Происхождение жизни. От туманности до клетки

Происхождение жизни. От туманности до клетки

Поражаясь красоте и многообразию окружающего мира, люди на протяжении веков гадали: как он появился? Каким образом сформировались планеты, на одной из которых зародилась жизнь? Почему земная жизнь основана на углероде и использует четыре типа звеньев в ДНК? Где во Вселенной стоит искать другие формы жизни, и чем они могут отличаться от нас? В этой книге собраны самые свежие ответы науки на эти вопросы. И хотя на переднем крае науки не всегда есть простые пути, автор честно постарался сделать все возможное, чтобы книга была понятна читателям, далеким от биологии. Он логично и четко формулирует свои идеи и с увлечением рассказывает о том, каким образом из космической пыли и метеоритов через горячие источники у подножия вулканов возникла живая клетка, чтобы заселить и преобразить всю планету.

Жанры: Научная литература, Научпоп, Биология, Химия
Серия: Primus
Всего страниц: 143
ISBN: 978-5-9614-4350-9
Год издания: 2016
Формат: Полный

Происхождение жизни. От туманности до клетки читать онлайн бесплатно

Шрифт
Интервал

Научные редакторы Елена Наймарк, д-р биол. наук (главы 4–18); Владимир Сурдин, канд. физ. – мат. наук (главы 1–4)

Редактор Полина Суворова

Руководитель проекта И. Серёгина

Корректор М. Миловидова

Компьютерная верстка А. Фоминов

Дизайн обложки А. Бондаренко


© М. Никитин, 2016

© ООО «Альпина нон-фикшн», 2016



Серию PRIMUS составят дебютные просветительские книги ученых и научных журналистов. Серия появилась благодаря совместной инициативе «Книжных проектов Дмитрия Зимина» и фонда «Эволюция» и издается при их поддержке. Это межиздательский проект: книги серии будут выходить в разных издательствах, но в едином оформлении. На данный момент в проекте участвуют два издательства, наиболее активно выпускающих научно-популярную литературу: CORPUS и АЛЬПИНА НОН-ФИКШН.


Предисловие

Почему жизнь на планете Земля устроена так, а не иначе? Почему цепи ДНК состоят из четырех видов звеньев, а белковые – из двадцати? Почему в клетках используются именно белки и ДНК, а не какие-нибудь другие вещества? Подобные вопросы часто возникают у школьников и студентов, изучающих биологию. Но в учебниках ответов на них нет. В результате студенты привыкали, что задавать эти вопросы бесполезно. И даже когда они вырастали в ученых и могли попытаться на них ответить сами, привычка мешала им это сделать.

Тем временем в биологии с начала XXI века происходит настоящая научная революция. Развитие технологий определения последовательностей ДНК (секвенирования) привело к тому, что базы данных прочитанных последовательностей растут, как снежный ком. Для анализа этого огромного количества данных биологи стали привлекать на помощь специалистов в математике и компьютерных науках. Эти специалисты, чтобы представлять, с чем они работают, стали изучать основы биологии. И, естественно, из них посыпались те самые проклятые «почему?», ставящие биологов в тупик. Автор столкнулся с такими вопросами программистов в Школе анализа данных, организованной компанией «Яндекс» совместно с факультетом биоинженерии и биоинформатики МГУ.

Тем временем наметился путь к ответам на эти вопросы. Успехи химиков привели к возникновению синтетической биологии – созданию новых организмов с новыми, невиданными свойствами. Достижения синтетической биологии, например расширение генетического алфавита до шести букв, позволяют сравнить решения, выбранные нашей земной жизнью, с альтернативными вариантами и выяснить, по каким причинам эволюция предпочла один из них. Тот или иной выбор был сделан жизнью очень давно, скорее всего, до появления клеток. Изучая каждую альтернативу, мы лучше понимаем, как возникла жизнь на нашей планете.

В XXI веке бурно развивалась не только биология. Например, астрономы за последние годы открыли тысячи планет у других звезд (они называются экзопланеты). С этими данными мы теперь можем оценить, насколько наша Солнечная система уникальна или типична для Галактики. Космические зонды, отправленные к дальним планетам, кометам и астероидам, собрали много новой информации о древнейшей истории Солнечной системы. Геологи, вооруженные тончайшими методами анализа горных пород и метеоритов, узнали много нового об условиях, существовавших на древней Земле в те времена, когда жизнь на ней только зарождалась.

