К ИСТОКУ

о развитии Божественного Начала в Человеке

* Вход   * Регистрация * FAQ * НОВЫЕ СООБЩЕНИЯ  * Ваши сообщения 

Текущее время: 11 дек 2017, 17:22

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 59 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4
Автор Сообщение
Сообщение №46  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 12:48 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Метаболизм организмов,секретирующих карбонаткальция

Как мы знаем, организмы, образующие известняк, возникли в глубокой древности.

Их метаболизм должен был отличаться от метаболизма современных известковых водорослей. Содержание кислорода в земной атмосфере 2,7 млрд. лет назад составляло в лучшем случае 1% его содержания в современной атмосфере, и метаболизм живого, разумеется, был мало похож на современный.

Но эти отличия не должны были сильно сказываться на способности к отложению углекислого кальция.

Биогенные известняки, описанные Мак-Грегором, могли быть созданы и примитивными фотосинтезирующими организмами вроде современных зеленых водорослей, и организмами с метаболизмом, сходным по типу с брожением, которых мы отнесли бы сегодня к анаэробам.

Хотя я не могу обсуждать здесь этот аспект проблемы подробно, краткое рассмотрение способов биогенного образования известняка было бы полезно. Я воспользовался здесь сведениями, любезно предоставленными мне проф. К. Ван-Нилем (личное сообщение, 1967).

Отложение извести может быть результатом как неорганических, так и органических процессов.

открыть спойлер
Например, кальцитовые отложения в сталактитовых пещерах - это абиогенные образования, а травертин, встречающийся в жарких странах в местах выхода подземных вод, - это пример современных биогенных известковых отложений.

Кальцитовые отложения сталактитовых пещер встречаются в виде натечных образований, покрывающих дно пещер, а также в виде сталактитов и сталагмитов.

Все эти образования возникли при частичном выделении СОг из обогащенных СаСОз грунтовых вод, циркулирующих в породах, в которых образовалась пещера, и капающих с ее потолка.

Этот процесс происходит следующим образом:Если такие воды выходят на поверхность, то в них в противоположность темным пещерам обильно развиваются водоросли.

В процессе фотосинтеза они потребляют СОг из воды, и при этом осаждается СаСОз:В этом уравнении, как и в других уравнениях, описывающих фотосинтез, символ (СН20) означает синтезируемое организмами органическое вещество.

Травертин, широко используемый как строительный и облицовочный камень (например, в Италии), широко распространен в странах Средиземноморья, где известняк является материнской породой почв.

Травертин нередок и вокруг горячих источников; прекрасный пример - местность у Мамонтовых горячих источников в Йеллоустонском парке (США). Травертин приурочен к районам, где богатые карбонатом кальция грунтовые воды изливаются на поверхность.

Конечно, наряду с биогенным отложением известняка, связанным с фотосинтезом, происходит и неорганическое образование известняка при испарении родниковой воды. Но в освещенных солнцем местах его роль совершенно незначительна в сравнении с деятельностью водорослей.

Абиогенный известняк возникает главным образом там, где нет солнечного света, например в пещерах.

Но вот что интересно (я, как дилетант в биологии, был этим сильно удивлен): биогенный известняк может возникать также в результате деятельности некоторых бактерий, способных размножаться в бескислородной среде.

Они относятся к хемо- и фотоор-ганотрофвым микроорганизмам и фотолитотрофным зеленым и пурпурным серным бактериям.

Эти (или другие, со сходным метаболизмом) организмы могли играть важную роль в отложении известняков в условиях первичной бескислородной атмосферы.

Ввиду того что, как уже говорилось, ранняя жизнь могла долго сосуществовать с преджизнью, к этим группам надо добавить еще фото"органо"трофов. В общем можно сказать, что такие организмы вызывают осаждение СаСОз, повышая щелочность среды.

В результате происходит смещение равновесия в сторону СО] :А если концентрация СОз в среде с ионами кальция превышает произведение растворимости СаСОз (около 1-Ю-8 М), то в осадок выпадает карбонат кальция.

Примеры таких анаэробных процессов в современном живом мире - метановое брожение, восстановление микроорганизмами сульфатов и нитратов и бактериальный фотосинтез.

Разумно заключить, что эти или сходные процессы метаболизма были одним из самых ранних проявлений жизни на Земле. Возможно, в результате этих процессов и возникли биогенные известняки раннего и среднего докембрия.

При метановом брожении соли органических соединений, особенно соли жирных кислот, окисляются; одновременно идет восстановление СОг до СЩ. Показано , что сбраживание ацетата, бутирата и капроата кальция протекает согласно уравнениям: Поскольку среди продуктов этих реакций имеется СОг, ионы Са, казалось бы, могут оставаться в растворе в виде бикарбоната.

Но образующийся одновременно метан, нерастворимый в воде, улетучивается в атмосферу, захватывая с собой и СОг.

Поэтому колбы, в которых идет такое брожение, вскоре покрываются изнутри слоем извести. При восстановлении сульфата до сульфида одновременно идет окисление какого-либо вещества .

В этом случае возрастание щелочности объясняется тем, что серная кислота гораздо сильнее H2S.

Подобным же образом при восстановлении нитрата сильная азотная кислота превращается в некислотные продукты - N20, N2, NH3; здесь также параллельно идет окисление субстрата. Теперь познакомимся с деятельностью современных фотосинтезирующих бактерий.

Они представлены тремя группами: 1) анаэробные зеленые серобактерии (Cl.lorobacteria),

2) анаэробные пурпурные, или красные, серобактерии (Thiorhodaceae) и 3) факультативно аэробные красные и коричневые песерные бактерии (Athiorhodaceae).

Для всех этих групп бактерий характерны две выдающиеся черты. Во-первых, в отсутствие Ог их рост зависит от притока лучистой энергии, причем наиболее эффективен участок спектра с длинами волн от 730 до 1000 нм.

Во-вторых, они не продуцируют кислорода. Первые две группы являются фотолитотрофами.

Они окисляют неорганические соединения серы, например H2S, элементарную серу или тиосульфаты до сульфатов; одновременно идет ассимиляция (т. е. восстановление) С02.

Этот процесс схематически может быть выражен уравнениямиAthiorhodacea - фотоорганотрофы; обычно они используют органические вещества, главным образом жирные кислоты, превращая их в вещество своих клеток.

Если субстрат реакции более восстановлен, чем (СНгО), то одновременно идет ассимиляция С02 .

ак, утилизация уксуспой и масляной кислот может быть описана следующими суммарными уравнениями:Все эти процессы ведут к увеличению рН вследствие того, что кислые вещества, в том числе С02, превращаются в нейтральное во-щество клетки.

А при возрастании рН в любой среде, содержащей кальций, начинается осаждение СаСОз. Подводя итог, мы можем выделить среди современных организмов, метаболизм которых приводит к осаждению извести, две группы.

Первая - это зеленые водоросли, эукариоты, живущие в аэробных, кислородсодержащих средах. Вторая группа - анаэробные прокариоты, способные к брожению и фотосинтезу.

