Первичный бульон — Википедия с видео // WIKI 2
Автор термина «первичный бульон» биолог А. И. Опарин (справа) в лаборатории энзимологии, 1938 год
Первичный бульон — термин, введённый советским биологом Александром Ивановичем Опариным . В 1924 году он выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение, в ходе постепенной химической эволюции молекул, содержащих углерод, в первичный бульон.
Первичный бульон предположительно существовал в мелких водоёмах Земли 4 млрд лет назад. Он состоял из аминокислот, полипептидов, азотистых оснований, нуклеотидов. Он образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода.
В 1923 году советский учёный Александр Иванович Опарин предположил, что в условиях первобытной Земли органические вещества возникали из простейших соединений — аммиака, метана, водорода и воды. Энергия, необходимая для подобных превращений, могла быть получена или от ультрафиолетового излучения, или от частых грозовых электрических разрядов — молний. Возможно, эти органические вещества постепенно накапливались в древнем океане, образуя первичный бульон, в котором и зародилась жизнь.
По гипотезе А. И. Опарина, в первичном бульоне длинные нитеобразные молекулы белков могли сворачиваться в шарики, «склеиваться» друг с другом, укрупняясь. Благодаря этому они становились устойчивыми к разрушающему действию прибоя и ультрафиолетового излучения. Происходило нечто подобное тому, что можно наблюдать, вылив на блюдце ртуть из разбитого градусника: рассыпавшаяся на множество мелких капелек ртуть постепенно собирается в капли чуть побольше, а потом — в один крупный шарик. Белковые «шарики» в «первичном бульоне» притягивали к себе, связывали молекулы воды, а также жиров. Жиры оседали на поверхности белковых тел, обволакивая их слоем, структура которого отдалённо напоминала клеточную мембрану. Этот процесс Опарин назвал коацервацией, а получившиеся тела — коацерватными каплями, или просто коацерватами.
Гипотеза «первичного бульона» является устаревшей. На сегодняшний день конкурируют гипотезы «первичной пиццы» (на минеральной подложке в условиях периодического высыхания) и «первичного майонеза» (грязевые котлы вулканов) в качестве основных рабочих гипотез абиогенеза. Кроме того, по всей видимости, найден путь синтеза сразу большого набора биологических молекул[1].
Энциклопедичный YouTube
1/3
Просмотров:1 143 059
811
7 845
✪ 5 Фактов о Земле, Которые Наука не Может Выяснить
✪ Зарождение жизни на Земле. Биология. Как появилась жизнь. Химическая эволюция. Ютуб.
✪ Эволюция: Биохимическая эволюция
Примечания
Ссылки
Почему жизнь зародилась в воде 🚩 как зародилась жизнь 🚩 Естественные науки
Теория «первичного бульона»
Советский биолог Александр Иванович Опарин в 1924 году создал теорию о возникновении жизни на нашей планете посредством химической эволюции углеродосодержащих молекул. Он ввел термин «первичный бульон» для обозначения воды с высокой концентрацией подобных молекул.
Предположительно «первичный бульон» существовал 4 миллиарда лет назад в мелких водоемах Земли. Он состоял из воды, молекул азотистых оснований, полипептидов, аминокислот и нуклеотидов. «Первичный бульон» образовался под влиянием космического излучения, высокой температуры и электрических разрядов.
Органические вещества возникали из аммиака, водорода, метана и воды. Энергия для их образования могла быть получена от грозовых электрических разрядов (молний) или от ультрафиолетового излучения. А.И. Опарин предположил, что нитеобразные молекулы полученных белков могли сворачиваться и «склеиваться» друг с другом.
В лабораторных условиях ученым удалось создать подобие «первичного бульона», в котором успешно образовывались скопления белков. Однако не был решен вопрос о воспроизводстве и дальнейшем развитии коацерватных капель.
Белковые «шарики» притягивали к себе молекулы жиров и воды. Жиры располагались на поверхности белковых образований, покрывая их слоем, который по структуре отдаленно напоминал клеточную мембрану. Опарин назвал этот процесс коацервацией, а образовавшиеся скопления белков – коацерватными каплями. Со временем коацерватные капли поглощали из окружающей среды все новые порции вещества, постепенно усложняя свою структуру, пока не превратились в примитивные живые клетки.
Зарождение жизни в горячих источниках
Минеральная вода и особенно насыщенные солями горячие гейзеры могут успешно поддерживать примитивные формы жизни. Академик Ю.В. Наточин в 2005 году предположил, что средой образования живых протоклеток был не Древний океан, а теплый водоем с преобладанием ионов К+. В морской воде доминируют ионы Na+.
Теория академика Наточина подтверждается анализом содержания элементов в современных живых клетках. В них так же, как и в гейзерах, преобладают ионы К+.
В 2011 году японский ученый Тадаси Сугавара сумел создать живую клетку в горячей минерализованной воде. Примитивные бактериологические образования – строматолиты и сейчас образуются в естественных условиях в гейзерах Гренландии и Исландии.
Возникновение жизни. «Первичный бульон» или «первичная пицца»?
Долгое время ученые придерживались теории, что жизнь зародилась в море. Вернее, в древнем океане, наполненном так называемым «первичным бульоном». Сейчас эта теория, при всей ее ценности для понимания некоторых процессов, уже несколько устарела. Если как следует проанализировать состав жидкостей в нашем теле, то картина получается более сложная.
Теорию «первичного бульона» выдвинул в первой трети прошлого века советский биохимик Александр Иванович Опарин, и она надолго стала одной из самых влиятельных в научном мире. Работа Опарина «Происхождение жизни» вышла в 1924 г. и была переведена на английский язык в 1938 г. Но еще раньше идеи Опарина нашли горячую поддержку у британского биолога Джона Холдейна, и он опубликовал ряд работ в том же направлении.
Согласно теории Опарина — Холдейна древнейшая атмосфера Земли была полностью лишена кислорода и состояла из метана, аммиака и водорода. Когда на эту атмосферу стали воздействовать различные естественные источники энергии — грозы и извержения вулканов, — в океане начали формироваться основные химические соединения, необходимые для органической жизни. С течением времени молекулы органических веществ накапливались в океанах, пока не достигли консистенции горячего разбавленного бульона. Однако в некоторых районах концентрация молекул, необходимых для зарождения жизни, была особо высокой, и там образовались нуклеиновые кислоты и протеины. Взаимодействие между возникшими нуклеиновыми кислотами и протеинами в конце концов привело к возникновению генетического кода. В дальнейшем эти молекулы объединились, и появилась первая живая клетка.
В 1954 г. Стэнли Миллер провел следующий эксперимент. Он создал аппарат из двух стеклянных колб, соединенных в замкнутую цепь. В одну из колб Миллер поместил устройство, имитирующее грозовые эффекты, — два электрода, между которыми происходит разряд при напряжении около 60 тыс. вольт; в другой колбе постоянно кипела вода. Затем он заполнил аппарат газовым составом, который, как он полагал, соответстветствовал атмосфере древней Земли: метаном, водородом и аммиаком. Аппарат проработал неделю, после чего были исследованы продукты реакции. В получившемся вязком месиве было обнаружено некоторое количество органических веществ, в том числе и простейшие аминокислоты — глицин и аланин. Позднее в разных условиях были получены также сахара и нуклеотиды.
Результат был очень вдохновляющим, но прошло несколько десятилетий —и восторги несколько поутихли. Во-первых, предположение, что древнейшая атмосфера Земли состояла из метана, аммиака и водорода не подтвердилось. Для атмосфер каменистых планет характерен углекислый газ. Во-вторых, в 1960-х гг. случился прорыв в области изучения внутреннего устройства клетки. Тутто и выяснилось, что даже самая простая клетка устроена невероятно сложно. В клетке налажен изумительный механизм сложнейших молекул, и чтобы научиться такому слаженному взаимодействию, они должны были собраться в одном месте и остаться в близком соседстве надолго. Это очень трудно представить себе на морских просторах, где любая тесная компания в любой момент может быть разбавлена. Молекулы современной клетки удерживает от разброда и шатания сложно устроенная оболочка, но ведь когда-то ее не было! Скорее всего, дружное сообщество молекул возникло в каком-то ограниченном пространстве, вероятно, очень небольшом. Вдумчивый анализ химического состава нашего организма поможет понять, где и как это произошло.
Продолжение статьи читайте в мартовском номере журнала «Наука и техника» за 2020 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой
Место происхождения жизни, «первичный бульон», пицца и майонез
Поражаясь красоте и многообразию окружающего мира, люди на протяжении веков гадали: как он появился? Каким образом сформировались планеты, на одной из которых зародилась жизнь? Почему земная жизнь основана на углероде и использует четыре типа звеньев в ДНК? Где во Вселенной стоит искать другие формы жизни, и чем они могут отличаться от нас? В книге Михаила Никитина «Происхождение жизни. От туманности до клетки» (изданной «Альпина нон-фикшн» при поддержке фонда «Эволюция») собраны самые свежие ответы ученых на эти вопросы.
С любезного разрешения издательства, публикуем фрагмент из книги.
Сколько воды надо для появления жизни?