Эта книга стала попыткой объединить в один связный рассказ лавину научных статей, проясняющих разные моменты происхождения жизни и вышедших за последние 15 лет. Она написана на основе курсов лекций, которые автор читал с 2010 года в Летней экологической школе и с 2014 года в МГУ. Автор честно постарался сделать все возможное, чтобы книга была понятна читателям, далеким от биологии. К сожалению, на переднем крае науки не всегда есть простые пути, и некоторые главы, например 11-я и 13-я, могут оказаться сложными для неподготовленного читателя. Трудные места из глав 15 и 16, посвященных появлению биологических мембран и связанных с мембранами энергетических систем, в итоге удалось вынести в отдельную, 17-ю главу. Так что не пугайтесь, если она покажется вам слишком сложной, – ее материал развивает и углубляет идеи 15-й и 16-й глав, но и без нее восприятие книги не пострадает.

Естественно, в такой бурно развивающейся области науки мало единых устоявшихся мнений, разделяемых большинством ученых. Автор постарался показать «научную кухню»: какие альтернативные гипотезы выдвигаются и какими экспериментами их проверяют.

В ряде глав есть врезки, выделенные другим шрифтом. В них повторяются кусочки школьных курсов, необходимые для понимания главы. Старшеклассники и первокурсники могут их пропускать, а вот взрослым читателям они пригодятся. Чтобы материал книги не повисал в пустоте, а как-то соотносился с повседневной жизнью, автор постарался связать описываемые вещества и биохимические процессы с хорошо знакомыми вещами из кулинарии, медицины и косметики.

Благодарности

Эта книга появилась на свет благодаря многим людям, и я хочу поблагодарить их за то, что они сделали. Начать ее историю стоит, пожалуй, с вышедшей в 1999 году книги палеонтолога Кирилла Еськова «История Земли и жизни на ней». Она во многом стала для автора образцом стиля, связности и логичности изложения и повлияла на мой интерес к проблеме возникновения жизни. Если бы не труд Кирилла Юрьевича, эта книга не стала бы такой, какая она есть.


Еще от автора Михаил Александрович Никитин
Потерянный номер

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Криптоэффект

Новый мультикроссоверный проект (ранее носил временное название «Бремя сверхчеловека»). На сей раз по западной фантастике (преимущественно по играм, но также будут задействованы каноны из фильмов и комиксов). Совершенно необычный для меня тип главного героя (не мной придуманный и на меня совершенно непохожий). Но как всегда есть попаданец и много-много физики и биологии. Приятного чтения!


Эффект Танева

Фанфик по Mass Effect и Люди как Боги. Во время прыжка к Илосу произошёл сбой. Так, проверяем: Млечный Путь на месте, ретрансляторы на месте, расы Советы Цитадели на месте. Даже Жнецы, чтоб им пусто было, на месте! Почему же Шепарду кажется, что что-то пошло не так?Потому, что по сравнению с миролюбивыми коммунарами Снегова, Совет Цитадели — идеал рациональности и гуманизма.


Книга вторая: Эпоха Лоу Кэнэл

Великое путешествие во времени и пространстве продолжается! Ричард уже не одинокий путешественник во времени, а командующий могучего звёздного флота. Но он узнаёт страшную тайну о самом себе.


Книга первая: Эпоха Морских Королей

Великое путешествие во времени и пространстве начинается! Ричард попадает на Марс и узнаёт страшную тайну о структуре Вселенной.


Книга третья: Эпоха Барсума

Великое путешествие во времени и пространстве продолжается! Власть Ричарда стала ещё больше, он теперь практически бессмертен и владеет могучей магией. Но количество страшных тайн, которыми он владеет - слишком тяжёлый груз для единственного разумного.


Рекомендуем почитать
Владимир Путин. Who is Mister P?

Рейтинг президента России Владимира Путина в мире намного выше, чем у других известных политиков. Согласно опросу британского The Independent, Путина считают лучшим в мире политиком более 90 % читателей. Говорить, что Владимир Владимирович – кумир жителей России – излишне (Всероссийский центр изучения общественного мнения утверждает: рейтинг президента давно держится на максимуме, составляя выше 82 %!). Как удалось ему покорить сердца простых людей по всему миру? Почему молодые девчонки готовы петь: «Такого как Путин, полного сил, Такого как Путин, чтобы не пил, Такого как Путин, чтоб не обижал, Такого как Путин чтоб не убежал…»? Автор научных работ, в том числе монографий в области политических наук и истории Отечества – Алексей Мухин – создал самую человечную книгу о самой популярной личности в новейшей Истории страны и мира.