Хотя в условиях современной атмосферы водоросли являются самыми важными поставщиками известняка, разумно предположить, что на заре геологической истории отложение известняка было в основном результатом жизнедеятельности организмов, сходных с современными, живущими за счет брожения или анаэробного фотосинтеза.

Эти древние формы ранней жизни развивались, конечно, в местах, защищенных от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца; они свободно контактировали с гидросферой и атмосферой, но, несмотря на это, жили в отсутствие кислорода.

Ван-Ниль, исходя из теоретических соображений, постулировал, что самые ранние организмы, участвовавшие в отложении известняка, не были способны к фотосинтезу.

Затем их сменили микробы с бактериальным типом фотосинтеза, представлявшие собой логически необходимую эволюционную стадию перехода к фотосинтезу, свойственному зеленым растениям.

Но, конечно, делая такие выводы, мы всегда должны помнить об опасностях увлечения сравнительной биохимией.



Автор статей: М. Руттен

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №47  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 12:52 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Миф о предбиологическом бульоне

Рассмотренная модель устойчивого химизма океанских вод не изменяется при уменьшении парциального давления кислорода .

Значит, химизм морской воды сам по себе не может служить основой для реконструкции состава древней атмосферы.

Однако, зная реакционную способность отдельных компонентов силленов-ской модели, мы можем попытаться рассчитать, при какой концентрации свободного кислорода станет невозможным существование в океане свободных "органических" молекул, иными словами, при каком содержании кислорода в атмосфере молекулы типа СН4 в океане окисляются.

Необходимые расчеты выполнил сам Силлен, распространив свои выводы о равновесии между твердой, жидкой и газообразной фазами на равновесие соединений углерода и морской воды.

Расчеты показали, что СЩ, например, будет иметь "разумную "химическую активность" (на языке химиков это означает - сможет существовать) только при крайне низких давлениях кислорода .

Согласно этим расчетам, СН4 мог бы присутствовать в морской воде в значительных количествах только при log р(Ог) -= -75. В наше время в атмосфере содержится 6-1023 моль свободного кислорода, т. е. парциальное давление кислорода р(Ог) составляет 0,21 атм.

Умножив число молей на число Авогадро, получим число молекул свободного кислорода на Земле: 3,6 1043. Парциальное давление, соответствующее Hog р (Ог) = -75, означает 6/1023 частей молекулы кислорода на всей Земле.

открыть спойлер
Такую атмосферу, конечно, можно назвать бескислородной. Таковы расчеты химика.


Они основаны на экстраполяции констант равновесия и активности, найденных в растворах с поддающейся измерению концентрацией исследуемых ионов.

Такая экстраполяция формально допустима, но для нашей проблемы она не имеет смысла. Конечно, химическое равновесие в реакциях с участием свободного кислорода еще недостаточно изучено.

Так, Силлен разбирает равновесие между гематитом и магнетитом:В зависимости от активности участвующих в реакции веществ равновесие может быть достигнуто при парциальных давлениях кислорода от р(02) = 10~1Л (что близко к современному значению р(Оа) = (10~0,7) до р(02) = 10~и7.

Конечно, неясные исходные данные будут еще уточняться.

Но даже независимо от этой неопределенности приходится признать, что такая экстраполяция . равновесных реакций совершенно бессмысленна.

Задолго до того, как будут достигнуты эти низкие концентрации, на первый план выступит кинетика, а настоящее равновесие не достигается. Другими словами, как уже было отмечено, настоящего равновесия между литосферой и бескислородной первичной атмосферой в целом не было.

Как мы уже говорили, состав осадочных пород, формировавшихся в ранние периоды гео-логической истории, не зависел от равновесий (или зависел не только от них).

Главным фактором была кинетика процессов, т. е. определяющую роль играла скорость окисления, выветривания, переноса и осаждения.

Впрочем, все вышесказанное отнюдь не обесценивает работу Силлена, с интересом принятую и поддержанную всеми геохимиками, интересующимися этим предметом. Я только предостерегаю от слишком прямолинейного распространения этих вполне разумных выводов на другие проблемы.

Как станет ясно из следующих двух глав, вопрос о том, что именно играет преобладающую роль - кинетика или равновесие, для нас особенно важен при рассмотрении ситуации, при которой содержание свободного кислорода составляет от 0,001 до 0,1 его содержания в современной атмосфере; это соответствует парциальным давлениям примерно от 0,0002 до 0,02 атм, т. е. р(Ог) от 7 Ю-4 до 7 Ю-3.

Вопрос о возможности образования океанического "первичного бульона" решается, видимо, скоростью диффузии молекул кислорода в морской воде, которая и определяла возможность существования соединений углерода в первобытном океане.

Но мы до сих пор не знаем, каково относительное значение кинетики и равновесия при этих уровнях содержания кислорода.

Чтобы придать смысл результатам своих расчетов, Силлен предложил несколько согласующихся с ними гипотез. Две из них мы рассмотрим.

Первая состоит в том, что жизнь могла начаться с появления "органических" соединений, синтезированных в равновесных реакциях, протекавших в необычных условиях, например в очень кислых вулканических водах, или в смеси веществ, адсорбированных на глинах первобытных озер и лагун, или в сильно выпаренных растворах.

В таких частично изолированных системах отпадают ограничения, связанные с количеством компонентов и другие, свойственные системе в целом.

Другая гипотеза такова: "органические" вещества могли возникать в неравновесных реакциях, например в результате неорганического фотосинтеза под действием ультрафиолета, создававших эти вещества быстрее, чем они разрушались в других реакциях.

Мы уже говорили и будем говорить еще о первом предложенном здесь способе уйти от строгих ограничений, накладываемых константами равновесия.

Пример подобных процессов мы видим в наши дни в лагунах, где вследствие испарения происходит отложение гипса и соли, хотя соленость океанской воды неизменна (3,5%).

Из гл. X мы уже знаем, что такие "необычные" условия среды были, очевидно, более распространены в спокойные геосинк-линальные периоды, когда материки были нивелированы эрозией и окружены мелководными шельфовыми морями.

Вот почему я, как геолог, предпочитаю думать, что если уж выбирать наиболее вероятную среду возникновения жизни из предлагаемых Силленом "необычных" сред, то это должны были быть именно подобные районы, а не кислые вулканические воды.

К тому же в озерах и лагунах имеются пласты глин, на которых могли идти процессы адсорбции.

Таким образом, берналовское "возникновение жизни на берегах океанов" ( гл. X, разд.4) превращается скорее в "возникновение жизни в озерах и лагунах". Итак, рассмотренные выше равновесные реакции указывают, что "бульон" был, вероятнее всего, "озерным" или "лагунным", а не океаническим.

Вторая гипотеза (т. е. формирование "органических" веществ в неравновесных реакциях) кажется мне не менее важной, чем первая. Она означает, что преджизнь могла сохраняться, не будучи в равновесии со своей средой.

Конечно, жизнь тоже не находится1 в равновесии с окружающей средой, но это неравновесное состояние поддерживается биохимическими реакциями в клетке, отделенной от внешнего мира полупроницаемыми мембранами.