Клетки строят длинные молекулы, используя активированные нуклеотиды и аминокислоты. При построении РНК и ДНК в ход идут нуклеотид-трифосфаты, их соединение в цепочку сопровождается выделением пирофосфорной кислоты, а не воды. Похожая хитрость позволяет клеткам собирать белки. Однако в аппарате Миллера получаются обычные, а не активированные аминокислоты. Без сложных клеточных систем активации получить из них белки в водной среде нельзя.
Поэтому на безжизненной планете для соединения аминокислот и нуклеотидов в цепочки надо как-то избавляться от воды. Для этого хорошо подходят, например, заливы и лагуны по берегам океана, которые наполняются водой во время прилива и пересыхают в отлив. Похожие условия частого высыхания возможны в вулканических районах благодаря регулярным выбросам горячей воды из гейзеров.
Эксперименты показали, что запекание сухих смесей нуклеотидов при температуре 120 оС приводит к образованию коротких цепочек РНК из 3–10 нуклеотидов. Для соединения аминокислот в белки эти условия слишком жесткие, они приводят к разложению самих аминокислот. Однако, как выяснилось, полного высыхания и не требуется: достаточно, чтобы в растворе не было «химически свободной» воды. В крепком рассоле (100 и более граммов NaCl на литр, как в Мертвом море) все молекулы воды прочно связаны с ионами натрия и хлора и не являются химически свободными. Поэтому в рассоле при температурах 60–80
Другая проблема теории «первичного бульона» связана с тем, что в нем нет границ. В клетках тысячи генов «играют в одной команде» благодаря клеточной мембране, отделяющей их от внешней среды. Чтобы возникла простейшая кооперация между разными РНК, одни из которых занимаются копированием, а другие, например, готовят для этого детали-нуклеотиды, эти РНК должны как-то отделить свою тесную компанию от остального мира. Тогда нуклеотиды пойдут на копирование только тех РНК, которые их делали, а копирующая РНК будет копировать только себя и своих соседей, которые поставляют ей нуклеотиды. В безграничном бульоне же эти нуклеотиды будут расплываться и достанутся всем соседям, независимо от их вклада в общее дело. Копирующая РНК, которая попытается копировать не только себя, но и другие молекулы, в условиях бульона не сможет отличить союзников от прихлебателей и в итоге проиграет в конкуренции.
Ученые предложили два разных решения проблемы границ, которые по аналогии с «первичным бульоном» были названы «первичная пицца» и «первичный майонез». В модели «первичной пиццы», изложенной в книге «The Major Transitions in Evolution» (John Maynard Smith, E?rs Szathm?ry, 1995), предполагается, что жизнь зарождалась в виде тонкого слоя органических молекул на поверхности глины (например, каолинита или смектита), частицы которой состоят из тонких алюмосиликатных слоев. Глина может набухать, потому что молекулы воды, как и другие катионы и анионы, внедряются между этими слоями, увеличивая расстояния между ними. Эксперименты показали, что глина довольно прочно связывает аминокислоты, нуклеотиды, белки, РНК и другие биологические молекулы. На поверхности кристаллов глины и между ее слоями они накапливаются в высокой концентрации даже из очень разбавленного раствора. Адсорбирующие свойства глины используются и в быту: вы наверняка видели смектит под названием «минеральный наполнитель для кошачьих туалетов». На глине нуклеотиды самопроизвольно выстраиваются именно так, как нужно для их «сшивания» в цепочку РНК. Длинные молекулы РНК очень редко отделяются от глины полностью, но могут медленно перемещаться по ее поверхности, открепляясь то одним, то другим концом. Математическое моделирование взаимодействия разных РНК на плоской минеральной поверхности (Czaran T., Szathmary E., 2000) показало, что в таких условиях легко образуются группы разных молекул, связанных взаимной помощью, а размножение паразитов ограничено и не приводит к вымиранию кооперирующихся РНК.
Так что, хотя четких границ на минеральной поверхности нет, она достаточно ограничивает подвижность РНК и нуклеотидов, чтобы могли появиться тесные группы взаимопомощи.
Еще один вклад минеральной подложки в возникновение жизни состоит в том, что она может работать катализатором, т. е. ускорять химические реакции. Эта функция выходит на первый план в тех вариантах модели «первичной пиццы», в которых в качестве минеральной основы предлагается не глина, а сульфидные минералы — пирит (FeS2), сфалерит (ZnS), алабандин (MnS). Дальше в этой главе мы подробнее рассмотрим связь сульфидных минералов с биохимией.
Модель «первичного майонеза» предложена Гарольдом Моровицем в книге «Mayonnaise and The Origin of Life: Thoughts of Minds and Molecules». Она предполагает, что примитивные аналоги клеточных мембран существовали с древнейших времен, еще до появления самокопирующихся РНК. Иными словами, весь мир РНК существовал внутри протоклеток — мелких жировых пузырьков. Теория «первичного майонеза» имеет меньше сторонников, чем теория «первичной пиццы», потому что для протоклеток существует проблема питания: нуклеотиды очень плохо проходят через мембраны. В современных клетках для этого существуют специальные транспортные белки, но адекватного решения для поглощения нуклеотидов примитивными протоклетками пока не найдено. Зато в модели «первичного майонеза» достигается очень эффективное разделение молекул РНК на кооперирующиеся группы, поэтому отвергать ее ученые не спешат. Более того, есть пути совмещения теорий «первичной пиццы» и «первичного майонеза»: частицы глины, как оказалось, помогают образованию мембранных пузырьков, при этом возникший пузырек окружает частицу глины со всех сторон.
Солнце: друг или враг?
Почти вся современная жизнь прямо или косвенно зависит от энергии солнечного света, которая в ходе фотосинтеза используется для построения сахаров и других клеточных веществ. Даже глубоководные сообщества, обитающие в полной темноте, зависят от кислорода, вырабатываемого водорослями в верхних слоях океана. Как известно, в стратосфере существует озоновый слой, который поглощает 99% ультрафиолетового излучения Солнца. Озон (О3) образуется из кислорода под действием того же ультрафиолета. В древние геологические эпохи, когда кислорода в атмосфере еще не было, озонового слоя тоже не могло быть. Более того, молодое Солнце излучало больше ультрафиолета, чем сейчас, когда оно, разменяв пятый миллиард лет, стало спокойной звездой среднего возраста. Поэтому во времена появления жизни на Земле ее поверхность подвергалась мощному ультрафиолетовому излучению, и смертельная для многих современных организмов доза излучения набиралась за несколько минут. В связи с этим многие ученые склонялись к тому, чтобы спрятать первые живые организмы поглубже под воду для защиты от губительных лучей.
Однако ультрафиолетовое излучение вызывает самые разнообразные химические реакции, в том числе ведущие к синтезу аминокислот и нуклеотидов из простых молекул. Так что для каких-то этапов происхождения жизни оно, наоборот, могло быть полезно. Как же разобраться, какие из первых шагов жизни происходили на свету, а какие — в темноте?
Ответ на этот вопрос пришел с неожиданной стороны. В последние годы бурно развивается синтетическая биология, целью которой является создание организмов с принципиально новыми свойствами. Например, коллектив под руководством Стивена Беннера достиг больших успехов в создании альтернативных нуклеотидов. Эти искусственные звенья хорошо встраиваются в ДНК и РНК обычными природными ферментами, образуют комплементарные пары друг с другом, но не со стандартными нуклеотидами А, Г, Т и Ц, и расширяют нуклеотидный алфавит до шестибуквенного (рис. 6.1) (Malyshev et al., 2014; Yang et al., 2011 (русский краткий анонс)).
Получается, что с задачей хранения генетической информации в принципе могут справиться самые разные варианты нуклеиновых оснований, и А, Г, Т, Ц, возможно, были отобранып риродой совсем по другим признакам. Как считает известный биофизик Армен Мулкиджанян, таким признаком была устойчивость к ультрафиолетовому излучению (Mulkidjanian, A. Y., Galperin, M. Y., 2007).
Рис. 6.1. Сверху — фрагмент ДНК, в котором нуклеотиды содержат
стандартные азотистые основания А, Т, G, С. Снизу — синтетические альтернативные нуклеотиды
Здесь надо пояснить, как устроены молекулы и как происходит их взаимодействие со светом. Каждая химическая связь, изображаемая в структурных формулах линией между атомами, обычно состоит из двух электронов, которые вместе движутся между двумя связанными атомами. У каждого электрона есть собственное магнитное поле, направление которого называется «спин». Два электрона, образующие химическую связь, имеют противоположные спины, так что их магнитные поля взаимно компенсируются. Такие электроны называются «спаренными». Если молекулу разорвать на две части, то электроны из разорванной связи имеют два варианта дальнейшей судьбы. Они могут разойтись по одному в каждый фрагмент молекулы или оба вместе в один из фрагментов. В первом случае эти электроны остаются без пары и готовы к образованию новой связи с любой подходящей молекулой. Фрагменты молекул, имеющие неспаренный электрон, очень химически активны и называются «радикалы». Во втором случае, когда одному фрагменту достаются два электрона, а другому — ни одного, эти фрагменты имеют электрический заряд и называются «ионами». Неспаренных электронов в них нет, и они более стабильны, чем радикалы.
Когда в молекулу попадает фотон с подходящей энергией, он поглощается парой электронов, образующей химическую связь, и молекула переходит в возбужденное состояние с избыточной энергией. Возбужденных состояний как минимум два.
