Происхождение жизни - Опарин Александр Иванович - Страница 18

В индивидуальных коллоидных образованиях эти неорганические катализаторы стали сочетаться с различными органическими соединениями на сотни и тысячи ладов. Среди всех этих комбинаций в равной мере могли возникать как «удачные», увеличивавшие каталитическую активность соединения, так и «неудачные», понижавшие эту активность, а следовательно, и уменьшавшие общую динамичность всей системы. Но под воздействием внешней среды эти последние «неудачные» комбинации постоянно уничтожались, исчезали с лица Земли. Для дальнейшего развития оставались только такие комплексы, которые наиболее быстро, наиболее рационально выполняли свои функции.

В результате указанного эволюционного процесса те простейшие неорганические катализаторы, которые в растворе первичных органических веществ суммарно ускоряли целые группы сходных между собой реакций, в наших коллоидных образованиях были постепенно заменены все более и более сложными, но и более совершенными ферментными комплексами, не только обладающими колоссальной активностью, но и весьма специализированными, действующими лишь на отдельные определенные реакции. Легко понять, каше громадные преимущества создавало возникновение таких химических комплексов для общей организации процессов, совершавшихся в данном коллоидном образовании.

Конечно, эволюция ферментов могла здесь успешно протекать только в том случае, если параллельно с этим создавалась известная регулировка, известная согласованность отдельных ферментативных реакций между собой. Каждое существенное увеличение скорости той или иной реакции закреплялось в процессе эволюции только тогда, когда оно было прогрессивно с разбираемой точки зрения, если оно не нарушало динамической устойчивости всей системы, а, наоборот, способствовало большей внутренней упорядоченности в организации данного коллоидного образования.

В первично возникших коацерватных каплях эта координация между отдельными химическими реакциями была представлена еще сравнительно слабо. Притекавшие извне органические вещества и промежуточные продукты распада еще могли претерпевать здесь химические изменения в весьма разнообразных направлениях. Конечно, и беспорядочно идущие синтезы могли на первых стадиях развития коацерватов способствовать разрастанию организованного вещества. Но при этом характер организации вновь возникающих коллоидных участков все время менялся и был чрезвычайно подвержен риску распада, самоуничтожения. Наши коллоидные системы лишь тогда приобрели более или менее постоянную динамическую устойчивость, когда идущие в них синтезы координировались между собой, когда создавалась известная закономерная повторяемость этих синтезов, некоторый их ритм.

В процессе эволюции индивидуальных коллоидных систем основной интерес представляло не случайное возникновение в них того или иного соединения, а его постоянно повторяющееся новообразование, появление определенной согласованности реакций, обусловливающей постоянный синтез этого соединения в ходе разрастания организованного вещества. Таким путем возникло то явление, которое мы сейчас обозначаем как способность протоплазмы к самовоспроизведению.

На этой основе создалось известное постоянство состава наших коллоидных систем. В частности, указанный выше ритм закономерно повторяющихся синтезов нашел свое яркое отражение и в строении белковых веществ. Согласованность между собой всех многочисленных синтетических реакций, которые в своей совокупности приводили к образованию белковой молекулы, исключала возможность беспорядочного сочетания отдельных звеньев полипептидной цепи. Поэтому свойственное первичным белковоподобным соединениям случайное расположение аминокислотных остатков постепенно заменялось более определенным строением белковой молекулы.

Это постоянство химического состава индивидуальных коллоидных образований порождало и известное постоянство их структуры. Характерные для данной коллоидной системы, определенным образом построенные белки сочетались между собой уже не случайно, а строго закономерно. Поэтому неустойчивая, скоропреходящая, слишком зависящая от случайных внешних воздействий структура первичных коацерватов в процессе их эволюции должна была замениться такой динамически устойчивой пространственной организацией, которая гарантировала бы собой определенную направленность ферментативных реакций в сторону преобладания синтеза над распадом.

Таким путем и создалась та взаимосогласованность явлений, та приспособленность внутреннего строения к несению определенных жизненных функций в данных конкретных условиях существования, которая так характерна для организации всех живых существ.

На основании изучения организации современных нам простейших форм живого мы можем проследить, как шло постепенное усложнение и усовершенствование организации описанных нами образований. В конечном итоге оно и привело к возникновению качественно новой формы существования материи. Так произошел тот диалектический «скачок», который означал, что на земной поверхности возникли простейшие живые существа.

Первичные простейшие организмы были по своему строению уже значительно совершеннее коа- церватных капель, но все же они были несравненно проще даже самых простых из известных в настоящее время живых существ. Здесь еще отсутствовала клеточная структура. Эта структура возникла на значительно более поздней стадии развития жизни.

Проходили годы, века, тысячелетия, и строение живых существ все более и более совершенствовалось, приспособляясь к тем условиям существования, в которых развивалась жизнь. Живые существа делались все более и более организованными. Вначале питанием для них служили только возникшие абиогенно органические вещества. Но с течением времени количество этих веществ все уменьшалось, а потому первичные организмы должны были или погибнуть, или выработать в себе в процессе развития какой-нибудь способ строить органические вещества из материалов неорганической природы — из углекислоты и воды. Некоторым живым существам это действительно удалось. В процессе последовательного развития они выработали в себе способность поглощать энергию солнечного луча, за счет этой энергии разлагать углекислоту и из ее углерода строить в своем теле органические вещества. Таким образом возникли простейшие растения — сине-зеленые водоросли, остатки которых можно обнаружить в древнейших отложениях земной коры.

Другие живые существа сохранили прежний способ питания, но источником пищи им теперь стали служить водоросли, органические вещества которых они использовали. Так возник в своем первоначальном виде мир животных.

«На заре жизни», в начале так называемой архейской эры, растения и животные представляли собой мельчайшие одноклеточные живые существа, подобные современным нам бактериям, сине- зеленым водорослям, амебам. Большим событием в истории последовательного развития живой природы было возникновение многоклеточных организмов, состоящих из многих клеток, объединенных в один организм. Живые организмы стали делаться все сложнее и разнообразнее. В течение протерозойской эры, которая насчитывала многие и многие миллионы лет, население первородного океана сделалось чрезвычайно разнообразным и изменилось до неузнаваемости. Мощные водоросли заселили воду морей и океанов, в их зарослях появились многочисленные медузы, моллюски, иглокожие и морские черви. Жизнь вступила в новую, палеозойскую эру. О ее развитии в эту эру мы уже можем судить на основании ископаемых остатков тех живых существ, которые когда-то обитали на нашей планете.

Первоначально возникшие живые существа были подобны современным нам микробам

Сине-зеленые водоросли

Более пятисот миллионов лет тому назад, в так называемый кембрийский период истории Земли, вся жизнь была еще сосредоточена в морях и океанах. Знакомых нам теперь позвоночных животных (рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и зверей) в это время еще совсем не было. Не было также цветов, трав и деревьев. Из растений в то время были только водоросли, а из животных — медузы, губки, кольчатые черви, близкие к ракам трилобиты и разнообразные иглокожие.