Проблема происхождения жизни

Другие  считают, что первыми образовались нуклеиновые кислоты. Однако молекулы даже самых простых нуклеиновых  кислот - довольно сложные соединения. Вектерцхойзер держится третьей  точки зрения: жизнь началась с  метаболизма, с обмена веществ. Другими  словами, с повторяющегося цикла  химических перемен. Это метаболизм «изобрел» и клеточную мембрану, и нуклеиновые кислоты, и весь генетический аппарат. Участвовали  же в обмене веществ атомы углерода. В каждом цикле они соединялись  по два (научно это называется циклом фиксации углерода).  Побочным, поначалу «бесполезным» продуктом этого  метаболизма оказались аминокислоты - строительные блоки будущих белков. Тотчас же они стали собственными катализаторами - ускорителями тех  химических перемен, которые по преимуществу направляли их собственный синтез. Нуклеиновые кислоты тоже появились  как побочные продукты и тоже обнаружили способность к самокатализу. Позже, подобно пчелиной матке в улье, они взвалили на себя ответственность  за воспроизведение всей системы. Рано или поздно все эти химические перемены привели к тому, что некоторым  взаимосвязанным веществам удалось  укрыться в мембране, которую они  постепенно соорудили, и ускользнуть  из плена двух измерений в сферу  трех. Вот тогда-то и родилась первая клетка. Такова схема. Но всякая схема, всякая теория может рухнуть от соприкосновения  с экспериментом. Теория же Вектерцхойзера не рухнула, а наоборот, получила экспериментальную поддержку, да еще в самом важном звене - цикле фиксаций углерода. Бактерии, эти древнейшие существа, до сих пор сохраняют редкую способность, родившуюся вместе с ними, - синтезировать уксусную кислоту, простое вещество, в своей активной форме охотно вступающее в химические реакции. В основе уксусной кислоты лежат как раз два атома углерода, соединенные в ее молекуле. Но может ли где-нибудь сегодня идти такой синтез? Да, может - в горячих серных газах, вырывающихся на большой глубине из подводных вулканов. Как известно, там при температуре в сотни градусов привольно обитают бактерии, питающиеся серой, и там же полным-полно сульфидов металла. Подводные вулканы - вот где родилась жизнь! Океан, конечно, но не тот. Не бульон, а сверхкипяток. Вектерцхойзер раздобыл вулканические газы и стал их помешивать в присутствии железных и никелевых сульфидов. Синтез уксусной кислоты не заставил себя ждать! А она - самый вероятный кандидат на метаболизм, породивший жизнь. Уксусная кислота активна - в этом все дело.

Эксперимент, который начали профессор Дорон  Ланцет Кроны и его студенты, Дэниела  Сегр и Dafna Бен в Центре Генома Человека в Институте Науки Германии, основан  на поиске альтернативы белкам и рибонуклеиновым  кислотам, так как появление белков или само-копирующихся молекул рибонуклеиновой кислоты осталось загадочным. Они развили модель, основанную на молекулах липида, и предложили новый взгляд на происхождение жизни.

Липиды - масляные вещества, известные как  главные компоненты мембран клеток. Липиды имеют две различных формы: гидрофильную (привлекающую воду), и  гидрофобную (отражающую воду). Липиды с готовностью синтезируются  при моделируемых «предбиологических»  условиях, и из-за их двусторонней природы  имеют тенденцию спонтанно формировать  надмолекулярные структуры, состоящие  из тысяч молекулярных единиц. Это  иллюстрируется на минимальных сообществах  липида – на мицеллах, которые даже доказали, что они способнык росту и размножению в воде, что напоминает о жизнедеятельности клетки.