Сначала молекула оказывается в неустойчивом и короткоживущем состоянии (так называемом синглетном состоянии). В нем спины электронов возбужденной пары еще антипараллельны, как и в спокойном состоянии молекулы. В синглетном состоянии молекула может сбросить возбуждение и вернуться в исходное состояние путем флюоресценции (излучения светового кванта с энергией чуть меньше исходной) или рассеяния энергии в тепло либо перейти в следующее — триплетное — состояние, в котором спины электронов становятся параллельными и химическая связь между атомами фактически разрывается.
Если в молекуле была возбуждена одинарная связь, то молекула разрушается в этом месте. Если же была возбуждена двойная связь (точнее, так называемая пи-электронная система, образующая «вторые палочки» двойных связей), то молекула в триплетном состоянии сохраняет целостность, но становится бирадикалом — иными словами, у нее теперь имеются два неспаренных электрона, которые могут образовать две новые химические связи. Поэтому молекула в триплетном состоянии химически активна и вступает в разнообразные реакции. Например, молекулы этилена (С2h5), имеющие двойную связь между атомами углерода, при УФ-облучении частично объединяются попарно в циклобутан (С4H8), у которого вместо одной двойной связи образуются две одинарные связи между двумя дополнительными атомами углерода (рис. 6.2). Молекула может также вернуться из трип летного состояния в основное, невозбужденное путем излучения кванта света — фосфоресценции. В отличие от флюоресценции фосфоресценция может происходить спустя минуты и часы после облучения вещества, а разница в энергии поглощенного и излученного кванта света больше.
Рис. 6.2. Превращение этилена в циклобутан —
пример фотохимических реакций, характерных для триплетного состояния молекул
Так вот, у природных азотистых оснований синглетное состояние крайне короткоживущее. Оно легко рассеивает энергию возбуждения в тепло через колебания и вращение молекулы, обмен атомами водорода и другие механизмы и возвращается обратно в невозбужденное состояние. Синглетное состояние пуриновых оснований, аденина и гуанина, живет около 10–12 секунды — примерно в 10 000 раз меньше, чем синглетные состояния большинства молекул сравнимого размера и сложности, например аминокислоты триптофана. Благодаря быстрому рассеиванию энергии они из синглетного состояния практически всегда переходят в невозбужденное, а не в химически активное триплетное. А раз азотистые основания практически не попадают в триплетное состояние, то и разрушение их под действием ультрафиолета происходит очень редко.
Пиримидиновые основания, цитозин и тимин, рассеивают энергию несколько хуже, чем пурины, и, соответственно, менее устойчивы. Однако образование комплементарных пар улучшает рассеивание энергии еще примерно в 50 раз благодаря обмену протонами в водородных связях пары. Поэтому устойчивость комплементарной пары нуклеотидов к ультрафиолету выше, чем каждого из них по отдельности. Кроме того, в нуклеиновых кислотах плоские молекулы азотистых оснований лежат стопкой, поэтому их пиэлектронные системы взаимодействуют между собой (так называемое стэкинг-взаимодействие) и могут передавать друг другу энергию возбуждения, еще усиливая рассеивание и дополнительно увеличивая устойчивость к ультрафиолету — до 20 раз по сравнению с одной комплементарной парой нуклеотидов (Mulkidjanian et al., 2003).
Азотистые основания не только сами устойчивы к ультрафиолету, они защищают соседние молекулы. Например, они предохраняют от УФ-расщепления фосфоэфирную связь (О-Р).
При облучении УФ глицеролфосфата отщепление фосфорной кислоты происходит в 300 раз быстрее, чем при облучении аденозинмонофосфата, а образование комплементарных пар и стэкинг-взаимодействие в цепочке ДНК или РНК еще увеличивают степень защиты.
Таким образом, солнечный ультрафиолет, который в принципе разрушительно воздействует на нуклеотидную цепочку, как и на любые органические молекулы, может служить фактором отбора по следующим направлениям:
- отбор самых УФ-стойких азотистых оснований;
- отбор азотистых оснований, склонных образовывать комплементарные пары;
- отбор нуклеотидов одной хиральности из смеси правых и левых нуклеотидов (так называемой рацемической смеси), потому что смесь правых и левых нуклеотидов в цепочке нарушает стэкинг-взаимодействие;
- отбор длинных молекул РНК по сравнению с более короткими, потому что в длинных цепочках стэкинг-взаимодействие увеличивает устойчивость к ультрафиолету;
- отбор молекул РНК, содержащих двуспиральные участки (шпильки), среди молекул со случайными последовательностями, потому что в них больше нуклеотидов входят в состав комплементарных пар.
Книга Михаила Никитина «Происхождение жизни. От туманности до клетки» на сайте издательства
6 июня просветительский фонд «Эволюция» запустил на своем сайте evolutionfund.ru ежегодную краудфандинговую кампанию. Собранные средства пойдут на развитие программ фонда — выпуск научно-популярных книг, тревел-гранты для школьников, литературу для учителей, обучение лекторов, поддержку просветительского сообщества и другие. Единственный источник финансирования фонда — пожертвования людей, которым небезразличны российская наука, образование и просвещение.
Происхождение жизни из «первичного бульона»
Как зародилась жизнь на нашей планете? Может быть, она появилась, как учит религия, в одночасье, в результате Божественного акта творения? Но, возможно, её зародыши были занесены из космоса? Или жизнь возникла из соединения простых органических молекул в результате сложных физико-химических процессов, бушевавших миллиарды лет назад на пустынной Земле?
За миллиард лет до нашей эры
Последние 90 лет большинство учёных считает, что жизнь зародилась именно так. Ещё в 1924 году советский академик Александр Опарин опубликовал книгу «Происхождение жизни», в которой обосновал возможность появления сложных органических соединений из «первичного бульона» — доисторического океана, полного самых различных химических соединений.
Миллиард лет назад на Земле был сущий хаос. Постоянное извержение множества вулканов заливало её поверхность потоками раскалённой лавы. Водяные пары, конденсируясь в атмосфере, обрушивались на её поверхность чудовищными ливнями. Часть воды испарялась на всё ещё горячей поверхности, но другая часть оставалась внизу, образуя огромные водные пространства.
Под воздействием ультрафиолетового излучения солнца, перепадов температуры и электрических разрядов от почти беспрерывно бьющих в первобытный океан молний в нём образовывались сложные органические соединения, названные Опариным протобионтами и коацерватами. Последние со временем оказались способными поглощать различные вещества, растворённые в водах океана, и выделять продукты их переработки, т.е. Наладили с окружающей средой обмен веществ.
Следующим этапом развития коацерватов стала способность деления самых «шустрых», обогнавших по росту своих конкурентов, на две равноправные капли, сохранявшие все полезные свойства «родителя». Таким образом, коацерват стал, по сути, первым живым организмом Земли, так как обладал двумя важнейшими качествами — способностями к самовоспроизводству и обмену веществ. От коацерватов и произошли спустя миллионы лет простейшие одноклеточные организмы.
Загадка «биологической революции»
Ну хорошо, скажет скептически настроенный читатель, пусть всё так и было. Миллиард лет назад в первобытном океане плавали амёбы и прочие простейшие. Но как случилось, что часть из них выбралась на сушу? Как и почему из этих одноклеточных получились растения и животные? Да, наконец, и высокоразвитые млекопитающие — в частности, Homo sapiens?
А вот на этот вопрос до сих пор нет точного ответа. Между тем он настолько интересен, что в 1997 году организация ЮНЕСКО одобрила биологический проект ВОБР (Великое ордовикское биологическое разнообразие) как имеющий всемирное научное значение. А после получения первых данных по проекту в 2003 году приняла решение продолжить исследования.
ВОБР — это событие, произошедшее на Земле 470 миллионов лет назад, в ордовикский период. Заключалось оно в том, что за очень короткий (в геологическом отношении) промежуток времени число видов, населявших первобытный океан, увеличилось во много раз. Новые виды сильно потеснили старые, населявшие океан в предыдущий, кембрийский период, а затем некоторые из этих новых видов выбрались на сушу.
Так на суше и появились первые растения — мхи и лишайники, первые животные — членистоногие. И началась стремительная эволюция наземных видов, приведшая в итоге к появлению человека.
Но «историческое значение» (как писали раньше в учебниках) ВОБР заключается не только в этом. Великое ордовикское биологическое разнообразие, случившееся 470 миллионов лет назад, представляет собой одну из величайших научных загадок — ведь ни до него, ни после не происходило подобной «биологической революции».
Вулканы или метеориты?
В начале исследования ВОБР учёные полагали, что главную роль тут сыграли земные вулканы. Из-за существенных подвижек геологических плит в раннем и среднем ордовике закрывались одни моря и открывались другие. Плиты, несущие на себе эти моря, входили одна под другую, из-за чего возникали очаги гигантских землетрясений и вулканических извержений. Это приводило к выбросу в воду огромного количества новообразованных химических веществ, которые с удовольствием поедались первобытным планктоном.
Ну а бурное размножение планктона, которым питались в то время все остальные морские обитатели, и «запустило» ВОБР.
Кроме того, значительные выбросы в атмосферу вулканической пыли могли надолго затмить солнце, что привело к снижению температуры от кембрийских 70-80 °С до вполне комфортных ордовикских 35-40 «С. Отчего бы в таких условиях, наевшись планктона, и не попытаться выбраться на сушу?
Всё бы хорошо, но у сторонников «вулканической» гипотезы пока не получается «привязать» по времени описываемые тектонические сдвиги и начало ВОБР.
