешним условиям; а будучи извлеченными из породы, возобновляют жизнедеятельность.

Есть и другие свидетельства внеземного происхождения органических молекул. Так, при изучения состава Мерчисонского метеорита в Австралии обнаружились азотистые основания, необходимые для синтеза молекул нуклеиновых кислот ДНК и РНК. С помощью радиоуглеродного анализа удалось установить, что эти молекулы сформировались не на Земле, а, кроме того, смогли в целости и сохранности пропутешествовать через космос и земную атмосферу. Это объясняет, почему в эпоху "безжизненного" и "адского" катархея на Земле почти сразу возникла активная жизнедеятельность [что привело к отложению древнейших графитов и алмазов].

Исследованием наличия жизни и органических молекул в ближнем и дальнем космосе занимается экзобиология (или астробиология).

Кометная теория "заражения" планет органикой

Вариантом теории панспермии можно считать кометную теорию зарождения жизни, согласно которой, падающие на планеты кометы являются источником как простых, так и относительно сложных органических молекул, наличие которых при последующих благоприятных условиях могло привести к биосинтезу. А по последним данным, сам удар кометы вызывал такие "благоприятные условия".

Некоторые астробиологи считают, что одним из главных "подарков" из космоса были фосфорные соединения.

Другие концепции появления жизни

Также смотрите сборники статей о зарождении жизни.


Главная > Естествознание > Биология

Биогенез: Свойства живого | Гипотезы происхождения жизни | Алтернативная биохимия | Лабораторный биосинтез

На правах рекламы (см. условия):    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 09.03.2017
Я.Метрика: просмотры, визиты и хиты сегодня