Земля и её пассажиры - страница 12

Механизм объединения молекул в ходе процессов самоорганизации пока еще неживой материи качественно аналогичен гравитационному сгущению при образовании космических объектов.

Роль сил притяжения играют близкодействующие молекулярные силы ионных и водородных связей. В обоих случаях объединение сопровождаются выделением энергии – залогом стабильности молекулы.

Одним из первых шагов на пути «оживления» молекулярных комплексов явилось проявление некоторой избирательности в отношении типа присоединяемой молекулы. Переключение внутриструктурных связей на первых порах обеспечивается солнечной энергией. Когда то же самое происходит в присутствие некоторых молекул, включая реакции распада и синтеза, причем достаточно быстро, можно говорить об энергетическом обеспечении структурных превращений.

Данные молекулы, ускоряющие реакции на много порядков в пригодном для жизни температурном интервале, являются своеобразными биологическими катализаторами. Они составляют группу ферментов, впоследствии синтезируемых клетками на базе белков. Без них поддержание жизни было бы невозможно, поскольку прохождение необходимых метаболических реакций длилось бы годами. Ферменты явились ключом, вскрывшем энергетическую преграду для возникновения жизни.

Первые проявления предпосылок зарождения жизни могут сохраняться и развиваться только при определенной стабильности по отношению к внешним нежелательным воздействиям. Она по большей части обеспечивается водой, являющейся термостатом и питательным бульоном. Возведение оболочки (стенки) из отходов метаболизма и подручных материалов (диоксид углерода, аммиак и т.д.) обеспечивает некоторую защиту. Со временем, когда стенка проявляет избирательность по прохождении снаружи многообразия молекул, она начинает играть важную регулирующую роль в обменных процессах структурного образования, которую уже можно классифицировать как клетку. Именно организация обмена с окружающей средой, выражающегося в притоке питания и строительного материала путем диффузии, а так же в выводе отходов и энергии, позволяют рассматривать клетку как структурную и функциональную единицу жизни.

Все жизненные процессы происходят в жидком содержимом клетки – цитоплазме, содержащем непременные органеллы (ядро, митохондрии, аппарат Гольджи, рибосомы и т. д.), между которыми установлено четкое разделение труда.

Поражает воображение высочайшая степени идентичности клеток, их внутренних подсистем при широкомасштабном тиражировании в различных условиях. Тождественность клеток, не столь детализированная как у элементарных частиц: электрона, протона, нейтрона, обеспечивается в акте деления. Этому предшествует рост клетки с дублированием органелл, репликация ДНК и деление ядра. Увеличение объёма и пропорциональное ему выделение тепла является более значительными, чем рост поверхности клетки, что определяет термодинамическую природу ее деления, предотвращающего перегрев.

Образование двух практически тождественных дочерних клеток в результате бинарного деления при высоким содержании необходимых веществ в воде и атмосфере способствует быстрому размножению.

Такая же идентичность, как и у клеток их образующих, характерна для организмов в пределах одного вида. Однако в некоторых случаях обнаруживается сходство у животных и организмов, не относящихся к родственным. Так, практически одинаковая форма тела наблюдается у дельфина (млекопитающее), ихтиозавра (пресмыкающееся) и акулы (рыба). По-видимому, потенциальная возможность такой конвергенции обеспечивается ресурсом приспособления животных к одинаковым условиям существования, заложенном в структуре ДНК клетки.