Возникновение простейших сенсорных систем
Три с половиной миллиарда лет назад первые предшественники прокариот возникли в уже тогда древнем океане. Еще до того в первичном бульоне появились примитивные самовоспроизводящиеся молекулы. Вероятно, наиболее ранним репликатором была РНК, а не ДНК, поскольку некоторые формы РНК ( рибозимы ) обладают ферментативной активностью, а репликация в этом случае протекает быстрее. Хотя репликация ДНК более эффективна, она всегда зависима от белковых ферментов, что трудно себе представить в примитивном океане. Следовательно, более сложный процесс репликации ДНК должен был развиться позднее. Однако, эффективная репликация РНК или ДНК, a в особенности - последней, зависит от множественности молекул. Из этого следует, что эти молекулы должны находиться в достаточной близости друг от друга. Возможно, что все началось с их адсорбции на какой-либо обычной поверхности, например на глинах. Однако наиболее эффективным средством удержания взаимодействующих молекул вместе было помещение их в тонкий мешочек или пузырек. Простейшие современные прокариоты - это микоплазма . Самое малое из них имеет диаметр 0,3 мкм и содержит не более 750 различных типов белков, но даже эти крошечные клетки куда более продвинуты, чем протоклетки, существовавшие три с половиной миллиарда лет назад, поскольку они, как и современные клетки, используют ДНК, а не РНК, как наследственный материал. Так или иначе, рассматриваем ли мы простейшие из живых клеток или их гипотетических предшественников, одно их выделяет - они существуют как отдельности в окружающей среде. Их внешние мембраны отграничивают внутреннюю среду от внешней. Биологи с философскими наклонностями прослеживают происхождение индивидуального организма до этого изначального периода. Все организмы живут в окружающей среде. Все организмы тем или иным образом реагируют на окружающую среду. Это то, что отличает их от неодушевленных предметов. Ясно, что поверхностная мембрана, отграничивающая организм от окружающей среды должна играть критически важную роль. Именно здесь развиваются специализации, которые способны детектировать благоприятные и неблагоприятные изменения. Иными словами, именно здесь возникает простейшая сенсорная система. Будучи информирован об изменениях в окружающей среде, организм может реагировать на них благоприятным для себя образом. Благоприятным для чего? В конечном счете, преимущества могут быть прослежены до уровня физической химии реплицирующихся молекул. Те из них, которые реплицируются более эффективно, поглощают больше доступных ресурсов и выживают. Итак, начнем с начала: рассмотрим элементы, из которых построена сенсорная система.
Смотрите также:
