Зарождение и развитие эволюционной идеи

процессе биогенеза наследственного аппарата и, следовательно, в пользу

генетической гипотезы происхождения жизни.

Основные этапы биогенеза. Процесс биогенеза включал три основных этапа:

возникновение органических веществ, появление сложных полимеров

(нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов), образование первичных живых

организмов.

Первый этап — возникновение органических веществ. Уже в период

формирования Земли образовался значительный запас абиогенных

органических соединений. Исходными для их синтеза были газообразные

продукты докислородной атмосферы и гидросферы (СН4, СО2, H2О, Н2, NH3,

NО2). Именно эти продукты используются и в искусственном синтезе

органических соединений, составляющих биохимическую основу жизни.

Экспериментальный синтез белковых компонентов — аминокислот в

попытках создать живое «в пробирке» начался с работ С. Миллера (1951—1957). С.Миллер провел серию

опытов по воздействию искровыми электрическими разрядами на смесь газов

СН4, NH3, H2 и паров воды, в результате чего обнаружил аминокислоты

аспарагин, глицин, глутамин. Полученные Миллером данные подтвердили

советские и зарубежные ученые.

Наряду с синтезом белковых компонентов экспериментально синтезированы

нуклеиновые компоненты — пуриновые и пиримидиновые основания и сахара.

При умеренном нагревании смеси цианистого водорода, аммиака и воды Д.

Оро получил аденин. Он же синтезировал урацил при взаимодействии

аммиачного раствора мочевины с соединениями, возникающими из простых

газов под влиянием электрических разрядов. Из смеси метана, аммиака и

воды под действием ионизирующей радиации образовывались углеводные

компоненты нуклеотидов — рибоза и дезоксирибоза. Опыты с применением

ультрафиолетового облучения показали возможность синтеза нуклеотидов из

смеси пуриновых оснований, рибозы или дезоксирибозы и полифосфатов.

Нуклеотиды, как известно, являются мономерами нуклеиновых кислот.

Второй этап — образование сложных полимеров. Этот этап возникновения

жизни характеризовался абиогенным синтезом полимеров, подобных

нуклеиновым кислотам и белкам.

С. Акабюри впервые синтезировал полимеры протобелков со случайным

расположением аминокислотных остатков. Затем на куске вулканической лавы

при нагревании смеси аминокислот до 100°С С. Фоке получил полимер с

молекулярной массой до 10000, содержащий все включенные в опыт типичные

для белков аминокислоты. Этот полимер Фоке назвал протеиноидом.

Искусственно созданным протеиноидам были характерны свойства, присущие

белкам современных организмов: повторяющаяся последовательность

аминокислотных остатков в первичной структуре и заметная ферментативная

активность.

В начальных процессах биогенеза большое значение имеет химический отбор,

который является фактором синтеза простых и сложных соединений. Одной'

из предпосылок химического синтеза выступает способность атомов и

молекул к избирательности при их взаимодействиях в реакциях. Например,

галоген хлор или неорганические кислоты предпочитают соединяться с

легкими металлами. Свойство избирательности определяет способность

молекул к самосборке, что было показано С. Фоксом в сложных макромолекул

характеризуется строгой упорядоченностью как по числу мономеров, так и

по их пространственному расположению.

Способность макромолекул к самосборке А. И. Опарин рассматривал в

качестве доказательства выдвинутого им положения, что белковые молекулы

коацерватов могли синтезироваться и без матричного кода.

Третий этап — появление первичных живых организмов. От простых

углеродистых соединений химическая эволюция привела к высокополимерным

молекулам, которые составили основу формирования примитивных живых

существ. Переход от химической эволюции к биологической характеризовался

появлением новых качеств, отсутствующих на химическом уровне развития

материи. Главными из них были внутренняя организация протобионтов,

приспособленная к окружающей среде благодаря устойчивому обмену веществ

и энергии, наследование этой организации на основе репликации

генетического аппарата (матричного кода).

А. И. Опарин с сотрудниками показал, что устойчивым обменом веществ с

окружающей средой обладают коацерваты. При определенных условиях

концентрированные водные растворы полипептидов, полисахаридов и РНК

образуют коацерватные капельки объемом от 10-7 до 10-6 см3 которые имеют

границу раздела с водной средой. Эти капельки обладают способностью

ассимилировать из окружающей среды вещества и синтезировать из них новые

соединения.

Хотя микросферы не содержат нуклеиновых кислот и в них отсутствует ярко