Specificitate chimică în evoluția biologică

În general, este recunoscut faptul că evoluția biologică a avut loc după chimice atunci când a fost deja selectată molecula de bază, care a permis să existe organisme primare - baze de azot, și acizi nucleici, aminoacizi, peptide și proteine, mono- oligo- și polizaharide, acizi grași, carotenoizi, structuri porfirinic, complexe aceste molecule cu metale de tranziție. Prin estimările G. Wald (1964) pentru existența protozoare suficient doar 29 molecule de natură chimică diferită. Complexarea posibilă implementarea transferului de electroni și protoni în sisteme de enzime, care a soluționat problema obținerii energiei pentru viață organică. Evoluția chimică a însemnat că procesele au fost selectate prin operarea sistemelor genetice care s-au dovedit în întreaga lume vie unificată. Aceste procese constituie ceea ce în biologia modernă se numește „dogma centrală a biologiei moleculare“ (ADN > ARN > proteine).

Astfel, aproximativ 4 miliarde de euro. Cu ani în urmă au format primele celule vii. uniformitatea biochimice a celulelor de ființe vii a fost atins. Acestea conținea un sistem de matrice, un set de catalizatori si membrana înconjurătoare. Desigur, aceste celule vii au fost anaerobe chimio- și heterotrophs termofile, și anume Acestea au fost utilizate ca surse de energie și molecule organice carbon mediului înconjurător.

Apoi, ca și răcirea planetei, odată cu apariția celulelor și a procesului de evoluție biologică fotosinteză autotrofe accelerat treptat. Etapele procesului descris, în general, în numeroase lucrări de autori diferiți. Cu toate acestea, este important pentru a afla ce a fost principala cauză a evoluției biologice, și ce mecanisme biochimice implementat?

Pe măsură ce forța motrice a evoluției este de a schimba mediul, cel mai important factor al acestui proces trebuie să fie recunoscută acumulare de oxigen în atmosfera planetei. Treptat se produce o schimbare de oxidare slab condiții asupra atmosferei primordiale care exista acum. Acest proces este foarte lent. Concentrația de oxigen a ajuns la 1% din conținutul său actual în atmosfera de aproximativ 0.6-1000000000. Ani în urmă. 10% O₂ Acesta a acumulat în atmosferă nu mai devreme de 0,4 miliarde. Ani în urmă.

Un alt factor puternic a fost evolutia biologica schimbarea compoziției ionice a lumii apei oceanului. ocean primar conțin predominant K⁺ și Mg²⁺. Prin urmare, a apărut în evoluția chimică a funcției de proteine ​​cel mai bine într-un astfel de mediu. In plus, structura oceanului sa schimbat predominanța cantitativă a Na⁺ Ca și²⁺. Prin urmare, pentru a asigura condițiile normale de funcționare a proteinelor intracelulare necesare un mecanism de limitare a concentrației ionilor în a doua pereche de celule menținând în același timp le în prima pereche de ioni. Aceste mecanisme devin membrană protonic, sodiu și pompa de calciu. Ele oferă un gradient de concentrație de ioni între citosol și fluid extracelular. De exemplu, pentru Ca²⁺ Acest gradient poate fi de 1000 de ori. Pentru a menține electrolit și homeostazia calciului in organism a aparut molecule specifice de semnalizare - hormoni, Este reprezentat chimic principal sau peptide sau steroizi. În plus, pentru comunicarea cu celulele înconjurătoare, cu ele și mediul s-au format, împreună cu pompe, receptorii. Este important ca acest mecanism poate implica complexarea moleculelor de ADN și ARN cu un lanț de reacții, influența receptorilor excitat, cu o modificare corespunzătoare a funcțiilor genelor ale aparatului. Un astfel de mecanism ar putea să-și îndeplinească rolul necunoscut metode de transmitere a informațiilor.

Primele fosile procariot fotosintetice algele albastre-verzi găsit în șisturi vârsta Smochinilor de aproximativ 3,1 miliarde. ani. Înainte de apariția lor a fost nici oxigen în atmosferă. Primele heterotrofe aerobe au apărut mult mai târziu. Ca experiență în atmosferă O₂ organisme necesare mecanisme de protecție ale adaptari metabolice și structurale pentru a neutraliza acțiunea toxică. Celulele eucariote Nu-cu numeroase organite, care au propriile lor membrane. În consecință, cu privire la dezvoltarea de vertebrate aerobe și a plantelor superioare vasculare a durat peste 1 miliard. Anii. vedere homo sapiens A apărut acum 2 milioane. Ani că scara istoriei de zi cu zi a Pământului cadranul corespunde despre ultimele 30 de secunde.

