Chemická špecifickosť v biologickej evolúcie

Je všeobecne známe, že biologická evolúcia prebehla po chemickom keď už bola vybraná základné molekuly, ktorá sa nechá existovať primárne organizmov - dusíkaté bázy, a nukleové kyseliny, aminokyseliny, peptidy a proteíny, mono- oligo- a polysacharidy, mastné kyseliny, karotenoidy, porfyrínový štruktúry, komplexy tieto molekuly s prechodovými kovmi. Podľa odhadov G. Wald (1964) pre existenciu dostatočne iba 29 molekuly odlišnej chemickej povahy prvokov. Komplexov možné realizovať prenos elektrónov a protónov v enzýmových systémov, ktoré sa vyriešil problém získavania energie pre organický život. Chemická evolúcia znamená, že procesy boli vybrané z prevádzky genetickej systémy, ktoré bolo preukázané, že celý životný svet zjednotil. Tieto procesy predstavujú to, čo v modernej biológie sa nazýva "centrálna dogma molekulárnej biológie" (DNA > RNA > proteín).

Teda zhruba 4 miliardy. Pred rokmi tvoril prvé živé bunky. Dosiahol biochemická jednotnosť buniek živých bytostí. Obsahovali matricového systému, sadu katalyzátorov a ich okolia membrány. Samozrejme, že tieto živé bunky boli anaeróbne termofilné chemo- a heterotrofné, teda Boli použité ako zdroja energie a organických molekúl uhlíka okolité prostredie.

Vtedy, rovnako ako ochladzovanie planéty, s príchodom buniek a autotrophic fotosyntézy procesu biologickej evolúcie postupne zrýchľoval. Fáza procesu všeobecne opísané v početných diel rôznych autorov. Avšak, je dôležité zistiť, čo bolo hlavnou príčinou biologickej evolúcie a aké biochemické mechanizmy to realizované?

Ako hybná sila evolúcie je zmena životného prostredia, z ktorých najdôležitejšie úlohu v tomto procese musí byť potvrdená hromadenie kyslíka v atmosfére planéty. Postupne dochádza k zmene slabo oxidačné podmienky pre prvotné atmosfére, ktorá teraz existujú. Tento proces je veľmi pomalý. Koncentrácia kyslíka dosiahla 1% zo svojej súčasnej obsahu v atmosfére asi 0,6 až 1000000000. Lety. 10% O₂ Je nahromadené v atmosfére nie skôr ako 0,4 mld. Pred rokmi.

Ďalším silným faktorom bola biologická evolúcia zmenou iónovej zloženie morskej vody svet. Primárne oceánu obsahujú prevažne K⁺ a Mg²⁺. Preto sa objavila v chemickej evolúcii proteínov funkcie najlepšie v takomto prostredí. Ďalej, štruktúra oceánu zmenil kvantitatívne prevahu Na⁺ a Ca²⁺. Preto, aby sa zabezpečilo normálne fungovanie podmienky intracelulárnych proteínov požadovaných mechanizmus obmedzenia koncentrácie iónov v druhom páre buniek pri ich udržiavaní v prvej dvojici iónov. Tieto mechanizmy sa stávajú membrána protonická, sodík a čerpadlo vápnik. Poskytujú veľmi vysokou iónovou koncentračný spád medzi cytosolu a extracelulárnej tekutine. Napríklad pre Ca²⁺ Tento prechod môže byť 1000 krát. Pre udržanie elektrolyt a homeostázy vápnika v tele sa objavili konkrétny signalizačný molekuly - hormóny, Je chemicky predstavujú predovšetkým alebo peptidy alebo steroidy. Okrem toho, pre komunikáciu s okolitými bunkami navzájom a na životné prostredie boli vytvorené, spolu s čerpadlami, receptory. Je dôležité, aby tento mechanizmus môže zahŕňať zlúčenie molekúl DNA a RNA s reťazou reakciou, vplyvu excitovaného receptora, s príslušnou zmenou génových funkcií stroja. Takýto mechanizmus je pravdepodobne plniť úlohu nevedno Informácie o prenosové metódy.

Prvé fosílie prokaryotické fotosyntetické sinice nájdený v bridlicu figovníka starobe cca 3,1 mld. rokov. Pred ich vzhľad bol v atmosfére bez kyslíka. Prvé aeróbne heterotrophs sa objavili oveľa neskôr. Lebo skúsenosti v atmosfére O₂ organizmy požadovanej ochranné mechanizmy metabolických a konštrukčných úprav neutralizovať jeho toxický účinok. Existuje-eukaryotické bunky s početnými organel, ktoré majú svoje vlastné membrány. V dôsledku toho, na rozvoj aeróbnych stavovcov a cievnatých vyšších rastlín trvalo viac ako 1 miliardu. Years. vyhliadka homo sapiens Zdalo sa, pred 2 milióny. Lety, že rozsah denné histórie Zeme ciferníku zodpovedá asi za posledných 30 sekúnd.

