Зарождение и развитие эволюционной идеи

Первые проблески эволюционной мысли зарождаются в недрах

диалектической натурфилософии античного времени, рассматривавшей мир в

бесконечном движении, постоянном самообновлении на основе всеобщей связи

и взаимодействия явлений и борьбы противоположностей.

Исключительной заслугой учения Дарвина явилось то, что оно дало научное,

материалистическое объяснение возникновению высших животных и растений

путем последовательного развития живого мира, что оно привлекло для

разрешения биологических проблем исторический метод исследования. Однако

к самой проблеме происхождения жизни у многих естествоиспытателей и

после Дарвина сохранился прежний метафизический подход. Широко

распространенный в научных кругах Америки и Западной Европы

менделизм-морганизм выдвинул положение, согласно которому

наследственностью и всеми другими свойствами жизни обладают частицы

особенного генного вещества, сконцентрированного в хромосомах клеточного

ядра. Эти частицы будто бы когда-то внезапно возникли на Земле и

сохранили свое жизнеопределяющее строение в основном неизменным в

течение всего развития жизни. Таким образом, проблема происхождения

жизни, с точки зрения менделистов-морганистов, сводится к вопросу, как

могла сразу внезапно возникнуть наделенная всеми свойствами жизни

частица генного вещества.

Жизнь как особая форма существования материи характеризуется двумя

отличительными свойствами — самовоспроизведением и обменом веществ с

окружающей средой. На свойствах саморепродукции и обмена веществ

строятся все современные гипотезы возникновения жизни. Наиболее широко

признанные гипотезы коацерватная и генетическая.

Коацерватная гипотеза. В 1924 г. А. И. Опарин впервые сформулировал

основные положения концепции предбиологической эволюции и затем,

опираясь на эксперименты Бунгенберга де Йонга, развил эти положения в

коацерватной гипотезе происхождения жизни. Основу гипотезы составляет

утверждение, что начальные этапы биогенеза были связаны с формированием

белковых структур.

Первые белковые структуры (протобионты, по терминологии Опарина)

появились в период, когда молекулы белков отграничивались от окружающей

среды мембраной. Эти структуры могли возникнуть из первичного «бульона»

благодаря коацервации — самопроизвольному разделению водного раствора

полимеров на фазы с различной их концентрацией. Процесс коацервации

приводил к образованию микроскопических капелек с высокой концентрацией

полимеров. Часть этих капелек поглощали из среды низкомолекулярные

соединения: аминокислоты, глюкозу, примитивные катализаторы.

Взаимодействие молекулярного субстрата и катализаторов уже означало

возникновение простейшего метаболизма внутри протобионтов.

Обладавшие метаболизмом капельки включали в себя из окружающей среды

новые соединения и увеличивались в объеме. Когда коацерваты достигали

размера, максимально допустимого в данных физических условиях, они

распадались на более мелкие капельки, например, под действием волн, как

это происходит при встряхивании сосуда с эмульсией масла в воде. Мелкие

капельки вновь продолжали расти и затем образовывать новые поколения

коацерватов.

Постепенное усложнение протобионтов осуществлялось отбором таких

коацерватных капель, которые обладали преимуществом в лучшем

использовании вещества и энергии среды. Отбор как основная причина

совершенствования коацерватов до первичных живых существ — центральное

положение в гипотезе Опарина.

Генетическая гипотеза. Согласно этой гипотезе, вначале возникли

нуклеиновые кислоты как матричная основа синтеза белков. Впервые ее

выдвинул в 1929 г. Г. Мёллер.

Экспериментально доказано, что несложные нуклеиновые кислоты могут

реплицироваться и без ферментов. Синтез белков на рибосомах идет при

участии транспортной (т-РНК) и рибосомной РНК (р-РНК). Они способны

строить не просто случайные сочетания аминокислот, а упорядоченные

полимеры белков. Возможно, первичные рибосомы состояли только из РНК.

Такие безбелковые рибосомы могли синтезировать упорядоченные пептиды при

участии молекул т-РНК, которые связывались с р-РНК через спаривание

оснований.

На следующей стадии химической эволюции появились матрицы, определявшие

последовательность молекул т-РНК, а тем самым и последовательность

аминокислот, которые связываются молекулами т-РНК.

Способность нуклеиновых кислот служить матрицами при образовании

комплементарных цепей (например, синтез и-РНК на ДНК) — наиболее

убедительный аргумент в пользу представлений о ведущем значении в