În prezent, există destul de multe scheme filogenetice care reprezintă în mod diferit relația dintre grupurile individuale de organisme și între taxoni majore. In astfel de construcții de conducere a efectua caracteristici morfologice, cum ar fi prezența și structura nucleului, diferențierea structurii multicelulare, structura flageli că procesul de reproducere sexuală. Autorii acestor circuite stau la baza ideii de origine mono- sau polyphyletic taxoni, primatul flagellar sau forme amoeboid stroeniya- diferite evaluări ideea originii simbiotică de organite. În ultimele decenii, aceste construcții au crescut în mod semnificativ proporția de caracteristici biochimice. Astfel de hotărâri nu sunt importante numai pentru dezvoltarea teoriei evoluției biologice, dar, de asemenea, pentru a determina baza pentru existența bioanorganică și metabolismul de creaturi vii, în special, mamifere și om ca obiect al medicinei.

Din acest punct de vedere, cel mai interesant pentru a vedea un grup extins de plante unite comune denumirea „alge“ (plante mai mici care trăiesc în ape și alte locuri umede, precum și în sol). In prezent, alge produse de la 1/2 la 9/10 (prin diferite calcule), cantitatea totală de substanțe organice și O₂ de pe glob. Ei creează imaginea modernă a Pământului și a atmosferei sale.

Video: Evolution: Evolutia biologica

Într-un sens sistematic acest grup de plante este extrem de diversă și este atât de unic, până în prezent nu există nici o unitate în algology privind statutul lor taxonomică (Sud, Uittik, 1990). Ei au asemănări cu toate cunoscute împărățiile lucruri vii - de la bacterii la plante superioare, ciuperci, animale - care este, sunt, așa cum au fost la intersecția de evoluție a acestor regate. Următoarele date în chimie și biochimie alge comparative (Barashkov 1963, 1972), folosind clasificarea propusă RS Silva (1982).

Algele au format în urmă cu aproape un miliard ani în Proterozoic și separarea în timpul evoluției (în principal în paleozoic, Cambrian - Devoniană) pentru mai mult de zece taxoni majore.. Doar un singur departament (diatomee) Separat mai recent - în mezozoic, în urmă cu aproximativ 170 milioane ani (în timpul Triasicului) .. S-ar putea crede că strămoșii alte plante, fungi și animale, de asemenea, a apărut la începutul anilor paleozoic, și că această diviziune sa datorat aceleași motive, și a fost realizat printr-un mecanism similar (Fig. 1).

Video: 1. Compoziția chimică a celulei - (Grad 9) - biologie, pregătirea pentru examen și oge 2017

Fig. 1. Apariția unor forme de viață și schema relațiilor filogenetice de alge pe scara timpului geologic

biochimie comparativă alge arată că toate tipurile lor ( „secția“) diferă în compoziția chimică, adică, Ei au o specificitate chimică. Sa dovedit că aceste diferențe fac posibilă pentru a crea un fel de cheie dihotomice ( „factor determinant chimic“) taxoni (Tabel. 1).

Tabelul 1. „Determinant chimic“ taxonomice alge

Pentru-algology experți în determinarea speciei, este aproape nu este necesar, așa cum este de obicei suficient de caractere morfologice. Cu toate acestea, însăși posibilitatea unei astfel de „determinant“ este de mare importanță cognitivă: se pare că evoluția împărățiilor și a altor taxoni, până la speciile individuale, în funcție de caracteristicile chimice specifice.

Sa constatat că aceste caracteristici nu sunt NK si proteine ​​cum ar fi de așteptat, și materia carbohidraților, inclusiv mukopolimery, glicoproteinele și zaharuri glicerat și biliproteiny, pigmenți carotenoidici și porfirina, steroli, adică membrane si substanta receptorii celulelor, precum și pigmenți stromă plastid. Cu alte cuvinte, componentele membranei structurii și a receptorilor de membrană, oferindu-le să funcționeze la nivel molecular. Se poate presupune că evoluția animalelor și a faunei sălbatice în general depind de apariția unei proteine ​​structurale, formarea și efectuarea funcții multiple în membrana celulei - colagen.

Pentru a explica acest fenomen poate fi în termeni de genetică. Acidul nucleic cuprinde codul genetic acest organism. Cu toate acestea, a constatat că din informațiile conținute în ADN-ul de fapt, pus în aplicare doar câteva procente. De fapt, o parte din ADN-ul din reprezentanți ai diferitelor grupuri taxonomice de creaturi vii variază foarte puțin, că este, nu poate servi ca un personaj taxonomică.

Video: Mikhail Nikitin: "Istoria fotosintezei, sau care a făcut cerul albastru"

Implementarea informației genetice se efectuează în funcție de condițiile de mediu și caracteristicile organismului datorită activității membranelor biologice ale celulelor și plastide. care este decodare informațiile ereditare furnizate de compoziția și structura receptorilor, precum și proprietățile substanțelor membrane (Kamshilov, 1979). Numai acestea oferă permeabilitatea membranelor biologice și a transportului de produse alimentare, energie și informație. Definirea rolului membranei în asigurarea componentelor dirijate de sinteză a structurilor celulare eucariote arătate, de exemplu, diferențe apreciabile în compoziția chimică a membranelor citoplasmatice și nucleare ale celulei și organite sale. Sinteza Disorders componentelor diferitelor organite apar boli specifice.

bioneorganika Medical. GK oaie

Video: ceasul biologic