Другой, альтернативной гипотезой появления ВОБР до последнего времени считалась мощная метеоритная бомбардировка Земли.
Метеориты с кулак
Шведский геолог Биргер Шмиц в 2001 году обнаружил в скалах времён среднего ордовика большое число крупных, размером с кулак, оплавленных остатков метеоритов. Их количество было столь велико, что для объяснения находки Шмиц выдвинул сенсационное предположение: в те времена метеориты падали на Землю в сотни раз чаще, чем теперь. Причём эта бомбардировка длилась несколько миллионов лет и происходила именно во времена ВОБР.
Астрономы косвенно подтвердили правоту Шмица. Компьютерное моделирование метеоритных потоков с учётом всех законов небесной механики показало, что в те времена действительно мог расколоться один очень большой астероид, двигавшийся по орбите между Марсом и Юпитером. Его обломки как раз и должны были попасть на Землю в ближайшие миллионы лет в виде крупных метеоритов.
Как тут было не предположить, что существует причинно-следственная связь между усиленной метеоритной бомбардировкой Земли и началом «биологической революции»? И хотя ни Шмиц, ни его последователи так и не сумели внятно объяснить, как именно падение метеоритов могло «запустить» ВОБР, эта гипотеза на протяжении долгих 16 лет представлялась исследователям даже более привлекательной, нежели «вулканическая».
И снова — неизвестность
Однако в начале 2017 года «космическая» гипотеза была опровергнута. Журнал Nature Communications в январе 2017 года опубликовал статью шведских и датских исследователей, в которой были приведены доказательства того, что метеоритная бомбардировка Земли произошла лишь спустя три миллиона лет после начала ВОБР. Более точную датировку этого события им удалось установить, исследуя найденные в одном из шведских карьеров метеориты с кристаллами циркона.
Таким образом, до сих пор неизвестно, что привело к Великому ордовикскому биологическому разнообразию. Понятно только, что, не будь этого события, на Земле, возможно, и по сей день колыхались бы волны первобытного океана. Из которого на сушу иногда (но не очень часто, потому что мало ли что…) поглядывали бы с опаской самые любопытные трилобиты.
3. Теория «первичный бульон»
Термин, введённый советским биологом Александром Ивановичем Опариным. В 1924 году он выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение, в ходе постепенной химической эволюции, молекул, содержащих углерод, в первичный бульон.
Первичный бульон предположительно существовал в мелких водоёмах Земли 4 млрд. лет назад. Он состоял из аминокислот, полипептидов, азотистых оснований, нуклеотидов. Он образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода.
В 1923 г. российский учёный Александр Иванович Опарин предположил, что в условиях первобытной Земли органические вещества возникали из простейших соединений — аммиака, метана, водорода и воды. Энергия, необходимая для подобных превращений, могла быть получена или от ультрафиолетового излучения, или от частых грозовых электрических разрядов — молний. Возможно, эти органические вещества постепенно накапливались в Древнем океане, образуя первичный бульон, в котором и зародилась жизнь.
По гипотезе А. И. Опарина, в первичном бульоне длинные нитеобразные молекулы белков могли сворачиваться в шарики, «склеиваться» друг с другом, укрупняясь. Благодаря этому они становились устойчивыми к разрушающему действию прибоя и ультрафиолетового излучения. Происходило нечто подобное тому, что можно наблюдать, вылив на блюдце ртуть из разбитого градусника: рассыпавшаяся на множество мелких капелек ртуть постепенно собирается в капли чуть побольше, а потом — в один крупный шарик. Белковые «шарики» в «первичном бульоне» притягивали к себе, связывали молекулы воды, а также жиров. Жиры оседали на поверхности белковых тел, обволакивая их слоем, структура которого отдалённо напоминала клеточную мембрану. Этот процесс Опарин назвал коацервацией , а получившиеся тела — коацерватными каплями, или просто коацерватами. С течением времени коацерваты поглощали из окружавшего их раствора всё новые порции вещества, их структура усложнялась до тех пор, пока они не превратились в очень примитивные, но уже живые клетки.
самозарождение жизнь земля опарин
4. Теория Опарина—Холдейна
В 1924 году будущий академик Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения. Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их Коацерватные капли, или просто коацерваты.
Александр Опарин (справа) в лаборатории
Согласно его теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа:
Возникновение органических веществ
Возникновение белков
Возникновение белковых тел
Астрономические исследования показывают, что как звёзды, так и планетные системы возникли из газопылевого вещества. Наряду с металлами и их оксидами в нём содержались водород, аммиак, вода и простейший углеводород — метан.
Условия для начала процесса формирования белковых структур установились с момента появления первичного океана (бульона). В водной среде производные углеводородов могли подвергаться сложным химическим изменениям и превращениям. В результате такого усложнения молекул могли образоваться более сложные органические вещества, а именно углеводы.
Наука доказала, что в результате применения ультрафиолетовых лучей можно искусственно синтезировать не только аминокислоты, но и другие органические вещества.[4][5] Согласно теории Опарина, дальнейшим шагом по пути к возникновению белковых тел могло явиться образование коацерватных капель. При определённых условиях водная оболочка органических молекул приобретала чёткие границы и отделяла молекулу от окружающего раствора. Молекулы, окружённые водной оболочкой, объединялись, образуя многомолекулярные комплексы — коацерваты.
Коацерватные капли также могли возникать при простом смешивании разнообразных полимеров. При этом происходила самосборка полимерных молекул в многомолекулярные образования — видимые под оптическим микроскопом капли.
Капли были способны поглощать извне вещества по типу открытых систем. При включении в коацерватные капли различных катализаторов (в том числе и ферментов) в них происходили различные реакции, в частности полимеризация поступающих из внешней среды мономеров. За счёт этого капли могли увеличиваться в объёме и весе, а затем дробиться на дочерние образования. Таким образом, коацерваты могли расти, размножаться, осуществлять обмен веществ.
Далее коацерватные капли подвергались естественному отбору, что обеспечило их эволюцию.
Подобные взгляды также высказывал британский биолог Джон Холдейн.
Проверил теорию Стэнли Миллер в 1953 году в эксперименте Миллера — Юри. Он поместил смесь h3O, Nh4, Ch5, CO2, CO в замкнутый сосуд и стал пропускать через неё электрические разряды (при температуре 80°С). Оказалось, что образуются аминокислоты[6]. Позднее в разных условиях были получены также сахара и нуклеотиды[4]. Он сделал вывод, что эволюция может произойти при фазовообособленном состоянии из раствора (коацерватов). Однако, такая система не может сама себя воспроизводить.
Теория была обоснована, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза почти все специалисты в области происхождения жизни. Если спонтанно, путём случайных безматричных синтезов в коацервате возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то как они могли копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам? Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения — внутри коацервата и в поколениях — единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур. Однако, было показано, что первые коацерваты могли образоваться самопроизвольно из липидов, синтезированных абиогенным путем, и они могли вступить в симбиоз с «живыми растворами» — колониями самовоспроизводящихся молекул РНК, среди которых были и рибозимы, катализирующие синтез липидов, а такое сообщество уже можно назвать организмом
новейшие идеи ученых о происхождении жизни на Земле — T&P
Древние и средневековые ученые были уверены, что живые организмы постоянно самозарождаются из неживой материи: мухи — из гниющего мяса, а мыши — из грязных тряпок. Теперь мы знаем, что в клетках используются именно белки и ДНК, а не какие-то другие вещества, а сами цепи ДНК состоят из четырех видов звеньев. Но почему? В издательстве «Альпина нон-фикшн» вышла книга биолога Михаила Никитина «Происхождение жизни. От туманности до клетки», в которой он собрал самые свежие ответы науки на подобные вопросы об устройстве мира. В рамках спецпроекта с премией «Просветитель» T&P публикуют отрывок из главы, посвященный веществу, без активного участия которого, по устоявшемуся мнению, жизнь была бы невозможна — воде.
Книга «Происхождение жизни» выходит в рамках новой серии Primus, созданной «Книжными проектами Дмитрия Зимина» и Фондом «Эволюция». Это межиздательский проект с дебютными просветительскими книгами ученых и научных журналистов, в котором уже приняли участие издательства Corpus и «Альпина нон-фикшн».Почему жизнь на планете Земля устроена так, а не иначе? Подобные вопросы часто возникают у школьников и студентов, изучающих биологию. Но в учебниках ответов на них нет. В результате студенты привыкали, что задавать эти вопросы бесполезно. И даже когда они вырастали в ученых и могли попытаться на них ответить сами, привычка мешала им это сделать. Тем временем наметился путь к ответам на эти вопросы. Успехи химиков привели к возникновению синтетической биологии — созданию новых организмов с новыми, невиданными свойствами. Достижения синтетической биологии, например, расширение генетического алфавита до шести букв, позволяют сравнить решения, выбранные нашей земной жизнью, с альтернативными вариантами и выяснить, по каким причинам эволюция предпочла один из них. Тот или иной выбор был сделан жизнью очень давно, скорее всего, до появления клеток. Изучая каждую альтернативу, мы лучше понимаем, как возникла жизнь на нашей планете.