Преджизнь,не имея таких мембран, могла существовать лишь потому, что скорость образования свойственных ей соединений была выше, чем, скорость их распада.

Это вполне возможно: во-первых, от Солнца шел мощный поток квантов света, а во-вторых, окисление возникших за счет этой энергии веществ в бескислородной атмосфере было затруднено.

Как видите, здесь мы вновь приходим от равновесных реакций к относительным скоростям синтеза и распада, а, это уже область кинетики.

Подведем итог. В условиях равновесия "первичный бульон" не мог образоваться в обычных океанских водах, даже если океан соприкасался с бескислородной атмосферой.

Но этот "бульон" мог возникать в необычных условиях вроде тех, которые создаются в озерах и лагунах. Впрочем, и здесь он, по-видимому, не находился в состоянии равновесия со средой.

Следовательно, изучая проблему происхождения жизни, нельзя целиком полагаться на расчеты химического равновесия.

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №48  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 12:53 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Образование кремнистых сланцев

Кремнистые сланцы состоят из крайне тонкозернистого кремнезема.

Отдельные кристаллы так малы, что, как правило, не видны в световой микроскоп. Поэтому раньше считалось, что бывают кристаллические и аморфные кремнистые сланцы.

Позднее рентгеноструктурный анализ показал, что все кремнистые сланцы состоят из кристаллов, так что теперь их называют скрытокристал-лическими. Сейчас кремнистые сланцы формируются в глубоких океанских впадинах, на глубинах около 4 км и более.

Здесь отлагаются так называемые кремнистые илы, состоящие из скелетов организмов, имеющих раковины из кремнезема. Самые обычные из них - диатомовые водоросли и радиолярии.

Эти планктонные формы обитают в верхних слоях морской воды толщиной в несколько десятков метров вместе с другими планктерами, обладающими известковыми (фораминиферы) и хитиновыми панцирями или совсем лишенными твердых покровов.

После смерти эти организмы медленно опускаются на дно, причем их вещество химически взаимодействует с морской водой.

открыть спойлер
Карбонат кальция фораминифер и хитин других планктонных организмов растворяются лучше, чем кремнезем диатомовых водорослей и радиолярий, и на определенной глубине остается уже только кремнезем. Однако доказано, что он не находится в равновесии с составом морской воды.

Следовательно, глубоководные кремнистые илы образовались из материала, созданного в верхних слоях океана и накапливающегося на дне лишь благодаря тому, что скорость осадконакопления превышает скорость растворения.

В наши дни образование кремнистых сланцев в неглубоких районах океана, в озерах и болотах незначительно.

Но в фанерозое, в те периоды, когда перемещения коры ослабевали, образовывались массивные кремнистые отложения. Сейчас в известняках, относящихся к этим периодам, мы находим кремнистые желваки неправильной формы, лучше всего известные в толщах мела.

Заметим, кстати, что они служили сырьем для самой древней в истории человечества отрасли промышленности - производства кремневых орудий и оружия. В противоположность глубоководным кремнистым илам кремнезем кремнистых желваков, или просто кремней, не является первичной осадочной породой.

Он образовался путем вторичной силицификации ранее существовавших известняков, в которых подверглись полному окремнению, в частности, известковые окаменелости. Раньше считалось, что эта вторичная силицификация произошла в процессе диагенеза в ходе последующей истории из-вестняков.

Но новейшие исследования показали, что такие случаи редки. Вероятно, кремнистые желваки возникли сразу же после-седиментации первичного известняка, до того как отложился следующий известняковый пласт.

Такое немедленное окремнение, идущее непосредственно за осадкообразованием, называется сингенетическим. Откуда же взялся кремнезем, заместивший углекислый кальций?

Считается, что его возникновение связано с кратковременным расцветом на Земле кремнеземсодержащих организмов, например кремневых губок. В их теле имеются бесчисленные микроскопические кварцевые иглы (спикулы), придающие прочность живой ткани.

После смерти животного кварцевые спикулы рассеиваются и благодаря своему размеру и форме легко растворяются в морской воде.

Считается, что временный расцвет кремневых губок или других организмов с кремнеземным скелетом мог привести к такому накоплению кремния, что на дне моря образовывался гель кремневой кислоты.

Затем двуокись кремния могла кристаллизоваться вокруг рассеянных в известняке центров кристаллизации, замещая постепенно молекулы карбоната .

Но ни кремневые конкреции, ни глубоководные кремнистые илы фанерозоя не сравнимы с кремнистыми сланцами полосчатых железорудных формаций раннего и среднего докембрия.

Полосчатые железорудные формации возникли или на материках, в озерах , или в мелководных шельфовых морях , но не в глубоких океанах.

Кроме того, в те далекие времена на Земле еще не было ни диатомовых водорослей, ни радиолярий, ни кремневых губок, ни других достаточно развитых выделяющих кремнезем организмов .

Значит, способ образования тонкослоистых кремнистых сланцев, столь типичных для раннего и среднего докембрия, отличался от способа образования фанерозойских кремнистых сланцев.

Как видите, мы опять пришли к заключению, уже высказанному в предыдущей главе: все полосчатые железорудные формации, встречающиеся только в раннем и среднем докембрии, сформировались в условиях, мало напоминающих современные.

Мы не имеем представления о процессе (или процессах), в результате которого образовались древние кремнистые сланцы.

Тот факт, что кремнистые сланцы фанерозоя формировались и формируются если не прямо биологическим путем, то из веществ, выделенных организмами, может вызвать у нас вопрос, не связаны ли и древние кремнистые сланцы с жизнедеятельностью каких-то организмов.

Но вряд ли в те времена Земля уже была так населена, что в результате метаболизма живых существ могли образоваться огромные залежи кремнезема.

Скорее всего здесь действовали какие-то неорганические реакции, прекратившиеся или резко ослабившиеся при повышении содержания кислорода в атмосфере. Дело усложняется еще и тем, что, как мы знаем, оба типа более молодых кремнистых пород не находятся в равновесии с обычной морской водой.

Глубоководные илы образуются только из-за того, что осадконакопление идет быстрее растворения, а кремневые конкреции возникали там, где в небольшом объеме временно создавался гель кремнекислоты.

Как и в случае некоторых других процессов, обсуждавшихся в предыдущей главе, здесь все решает кинетика реакций, а не химическое равновесие.

Возможно, так обстояло дело и при образовании полосчатых железорудных формаций.

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №49  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 12:58 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Оптическая активность и роль кварца

Оптическая активность - это способность некоторых веществ влиять на поляризованный свет.

Она очень характерна для живого вещества, и было даже сказано, что "ни одна другая химическая особенность не отличает так живое вещество от любого иного, как его оптическая активность" . Но это не так: некоторые неорганические кристаллы, хотя бы кварц, тоже обладают оптической активностью.

Поэтому вернее будет сказать, что на молекулярном уровне оптическая активность характерна для многих биогенных соединений, тогда как вещества, образовавшиеся неорганическим путем, обладают ею крайне редко.

Оптическая активность объясняется отсутствием симметрии в самих молекулах или в кристаллической решетке.

