Дорогой заинтересованный искатель, биохимия есть наука о живой материи, в то же время биохимию определяют, как науку о молекулярной сущности жизни. Другими словами, органическая материя - это живая материя? Тогда как быть с неорганическими соединениями? Ведь органические вещества как раз синтезируются из неорганических веществ. И как же жизнь «проникла» в органику? Между тем, основная задача биохимии заключается в том, чтобы определить, каким образом неживые молекулы взаимодействуют друг с другом, поддерживая живое состояние и обеспечивая его воспроизведение. Удивительно? Да, но попробуем найти такой путь познания химической реальности, который бы нам дал пусть не полные, но всё-таки некоторые ответы по выше обозначенным вопросам. Для этого мы предлагаем более серьёзно и системно заняться также проблемой эволюции в целом и её вариантами, биологической эволюцией, химической эволюцией, психологической эволюцией. Это очень занимательно и в то же время вносит какой-то практический смысл в наше многоаспектное исследование жизненной реальности. И вот поэтому теория общей эволюции.
Почему нас интересует химическая эволюция?
Для начала в рамках теории общей эволюции нас интересует химическая эволюция. Почему? Дело в том, что как раз с данным вариантом эволюции связан этап, который предшествовал (с позиции науки) появлению жизни. Ещё в концепцию химической эволюции входит представление о том, как из неорганических молекул в результате самоорганизации и влияния внешних факторов получилось органические молекулы. Вообще, как это было возможно?
Однако давайте обо всём по порядку, станем обдумывать различные аспекты теории постепенно. Прежде всего, что бы понадобилось для зарождения органической жизни? Скорее всего, вода и углерод. Вода - это универсальный растворитель, причём молекулы воды участвуют во многих химических реакциях. Кроме того, вода считается оптимальным транспортным средством в организмах. Дальше, у элемента углерода оптимальная валентность, которая даёт возможность образования четырёх ковалентных связей. А это путь к многообразию органических соединений. Иными словами углерод является скелетом всей живой материи.
Но что подтолкнуло к синтезу органики? Наука утверждает, что условиями для синтеза органических соединений были щелочная среда, высокая температура, космическое излучение, атмосферное электричество. И в этих самых условиях за счёт внешней энергии якобы могли быть синтезированы не только, например, углеводы и аминокислоты, но ещё АТФ и нуклеотиды. Ну, вот совсем неясным является появление молекул РНК или же ДНК, которые способны кодировать структуру белков. В то же время, в теории эволюции существуют проблемы, которые требуют объяснения.
Проблемы теории эволюции, которые требуют объяснения
- Первая проблема - необычайная сложность строения живых организмов. Ведь даже одноклеточный организм является серьёзно организованной системой. Как из беспорядка может возникнуть система?
- Вторая проблема - разнообразие форм жизни и в целом, органического мира. Скажем, далеко не все описаны виды насекомых, только где-то одна десятая насекомых всех действительно обитающих на планете подвергнута описанию учёными.
- Третья проблема - целесообразность или же приспособительный характер (адаптация), свойственный живым организмам.
Но всё это ещё далеко не всё, «любая теория происхождения жизни должна объяснить хиральность. Хиральность - важнейший признак живого вещества, но как она возникла - неизвестно».[1] Сюда также добавим то, что «механизм образования первой молекулы РНК и дальнейшие шаги к клеточным структурам пока не ясны».[2] Кроме приведённых примеров в положениях теории эволюции можно найти и другие, так сказать, затруднения, но какова главная проблема происхождения жизни? Цитируем следующее: «Проблемой является высокоупорядоченное состояние живого вещества и развитие материи в сторону упорядочения».[3] Потому как организм - это система? Если принимать во внимание проблему целесообразности живых систем, то возникает вопрос: какой закон управляет эволюцией.
А если АТФ?
Между тем, живые организмы нуждаются в непрерывном притоке энергии и обмене веществ. И справедливо отмечено, что «организмы - продукт огромного эволюционного пути упорядочения. Но и самая первичная элементарная химическая ячейка, с которой начался путь эволюции, должна была обладать на молекулярном уровне этими свойствами».[4] Что это за ячейка такая? Если одним из структурных блоков РНК является АТФ, то может быть, тут что-то есть? По крайней мере, предполагается, что молекула АТФ появилась раньше, чем нуклеиновые кислоты и генетический код. Хорошо, а когда возникает химическое упорядочение?