В XXI веке бурно развивалась не только биология. Например, астрономы за последние годы открыли тысячи планет у других звезд (они называются экзопланеты). С этими данными мы теперь можем оценить, насколько наша Солнечная система уникальна или типична для Галактики. Космические зонды, отправленные к дальним планетам, кометам и астероидам, собрали много новой информации о древнейшей истории Солнечной системы. Геологи, вооруженные тончайшими методами анализа горных пород и метеоритов, узнали много нового об условиях, существовавших на древней Земле в те времена, когда жизнь на ней только зарождалась.
Сколько воды надо для появления жизни?
«Первичный бульон» как среда для появления жизни имеет свои недостатки. В водной среде белки, РНК и ДНК неустойчивы. Эти длинные молекулы со временем распадаются на отдельные звенья — аминокислоты или нуклеотиды. Химическое соединение аминокислот в белок или нуклеотидов в РНК происходит с выделением воды. Поэтому когда ее вокруг много, равновесие этой реакции смещено в сторону распада белка или РНК (такой распад с участием воды называется «гидролиз»). Первым обратил внимание на эту проблему в контексте происхождения жизни Джон Бернал еще в 1949 году.
Клетки строят длинные молекулы, используя активированные нуклеотиды и аминокислоты. При построении РНК и ДНК в ход идут нуклеотид-трифосфаты, их соединение в цепочку сопровождается выделением пирофосфорной кислоты, а не воды. Похожая хитрость позволяет клеткам собирать белки. Однако в аппарате Миллера получаются обычные, а не активированные аминокислоты. Без сложных клеточных систем активации получить из них белки в водной среде нельзя. Поэтому на безжизненной планете для соединения аминокислот и нуклеотидов в цепочки надо как-то избавляться от воды. Для этого хорошо подходят, например, заливы и лагуны по берегам океана, которые наполняются водой во время прилива и пересыхают в отлив. Похожие условия частого высыхания возможны в вулканических районах благодаря регулярным выбросам горячей воды из гейзеров.
Эксперименты показали, что запекание сухих смесей нуклеотидов при температуре 120С приводит к образованию коротких цепочек РНК из 3–10 нуклеотидов. Для соединения аминокислот в белки эти условия слишком жесткие, они приводят к разложению самих аминокислот. Однако, как выяснилось, полного высыхания и не требуется: достаточно, чтобы в растворе не было «химически свободной» воды. В крепком рассоле (100 и более граммов NaCl на литр, как в Мертвом море) все молекулы воды прочно связаны с ионами натрия и хлора и не являются химически свободными. Поэтому в рассоле при температурах 60–80С равновесие смещено в сторону образования связей, и аминокислоты соединяются в короткие цепочки (эта реакция называется «солевой пептидный синтез» и будет подробнее описана в следующих главах). Так что, хотя вода и необходима для жизни, ее не должно быть слишком много.
Другая проблема теории «первичного бульона» связана с тем, что в нем нет границ. В клетках тысячи генов «играют в одной команде» благодаря клеточной мембране, отделяющей их от внешней среды. Чтобы возникла простейшая кооперация между разными РНК, одни из которых занимаются копированием, а другие, например, готовят для этого детали-нуклеотиды, эти РНК должны как-то отделить свою тесную компанию от остального мира. Тогда нуклеотиды пойдут на копирование только тех РНК, которые их делали, а копирующая РНК будет копировать только себя и своих соседей, которые поставляют ей нуклеотиды. В безграничном бульоне же эти нуклеотиды будут расплываться и достанутся всем соседям, независимо от их вклада в общее дело. Копирующая РНК, которая попытается копировать не только себя, но и другие молекулы, в условиях бульона не сможет отличить союзников от прихлебателей и в итоге проиграет в конкуренции.
Ученые предложили два разных решения проблемы границ, которые по аналогии с «первичным бульоном» были названы «первичная пицца» и «первичный майонез». В модели «первичной пиццы», изложенной в книге «The Major Transitions in Evolution» (John Maynard Smith, Eörs Szathmáry, 1995), предполагается, что жизнь зарождалась в виде тонкого слоя органических молекул на поверхности глины (например, каолинита или смектита), частицы которой состоят из тонких алюмосиликатных слоев. Глина может набухать, потому что молекулы воды, как и другие катионы и анионы, внедряются между этими слоями, увеличивая расстояния между ними. Эксперименты показали, что глина довольно прочно связывает аминокислоты, нуклеотиды, белки, РНК и другие биологические молекулы. На поверхности кристаллов глины и между ее слоями они накапливаются в высокой концентрации даже из очень разбавленного раствора. Адсорбирующие свойства глины используются и в быту: вы наверняка видели смектит под названием «минеральный наполнитель для кошачьих туалетов». На глине нуклеотиды самопроизвольно выстраиваются именно так, как нужно для их «сшивания» в цепочку РНК. Длинные молекулы РНК очень редко отделяются от глины полностью, но могут медленно перемещаться по ее поверхности, открепляясь то одним, то другим концом. Математическое моделирование взаимодействия разных РНК на плоской минеральной поверхности (Czaran T., Szathmary E., 2000) показало, что в таких условиях легко образуются группы разных молекул, связанных взаимной помощью, а размножение паразитов ограничено и не приводит к вымиранию кооперирующихся РНК. Так что, хотя четких границ на минеральной поверхности нет, она достаточно ограничивает подвижность РНК и нуклеотидов, чтобы могли появиться тесные группы взаимопомощи.
Еще один вклад минеральной подложки в возникновение жизни состоит в том, что она может работать катализатором, т. е. ускорять химические реакции. Эта функция выходит на первый план в тех вариантах модели «первичной пиццы», в которых в качестве минеральной основы предлагается не глина, а сульфидные минералы — пирит (FeS2), сфалерит (ZnS), алабандин (MnS). Дальше в этой главе мы подробнее рассмотрим связь сульфидных минералов с биохимией. Модель «первичного майонеза» предложена Гарольдом Моровицем в книге «Mayonnaise and The Origin of Life: Thoughts of Minds and Molecules». Она предполагает, что примитивные аналоги клеточных мембран существовали с древнейших времен, еще до появления самокопирующихся РНК. Иными словами, весь мир РНК существовал внутри протоклеток — мелких жировых пузырьков. Теория «первичного майонеза» имеет меньше сторонников, чем теория «первичной пиццы», потому что для протоклеток существует проблема питания: нуклеотиды очень плохо проходят через мембраны. В современных клетках для этого существуют специальные транспортные белки, но адекватного решения для поглощения нуклеотидов примитивными протоклетками пока не найдено. Зато в модели «первичного майонеза» достигается очень эффективное разделение молекул РНК на кооперирующиеся группы, поэтому отвергать ее ученые не спешат. Более того, есть пути совмещения теорий «первичной пиццы» и «первичного майонеза»: частицы глины, как оказалось, помогают образованию мембранных пузырьков, при этом возникший пузырек окружает частицу глины со всех сторон.
Фотографии: © iStock.
Primordial Soup Theory — Crystalinks
Primordial Soup Theory — Crystalinks Изначальная теория супа
Теория изначального супа предполагает, что от 3,8 до 3,55 миллиардов лет назад жизнь зародилась в пруду или океане в результате сочетания химических веществ из атмосферы и некоторой формы энергии для производства аминокислот, строительных блоков белков, которые затем эволюционируют в первый вид на Земле.
Первородный суп — термин, введенный советским биологом Александром Опариным.В 1924 году он предложил теорию происхождения жизни на Земле через трансформацию во время постепенной химической эволюции молекул, содержащих углерод в изначальном бульоне. Биохимик Роберт Шапиро резюмировал теорию «изначального супа» Опарина и Холдейна в ее «зрелой форме» следующим образом:
- 1. Ранняя Земля имела химически восстановительную атмосферу.
2. Эта атмосфера, подвергающаяся воздействию энергии в различных формах, вырабатывала простые органические соединения («мономеры»).
3.Эти соединения накапливались в «супе», который мог быть сконцентрирован в различных местах (береговая линия, океанические жерла и т. Д.).
4. При дальнейшем преобразовании в супе появились более сложные органические полимеры — и, в конечном итоге, жизнь.
Один из наиболее важных экспериментальных подтверждений теории «супа» появился в 1953 году. Аспирант Стэнли Миллер и его профессор Гарольд Ури провели эксперимент, который продемонстрировал, как органические молекулы могли спонтанно образовываться из неорганических предшественников в условиях условия, подобные тем, которые постулируются гипотезой Опарина-Холдейна. В знаменитом «эксперименте Миллера-Юри» использовалась сильно восстановленная смесь газов — метана, аммиака и водорода — для образования основных органических мономеров, таких как аминокислоты.Это обеспечило прямую экспериментальную поддержку второго пункта теории «супа», и именно вокруг двух оставшихся пунктов теории сейчас сосредоточена большая часть дебатов.
Помимо эксперимента Миллера-Юри, следующим наиболее важным шагом в исследовании пребиотического органического синтеза была демонстрация Джоаном Оро того, что пуриновое основание нуклеиновой кислоты, аденин, образуется при нагревании водных растворов цианида аммония.
В поддержку абиогенеза в эвтектическом льду более поздняя работа продемонстрировала образование s-триазинов (альтернативные азотистые основания), пиримидинов (включая цитозин и урацил) и аденина из растворов мочевины, подвергнутых циклам замораживания-оттаивания в восстановительной атмосфере (с искровыми разрядами). как источник энергии).