Вещества, обладающие плоскостью симметрии, никогда не проявляют оптической активности. Молекулы или кристаллы, у которых нет плоскости симметрии, не могут быть совмещены со своим зеркальным изображением.

Но вещество может и в этом случае обладать какой-либо симметрией низшего порядка, скажем симметрией относительно одной точки, лежащей внутри молекулы или кристалла.

Кристаллы с такой симметрией низшего порядка называются в кристаллографии триклинными, а кристаллы, обладающие плоскостью симметрии, - моноклинными (если же для них характерен еще более высокий порядок симметрии, то их относят к другим кристаллографическим группам).

открыть спойлер
В тех случаях, когда плоскость симметрии отсутствует, но имеется какая-то симметрия низшего порядка, говорят о диссимметрических молекулах или кристаллах; когда же не имеется вообще никакой симметрии - об асимметрических.

Впро-чем, эти термины часто применяются не совсем строго.

На молекулярном уровне оптическая активность объясняется существованием двух стереохимически различных изомеров одинакового состава, называемых стереоизомерами.

На уровне кристаллов оптическая активность связана с существованием "правой" и "левой" форм триклинных кристаллов, называемых энантиоморфа-ми.

Чтобы образовывать оптически активные кристаллы, соединение не обязательно должно иметь молекулы-стереоизомеры. Так, кварц (ЭЮг) имеет, разумеется, симметричную молекулу, и все же он образует оптически активные кристаллы.

Возможно, я слишком упрощаю, но можно сказать, что оптически активные кристаллы влияют на проходящий через них свет потому, что молекулы в их диссимметрической кристаллической решетке расположены винтообразно.

Оптическая активность растворов объясняется подобным же действием отдельных диссимметрических "винтообразных" молекул.

Оптическая активность известна уже с начала прошлого века, но первые важные работы по изучению этого явления провел Луи Пастер в середине XIX в. Пастер изучал кристаллы двух стереоизо-меров соединения НООС-СНОН-СНОН-СООН - рацемической ( винной кислоты, не вращающей плоскость поляризации) и винной кислот.

Рацемическая кислота образует симметрические кристаллы, а винная кристаллизуется в диссимметрические кристаллы с правыми и левыми энантиоморфами.

От названия рацемической кислоты образован термин рацемизация, означающий потерю исходной оптической активности в растворе, каков бы ни был состав раствора. Оптическая активность впервые была обнаружена как вращение плоскости поляризации поляризованного света.

Этот аспект оптической активности называется дисперсией оптического вращения.

Затем оказалось, что оптически активные вещества по-разному поглощают поляризованный по кругу свет в зависимости от того, поляризован ли он вправо или влево.

Этот круговой дихроизм заметен, конечно, только вблизи полос поглощения; он проявляется в смещении этих полос (так называемый эффект Коттона). На явлениях дисперсии оптического вращения и кругового дихроизма основаны два ценных метода анализа, применяемые в органической химии.

Эти методы позволяют проводить непрерывный количественный анализ процессов распада или синтеза органических веществ; кроме того, они очень чувствительны. Оба явления, различаясь внешне, едины в своей сути и представляют собой лишь разные стороны феномена оптической активности.

Они обусловле-ны диссимметричностью молекул стереоизомеров или энантиоморф-ных кристаллов. От одной стороны можно перейти к другой с помощью квантовомеханических уравнений Кронига - Крамера [17,39].

После работ Пастера биологам стала ясна связь оптической активности с жизнью.

Пастер показал, что все органические соединения, в которых имеются строительные блоки, способные существовать в двух энантиоморфпых вариантах, присутствуют в живом веществе лишь в какой-то одпой из двух возможных форм.

Лево-вращающая форма (L) вращает плоскость поляризованного света влево, а правовращающая (D) -вправо1.

Общего правила пе существует; так, наиболее распространенные аминокислоты присутствуют в живом веществе всегда в L-фор-ме, а некоторые редкие аминокислоты и почти все сахарофосфа-ты - в D-форме.

Но для каждого данного соединения закон нерушим: в современном живом веществе ни одно из веществ не присутствует в виде смеси стереоизомеров, оно всегда обнаруживается только в одной из двух форм - L или D.

Еще Пастер показал, что почти абсолютного разделения смеси L- и D-изомеров данного вещества добиться довольно легко.

Надо лишь использовать в каком-то звене цепи реакций оптически активное вещество. В то же время попытки выделить оптически активные вещества непосредственно из рацемических растворов окончились неудачей.

Сейчас господствует мнение, что оптически активное вещество может быть создано только другим оптически активным веществом. Этот вывод напоминает утверждение, высказанное в гл. IV; сейчас только живая материя может создавать другую живую материю.

Но мы видели, что в восстановительной среде может происходить неорганический синтез "органических" молекул, т. е. если не само живое, то вещества, характерные для живого, могут быть созданы неорганическим путем.

Вместе с С. Фоксом мы можем признать, что "любое известное нам резкое различие между неживым и живым надо рассматривать как еще не постигнутое, но не безнадежно непостижимое".

Подобную же позицию занимает и Уолд : "Мне, так же как и читателю, не хочется спорить с хорошо обоснованной концепцией, по которой спонтанная кристаллизация L- и D-форм равновероятна. Затруднение состоит в том, что все доступные мне данные говорят об обратном".

И далее: "Возможно, мы слишком легко приняли на веру многие положения. Я думаю, что дополнительные эксперименты в этой области не повредили бы".

На самом деле тут нет такой резкой границы, как обычно думают. Раствор приобретает оптическую активность, если один из изомеров или энантиоморфов синтезируется или разрушается быстрее другого.

В специально поставленных опытах были с успехом ис-пробованы оба варианта, но полученная таким способом оптическая активность незначительна, поскольку экспериментаторы столкнулись с большими методическими трудностями.

Биохимики, привыкшие к абсолютному разделению L- и D-форм в живом веществе, склонны считать результаты этих опытов не заслуживающими внимания.

Но надо помнить, что на заре развития жизни даже незначительные отклонения могли давать реальное преимущество в "борьбе за существование" и что наблюдаемое нами теперь совер-шенство достигнуто за 3 млрд. лет в результате взаимодействия процессов мутирования и естественного отбора.

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №50  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 12:58 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Что касается избирательного синтеза, то было показано, что из перенасыщенных рацемических растворов могут спонтанно выпадать L- или D-энан-тиоморфы .

Что же касается избирательного распада, то Э. Кот-тон еще в 1896 году обнаружил, что оптические изомеры имеют различные коэффициенты поглощения для лево- и правополяризованного по кругу света (упомянутый уже эффект Коттона) и что по крайней мере в теории рацемическая смесь диссимметрических молекул при облучении таким светом должна преимущественно терять один из "сортов" молекул, приобретая оптическую актив-ность.

Однако экспериментальное подтверждение этого было получено только в 1929 году - вот как велики методические трудности в этой области!

Другой возможный путь появления оптической активности исследовал Гараи , который в 1961 году начал изучение возможного действия р-излучения в комплексе с левополяризованным по кругу тормозным у-излучением, возникающим при торможении (3-частиц (электронов).

