Эволюция организмов: начало

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эволюция организмов: начало

Манасян С.К.

Сепиашвили Д.П.

Красноярский государственный аграрный университет, Красноярск, Россия

The article describes the appearance of living organisms on the Earth and presents the causes of their appearance.

Эволюция есть долгосрочный процесс приспособления живых организмов к новым, часто вредным, условиям существования. По морбической концепции органического прогресса, приспособление организмов к вредным условиям существования происходит путем патологического процесса, болезнь - необходимая предпосылка прогрессивной эволюции.

Если изменения во внешней среде обитания не влияют прямо повреждающе на живые организмы, т.е. не изменяют их «внутреннее» условие существования - гомеостаз, то приспособление произойдет путем изменений внешних признаков организма.

Но, если изменения, происходящие во внешней среде обитания, прямо или опосредованно нарушают внутреннее равновесие организма - гомеостаз, то эволюционные изменения коснутся и внутренних структур организма (частей целого), ответственных за постоянство внутренней среды и будут направлены на ее восстановление. А стойкое нарушение гомеостаза есть болезнь. морбический эволюция живой органический

Болезнь - приспособительная реакция организма на повреждение. Последнее проявляется в виде патологических изменений: дистрофии, некроза, нарушения циркуляции и т.д. Часто реакция не полностью адекватна и заканчивается смертью организма.

Целью органического прогресса является приспособление к новым, патогенным условиям существования путем коррекции болезненного процесса. С помощью естественного отбора патоморфологические изменения приобретают целесообразный, адаптивный характер. В процессе эволюционного саногенеза приспособление больных организмов к новым патогенным условиям существования происходит путем усложнения структуры, повышения их организационного уровня.

Онтогенез есть краткая история болезни таксонов. Изучая эмбриогенетические изменения организма, можно предположить, какая патология стала причиной эволюции ее предков.

Всякая концепция эволюции должна отвечать на вопрос - как возникла жизнь? Если патология - необходимое условие прогресса, в таком случае, что есть «болезнь» неживых систем, переходных от неживых к живым форм?

Сохранять внутреннюю стабильность, постоянство внутренней среды - гомеостаз - одно из основных свойств живых организмов. Странно, но и у некоторых физическо-химических систем имеется похожее свойство. В соответствии с принципом Ле Шателье-Брауна, в неживой природе существуют системы, где изменение влечет за собой ответную реакцию, препятствующую данному изменению и способствующую стабилизации системы, сохранению некоего «гомеостаза». Быть может живые организмы позаимствовали это свойство от неживой природы.

На Земле могли существовать физико-химические системы, в которых изменения, происходящие на заре возникновения жизни (космические, геохимические процессы, абиотический синтез оргвеществ, полимеров и т.д.) влекли за собой ответные процессы, препятствующие изменениям каких-либо фундаментальных свойств этих пребиотических систем. Процесс стабилизировался путем количественных изменений, не касаясь основных свойств и качеств системы.

Но наставал момент, когда сохранить «гомеостаз» неживой системы путем количественных изменений было невозможно. Наступал кризис. Количественные изменения с этого момента направлялись не на сохранение, а на изменение старой структуры, что в конце приобретало нелинейный, «лавинообразный» характер (закон перехода количества в качество). В итоге, система или разрушалась, или преобразовывалась качественно. Это есть своеобразный «болезненный» процесс. Для сохранения некоторых фундаментальных параметров и свойств пребиотическим системам приходилось перестраиваться, «приспосабливаться» к новым реалиям путем качественной перестройки системы - усложнения ее внутренней структуры.

Такими параметрами для живых организмов являются рH, электролитный баланс, температура, состав газов, химический состав органических веществ и т.д. Какие же параметры определяли устойчивость пребиотических систем?