Самопроизвольное образование сложных полимеров из мономеров, генерируемых абиотически, в условиях, предусмотренных теорией «супа», отнюдь не является простым процессом. Помимо необходимых основных органических мономеров, во время экспериментов Миллера-Юри и Оро в высокой концентрации образовывались соединения, которые препятствовали бы образованию полимеров. Например, эксперимент Миллера дает множество веществ, которые вступают в перекрестные реакции с аминокислотами или обрывают пептидную цепь.
Если говорить более фундаментально, то можно утверждать, что наиболее серьезная проблема, на которую не нашла ответа эта теория, заключается в том, как относительно простые органические строительные блоки полимеризуются и образуют более сложные структуры, взаимодействуя согласованным образом с образованием протоклетки. Например, в водной среде гидролиз олигомеров / полимеров до составляющих их мономеров будет предпочтительнее конденсации индивидуальных мономеров в полимеры.
Абиогенез
Абиогенез или биопоэз — это естественный процесс возникновения жизни из неорганической материи.Самая ранняя из известных форм жизни на Земле существовала между 3,9 и 3,5 миллиардами лет назад, во время эоархейской эры, когда после расплавленного Хадейского эона затвердела достаточная кора.
Научные гипотезы о происхождении жизни можно разделить на несколько категорий. Большинство подходов исследуют, как возникли самовоспроизводящиеся молекулы или их компоненты. Например, эксперимент Миллера-Юри и подобные эксперименты продемонстрировали, что большинство аминокислот, часто называемых «строительными блоками жизни», могут быть синтезированы рацемическим способом в условиях, которые, как считается, аналогичны условиям ранней Земли.Было исследовано несколько механизмов, включая молнию и излучение. Другие подходы (гипотеза «сначала метаболизм») сосредоточены на понимании того, как катализ в химических системах на ранней Земле мог обеспечить молекулы-предшественники, необходимые для самовоспроизведения.
Обнаружена сила первозданного супа PhysOrg — 4 апреля 2013 г.
Исследователи из Университета Лидса, возможно, решили ключевую загадку о том, как космические объекты могли зажечь жизнь на Земле.Хотя общепринято, что некоторые важные ингредиенты для жизни произошли от метеоритов, бомбардировавших раннюю Землю, ученые не смогли объяснить, как этот неодушевленный камень превратился в строительные блоки жизни.
Это новое исследование показывает, как химическое вещество, подобное тому, которое сейчас обнаруживается во всех живых клетках и жизненно необходимо для выработки энергии, делающей что-то живым, могло быть создано, когда метеориты, содержащие минералы фосфора, приземлились в горячих, кислых лужах жидкости вокруг вулканов, которые были вероятно, были обычным явлением на ранней Земле.
«Тайна того, как живые организмы возникли из безжизненной породы, долгое время озадачивала ученых, но мы думаем, что обнаруженные нами необычные фосфорные химические вещества могли быть предшественниками батарей, которые сейчас питают все живое на Земле. Но тот факт, что они возникли просто, в условиях, аналогичных ранней Земле, предполагает, что это могло быть недостающее звено между геологией и биологией », — сказал доктор Терри Ки из Химической школы Университета, руководивший исследованием.
Вся жизнь на Земле питается от процесса, называемого хемиосмосом, в котором химический аденозинтрифосфат (АТФ), перезаряжаемая химическая « батарея » для жизни, как разрушается, так и повторно формируется во время дыхания, высвобождая энергию, используемую для управления реакциями жизни. , или метаболизм.Сложные ферменты, необходимые как для создания, так и для расщепления АТФ, вряд ли существовали на Земле в тот период, когда только зародилась жизнь. Это побудило ученых искать более простое химическое вещество со свойствами, аналогичными АТФ, но не требующими ферментов для передачи энергии.
Фосфор является ключевым элементом в АТФ и других фундаментальных строительных блоках жизни, таких как ДНК, но форма, которую он обычно принимает на Земле, фосфор (V), в значительной степени нерастворима в воде и имеет низкую химическую активность.Однако ранняя Земля регулярно подвергалась бомбардировке метеоритами и межзвездной пылью, богатой экзотическими минералами, включая гораздо более реактивную форму фосфора — железо-никель-фосфорный минерал шрейберзит.
Ученые смоделировали столкновение такого метеорита с горячей, вулканически активной, ранней Землей, поместив образцы метеорита Сихотэ-Алинь, железного метеорита, упавшего в Сибири в 1947 году, в кислоту, взятую из геотермальной зоны Хверадалур в Исландии. Камень оставляли реагировать с кислой жидкостью в пробирках, инкубированных окружающим горячим источником в течение четырех дней, а затем еще 30 дней при комнатной температуре.
При анализе полученного раствора ученые обнаружили соединение пирофосфит, молекулярный «двоюродный брат» пирофосфата — части АТФ, ответственной за передачу энергии. Ученые считают, что это соединение могло действовать как более ранняя форма АТФ в том, что они назвали «химической жизнью».
«Химическая жизнь была бы промежуточным звеном между неорганической породой и самой первой живой биологической клеткой. Вы можете думать о химической жизни как о машине, например, о роботе, способном двигаться и реагировать на окружающую среду, но это не живое существо.С помощью этих примитивных батарей химические вещества стали организованы таким образом, что стали способны к более сложному поведению и в конечном итоге превратились в живые биологические структуры, которые мы видим сегодня », — сказал доктор Терри Ки.
Группа из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL-Caltech), работающая над марсоходом Curiosity, который приземлился на Марс в августе прошлого года, недавно сообщила о наличии фосфора на Красной планете. «Если Curiosity обнаружила фосфор в одной из форм, которые мы производили в Исландии, это может указывать на то, что условия на Марсе в какой-то момент были подходящими для развития жизни во многом так же, как мы теперь считаем, что она развивалась на Земле», — добавил доктор Ки. ,
Команда из Лидса сейчас работает с коллегами из JPL-Caltech, чтобы понять, как эти ранние батареи и «химическая жизнь», частью которой они стали, могли развиться в биологическую жизнь. В рамках этой работы они будут использовать оборудование инженерного факультета Университета Лидса, которое в настоящее время используется для тестирования новых топливных элементов, для создания «геологического топливного элемента», использующего минералы и газы, распространенные на ранней Земле. Исследователи будут наносить на его поверхность различные химические вещества и отслеживать происходящие реакции и образующиеся химические продукты.
Команда также надеется отправиться на остров Диско в Гренландии, где находится единственный на Земле природный источник шрейберзита, минерала, обнаруженного в метеорите Сихотэ-Алинь. Здесь они надеются повторить свои эксперименты и показать, что те же химические вещества развиваются в условиях, полностью зародившихся на Земле.
Новое исследование отвергает 80-летнюю теорию «изначального супа» как источник журнала Life Science Daily — 3 февраля 2010 г.
На протяжении 80 лет считалось, что ранняя жизнь зародилась в «изначальном супе» органических молекул, а затем эволюционировала. океанов миллионы лет спустя.Сегодня теория «супа» была перевернута в новаторской статье в BioEssays, в которой утверждается, что химическая энергия Земли из гидротермальных источников на дне океана положила начало ранней жизни.
«В учебниках говорится, что жизнь возникла из органического супа и что первые клетки выросли, ферментируя эти органические вещества для выработки энергии в форме АТФ. Мы предлагаем новый взгляд на то, почему этот старый и знакомый взгляд не работает», — сказал руководитель группы доктор Ник Лейн из Университетского колледжа Лондона.»Мы представляем альтернативу, согласно которой жизнь возникла из газов (h3, CO2, N2 и h3S) и что энергия для первой жизни пришла из использования геохимических градиентов, созданных матерью Землей в особом виде глубоководных гидротермальных источников — таких, которые пронизан крошечными взаимосвязанными отсеками или порами «.
Теория супа была предложена в 1929 году, когда Дж. Б. С. Холдейн опубликовал свое влиятельное эссе о происхождении жизни, в котором утверждал, что УФ-излучение обеспечивает энергию для преобразования метана, аммиака и воды в первые органические соединения в океанах ранней Земли.Однако критики теории супа указывают, что не существует устойчивой движущей силы, заставляющей что-либо реагировать; и без источника энергии жизнь, как мы ее знаем, не может существовать.
«Несмотря на биоэнергетические и термодинамические недостатки, 80-летняя концепция первичного супа остается центральной в общепринятых представлениях о происхождении жизни», — сказал старший автор Уильям Мартин, биолог-эволюционист из Института ботаники III в Дюссельдорфе. «Но суп не способен производить жизненно важную энергию.»
Отвергая теорию супа, команда обратилась к химии Земли, чтобы определить источник энергии, который мог питать первых примитивных предшественников живых организмов: геохимические градиенты через соты микроскопических естественных пещер в гидротермальных жерлах. Эти каталитические клетки производили липиды, белки и нуклеотиды, которые, возможно, дали начало первым истинным клеткам.
Команда сосредоточилась на идеях, изобретенных геохимиком Майклом Дж. Расселом, о щелочных глубоководных жерлах, которые создают химические градиенты, очень похожие на те, которые используются почти всеми живыми организмами сегодня — градиент протонов над мембраной.Ранние организмы, вероятно, использовали эти градиенты с помощью процесса, называемого хемиосмосом, в котором протонный градиент используется для управления синтезом универсальной валюты энергии, АТФ или более простых эквивалентов. Позже клетки эволюционировали, чтобы генерировать свой собственный протонный градиент посредством переноса электронов от донора к акцептору. Команда утверждает, что первым донором был водород, а первым акцептором был CO2.
