Обитатели бездны - [3]
Таким образом, говорит Бернал, вполне возможно, что жизнь возникла на побережье океана неорганическим путем, как следствие накопления огромных запасов "строительного материала". Эти гигантские молекулы каким-то образом смогли отделиться
от ила и оказаться в море, где с ними стали происходить определенные химические реакции — метаболические процессы (Метаболизм, или обмен веществ, — совокупность химических реакций, делающих жизнь возможной. Он состоит в превращении пищевого сырья в живую материю и распаде этой материи с целью получения энергии для дыхания, перемещения, переваривания пищи и др.).
Однако Бернал не считает, что все произошло именно таким образом. "Процесс метаболизма развивался совершенно параллельно процессу концентрации органического вещества, — пишет он. — Я полагаю, что метаболизм в широком смысле этого слова происходит непрерывно". Даже в то время, когда молекулы были сцеплены с частицами глины, происходили уравновешенные химические реакции. По словам Бернала, "способ существования жизни возникал одновременно с созиданием материала для построения этой жизни".
Многие ученые разделяют его мнение. Доктор Барри Коммонер из Вашингтонского университета полагает, что метаболизм является единственной важной функцией жизни, которая может осуществляться без наличия живой клетки, однако результаты, получаемые при этом, в значительной мере напоминают процессы, происходящие в живой клетке. Поэтому, говорит он, "перед нами начало… наиболее вероятная отправная точка возникновения жизни".
В докладе, сделанном в Национальной Академии наук в апреле 1965 года, доктор Коммонер выдвинул следующую гипотезу развития жизни. Сначала в сложных молекулах, находившихся в океаническом бульоне, происходили химические реакции, сопровождаемые выделением энергии. Благодаря этой энергии молекулы могли приобретать больше материала и таким образом превращались в более крупные, более сложные соединения. Эти соединения сочетались друг с другом и постепенно образовывали организованные структуры. Такие структуры впоследствии приобрели способность размножаться и передавать свою организацию "потомкам".
Материнские молекулы
Ученым, работающим под эгидой Национального управления по вопросам аэронавтики и исследования космического пространства (НАСА), удалось частично воссоздать подобный процесс в лабораторных условиях. Имея под рукой те же ингредиенты, которые использовал Стэнли Миллер, доктор Сирил А. Поннамперума и его коллеги, работавшие в научно-исследовательской лаборатории Эймса в Калифорнии, смогли создать все составные части материнских молекул, составляющих живую клетку. По словам ученых, технология их работы была "удивительно несложной", так что воссозданные ими химические процессы вполне могли происходить и в первородном океане.
Используя поток электронов и ультрафиолетовые лучи, они этап за этапом создавали соединения, известные под названием нуклеотидов. Эти соединения иногда имеют две или три группы атомов, содержащие фосфор; они легко отрываются от молекулы-родительницы и при этом выделяют значительное количество энергии. Нуклеотиды, находившиеся в первобытном океаническом бульоне, могли "заморозить" часть солнечной энергии, аккумулировав ее в виде связей, соединяющих их фосфатные группы. Когда эти связи нарушались, выделялась энергия, благодаря которой создание крупных сложных, молекул происходило более эффективно, чем под непосредственным воздействием Солнца. Именно это и имел в виду доктор Коммонер, говоря о создании сложных соединений с помощью энергии метаболизма.
Иными словами, наличие нуклеотидов в первобытном океане способствовало химическим реакциям, которые иначе вовсе не могли бы произойти или же протекали бы гораздо медленнее. В настоящее время все жизненные химические процессы, происходящие в любом живом организме, возможны исключительно благодаря наличию энзимов — сложных протеинов, значительно ускоряющих реакции. Таких сложных катализаторов в ранний период зарождения жизни, очевидно, не существовало, однако Коммонер, Бернал и другие ученые полагают, что функции подобных соединений с успехом могли выполнить обыкновенные нуклеотиды. Правда, все происходило значительно медленнее, но ведь и время не было в ту пору столь драгоценным фактором, как ныне.
Нуклеотиды представляют собой строительные блоки двух наиболее важных для всех живых систем молекул — ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота). По праву называемые первоосновами жизни, эти нуклеиновые кислоты встречаются лишь в живых клетках — и во всех живых клетках — и, очевидно, выполняют одни и те же функции и в одноклеточном микробе, и в морских водорослях, и в крабе, и в человеке.
ДНК — это вещество, из которого состоят гены. Оно предопределяет свойства каждого живого существа и его потомков. Нуклеотиды в гигантской молекуле ДНК расположены по ее извилистому периметру в последовательности, которая определяет порядок превращения аминокислот в протеины. РНК воспринимает эту информацию и в другой части клетки связывает вместе протеины, характеризующие вид данного организма. ДНК также воспроизводит собственные точные копии, благодаря чему потомство становится похожим на своих родителей, а виды сохраняют присущие им особенности, причем сохраняют их от поколения к поколению (
Книга посвящена жизни и творчеству выдающегося советского кристаллографа, основоположника и руководителя новейших направлений в отечественной науке о кристаллах, основателя и первого директора единственного в мире Института кристаллографии при Академии наук СССР академика Алексея Васильевича Шубникова (1887—1970). Классические труды ученого по симметрии, кристаллофизике, кристаллогенезису приобрели всемирную известность и открыли новые горизонты в науке. А. В. Шубников является основателем технической кристаллографии.
Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
«Занимательное дождеведение» – первая книга об истории дождя.Вы узнаете, как большая буря и намерение вступить в брак привели к величайшей охоте на ведьм в мировой истории, в чем тайна рыбных и разноцветных дождей, как люди пытались подчинить себе дождь танцами и перемещением облаков, как дождь вдохновил Вуди Аллена, Рэя Брэдбери и Курта Кобейна, а Даниеля Дефо сделал первым в истории журналистом-синоптиком.Сплетая воедино научные и исторические факты, журналист-эколог Синтия Барнетт раскрывает удивительную связь между дождем, искусством, человеческой историей и нашим будущим.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.