Александр Пересвет (a_pereswet) wrote,
Александр Пересвет
a_pereswet

До нынешней жизни на Земле существовала другая - и на базе не углерода, а тяжёлых металлов

До нынешней, углеродной, формы жизни на Земле существовала другая жизнь – на базе иных, более тяжёлых элементов.
Об этом заявил директор Геологического института РАН академик Михаил Федонкин, рассказывая о результатах новейших исследований самого раннего этапа развития нашей планеты.
«Жизнь к нынешним её формам поднималась с нижних этажей таблицы Менделеева, - заявил он. – Более того, в самых глубинных структурах клеток нынешних организмов заложены те первичные функции, с помощью которых жизнь создавала саму себя. Да и нашу планету в нынешнем её виде».
Развитие первых биологических систем, по словам учёного, было необходимой реакцией приспособления к ими же производимым изменениям природных условий. При этом первые функции, свойственные живым организмам, исполняли «существа», источником энергетики для которых был не кислород, а водород, а структуры их базировались не на молекулах углерода, а на металлосодержащих кластерах.
«Первичный океан – это была не вода, - говорит академик Федонкин. – Это была среда горячая, бескислородная, водородная и в ней были растворены металлы. В этой среде и появились организмы, «горючим» для которых служили протоны и электроны, получаемые из водорода, а катализаторами реакций были соединения с участием металлов, в том числе и тяжёлых».
До сих пор, рассказывает он, в больших ферментах нынешних биологических структур содержатся металлосодержащие кластеры. Молекулярный водород в качестве донора электрона и источника энергии используют многие группы прокариот - одноклеточных организмов уже углеродной природы. Водородный метаболизм доминирует среди микроорганизмов, населяющих среду гидротермальных систем. «Таким образом, молекулярный водород осуществляет универсальную роль энергетической связи между микроорганизмами. Это доказывает, среди прочего, что это была важнейшая системообразующая особенность с момента возникновения жизни», - подчеркнул академик Федонкин.
Жизнь – это не только процесс функционирования белковых тел, говорит он. В принципе, и обыкновенный смерч обладает функциями живого: он рождается и умирает, он делится, он втягивает в себя предметы, словно пищу, и выбрасывает, то есть «выделяет» их. Однако убери ветер – и он распадётся. Жизнь же определяется тем, что использует энергию для поддержания себя. Поэтому для неё первична не структура, а энергия, которая формирует и поддерживает структуру. «Именно поток энергии и вещества был и остается главным фактором упорядоченности и динамической стабильности живого», - формулирует учёный.
Согласно современным воззрениям на историю возникновения жизни на Земле, первые простейшие одноклеточные – прокариоты - появились в эоархе́е — геологической эре, охватывающей период от 4 до 3,6 миллиарда лет назад. Правда, среди учёных так и нет ясности, каким образом из органических молекул появились самовоспроизводящиеся биологические структуры. Между ними примерно такая же разница, как между транзистором и компьютером, который может производить себе подобные.
Идея же, что первична энергия, которая «держит» структуру, помогает приблизиться к решению этого «больного вопроса» биологии, полагает Михаил Федонкин. «Биохимические реакции с участием водорода приводили к тому, что постепенно физико-химические параметры биосферы удалялись от начальных условий. В числе ключевых факторов были уменьшение концентрации водорода, возрастание концентрации кислорода в океане и уменьшение доступности металлов, известных как активаторы ферментов. Поэтому «раннюю эволюцию метаболических систем живой клетки, включая становление сложной клетки, можно рассматривать как процесс, компенсирующий необратимые изменения геохимических особенностей биосферы», - делает вывод учёный.
По мнению Федонкина, открытие важной роли водорода в развитии первых живых организмов не только проливает новый свет на один из главных вопросов биологии – как возникла жизнь, но имеет и практическое значение. Крупнейшие залежи железа, магния, урана, золота, меди, никеля и других металлов «приурочены» к отложениям архея и протерозоя – то есть как раз тех эпох, когда первые живые клетки массово «выедали» водород из соответствующих соединений. Кроме того, понимание механизмов эволюции метаболических систем помогает при конструировании металлоферментов для биотехнологий.
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 5 comments