Оказывается, по некоторым сведениям, «химическое упорядочение возникает тогда, когда ограничивается свобода взаимодействий, когда соединение или система могут вступить в реакцию только с определёнными партнёрами или только посредством ограниченного сила механизмов и путей взаимодействия».[5] И чего? Речь идёт о катализаторах, так как участие катализаторов в реакциях есть определённая форма упорядочения. В свою очередь, катализаторами могут быть белки, некоторые другие соединения, минералы и, безусловно, пептиды (как главный инструмент упорядочения).
Пептиды?
Да, но упорядочение, основанное лишь на синтезе пептидов, ограничено тем, что пептиды не могут быть размножены и унаследованы. Отсюда, «концепция упорядочения раскрывает логику возникновения генетического кода, по которой он (этот код) позволяет аминокислотным последовательностям развиваться по пути возрастающего упорядочения».[6] Выходит, логика возникновения генетического кода как-то связана с логикой живого состояния? Напомним, фундамент биохимии сегодня - это как раз молекулярная логика живого состояния, биохимия вникает во все процессы, связанные с молекулами, ищет там сущность жизни. И, конечно, появление возможности кодирования информации просто как бы выносится на поверхность тех проблем эволюции, которые нужно решать. А почему генетический код должен был возникнуть? И кстати, а если код - это некая идея? Ага, если идея в основе упорядочивания, тогда вообще нужно менять все научные представления об эволюции, однако пусть одновременно будет слышен «голос науки».
Теперь, почему углерод?
На самом деле, ещё немного про упорядоченность, в неорганическом мире упорядочение, как полагают некоторые исследователи, не может продвинуться далеко. Однако органической жизни необходимо многообразие, что даёт химия углерода. Почему углерод? «Из всех химических элементов, слагающих Вселенную, только углерод обладает свойствами, необходимыми для образования биополимеров, только водород, способный к образованию «мягких» водородных связей, обеспечивает функционирование трёхмерных органических структур».[7] То есть если органические соединения, то обязательно углеводороды?
Что в итоге?
Таким образом, как видно, химия живой материи ищет жизнь в сложно устроенных молекулах, отвечающих парадигме, согласно которой реализуется логика живого состояния. А из чего складываются молекулы? Действительно, из атомов. Так, может быть, атомный мир несёт все жизненные потенции? Сам по себе атом, между прочим, тоже система. Эволюция атомов? Собственно говоря, звучит красиво, если учесть, что всё во Вселенной первично создано как бы из водорода. Вообще, если допустить ненаучную гипотезу, что атомы также эволюционируют, как и все жизненные формы, то теория общей эволюции «обрастёт» существенными дополнительными подробностями. Как всё это учесть? Ну, ничего не остаётся, как планомерно двигаться, иногда и параллельными путями. Наверное, это и есть поиск…
[1] Гиндилис, Л. М. Как произошла жизнь на Земле / Л. М. Гиндилис // Земля и Вселенная. – 2015. – № 1. – С. 87-99. – EDN TLIQTV.
[2] Гиндилис, Л. М. Как произошла жизнь на Земле / Л. М. Гиндилис // Земля и Вселенная. – 2015. – № 1. – С. 87-99. – EDN TLIQTV.
[3] Галимов, Э. М. Условия зарождения жизни на Земле / Э. М. Галимов // Биосфера. – 2009. – Т. 1, № 1. – С. 039-047. – EDN QZOGAX.
[4] Галимов, Э. М. Условия зарождения жизни на Земле / Э. М. Галимов // Биосфера. – 2009. – Т. 1, № 1. – С. 039-047. – EDN QZOGAX.
[5] Галимов, Э. М. Условия зарождения жизни на Земле / Э. М. Галимов // Биосфера. – 2009. – Т. 1, № 1. – С. 039-047. – EDN QZOGAX.
[6] Галимов, Э. М. Условия зарождения жизни на Земле / Э. М. Галимов // Биосфера. – 2009. – Т. 1, № 1. – С. 039-047. – EDN QZOGAX.
[7] Галимов, Э. М. Условия зарождения жизни на Земле / Э. М. Галимов // Биосфера. – 2009. – Т. 1, № 1. – С. 039-047. – EDN QZOGAX.