«Современные живые клетки унаследовали тот же размер протонного градиента и, что особенно важно, ту же ориентацию — положительную снаружи и отрицательную внутри — как неорганические везикулы, из которых они возникли», — сказал соавтор Джон Аллен, биохимик Королевы Марии. , Лондонский университет.
«Термодинамические ограничения означают, что хемиосмос строго необходим для углеродного и энергетического метаболизма во всех организмах, которые сегодня растут из простых химических ингредиентов [автотрофия], и, предположительно, в первых свободноживущих клетках», — сказал Лейн. «Здесь мы рассматриваем, как самые ранние клетки могли использовать геохимически созданную силу, а затем научились создавать свои собственные». Это был жизненно важный переход, поскольку хемиосмос — единственный механизм, с помощью которого организмы могли выбраться из вентиляционных отверстий. «Причина, по которой все организмы сегодня хемиосмотичны, заключается просто в том, что они унаследовали его с того самого времени и места, где появились первые клетки, и они не могли бы развиваться без этого», — сказал Мартин.
«Это далеко не слишком сложно, чтобы стимулировать раннюю жизнь, почти невозможно понять, как жизнь могла начаться без хемиосмоса», — заключил Лейн. «Пора сбросить оковы брожения в каком-то исконном супе как о« жизни без кислорода »- идея, которая восходит к тому времени, когда кто-либо в биологии не понимал, как образуется АТФ».
Сознание
>
АСТРОНОМИЯ
ФИЗИКА
ИНДЕКС СОЗДАНИЯ
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ВСЕХ ФАЙЛОВ
ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА CRYSTALINKS
ПСИХИЧЕСКОЕ ЧТЕНИЕ С ЭЛЛИ
2012 АЛХИМИЯ ВРЕМЕНИ
Первобытная теория супа
(из слизи)
Изначальная теория супа предполагает, что жизнь зародилась в пруду или океане в результате сочетание химических веществ из атмосферы и некоторой формы энергии для создания аминокислоты, строительные блоки белков, которые затем превратятся во все виды.
Согласно теории изначального супа, Жизнь началась в теплом пруду / океане из комбинации химических веществ, которые образует аминокислоты, которые затем образуют белки.Это должно произойти по крайней мере От 3,8 до 3,55 млрд лет назад.
Русский химик А.И. Опарин и английский генетик Дж. Б.С. Холдейн первым придумал эту идею. Оба разработали эту теорию независимо в 1920 г.
Согласно этой теории, основные строительные блоки жизни произошли от простая молекула, образовавшаяся в атмосфере (без кислорода). Затем это было возбуждено с помощью молнии и дождя из атмосферы создан «органический суп». Первые организмы должны были быть простыми гетеротрофами, чтобы выжить потребление энергии другими организмами перед средствами фотосинтеза.Они бы в результате мутации становятся автотрофами. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что первыми организмами были автотрофы
.Химик Стэнли Миллер и физик Гарольд Юри провели знаменитый эксперимент. в 1950 году для проверки этой теории. Они смешали газы, предположительно присутствующие на примитивных земля:
Задачи по теории
1. Аминокислоты должны стать белком
а. 1 белок = 100 аминокислот 20 разновидностей
г. 10 130 комбинации аминокислот
г. Трудно случайно найти нужный белок
г. Аминокислоты являются строительными блоками, а не собранной структурой
2. Ранняя атмосфера содержит газы, отличные от тех, которые использовал Миллер / Юри
.а. Без аммиака и метана
г. Не восстановленный (противоположный окисленному)
г. Эксперименты с истинными атмосферными газами не дали обильных амино кислоты
3. 2 nd Закон термодинамики
а. Система со временем становится все менее и менее организованной
г. Значит, аминокислоты не могут спонтанно образовывать белок (все больше и больше организовано)
4. Первородный суп слишком разбавлен, чтобы добиться чего-либо
а. Не может спонтанно генерировать белки
г. Нет механизма для концентрирования и производства белка
Эта теория подчеркивает метаболизм из-за кооперативной группы молекул и как они получают и используют энергию и молекулы.
В эксперименте Сидни Фокса нагретые аминокислоты вытесняли
воду в виде пара и образовывали пептидные цепи. Oни
были протеиноидами, которые сильно отличались от настоящих белков.
В поисках истоков жизни: объяснение теории изначального супа
В поисках происхождения жизни: объяснение первозданной теории супа
Понравилось? Поделись!
Эволюционная биология помогла объяснить превращение одноклеточных организмов в разумные многоклеточные организмы. Однако точная причина возникновения жизни остается неясной. Это привело к развитию нескольких теорий, пытающихся объяснить, как зародилась жизнь на изначальной Земле, из которых теория изначального супа является одной из самых известных.Эта статья BiologyWise подробно объясняет эту теорию.
Возникновение жизни в настоящий момент кажется почти чудом, так много условий, которые должны были быть выполнены, чтобы это заработало. .
— Фрэнсис Крик
Хотели бы вы написать нам? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …
Давайте работать вместе!
Считалось, что со времен Аристотеля до 17-го -го века жизнь возникла спонтанно и непрерывно зарождалась из-за случайных событий.Процесс, в результате которого произошло это явление, был назван абиогенезом и относился к образованию живых организмов из неживой материи.
Однако, благодаря экспериментальным усилиям, предпринятым Франческо Реди, Лаззаро Спалланцани и Луи Пастером, концепция абиогенеза была опровергнута и заменена концепцией биогенеза. Эта концепция объясняет, что новая жизнь возникает из ранее существовавшей жизни путем воспроизводства. Хотя эта теория объясняла продолжающееся появление форм жизни, она все еще не могла предоставить никакой информации о происхождении самой жизни.
Развитие теории изначального супа
В 1924 году Александр Иванович Опарин предположил, что абиогенез действительно происходит в теплом водоеме, таком как пруд или океан на исконной Земле. Он объяснил, что нынешние условия могли спонтанно дать начало простым и грубым формам жизни. Отсутствие экспериментальных доказательств можно объяснить тем фактом, что с тех пор не только земная среда радикально изменилась, но и тем, что любые новые формы жизни будут немедленно поглощены современными организмами, населяющими эту область.Он выдвинул гипотезу, что нынешний уровень атмосферного кислорода предотвращает синтез органических соединений, необходимых для зарождения жизни, и что «первобытный суп» из органических биомолекул может быть произведен под действием солнечного света в атмосфере, лишенной кислорода. Затем эти биомолекулы соединятся между собой и будут расти до достижения критической массы, после чего они разделятся путем деления на дочерние молекулы. Этот механизм станет основой примитивной формы метаболизма.
Примерно в то же время британский биолог J. B. S. Haldane представил свою концепцию химического происхождения жизни. Он сравнил первобытный океан с огромной химической лабораторией, содержащей смесь неорганических соединений. Под действием солнечного света атмосфера, состоящая из углекислого газа, аммиака и водяного пара, позволила бы трансформировать неорганические молекулы в органические молекулы (примитивные формы жизни). Затем эти молекулы будут взаимодействовать друг с другом с образованием сложных соединений, которые, в свою очередь, образуют клеточные компоненты.В конце концов, образуется мембранная структура, которая затем эволюционирует и инкапсулирует самореплицирующиеся молекулы, тем самым создавая первую живую клетку. Эта гипотеза происхождения жизни была названа Дж. Д. Берналом как биопоэзис.
Первобытная теория супа
Поскольку теории, выдвинутые Опарином и Холдейном, были разработаны независимо, но одновременно и пришли к одним и тем же выводам, изначальная теория супа также называется гипотезой Опарина-Холдейна. Он состоит из следующих постулатов: —
♦ Нет принципиальной разницы между живым организмом и неживой материей, а также сложной комбинацией проявлений и свойств, поэтому характеристики жизни должны возникать в процессе эволюции материи.
♦ Младенческая Земля обладала сильно восстановительной атмосферой, содержащей метан, аммиак, водород и водяной пар, которые были сырьем для эволюции жизни.
♦ По мере того, как молекулы росли и усложнялись, возникали новые свойства, и новый коллоидно-химический порядок был наложен на более простые органические химические отношения, определяемые пространственным расположением и взаимными отношениями молекул.
Хотели бы вы написать нам? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию.Свяжитесь с нами, и мы поговорим …
Давайте работать вместе!
♦ Даже на этом раннем этапе конкуренция, скорость роста, борьба за существование и естественный отбор определили форму материальной организации, которая стала характерной для живых существ.
♦ Живые организмы — это открытые системы, поэтому они должны получать энергию и материалы извне, и поэтому не ограничиваются вторым законом термодинамики (который применим только к закрытым системам, в которых энергия не пополняется).
Эти принципы были позже пересмотрены и обобщены Робертом Шапиро и представлены в зрелой форме, как показано ниже: —
- Ранняя Земля имела химически восстановительную атмосферу.
- Эта атмосфера, подвергающаяся воздействию энергии в различных формах, вырабатывала простые органические соединения («мономеры»).
- Эти соединения накапливались в «супе», который мог быть сконцентрирован в различных местах (береговая линия, океанические жерла и т. Д.).
