Биология - наука о жизни

Модельные эксперименты

 

Главная страница

Конечно, модельные эксперименты многое дали нам для выработки представлений о ходе химической эволюции, завершившейся появлением протоклетки (предка современной живой клетки) или палеокариота (предшественника нынешних бактерий). И все же нам часто приходится прибегать к словам «вероятно», «по-видимому» и т. д., подчеркивая тем самым далеко но бесспорный характер этих представлений. Гораздо более достоверной является стадия биологической эволюции, даже ее ранние этапы, и этим мы обязаны молекулярной биологии.

Исследуя гомологию, то есть сходство нуклеиновых кислот и белков, молекулярные биологи установили, что скорость их изменений, выражающихся в замене нуклеотидов в цепи нуклеиновых кислот или аминокислот в белковой цепи, довольно постоянна, для разных групп, А это позволяет не только выявлять степень родства между разными организмами, но, и устанавливать их эволюционный возраст.

Биологическая эволюция началась с палеокариотов, древнейших клеточных организмов, имевших уже генетический аппарат в виде двухнитчатой ДНК, рибосомальную систему и генетический код, близкий (а может быть, тождественный) к современному. Затем палеокариоты разделились на две ветви — прокариотов (без обособленного клеточного ядра) и эукариотов (располагавших клеточным ядром). Потомки древних эукариотов — это все организмы, населяющие ныне нашу планету, за исключением бактерий и вирусов. Потомки древних прокариотов — современные бактерии.

Эволюция наделила некоторые бактерии способностью превращать лучистую энергию Солнца в энергию химических связей органических веществ с выделением свободного кислорода О2 На Земле появился фотосинтез, за полмиллиарда лет изменявший состав атмосферы — содержание кислорода в ней увеличилось до одной сотой доли современного. Но поскольку озонового экрана еще не было, жизнь по-прежнему творилась под защитой воды — ниже 10—20 сантиметров от ее поверхности.

В это же время эволюционировали эукариоты. Будучи клетками более крупными, чем бактериальные клетки, эукариоты поглощали бактерии, при этом некоторые бактерии-фотосинтетики стали симбионтами (сожителями) эукариотов. Такой симбиоз оказался полезным для обоих партнеров; прокариот получал готовую пищу в клетке эукариота, а этот — возможность использовать солнечную энергию для ускорения обмена веществ. Через сотня миллионов лет бактерии-симбионты превратились в органеллы, то есть в органы эукариотов. Метод гомологии нуклеиновых кислот позволил точно установить, что хлоропласты растений ведут свою родословную от сине-зеленых бактерий, митохондрии — от пурпурных бактерий, а жгутики простейших — от спирохет. Даже центриоли — аппарат деления ядра эукариотов - это результат эволюции бактерий-симбионтов.


<<<назад                    далее>>>