Лишь через семь лет Гараи получил положительные результаты: он обнаружил, что в этих условиях D-тирозин разрушается быстрее L-тирозина. Конечно, "дополнительные эксперименты в этой области не повредили бы".

О другой возможности получения "оптически чистого вещества... без вмешательства микроба или человека" писал Кальвин .

Это аутокатализ стереоспецифических соединений.

открыть спойлер
Если образующееся в какой-либо реакции стереоспецпфическое вещество яв-ляется аутокатализатором, т. е. само катализирует реакцию своего образования, и если, кроме того, скорость этой аутокаталитической реакции на много порядков превышает скорость некаталитической, то, согласно Кальвину, первая молекула нового соединения - L-или D-форма - будет подавлять образование молекул другого изомера.

В подтверждение автор ссылается на опыты, в которых на октаэдрическом кобальтовом комплексе синтезировались L- или D-пептиды .

Не говоря уже о том, что кобальт и подобные ему амбивалентные металлы редки на поверхности Земли, мы не должны забывать, что переносить результаты опытов из лаборатории в природу надо с большой осмотрительностью.

Конечно, в пробирке химика первая же возникшая молекула, если скорость аутокатализа достаточно велика, может индуцировать образование соединений подобной структуры.

Но мы помним, что в природе процессы преджизни и биопоэза шли одновременно в самых разных местах земного шара.

Если даже в одном или нескольких из этих процессов действитель-29Сно работал механизм аутокатализа, то должно было возникнуть множество "очагов", в которых "первыми" молекулами были где L-, а где D-формы.

Эти молекулы индуцировали образование вокруг себя подобных себе форм. Разрастаясь, местные "колонии" L-и D-форм должны были образовать своего рода мозаику.

Оба стереоизомера имели одинаковые шансы на возникновение. Чтобы получила преимущество одна из двух форм, во внешней среде должен был присутствовать некий фактор отбора, глобально действующий против другой формы.

В связи с этим я хотел бы указать на возможную роль кварца.

Рассматривая ископаемые остатки докембрия и условия среды в то время, мы уже не раз встречались с кварцевыми песками и кремнистыми сланцами.

Кварц был и остается наиболее распространенным минералом земной коры. Терентьев и Клабуновский [21, 53] опубликовали работы по оптической активности кварца.

Оказывается, кристаллы кварца не просто воздействуют на проходящий свет, но обладают оптически активными свойствами на поверхности. Сле-довательно, на поверхности L- и D-энантиоморфов теоретически возможна избирательная адсорбция L- или D-изомеров.

Но, конечно, если оба сорта энантиоморфных кристаллов встречаются в природе одинаково часто, то общий баланс L- и D-соединений останется неизменным. Мы не знаем, какие кристаллы кварца преобладают.

Уолд пишет о споре между немецким кристаллографом Ф. Гольдшмидтом и английским химиком Н. Пири.

Гольдшмидт рассказывал, что, по словам одного немецкого фабриканта оптики, "большие правые кристаллы хрусталя встречаются в десять раз чаще левых", а Пири, со слов английских фабрикантов, утверждал, что правые кристаллы встречаются лишь чуть чаще левых.

Поскольку ясных данных о распространенности в природе L-и D-энантиоморфов кварца нет, придется принять, что они встречаются одинаково часто и, следовательно, не могли играть роль г возникновении стереогомогенности живого вещества.

Но есть другая возможность: солнечный свет, проходя через атмосферу, становится линейно поляризованным.

И хотя лишь поляризованный по кругу свет считается способным вызвать оптическую активность, мы знаем, что действие оптически активных веществ на линейно поляризованный и поляризованный по кругу свет - это две стороны одного и того же явления.

Не исключено, что в результате совместного действия обычного на Земле линейно поляризованного света и оптически активных поверхностей кристаллов синтез одного из стереоизомеров какого-либо соединения мог ускоряться.

Часто повторяемое утверждение, что оптическая активность никогда не встречается у неорганически синтезированных "органических" соединений, не имеет смысла. В самом деле, опыты с целью получить оптическую активность в этих условиях не проводились.

Эксперименты по синтезу "органических" молекул продолжались дни или недели, но не годы, а ведь для создания оптической активности рассмотренными выше способами требуются большие промежутки времени1.

В этих опытах не использовалось; в них не применялись оптически активные поверхности кристаллов кварца.

В общем я бы поостерегся утверждать, что, поскольку в наши дни оптическая активность связана только с живым веществом, присутствие оптически активных соединений углерода в древних осадочных породах доказывает существование жизни в то время.

Мы уже видели, что сами по себе соединения углерода не могут служить свидетельством существования жизни, так как они могли быть синтезированы абиогенным путем.

Вполне вероятно, что "дополнительные эксперименты" докажут возможность абиогенного возникновения оптической активности в условиях первичной атмосферы.

Конечно, важно еще и то, у каких молекулярных ископаемых обнаружена оптическая активность - у небольших и относительно простых или у более сложных.

Например, сообщение об оптической активности аминокислот из формации Фиг-Три не так уж интересно; более доказательным было бы обнаружение данного свойства у изопреиоидных алканов, так как биогенное происхождение этих соединений более вероятно2.

Однако изопреиоадные алканы, обладающие оптической активностью, насколько мне известно, найдены пока только в эоценовых сланцах Грин-Ривер [2SJ, но существование жизни в эоцене не требует доказательств.

По-моему, оптическая активность ископаемых углистых веществ сама по себе не доказывает существования жизни в то время, но, взятая вместе с другими данными, она служит сильным аргументом в пользу биогенной природы рассматриваемых соединений.

Итак, изучая углистые вещества и другие молекулярные ископаемые, мы видим, что теперь и в геологии граница между неживым и живым становится неясной. Об этом уже говорилось в гл. XII, разд.2, и мы вернемся к этому вопросу в гл. XVIII, разд.


Автор статей: М. Руттен

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №51  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 13:00 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Органические процессы и эндогенные геологические процессы

Тема этого раздела является предметом споров, и здесь невозможно обсудить эти споры подробнее.

Мы хотим поговорить о том, могли ли эндогенные геологические процессы влиять на органическую эволюцию или нет.

В названии раздела проблема сформулирована несколько шире, чем обычная постановка вопроса, которая сводится к следующему: связаны ли так называемые "большие вымирания" фауны фанерозоя с эндогенными процессами типа горообразований или такой связи нет.

Оглядывая всю историю жизни, знакомясь с ее эволюцией и с "переломными" моментами, мы можем задать вопрос, совпадают ли по времени ключевые события этой истории - например, первое появление самой жизни, или первое появление эукариотов, или животных и т. д.- с эндогенными геологическими процессами или такого совпадения нет.

В отношении фанерозоя вопрос этот, как уже сказано, остается спорным.

Существует некая зыбкая корреляция между временем появления и исчезновения некоторых групп животных и периодами горообразования, но строгой временной связи между этими событиями пет. Такое положение дел напоминает мне утверждение крестьянина, что смена погоды связана с фазами луны.