V súčasnej dobe existuje pomerne dosť fylogenetických režimov inak reprezentujúcich vzťah medzi jednotlivými skupinami organizmov a medzi významných taxóny. V takýchto stavieb vedúci vykonávať morfologické znaky, ako je napríklad prítomnosť a štruktúry jadra, diferenciácie mnohobuněčného štruktúry, flagella štruktúre, že sexuálna reprodukčného procesu. Autori takýchto obvodov sú základom myšlienku mono alebo polyphyletic taxónov pôvodu, primát bičíkových alebo améboidním formulárové stroeniya- odlišné posúdenie myšlienka symbiotický pôvod organel. V posledných desaťročiach sa tieto konštrukty výrazne zvýšil podiel biochemických charakteristík. Tieto súdy nie sú dôležité len pre vývoj teórie biologickej evolúcie, ale aj na určenie základne na existenciu bioanorganické a metabolizmu živých tvorov, najmä cicavcov a človeka ako objekt medicíny.

Z tohto hľadiska je najzaujímavejšie vidieť rozsiahlu skupinu rastlín zjednotený spoločný názov "riasy" (nižších rastlín žijúcich vo vodách a iných vlhkých priestoroch, rovnako ako v pôde). V súčasnej dobe riasy produkty od 1/2 do 9/10 (rôzne výpočty) celkové množstvo organických látok a O₂ na zemeguli. Vytvárajú moderný obraz Zeme a jej atmosféry.

Video: Evolution: Biologická evolúcia

Systematicky zmysle tejto skupiny rastlín je veľmi rozmanitá a je tak unikátny, doteraz neexistuje jednota v algológia na ich taxonomické postavenie (South, Uittik, 1990). Majú podobnosti so všetkými známymi kráľovstvách živých organizmov - od baktérií až vyšších rastlín, húb, živočíchov - to znamená, že sú, ako to bolo na križovatke evolúcie do týchto kráľovstva. Nasledujúce údaje v chémii a biochémii rias porovnávacie (Barashkov 1963, 1972), za použitia klasifikácie navrhnuté RS Silva (1982).

Riasy vznikla pred takmer miliarda rok v proterozoikum a rozdelenie počas evolúcie (predovšetkým v prvohôr, Cambrian - devon) Už viac ako desať hlavných taxónov .. Iba jedno oddelenie (rozsievky) Oddelená viac nedávno - v druhohorách, asi pred 170000000rok (počas triasu) .. Jeden by si mohol myslieť, že predkovia ostatných rastlín, húb a živočíchov tiež sa objavil na počiatku prvohôr, a že toto rozdelenie bolo kvôli z rovnakých dôvodov, a bola vykonaná podobným mechanizmom (obr. 1).

Video: 1. Chemické zloženie bunky - (stupeň 9) - biológie, príprava na skúšku a Oge 2017

Obr. 1. Vznik životných foriem a režim fylogenetických vzťahov rias o geologickom časovom meradle

Porovnávacie biochémie rias ukazuje, že všetky ich typy ( "divízie") sa líšia v chemickom zložení, teda Majú chemický špecifickosť. Ukázalo sa, že tieto rozdiely, aby bolo možné vytvoriť akúsi dichotomického kľúča ( "chemického determinantu") taxa (tab. 1).

Tabuľka 1. "Chemický determinant" riasy taxónov

For-algológia odborníkov z oblasti určovania druhov, je takmer nie je nutné, pretože je zvyčajne dosť morfologické znaky. Avšak samotná možnosť takéhoto "determinant" má veľký význam kognitívneho: ukázalo sa, že vývoj kráľovstva a ďalších druhov, až do jednotlivých druhov, založený na konkrétnych chemických vlastnostiach.

Bolo zistené, že tieto funkcie nie sú NK a proteíny, ako by sa dalo očakávať, a sacharidy výrobky, vrátane mukopolimery, glykoproteíny a cukry glycerátu a biliproteiny, karotenoidy a porfyrínu, pigmenty, steroly, tj látka membrány a bunkové receptory, rovnako ako pigmenty plastid stróma. Inými slovami, zložky štruktúry membrány a membránové receptory, že im fungujúce na molekulárnej úrovni. Možno predpokladať, že vývoj aj voľne žijúcich zvierat všeobecne závisí na výskyte štrukturálnym proteínom, tvárnenie a vykonávanie viac funkcií v bunkovej membráne - kolagén.

Vysvetliť tento jav môže byť z hľadiska genetiky. Nukleová kyselina obsahuje genetický kód tento organizmus. Je však zistené, že z informácií obsiahnutých v DNA skutočne realizovaná iba niekoľko percent. V skutočnosti je súčasťou DNA v zástupcami rôznych taxonomických skupín živých tvorov sa mení len veľmi málo, to znamená, že nemôžu slúžiť ako taxonomické charakter.

Video: Mikhail Nikitin: "História fotosyntézy, alebo kto stvoril nebo modré"

Realizácia genetickej informácie sa vykonáva v závislosti na podmienkach prostredia a vlastností organizmu v dôsledku aktivity biologických membrán buniek a plastidov. to je dekódovanie dedičnej informácie poskytnuté zloženie a štruktúre receptorov, rovnako ako vlastnosti membrán látok (Kamshilov, 1979). Iba ony poskytnú priepustnosť bunkových membrán a transport potravín, energie a informácií. Definovanie role membrány pri zabezpečovaní priamou syntézou zložky uvedené eukaryotické bunkové štruktúry, napríklad, zjavné rozdiely v chemickom zložení cytoplazmatických a jadrových membrán bunky a jej organel. Poruchy syntéza zložiek rôznych organel objavia konkrétne ochorenie.

Medical bioneorganika. GK ovce

Video: biologické hodiny