СРЕДА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРОТОКЛЕТОК

 

 

Можно принять, что солевой состав среды в период зарождения первых форм жизни должен был представлять собой водные растворы, в которых концентрация ионов благоприятствовала биохимическим процессам, необходимым для реализации базовых жизненных функций, в частности, синтеза белков. Конечно, в настоящее время нет прямых данных для суждения о физико-химических условиях среды в период зарождения жизни, но некоторые заключения об электролитном составе этой среды могут быть сделаны. Консерватизм природы в отношении базовых принципов построения живых систем должен был проявиться в качественном сходстве фундаментальных условий реализации жизненных функций в ряду последующих поколений от первых ее форм до ныне живущих особей.

Анализ геологического прошлого планеты был необходим для понимания физико-химических условий среды, где сформировалась жизнь, но данные палеогеохимии в наше время недостаточны, чтобы оценить ионный состав среды в эпоху возникновения живых существ. Для этого необходима информация о событиях, которые были около 4 млрд. лет назад. Поэтому попытаемся использовать иной подход, чем наши предшественники, имея в виду в последующих рассуждениях и анализе фактов использовать физиологический подход для ответа на поставленный вопрос.

Без разностороннего физиологического анализа становления жизни на Земле вряд ли может быть осуществлено глубокое проникновение в механизмы ее развития. Первые живые организмы, возникшие около 4 млрд. лет назад, можно обозначить как протоклетки (Наточин, 2005), чтобы не соотносить их с конкретными видами современных или ископаемых организмов.

 

Таблица 1. Возможное усложнение функций плазматической мембраны в ходе эволюции

 

Этот термин использован нами, чтобы охарактеризовать стадию развития живых существ, еще не имевших плазматической мембраны, но уже обладавших оболочкой, ограничивающей переход в окружающую среду новообразованных органических молекул этого организма и обеспечивающих их сохранение в клетке. Есть все основания полагать, что в протоклетке под оболочкой концентрация одновалентных ионов и осмотическое давление не отличались от окружающей среды. Любые отличия этих параметров от внешней среды требовали бы наличия специальных мембранных макромолекул типа ионных насосов, ионных каналов, водных каналов. Но их возникновение требует синтеза этих специальных белков в клетке, что трудно предполагать на начальном этапе возникновения жизни, их не могло быть до появления протоклетки, их синтез требовал создания соответствующих биохимических машин.

Анализируя имеющиеся данные, можно признать, что возрастающее значение плазматических мембран, усложнявшихся в ходе эволюции, привело к выполнению части или всех следующих ее функций:

— сохранение макромолекул внутри клетки, — создание и поддержание оптимума концентрации ионов,

— электрогенез,

— встраивание рецепторов для регуляции функций клетки,

— осмотическая защита при изменении осмоляльности среды,

— стабилизация рН.

В настоящее время имеются в клетках разные типы мембран, на начальном этапе развития это могли быть и менее специализированные образования (оболочки), в числе представленных в настоящее время могут быть названы следующие:

— плазматическая,

— митохондриальная,

— щелевая,

— ядерная.

Селективность мембран связана с их способностью различать молекулы по размеру, заряду, форме. Наличие в плазматических мембранах специальных белков — каналов для воды (аквапорины), ионов (натриевые, калиевые и др.), котранспортеров, ионных насосов — обеспечивает возможность поддержания внутри клеток строго определенного состава неорганических и органических веществ. Постепенно в ходе эволюции происходило увеличение числа функций, выполняемых плазматическими мембранами у клеток различной специализации (табл. 1).

---

Хотите лучше понимать женщину, с которой намереваетесь провести остаток своей жизни? Тогда Вам просто необходимо посетить женский блог, который Вы найдете тут: selenaart.ru. Прочитав все статьи этого дневника, Вы непременно сможете разобраться во всех хитросплетения логики вашей второй половинки.