открыть спойлер
Но если начать его расспрашивать, то окажется, что он не может сказать, как же именно связана с луной погода - какая фаза предвещает хорошую или плохую погоду или, быть может, перемена погоды происходит через несколько дней после наступления очередной фазы луны.

Я думаю, что нередко представление о "больших вымираниях" основывается на излишнем упрощении, излишней схематизации истории живого мира.

Что касается излишнего упрощения, вспомним, как геологи умещают историю целой эры, а то и всего фанерозоя на одностраничной диаграмме .

Периоды ускоренной эволюции (а мы знаем, что такое ускорение бывало и на стадии развития, и на стадии угасания некоторых групп животных) изображаются нередко короткой черточкой, а ведь на самом деле такой период мог продолжаться десяток миллионов лет, а то и дольше.

Знакомясь подробнее с историей группы, мы видим, что "переворот" на самом деле был постепенным, и все же неверное представление о внезапных "кризисах" глубоко внедрилось в наши умы благодаря такому упрощенному представлению событий.

Чрезмерная схематизация объясняется тем, что при установлении основных временных границ в геологии, границ между системами или границ, делящих систему на две или три части, использовались сравнительно узкие группы ископаемых остатков (например, кораллы, плеченогие, аммониты), которые были хорошо представлены в той или иной области и достаточно изучены к тому времени, когда устанавливались основные стратиграфические подразделения, а эволюция других важных групп ископаемых не принималась во внимание.

Временные пределы существования той или иной группы были тогда известны недостаточно точно, а для многих групп это положение не изменилось и по сию пору.

Этому есть две причины: во-первых, какие-то группы могли быть неполно представлены в изучаемой области; во-вторых, соотнести местную стратиграфию с другими районами, где данные группы представлены полнее, не всегда возможно.

Практически все границы между системами фанерозоя, а также многие границы, делящие каждую систему на нижнюю, среднюю и верхнюю части, стали в последние десятилетия предметом споров на пале-онтологических симпозиумах - и общее согласие так до сих пор и не достигнуто.

Из-за этой неуверенности границы таких групп, чтобы не ошибиться, распространяют на всю систему или несколько систем, в которых однажды найдены их представители.

А это ведет к неверному представлению, будто все эти не родственные между собой организмы жили в точности в период образования данной системы, а "смена фауны" происходила в конце образования этой или следующей системы.

Ярчайший тому пример - фауна пермских отложений с острова Тимор.

Здесь найдено два района, богатых ископаемыми. Морские фауны этих районов крайне разнообразны, и обе очень строго приурочены к своим участкам.

Почти нет видов, которые встречались бы в обеих местностях. Поскольку оба местообитания представляли собой экологически сходные коралловые рифы, остается предположить, что они различаются только возрастом.

Фауна одного местообитания вымерла и была полностью заменена другой еще до образования второго танатоценоза. Следовательно, обе фауны просуществовали лишь часть пермского периода.

Но поскольку они исключают друг друга и не похожи на другие известные пермские фауны (например, из Канзаса или с Сардинии), мы не можем понять, какая из них древнее, какая моложе.

Здесь не помогает и региональная геология: эти пермские танатоценозы заключены в различные тектонические образования, сформировавшиеся во время альпийского орогенеза, и на основании стратиграфии определить относительный возраст фаун нельзя.

Хотя, как видно из этого описания, мы совершенно точно знаем, что ни одна из двух фаун не просуществовала весь пермский период, во всех учебниках сотни родов и видов с острова Тимор названы "пермскими" и отмечается, что время их существования занимает весь пермский период.

Вот чем объясняется "большое вымирание" в конце пермского периода, один из самых выдающихся "переворотов" в. истории фанерозоя!

Ведь представление о нем опирается в основном на тиморские находки. Как видим, факты, как будто бы указывающие на существование в фанерозое "переломов в развитии фауны", нуждаются в критической переоценке.

Конечно, обсуждение проблемы в целом еще далеко не закончено, и я знаю, что у меня найдется немало противников, горячо защищающих строгую корреляцию "больших вымираний" и некоторых эндогенных процессов.

Что любопытно - органическую эволюцию, постепенное развитие фауны, обычно не связывают с такими процессами.

Но для нас гораздо важнее этот вопрос, ведь в основном нас интересует возникновение жизни и ее развитие, а не история какой-то одной группы животных, переживающей расцвет в то время, как другие группы вымирают.

Перечисляя примеры "положительных" событий в истории живого мира (в противоположность "большим вымираниям"), мы можем назвать появление твердых наружных скелетов в самом начале фанерозоя.

Это произошло в спокойный геосинклинальный период, когда не было никаких горообразовательных переворотов.

Геологическая история развертывалась в то время так равномерно, что во многих местах Земли трудно провести грань между докембрием и кембрием в регулярной последовательности согласно залегающих пластов осадочных пород.

Другие важнейшие этапы эволюционного развития животного мира в фанерозое, например появление первых амфибий, первых млекопитающих, многих важных групп аммонитов и двустворчатых моллюсков и многие другие, также связаны с более спокойными периодами геологической истории и не могут быть соотнесены с эндогенными процессами, скажем с главными фазами горообразования.

Итак, если говорить о фанерозое, то мы можем сделать вывод, что, хотя многие геологи и настаивают па корреляции между "большими вымираниями" и главными периодами горообразования, о такой корреляции между эндогенными процессами и эволюционными приобретениями живого не может быть и речи.

"Но если это так, - может спросить читатель, - то почему тогда развитие жизни в докембрии так явно приурочено к границе между средним и поздним докембрием?

Ведь эта граница, в понимании Голднча , да и автора этой книги, проведена на основании датировок изверженных пород, т. е. связана с крупным горообразованием". Ответ прост: потому, что мы еще мало знаем о до-кембрии.

Как мы видели, стратиграфия докембрия еще находится в зачаточном состоянии.

Ее разработке до сих пор мешают трудности соотнесения старых, неверно проведенных стратиграфических границ, основанных на определениях относительного возраста, с новыми, проводимыми на основании данных об абсолютном возрасте.

Пока положение дел не улучшится, обсуждая такие глобальные проблемы, как наша, мы можем говорить только о самых крупных подразделениях докембрия.

Специалист по региональной геологии, изучающий ограниченный участок какого-то одного древнего щита, может использовать литостратиграфическое деление и выделять в докембрии, например, "гуронский период".

Но он не может быть уверен в том, что его "гуронский период" охватывает тот же промежуток времени, что и "гуронский период" другого геолога, изучающего другой древний щит или даже другую часть того же древнего щита. Скорее всего эти периоды не совпадут.

Итак, мы используем подразделение докембрия, основанное на абсолютных датировках, т. е. на последовательности главных периодов складчатости, только потому, что пока это единственная хроностратиграфня, пригодная для всех древних щитов.

По моему глубокому убеждению, дальнейшие исследования покажут, что основные эволюционные достижения живого имели место в спокойные геосинклинальные периоды.