Если органический прогресс - болезненный (нелинеарный) процесс приспособления к принципиально новым, вредным условиям существования, то с каждым витком эволюции ново освоенные условия существования усложняющихся пребиотических систем все больше должны были удаляться от «стартовых» условий. В процессе эволюции вредные, «патологические» условия постепенно становились нормой, а нормальные напротив «губительными». К примеру, после «выхода» рыб на сушу, вода для их потомков (например, млекопитающих) стала губительной, а суша наоборот нормальной, необходимой средой для их существования.

В настоящее время жизнь для многих живых организмов немыслима без воды, кислорода, двуокиси углерода, вне определенного температурного диапазона. Но это потому, что организмы адаптировались к данным условиям в процессе органического прогресса. Как ни парадоксально, вышеперечисленные условия, на самом деле, должны были быть губительными для первых живых существ - предков ныне существующих, и непригодными для возникновения жизни. И наоборот, патогенные факторы, какими являются, например, ионизирующая радиация, очень низкая или высокая температура, некоторые ядовитые вещества и т.д. должны были являться самыми подходящими, необходимыми условиями для возникновения жизни.

Из вышеперечисленных факторов слишком высокая температура и радиация губительны без исключения для всех живых форм, что указывает на важность этих факторов в возникновении жизни (по крайней мере, указанной формы жизни). На заре возникновения жизни с Землей часто сталкивались крупные космические объекты, активничали мегавулканы. Температура вулканической магмы превышала 1000 ⁰ С, а при столкновении крупных космических объектов миллионов градусов. При этом на месте сталкивания давление достигало колоссальных значений. При таких условиях не исключается трансмутация атомов химических веществ, в том числе в радиоактивные изотопы, механо-, термические преобразования элементов - термо-, механолиз, синтез новых химических соединений. Состав пыли зависел от химического состава и температуры космических объектов и земли, к моменту столкновения (так как при температуре близкой к абсолютному нулю физико-химические процессы, в том числе трансмутации, проходят более интенсивно).

Атмосфера земли к моменту происхождения жизни должна была представлена в основном аэрозолю пыли земли, назовем ее первичной пылью ПП (при условиях ядерной зимы атмосферные газы в основном должны были находиться в жидком или твердом состоянии). Установление химического состава ПП крайне важно для моделирования процессов и восстановления существующей тогда картины. Ионизированная, богатая радиоактивными изотопами ПП, по составу, должна во многом отличаться от сегодняшнего состава поверхности земли.

Поднятая с поверхности земли пыль, достигала нескольких десятков километров высоты от поверхности земли (выше 60-90 км) и продолжала циркулировать многие годы (по разным расчетам дольше 10 лет). Подъему сажи на такие и более высоты, где интенсивное космическое излучение, могли способствовать отсутствие атмосферных газов (они могли находиться в жидком или твердом агрегатном состояниях), дополнительные столкновения космических объектов с Землей, синхронные вулканические извержения. Масса Земли к моменту возникновения жизни была значительно меньше в сравнении с сегодняшней (следовательно, гравитация была меньше и пыль могла достигать более высоких уровней, в том числе ионосферы), а интенсивность космических лучей (следовательно, их проникающая способность) и «бомбардировки» космическими объектами - значительно выше.

На высоте ионосферы магнитное поле Земли не в состоянии экранировать пыль Земли от воздействия космических лучей (б , в, г, УФИ). Это сделало возможным поглощение излучений высоких энергий частицами пыли с последующим использованием ее в процессах синтеза высокоэргичных веществ. Под действием космических лучей на пылинках Земли могли происходить процессы кристаллизации, реакции абиогенного синтеза и полимеризации оргвеществ.

Особенно высока интенсивность космического излучения в полярных областях, где геомагнитный барьер практически отсутствует. На ранних стадиях формирования земли материалом для органического синтеза могли служить межпланетарные газо-пылевые облака. Заманчивым кажется версия столкновения Земли с гипотетической Теей.

