24.01.2003 11:03
Известна метафора о случайности эволюции. Но Роберт Вильямс из Оксфорда и Жоао Хосе Р. Фраусто да Сильва из университета Лиссабона утверждают, что, строго говоря, эволюция не случайна. Жизнь заставила появиться ... геохимия, и она же руководила развитием от одноклеточных организмов к растениям и животным. Вильямс и да Сильва начинают с древнейших форм жизни, состоящих из единой везикулы, заключающей цитоплазму, производящую такие полимеры как белки, РНК и ДНК. Эта цитоплазма частично находилась под влиянием восстанавливающей химии примитивного океана и атмосферы, из которых она образовалась, и с тех пор мало изменилась.
По мере того как прокариоты извлекали из воды кислород, окружающая среда становилась все более кислотной. Аммиак превратился в газообразный азот, металлы выделились из своих сульфидов, а неметаллические сульфиды стали сульфатами. Эти перемены заставили прокариотов приспосабливаться к использованию окисленных элементов, и они научились вырабатывать энергию, связывая азот, используя кислород и развивая фотосинтез. Но эти окисляющие элементы могли нарушить щелочную среду цитоплазмы. Защититься было возможно только одним способом √ изолировав эти элементы внутри клетки. Так появились эукариоты √ одноклеточные организмы с ядром и другими органеллами.
Вильямс и да Сильва утверждают, что эукариотам также пришлось эволюционировать √ им понадобились коммуникации между разными органеллами. Окружающие материалы подсказали, как это можно было сделать √ в клетки стали постоянно поступать ионы кальция, которые связывались с ДНК. Так клетки реагировали на выкачивание ионов наружу. Потом эукариоты научились использовать поток кальция, чтобы передавать сообщения сквозь внутренние и внешние мембраны. Аналогично, ионы натрия стали средством коммуникации в нервных клетках.
Жизнь продолжала реагировать на кислотную окружающую среду на Земле. Перекись водорода дала происхождение лигнину √ богатому кислородом полимеру, который стал основной составляющей древесины. Эукариоты использовали медь, окисленную из сульфидов меди, чтобы связывать такие белки как коллаген и хитин, которые помогают удерживать нервные и мышечные клетки на месте. Появление материалов, подходящих для многоклеточных образований указало путь к появлению растений и животных.
ПЯТНИЦА, 24.01.2003, 10:30
NTR.ru