II. Концентрация органических веществ с образованием открытых пробиологических систем – коацерватов

1. Осуществляется на основе присущей всем высокомолекуляным веществам способности самопроизвольно концентрироваться в водном растворе и образовывать фазово-обособлнные системы, способные взаимодействовать с окружающей внешней средой – коацерваты

Коацерваты – фазово-обособленные открытые системы, состоящие из смеси высокомолекулярных органических веществ, окружённые водной оболочкой

Признаки и свойства коацерватов :

1. Образовывались в « первичном бульоне » морей и океанов путём самопроизвольной концентрации биополимеров

2. Имели вид капель разного химического состава и размеров

3. Главное органическое вещество коацерватов – белки, полипептиды ( кроме белков содержали нуклеиновые кислоты, аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты, АТФ и др.)

4. Обладали свойствами открытых систем , взаимодействующих с окружающей внешней средой, используя её вещества и энергию

5. Внутри коацервата, вследствие высокой концентрации веществ, создаются широкие возможности для резкого увеличения вариантов их взаимодействия и образования новых органических соединений

6. Отделены от окружающего водного раствора резкой границей ; по границе коацервата располагается бимолекулярный слой фосфолипидов ( зачаток будущей клеточной мембраны )

7. Являются открытыми системами, поглощающими из окружающего раствора различные органические вещества и энергию

8. Проявляют внешние признаки аналогичные признакам живых систем :

- питание – поглощение веществ из окружающего раствора

- рост – увеличение размеров при поглощении веществ из окружающего раствора ( способны соединяться, укрупняться, взаимодействовать между собой )

- обмен веществ – химические реакции веществ внутри коацервата и выделение продуктов этих реакций

- размножение - при встряхивании коацервата он разбивается на мелкие капельки

- борьба за существование и естественный отбор – коацерваты, обладающие оптимальным составом и большей устойчивостью, более приспособленные к внешней среде остаются при устранении ( элиминации ) других

- хотя коацерваты внешне напоминают живые объекты, они являются неживыми образованиями, т. к. в них отсутствует главный признак живого организма – способность к самовоспроизведению молекул, входящих в его состав ( самообновление своего состава )

III. Возникновение процесса самовоспроизведения молекул (биогенного матричного синтеза биополимеров )

1. Произошло вследствие взаимодействия коацерватов с нуклеиновыми кислотами

2. Все необходимые компоненты процесса биогенного матричного синтеза :

- ферменты - белки

- программа синтеза ( информационная матрица ) – ДНК, РНК

- сырьё для синтеза – аминокислоты, нуклеотиды

- источник энергии – вещества с макроэргическими связями : АТФ, фосфаты

возникли в процессе абиогенного синтеза, находились в воде первичного океана и поглощались коацерватом

1. Сопровождалось формированием и совершенствованием белково-фосфолипидной мембраны, сохраняющей случайно возникающие комплексы белков и нуклеиновых кислот

2. Привел к возникновению первых живых организмов - пробионтов

3. Пробионты имели эволюционное, приспособительное преимущество перед « обычными » коацерватами,

Признаки пробионтов – первых живых организмов

- никто не знает, какими были первые живые формы, предполагается, что это были самовоспроизводящиеся молекулы, а клеточная форма организации появилась значительно позднее ( возраст самых древних ископаемых организмов – прокариотических бактерий и сине-зелёных водорослей оценивается в 2,6 – 3,5 млрд лет )

1. Гетеротрофы – питались готовыми органическими веществами, возникшими в процессе абиогенного синтеза

- по мере истощения запасов абиогенного органического материала возникла жёсткая конкуренция за него, что ускорило процесс эволюции первичных гетероторфов, приведшей к возникновению автотрофного питания в процессе хемо- и фотосинтеза.

2. Анаэробы – возникли в условиях первичной атмосферы ( восстановительной ), не имеющей свободного молекулярного кислорода

3. Способ обмена веществ и получения энергии для жизнедеятельности – гликолиз и брожение – ферментативное бескислородное расщепление сахаров, сопровождающийся синтезом АТФ ( анаэробный метаболизм )

4. Причины невозможности самозарождения жизни на Земле в современных условиях :

а ) отсутствие соответствующих физико-химических условий

б ) неконкурентноспособность низкоорганизованных форм жизни, возникающих в биосфере заново

в ) вновь возникающие органические молекулы или примитивные формы немедленно и неизбежно будут использованы гетероторофами в качестве пищи