- При дальнейшем преобразовании в супе появились более сложные органические полимеры и, в конечном итоге, жизнь.
Экспериментальная поддержка
В 1953 году Стэнли Л. Миллер и Гарольд К. Юри провели эксперимент по проверке гипотезы Опарина-Холдейна. Они пытались воспроизвести атмосферные условия исконной Земли, заключив метан, аммиак, водород и воду в их газообразном состоянии в замкнутую систему. Непрерывные электрические токи использовались для моделирования возникновения гроз в этой замкнутой системе. Полученные продукты анализировали с помощью методов хроматографии.Через семь дней анализ продуктов показал, что почти 10-15% углерода метана были преобразованы в органическую форму. Кроме того, 2% этого углерода было в форме нескольких незаменимых аминокислот. Эти данные помогли доказать, что жизнь могла возникнуть в соответствии с изначальной теорией супа. Этот эксперимент известен как эксперимент Миллера-Юри, и он лег в основу многих других подобных экспериментов.
В 1961 году каталонский биохимик Жоан Оро обнаружил, что реакция между цианистым водородом и аммиаком дает не только аминокислоты, но и огромное количество аденина, нуклеотидного основания.Аденин жизненно важен для функционирования любой живой клетки, поскольку он образует одно из четырех оснований в молекулах РНК и ДНК, а также является компонентом АТФ, молекулы, высвобождающей энергию. Эти результаты вдохновили на дальнейшие эксперименты, которые были успешными в производстве других оснований РНК и ДНК из аналогичной реакционной смеси пребиотиков в восстановительной атмосфере. Эти открытия помогли экспериментально подтвердить изначальную теорию супа.
Ограничения теории изначального супа
► Геохимические данные свидетельствуют о том, что изначальная среда была невосстановительной и содержала водород, воду и углекислый газ.В таком случае единственной возможной аминокислотой, которая может быть образована, является глицин, и это происходит только при чрезвычайно высоком содержании водорода. Следовательно, необходимые строительные блоки жизни не могли быть созданы в этой среде.
► Пребиотические химические вещества теоретически могут быть синтезированы в ничтожных количествах, которые быстро разлагаются из-за высокой температуры и воздействия УФ-излучения. Следовательно, они не будут накапливаться и агрегироваться с образованием сложных соединений.
► Наличие озонового слоя указывало бы на присутствие молекул кислорода, тем самым делая атмосферу невосстановительной.Однако, если озоновый слой отсутствует, ультрафиолетовый свет разрушит любые биомолекулы. Это создает ситуацию уловки-22.
► Если бы случайно образовались молекулы, полученный суп был бы очень разбавленным и недостаточно концентрированным, чтобы молекулы могли взаимодействовать.
► С химической точки зрения, все химические реакции приводят к образованию рацемических смесей, т.е. существует равное количество левовращающих и правых хиральных продуктов. Однако все биомолекулы избирательно используют только левые хиральные молекулы.В первобытном состоянии эта избирательность не принималась во внимание.
► В реакции полимеризации мономеры сливаются вместе с образованием полимера и молекулы воды. Согласно принципу химического равновесия Ле Шателье, присутствие продуктов (воды) сдвигает равновесие, таким образом, замедляя реакцию и, в конечном итоге, останавливая. Это означает, что полимеризация биомолекул с образованием комплексного соединения либо приведет к незначительному количеству полимера, либо вообще не произойдет.Чтобы реакция произошла, она должна сопровождаться стадией дегидратации. Это противоречит основному принципу теории, согласно которой жизнь зародилась в теплом водоеме.
► В случае, если вышеуказанные ограничения могут быть преодолены и учтены, теория до сих пор не объясняет, как белки, образованные путем агрегации аминокислот, могут дать начало любой форме самовоспроизводящейся генетической молекулы.
В заключение, теория изначального супа не полностью объясняет процесс, связанный с происхождением жизни.Чтобы преодолеть множество ограничений, представленных этой теорией, были выдвинуты другие теории, объясняющие спонтанное зарождение жизни, но ни одна из них не представила убедительных доказательств, чтобы их можно было широко принять в качестве действительного объяснения. Примером одной из таких теорий является теория глубоководных источников, согласно которой жизнь зародилась в подводных гидротермальных источниках. Эта теория получила распространение после эксперимента Тадаши Сугавары в 2011 году, в ходе которого удалось создать «протоклетку» в горячей воде.
Похожие сообщения
- Объяснение гаплоидного числа
Гаплоидное число — это количество хромосом, которые составляют половину диплоидного числа хромосом.Эта статья расскажет вам больше …
- Теория биогенеза
Теория биогенеза утверждает, что живые существа производятся только из живых существ и не могут быть созданы никаким другим способом. Подробнее о биогенезе читайте в…
- Жизненный цикл мучных червей
Яйцо, личинка, куколка и, наконец, взрослая особь — это четыре стадии жизненного цикла мучного червя. В этой статье подробно обсуждается этот жизненный цикл, а также некоторые другие факты о мучных червях.
Новое исследование отвергает 80-летнюю теорию «изначального супа» как источника жизни — ScienceDaily
На протяжении 80 лет было принято, что ранняя жизнь зародилась в «изначальном супе» органических молекул, прежде чем эволюционировать из миллионов океанов. лет спустя. Сегодня теория «супа» была перевернута в новаторской статье BioEssays , в которой утверждается, что это была химическая энергия Земли из гидротермальных источников на дне океана, которая положила начало ранней жизни.
«В учебниках говорится, что жизнь возникла из органического супа и что первые клетки выросли, ферментируя эти органические вещества для выработки энергии в форме АТФ.Мы предлагаем новый взгляд на то, почему эта старая и знакомая точка зрения вообще не работает, — сказал руководитель группы доктор Ник Лейн из Университетского колледжа Лондона. — Мы представляем альтернативу тому, что жизнь возникла из газов (H 2 , CO 2 , N 2 и H 2 S) и что энергия для первой жизни пришла из использования геохимических градиентов, созданных матерью Землей в особом виде глубоководного гидротермального источника, который пронизан крошечными взаимосвязанными отсеками. или поры ».
Теория супа была предложена в 1929 году, когда Дж.Б.С. Холдейн опубликовал свое влиятельное эссе о происхождении жизни, в котором утверждал, что УФ-излучение обеспечивает энергию для превращения метана, аммиака и воды в первые органические соединения в океанах ранней Земли. Однако критики теории супа указывают, что не существует устойчивой движущей силы, заставляющей что-либо реагировать; и без источника энергии жизнь, как мы ее знаем, не может существовать.
«Несмотря на биоэнергетические и термодинамические недостатки, 80-летняя концепция первичного супа остается центральной в общепринятых представлениях о происхождении жизни», — сказал старший автор Уильям Мартин, биолог-эволюционист из Института ботаники III в Дюссельдорфе.«Но суп не способен производить энергию, необходимую для жизни».
Отвергнув теорию супа, команда обратилась к химии Земли, чтобы определить источник энергии, который мог привести в действие первых примитивных предшественников живых организмов: геохимические градиенты через соты микроскопических естественных пещер в гидротермальных жерлах. Эти каталитические клетки производили липиды, белки и нуклеотиды, которые, возможно, дали начало первым истинным клеткам.
Команда сосредоточилась на идеях, изобретенных геохимиком Майклом Дж.Рассел, о щелочных глубоководных жерлах, которые производят химические градиенты, очень похожие на те, которые используются почти всеми живыми организмами сегодня, — градиент протонов над мембраной. Ранние организмы, вероятно, использовали эти градиенты с помощью процесса, называемого хемиосмосом, в котором протонный градиент используется для управления синтезом универсальной валюты энергии, АТФ или более простых эквивалентов. Позже клетки эволюционировали, чтобы генерировать свой собственный протонный градиент посредством переноса электронов от донора к акцептору.Команда утверждает, что первым донором был водород, а первым акцептором был CO 2 .
«Современные живые клетки унаследовали протонный градиент такого же размера и, что особенно важно, такую же ориентацию — положительную снаружи и отрицательную внутри — как неорганические пузырьки, из которых они возникли», — сказал соавтор Джон Аллен, биохимик из Queen Мэри, Лондонский университет.
«Термодинамические ограничения означают, что хемиосмос строго необходим для углеродного и энергетического метаболизма во всех организмах, которые сегодня растут из простых химических ингредиентов [автотрофия], и, предположительно, в первых свободноживущих клетках», — сказал Лейн.«Здесь мы рассматриваем, как самые ранние клетки могли использовать геохимически созданную силу, а затем научились создавать свои собственные».
Это был жизненно важный переход, поскольку хемиосмос — единственный механизм, с помощью которого организмы могли выбраться из вентиляционных отверстий. «Причина, по которой все организмы сегодня хемиосмотичны, заключается просто в том, что они унаследовали его с того самого времени и места, где появились первые клетки, и они не могли бы развиваться без этого», — сказал Мартин.
«Это далеко не слишком сложно, чтобы стимулировать раннюю жизнь, почти невозможно увидеть, как жизнь могла начаться без хемиосмоса», — заключил Лейн.«Пора сбросить оковы брожения в каком-то исконном супе как о« жизни без кислорода »- идея, которая восходит к тому времени, когда кто-либо в биологии не понимал, как образуется АТФ».
История Источник:
Материалы предоставлены Wiley-Blackwell . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
,
Leave A Comment