Самое таинственное убийство

Книга Владимира Михановского — фантастический детектив, повествующий о расследовании загадочных обстоятельств гибели крупного ученого-физика, создавшего уникальный аппарат, пробуждающий память материи.


Горизонт событий

В то время как военные и ученые пытаются взять Зону под свой контроль, возникает небольшая группа специалистов, которая преследует собственную цель — уничтожить Монолит любой ценой. У них есть возможности, поддержка самого могущественного клана, уникальное оружие, способное разрушить Монолит, и подходящий исполнитель. В их лице человечество впервые бросает вызов Зоне, чтобы победить. Против них выступили все — свободные сталкеры, группировки, бывшие товарищи из Коалиции и сама Зона. Но наибольшую опасность представляет тот, кто разработал для них план.


Женщина, не стоящая внимания

Молодому человеку незнатного происхождения предложено место секретаря у лорда, известного светского льва, и поездка за границу. Почему же мать юноши, так радовавшаяся сначала началу карьеры любимого сына, категорически возражает против того, чтобы он согласился на это выгодное предложение?..Премьера состоялась 19 апреля 1893 года в лондонском театре Хаймаркет, где комедия была поставлена известным актером и режиссером Бирбомтри. Первое издание — 1894 год.Перевод с английского Нины Дарузес.


Правила квалификации преступлений, совершаемых в кредитно-финансовой сфере. Теория и практика применения

Научно-практическое пособие нацелено на развитие системного понимания проблем квалификации преступлений, совершаемых в кредитно-финансовой сфере (финансовых преступлений), на основе действующего уголовного законодательства Российской Федерации, материалов арбитражно-судебной практики, а также трудов ученых в области уголовного, финансового и гражданского права. Для судей, прокуроров, сотрудников правоохранительных органов, преподавателей, аспирантов, студентов экономических и юридических вузов, а также для практиков, интересующихся проблемами экономической безопасности в кредитно-финансовой сфере.


В тайниках тела (Приключения в микромире. Том VI)

В тайниках тела (Приключения в микромире. Том VI). — Б.м.: Salamandra P.V.V., 2014. - 155 c., илл. — (Polaris: Путешествия, приключения, фантастика. Вып. LХI). Гигантские пауки и крошечные люди, кровопролитные битвы муравьев, отчаянные сражения микробов, путешествия внутри человеческого тела и невообразимые вселенные, заключенные в атомах — проникновение в микромир издавна было заветной мечтой фантастов. Публикацию забытых и редких произведений, объединенных общей темой «приключений в микромире», продолжает в серии «Polaris» познавательная книга Г.


Девушка из лаборатории

Деревья, как и люди, упорны, изобретательны и способны адаптироваться к любым условиям. Геобиолог Хоуп Джарен, трижды стипендиат программы Фулбрайта, уже более 20 лет изучает деревья, семена, цветки и почву и не перестает удивляться поразительным возможностям растений. Ее книга «Девушка из лаборатории» — автобиография ученого, влюбленного в свою работу. Личная история автора перемежается с увлекательными рассказами о тайной жизни растений. Остроумно и захватывающе Джарен рассказывает о тернистом пути исследователя: о любопытстве как движущей силе научной мысли, о долгих месяцах неудач в попытке собрать необходимые данные, о трудностях в получении финансирования, о верности тех, с кем вместе работаешь, и о радости научного озарения. Этот мировой бестселлер, переведенный на несколько языков, познакомит вас с удивительными примерами жизнестойкости и позволит по-новому взглянуть на мир растений.


Актуальные уголовно-правовые проблемы борьбы с финансовым мошенничеством

Рассмотрены основные характеристики финансового мошенничества, даны предложения по совершенствованию организационных и правовых мер предупреждения данного вида экономических преступлений, на основе исторического и современного зарубежного и отечественного опыта указаны пути совершенствования таких мер. Для сотрудников государственных органов, правоохранительных органов, работников частного сектора экономики, банковской и финансовой сферы, преподавателей высших учебных заведений, широкого круга читателей, интересующихся вопросами организации системы противодействия мошенничеству в кредитно-финансовой сфере.