Вероятно, в течение всей истории жизни, как и в фанерозое, эти достижения не были приурочены к главным орогенезам, но распределялись более или менее равномерно, вне связи с очередными горообразованиями.

Но чтобы строго доказать это, нам еще многого недостает.

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №52  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 13:02 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Постоянство температуры земной поверхности

В этой главе мы должны рассмотреть еще один вопрос.

Речь идет об устойчивости температуры земной поверхности вот уже примерно в течение 3 млрд. лет. Этот вопрос не так уж важен в связи с проблемой происхождения жизни, но такое постоянство температуры сделало возможным сохранение и дальнейшее развитие жизни.

Ведь если в геологической истории был период, когда вся жизнь на Земле подверглась истреблению и перестал производиться биогенный кислород, то свободный кислород, накопившийся к тому времени в атмосфере, должен был быстро израсходоваться на окисление минералов горных пород.

Атмосфера вернулась бы в свое примитивное состояние, и потребовалось бы повторение всех ранних процессов неорганического фотосинтеза и биопоэза.

Но ведь результат разнообразных процессов отбора, действовавших на протяжении стадии биопоэза и дальнейшей эволюции жизни, зависит от множества не связанных между собой факторов, например от мутаций и факторов среды, так что наверняка повторение всех этих процессов привело бы уже к другому результату.

Даже если бы развился похожий тип химизма жизни, то морфология представителей второго цикла жизни на Земле наверняка отличалась бы от "первой попытки".

открыть спойлер
Поскольку до сих пор мы не нахо-дим свидетельств такого повторения, можно утверждать, что в течение последних 3 млрд. лет или около того температура поверхности Земли оставалась благоприятной для жизни.

Примерно 3 млрд. лет жизнь имеет в своей основе белок, а мы знаем, что это "деликатное" соединение.

Белок не вынес бы геологически длительных периодов замерзания или нагрева.

Значит, за все эти 3 млрд. лет температура Земли могла отклоняться от среднего значения не более чем на несколько десятков градусов в ту или другую сторону.

Иными словами, на протяжении всей геологической истории эта температура сохраняла удивительное посто-янство.

Тут, видимо, требуется сделать оговорку для читателя-неспециалиста, который знает по обычной геологической литературе, что в прошлом отмечены значительные вариации температуры, приводившие, например, к ледниковым периодам.

Действительно, оледенения бывали в геологической истории. Последнее из них случалось, по геологическим меркам, совсем недавно - примерно 50 ООО лет назад.

Более того, мы с вами, вероятно, живем не в послеледниковый период, а в межледниковье, хотя, кстати говоря, человек может вольно или невольно предотвратить наступление очередного ледникового периода, влияя на климат своей технической деятельностью.

Известны и более ранние ледниковые периоды, например в позднем каменноугольном периоде и в перми, 250- 200 млн. лет назад, а также в позднем докембрии, около 600 млн. лет назад.

Кроме ледниковых периодов, имелись, по-видимому, и теплые периоды, но их свидетельства труднее обнаружить. Вероятно, один из таких теплых периодов был в перми, когда после очередного оледенения на всем земном шаре образовалось много эвапоритовых отложений.

Итак, на протяжении геологической истории ледниковые и теплые периоды сменяли друг друга. Конечно, они были связаны со значительными колебаниями климата, но ведь эти колебания никогда не распространялись на всю Землю, а затрагивали лишь определенные зоны.

Так, во время последнего оледенения не исчез ни тропический влажный лес, ни коралловые рифы - просто сдвинулись их южные и северные границы.

Но ни в один геоло-гический период поверхность всей Земли не подвергалась замораживанию или чрезмерному нагреву. Таким образом, несмотря на то что в истории Земли случались ледниковые и, по-видимому, теплые периоды, никогда не бывало так, чтобы вся Земля стала непригодной для жизни.

Такое поразительное постоянство температуры земной поверхности объясняется, вероятно, в основном парниковым эффектом, обусловленным современной атмосферой. Этот эффект "амортизирует" колебания независимых факторов, совместно определяющих температуру поверхности Земли.

Наиболее важные из этих переменных - солнечная радиация, тепловой поток из недр и аккумуляция тепла атмосферой. Солнечная радиация - главный источник тепла для земной поверхности.

По современным представлениям, за последние несколько миллиардов лет ее интенсивность не менялась. По-видимому, мы достаточно хорошо понимаем простые ядерные реакции, разогревающие Солнце, и можем довольно уверенно экстраполировать их назад, в геологическое прошлое.

Если не принимать во внимание небольшие колебания активности типа цикла солнечных пятен и т. п., то вряд ли можно сомневаться в том, что за несколько миллиардов лет геологической истории температура Солнца не меняласьТепловой поток из недр еще мало изучен.

Многие считают, что в ранние периоды геологической истории он мог быть гораздо сильнее, так как в то время на Земле было больше радиоактивных элементов, которые с тех пор распались.

Но вряд ли этот приток тепла был настолько велик, что мог препятствовать существованию белковой жизни.

Аккумуляция тепла атмосферой - крайне сложный процесс со множеством обратных связей, препятствующих остыванию или нагреву при изменениях в поступлении тепла.

Например, любое повышение температуры земной поверхности в результате усиления солнечной радиации или потока тепла из недр вызовет усиленное испарение, а значит, и усиленное образование облаков.

При этом увеличится отражательная способность атмосферы, так называемое альбедо Земли, и уменьшится поступление тепла от Солнца на земную поверхность.

При этом отмечаются также более сложные явления, такие, как сдвиг тропопаузы, т. е. границы между нижней частью атмосферы - тропосферой и вышележащим слоем - стратосферой. Все эти процессы будут сглаживать эффект увеличения притока тепла от Солнца или из недр Земли.

Итак, механизм аккумуляции тепла атмосферой с его разнообразными обратными связями может эффективно сглаживать до-вольно значительные колебания притока тепла.

Поэтому наша Земля с ее атмосферой - очень хорошая оранжерея, и это обстоятельство, конечно, сыграло важную роль в возникновении и дальнейшем развитии жизни на Земле.

Поскольку свойства атмосферы, играющие важную роль в определении парникового эффекта, обусловлены главным образом присутствием в ней водяных паров, которые, конечно, имелись и в первичной атмосфере, можно считать, что этот эффект проявлялся уже на заре геологической истории.


Автор статей: М. Руттен

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №53  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 13:04 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Процессы фоссилизации

Замечательные успехи, сделанные за последние годы в "охоте" за ископаемыми докембрия, иногда приводят к недооценке трудностей, связанных с различением ископаемых эукариотов и прокариотов.

Более того, в литературе нередко встречается совершенно неверное утверждение, будто эти ископаемые можно считать "биологически или органически сохранными". Фоссилизация в подавляющем большинстве случаев - это замещение органического вещества породообразующими минералами.

Такое замещение менее всего сказывается на твердых частях организма - на раковинах, скелетах, зубах, которые уже при жизни организма состояли главным образом из минеральных веществ - кальцита, кремне-зема или фосфата.

Но и эти части подвергаются перекристаллизации, а нередко - частичному или полному замещению.