Микронизированные крупицы пыли (ПП), намного повышали площадь активного соприкосновения химических веществ и ускоряли химические реакции. Гравитационные, электромагнитные взаимодействия между частичками пыли способствовали их стыковке в виде космических глобул, а в последствии более крупных спиралей, фибрил и систем, создавая сложную архитектонику облаков ПП, возможно, планетарного масштаба. Процесс консолидации микронизированной ПП возможно, играл важную роль в процессе полимеризации органических веществ в том числе спиралей первичной РНК.

Если ПП колыбель жизни, возможно в ней зародился «мир РНК», где исключительную роль играли рибозимы - РНК катализаторы. Мелкодисперсная среда ПП создавала наилучшие условия для абиогенного синтеза и каталитической активности РНК. Указанная архитектура мира РНК обеспечивала сложные органохимические процессы, требующие высоких энергий.

В 98% космические лучи достигших до первичного аэрозоля (ПА), представляли протоны - положительно заряженные частицы. Их проникающая способность выше по сравнению с электронами. Следовательно, сначала же попавшая в ионосферу ПП Земли подвергалась асимметричному воздействию космических лучей.

Ассиметричной кристаллизации (полимеризации) ПП могли способствовать следующие факторы: 1. Разность масс, электрического заряда, спина, проникающей способности разных частиц, составляющих КЛ: протонов, электронов, мезонов, нейтронов, других элементарных частиц. 2. Геомагнитное поле, вызывающее сепарацию частиц разных зарядов, и возникшая при вращении сила Лоренца. 3. Вращение Земли вокруг своей оси, вызывающее сепарацию частиц с разными массами. 4. Возникшие электрические потенциалы на полюсах и в разных слоях атмосферы, возникшие при этом электрические токи, сменяющиеся временами электрические разряды. 5. Возникновение диполей при ионизации ПП. 6. Радиоактивный состав ПП. 7. Поляризация водорода при очень низких температурах. При рассмотрении вопроса нужно учитывать взаимосогласованное поведение заряда и спина.

Вышеуказанные обстоятельства могли способствовать поляризации не только электромагнитных волн, но и лучей, имеющих массу покоя. Возникновение асимметричной кристаллизации и феномена кирриальности в ПП кажется более естественным и понятным. Вопрос требует дополнительного количественного и экспериментального анализа.

Ионизирующая энергия передаваемая ПП, могла трансформироваться в тепловую, электрическую, иные виды энергии. Под действием космических лучей и бомбардировок космическими объектами разных калибров происходили радиолиз, термомеханолиз химических веществ и химические преобразования. Некоторые из возможных:

2SiO₂+2H+> 2SiO + H₂O; SiO₂+2H+>SiH₂O +O-; SiO₂ +4H+>SiH₄+O_2;

(SiO₂)n+г+2Hn> (SiO)n + H₂O•n

Вышеуказанные органо-химические и, наверняка, биохимические реакции, возможно, одна из причин появления воды на Земле. Двуокись кремния, составляющая больше половины массы коры земли, а также другие соединения кислорода с Al, Ca, Mg, Na, Fe, K, P, составляющие почти другую половину массы коры земли, разлагаются при температуре 3000 ⁰ С. При столкновении астероида с поверхностью земли указанные соединения, под действием очень высокой температуры и давления разлагались на составляющие хим. элементы и кислород. Образованная плазма, с колоссальной скоростью поднимаясь на десятки километров с поверхности земли, за ничтожно малый промежуток времени достигала ионосферу земли - ловушку протонов и электронов.

Образованные ионы свободных химических элементов и кислорода не успевали за указанное время вновь воссоединиться, попадали в геомагнитную ловушку протонов (с главными составляющими космических лучей) и соединялись с ними. При соединении водорода с ионами кислорода синтезировалась вода, с кремнеземом - силоны, создавая кремнийорганические соединения и с другими вышеуказанными элементами, радикально изменяя первичный состав пыли земли.

Это наводит на мысль, что первая жизнь на земле была создана на кремнии.

Литература

1. Адо, А.Д. Вопросы общей нозологии. M.: Медицина, 1985.

2. Давидовский, И.В. Методологические основы патологии // Архив патологии, 1968.

Размещено на Allbest.ru