Все же критический  вопрос был оставлен без ответа: как минимальные сообщества липида могли нести и размножать информацию? 
Модель, предложенная Ланцетом и коллегами предлагает решение. Они предполагают, что вначале липид-подобные составы существовали в очень большом разнообразии форм и размеров. Они показывают математически, что при существовавших условиях минимальные сообщества липида могли содержать почти так же много информации, как и рибонуклеиновые кислоты или белковая цепь. Информация была бы запасена в самом составе минимального сообщества, то есть в точном количестве каждого из его компонентов, что обеспечивало более точную передачу и сохранение информации, чем в последовательности молекулярных "гранул" на нити белка. Была представлена аналогия с духами: информация - аромат различается рецепторами, и запах в большей мере зависит от пропорции каждого компонента в смеси, чем в порядке, в котором ароматы добавлены. 
Таким образом, авторы доказывают, что о гетерогенных минимальных сообществах липида можно думать как о примитивных геномах. Они далее демонстрируют, как капелька - минимальное сообщество липида, при росте и делении, могло проявлять форму наследования. Их машинные моделирования показывают, как геном был бы передан минимальным сообществам потомства. Критический аспект модели - то, как такое молекулярное наследование стало возможным. В современных клетках, передача информации, содержащейся в ДНК, облегчена белковыми катализаторами фермента. В ранней предбиологической эре катализ мог быть выполнен теми же самыми липид-подобными веществами, которые несли информацию. Молекулы, уже представленные в виде капельки, функционировали как молекулярный «комитет выбора», увеличивая вероятность передачи одних признаков, и уменьшая вероятность передачи других.

Группа  Ланцета, разработала компьютеризированное моделирование, которое показывает, как, основанные исключительно на физико-химических принципах, капельки липида с определенным составом срастаются, вырастают, делятся, само-копируются, накапливают мутации, и вовлекаются в сложную эволюционную игру. Важно, что это - полные минимальные  сообщества, с их сложными связями  относительно маленьких молекул, которые  копируются в дочерние капли.

 Это  отличается от предыдуших моделей,  в которых копируется единственный  длинный полимер рибонуклеиновой  кислоты. Модель ученых делает  очень немного химических предположений,  но получает богатое молекулярное  объяснение, проводящее параллель  с современными процессами жизни.  И поэтому имеет возможность  стать тем давно разыскиваемым  мостом, ведущим от неодушевленного  мира до современного мира  живых организмов.

Заключение

Вопрос  зарождения жизни - один из самых животрепещущих вопросов в современной науке. Органическая жизнь прекрасно умеет воспроизводить себя, но ведь когда-то она должна была появиться из неживой, косной материи. Как это произошло - неясно до сих  пор.

Все приведенные  здесь теории и гипотезы являются лишь малой частью того огромного количества предполагаемых ответов на величайшую загадку человечества – загадку происхождения жизни на Земле, которые существуют на сегодняшний день в мире. Нам остается лишь надеяться на скорейшее разрешение этой проблемы. Возможно, найдя ответ на вопрос, мы откроем для себя другой мир, раскроем недостающие звенья в цепи появления и развития человечества, узнаем, наконец, свое прошлое. К сожалению, пока каждый человек может лишь выбирать, какой идее ему лучше придерживаться, что ему ближе.

На сегодняшний  день наиболее реалистичной кажется  теория Опарина-Холдейна, но никто не знает, насколько она правдоподобна. Ведь эволюционная теория Ч. Дарвина тоже была неопровержимой долгий промежуток времени, но сейчас существует огромное количество фактов и доказательств ее неправильности.

Несмотря  на такое разнообразие и огромное количество различных гипотез и  теорий о причине возникновения  жизни на Земле, ни одна из них еще  не доказана и не утверждена окончательно. Из этого следует, что в истории  человечества до сих пор есть пробелы, остается очень много неизученного. Существуют такие тайны и загадки, смысл которых мы не можем постигнуть.

Список используемой литературы

1. Возникновение и развитие жизни на Земле, Войткевич Г.В., Москва, 1988
2. Концепции современного естествознания: Учебное пособие, Найдыш В. М., Гардарики, Москва, 1999
3. Происхождение жизни. Маленький теплый водоем, Фолсом К., Москва, 1982
4. Энциклопедия для детей, том 2, Аксенова М., «Аванта+», Москва, 1997