На что похоже будущее? Даже ученые не могут предсказать… или могут?

Каждый день в мире совершаются открытия и принимаются решения, влияющие на наше будущее. Но может ли кто-то предвидеть, что ждет человечество? Возможна ли телепортация (спойлер: да), как изменится климат, каким будет транспорт и что получится, если искусственный интеллект возьмет над нами верх? Станут ли люди счастливее с помощью таблеток и здоровее благодаря лечению с учетом индивидуальной ДНК? Каких чудес техники нам ждать? Каких революций в быту? В этой книге ведущие мировые специалисты во главе с Джимом Аль-Халили, пользуясь знаниями передовой науки, дают читателю представление о том, что его ждет впереди.


Популярная информатика

"Информатика возникла сравнительно недавно (примерно тридцать лет назад) и по сравнению с другими науками еще совсем молода. Но несмотря на это, в настоящее время она выдвинулась в ряд важнейших областей знания. Причина ее стремительного развития состоит в том, что предмет ее исследования — научная информация, свойства и закономерности ее распространения — приобретает в современном мире исключительно важное значение." - текстовая версия.


Достающее звено. Книга 1. Обезьяны и все-все-все

Кто был непосредственным предком человека? Как выглядит цепь, на конце которой находится Homo sapiens, и все ли ее звенья на месте? Почему некоторые находки оказываются не тем, чем кажутся поначалу? И почему разумными стали именно гоминиды, а не другие млекопитающие?“Достающее звено” – история происхождения человека в двух книгах – подробно и увлекательно отвечает на эти и другие животрепещущие вопросы о нашем прошлом.Ведущий российский антрополог, научный редактор портала “Антропогенез.ру” и блестящий лектор Станислав Дробышевский знает об этом, вероятно, больше, чем любой другой живущий потомок палеоантропов, и как никто другой умеет заразить интересом к современной, бурно развивающейся науке, имеющей прямое отношение к каждому из нас.Первая книга посвящена тем, кто внес вклад в формирование нашего вида задолго до того, как мы встали на ноги, расправили плечи и отрастили мозг.


Как называются женщины

В книге «Как называются женщины. Феминитивы: история, устройство, конкуренция» лингвист из РГГУ Ирина Фуфаева отвечает на множество вопросов о феминитивах. В том числе – вопросов еще не заданных. Здесь нет «за» или «против». Здесь – о русском словообразовании, о его парадоксах и логике, о безостановочной работе языка. Удивительным образом долгая история обозначения женщин оборачивается захватывающим чтением о сокровищнице женских суффиксов, о тайных механизмах их рождения и выбора. И, главное, приводит к пониманию – почему никакая Академия наук и никакой указ не заставят людей говорить так или иначе.


Введение в поведение

На протяжении всей своей истории человек учился понимать других живых существ. А коль скоро они не могут поведать о себе на доступном нам языке, остается один ориентир – их поведение. Книга научного журналиста Бориса Жукова – своего рода карта дорог, которыми человечество пыталось прийти к пониманию этого феномена. Следуя исторической канве, автор рассматривает различные теоретические подходы к изучению поведения, сложные взаимоотношения разных научных направлений между собой и со смежными дисциплинами (физиологией, психологией, теорией эволюции и т. д.), связь представлений о поведении с общенаучными и общемировоззренческими установками той или иной эпохи.Развитие науки представлено не как простое накопление знаний, но как «драма идей», сложный и часто парадоксальный процесс, где конечные выводы порой противоречат исходным постулатам, а замечательные открытия становятся почвой для новых заблуждений.


Хлопок одной ладонью

Жизнь на Земле – непостижимая, вездесущая, кишащая миллионами ног, сучков, колючек и зубов вакханалия, в которой мы существуем и из которой мы происходим. Три с половиной миллиарда лет она обходилась без нас, и вот, в последние мгновения истории, из этого хитросплетения животных, растений, грибов и микробов выныривает человек и задается вопросом: кто я такой и в чем смысл моей, человеческой, жизни? В своей дебютной книге эволюционный нейробиолог Николай Кукушкин шаг за шагом воссоздает картину мира от неживой материи до человеческого разума, чтобы найти в прошлом своего вида ответы на вечные вопросы. Оказывается, в человеческом страдании виноваты динозавры, легкие существуют благодаря лишайникам, а главным событием в жизни наших предков за последний эон было превращение в червей.