Мягкие части сами по себе сохраняются только при крайне редком стечении обстоятельств, например при погребении в асфальтовой луже или под толщей льда.

Даже в угольных болотах молекулы исходного органического вещества прежде всего распадались, и органика сохраняется здесь в форме заново полимеризованных гуминовых кислот.

открыть спойлер
При силицификации (а большинство докембрийских ископаемых сохранилось именно благодаря этому процессу) происходитполное замещение. Чтобы получить представление о том, как силицификация изменила даже сравнительно молодые ископаемые остатки фанерозоя, достаточно сравнить фото 39 и.

Первая фотография - снимок живой радиолярии, вторая - тонкого шлифа кремнистого сланца из мезозоя. Мы видим, что при фоссилизации мезозойских радиолярий сохранились только прочные раковины, а тонкие лучи исчезли.

Все содержимое раковин, да, видимо, и они сами полностью перекристаллизованы.

У докембрийских организмов не было твердых раковин. И все же в некоторых исключительных случаях морфология этих организмов сохранялась при постепенном замещении органических молекул молекулами кремнезема.

Это случалось потому, что остатки биологического вещества переместились к наружной границе бывшего организма, причем исходное органическое вещество трансформировалось. Большая часть его превратилась в кероген, и осталось совсем немного разрушенного исходного материала.

Поэтому нельзя отрицать, что "биологический материал" в этих ископаемых так или иначе сохранился. Но неверно, что, подвергшись фоссилизации, эти организмы "биологически сохранились".

Итак, при фоссилизации внутреннее строение клетки почти всегда пропадает. Все содержимое клетки теряет свою сложную структуру и замещается другими веществами.

Этот процесс настолько обычен даже в более молодых осадочных породах, что находки ископаемых остатков с сохранившимся внутренним строением клеток чрезвычайно редки. Как правило, по ископаемым остаткам нельзя судить, были ли фоссилизированные организмы прокариотами или эукариотами.

Возможно, новая волна интереса к ископаемым остаткам докембрия принесет новые сведения, которые позволят нам приблизиться к решению этой проблемы. Первый шаг уже сделан Шоп-фом, изучавшим формацию Биттер-Спрингс в центральной Австралии .

В углистых кремнистых сланцах этой формации найдена богатая микрофлора, которую мы не будем рассматривать подробно, поскольку в эволюционном отношении она стоит на том же уровне, что и флора, описанная Пфлюгом из формации Белт в Северной Америке.

Но сохранность австралийских находок настолько хороша, что в некоторых случаях удается различить внутренние клеточные структуры, которые можно интерпретировать как остатки ядер. Если такая интерпретация верна, то эти ископаемые представляют собой остатки эукариотических клеток.

Более того, среди ископаемых остатков другого вида, обнаруженных в той же породе, можно найти ряд форм, как будто бы представляющих собой разные стадии онтогенеза особей одного и того же вида.

Если это действительно так, то эти стадии можно расположить в ряд, напоминающий последовательность процесса митотического деления, известного сейчас только у эукариотов.

Хотя это второе предположение менее убедительно, чем первое, однако, вместе взятые, они, видимо, служат веским доказательством существования эукарио-тических организмов в период образования формации Биттер-Спрингс.

Возраст этой формации не определен с достаточной точностью, но он должен составлять около 1 млрд. лет.

Не удивительно, что в то время уже существовали эукариоты, так что сама по себе эта находка не имеет большого значения для нашей проблемы.

Но она позволяет надеяться, что дальнейшие палеонтологические изыскания, возможно, когда-нибудь помогут нам выяснить, когда впервые появились эукариотические клетки.

Для этого, конечно, понадобится кропотливая работа с исключительно хорошо сохранившимся материалом.

Важно подчеркнуть, что если в ископаемой клетке не удается различить внутренней структуры, то это еще не доказывает, что она принадлежала прокариотическому организму.

Поэтому утверждения вроде "столько-то миллиардов лет назад жизнь была еще прокариотической" необоснованны. В устах крупного палеонтолога такие заявления звучат очень уверенно, вводя в заблуждение неспециалистов.

Единственное основание их состоит в том, что в раннем и среднем докембрии пока обнаружены лишь организмы, не обладающие различимой внутренней структурой клеток.

Но в действительности неизвестно, были ли они прокариотами или это просто результат разрушения клеточных органелл при фоссили-зации.

Точно так же мы пока не можем ответить на вопрос, когда же на Земле появились первые эукариоты. Только наличие в ископаемой клетке фоссилизированных органелл доказывает, что нам встретился эукариотический организм.

К сожалению, такая сохранность - результат чрезвычайно редкого стечения обстоятельств, и потому утверждения вроде "возраст первых докембрийских эукариотических организмов составляет столько-то миллиардов лет" также следует признать чересчур смелыми.

Пока мы знаем лишь один случай обнаружения эукариотических клеток из докембрия - рассмотренные нами находки Шопфа, и еще рано говорить о стратиграфическом положении этих ископаемых остатков.

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №54  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 13:04 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Роль глин

Глина - одна из самых распространенных пород, часто встречающаяся и на поверхности Земли, и в осадочных толщах.

Насколько можно судить по древнейшим осадочным породам, отложенным в раннем докембрии, глины были так же широко распространены и тогда. Глины - крайне тонкозернистые породы.

Входящие в их состав минералы объединяются в группу так называемых глинистых минералов, изучение которых стало возможным лишь после разработки методов рентгеноструктурного анализа. Глинистые минералы сходны между собой по строению и составу.

Они состоятиз силикатов алюминия и других катионов и содержат много воды. Глинистые минералы обладают ярко выраженной пластинчатой структурой, напоминающей строение слюд, но здесь отдельные кристаллы гораздо мельче, а химический состав гораздо более изменчив.

Кристаллическая решетка глинистых минералов состоит из правильных, тонких, параллельных, лежащих стопкой слоев прочно связанных ионов. В промежутках между слоями располагаются катионы и гидроксильные группы.

Расстояние между параллельными слоями может изменяться в зависимости от количества катионов и гидроксильных групп. В случае монтмориллонита (фиг 82) в промежутки между отдельными пластинками могут включаться молекулы воды.

Поэтому глины при намокании набухают, а высыхая, уменьшаются в объеме.

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №55  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 13:06 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Соотношение стабильных изотопов в биогенных и абиогенных соединениях

В гл. III мы уже говорили о том, что многие элементы фактически представляют собой смесь химически неразличимых изотопов, различающихся только по физическим свойствам, например по атомной массе.

Тогда мы уделили основное внимание нестабильным изотопам, которые используются при определениях абсолютного возраста в качестве геологических часов. Но стабильных изотопов существует гораздо больше, и сейчас мы поговорим о них.

Из многих проблем, связанных со стабильными изотопами, мы займемся вопросом об установлении биогенного или абиогенного происхождения некоторых веществ. Специалистов, занимающихся этой проблемой, интересуют в основном три элемента: углерод (С), кислород (О) и сера (S).

Полный обзор литературы до 1959 года по изотопному составу этих, а также других элементов, важных для изотопной геологии, можно найти у Ранкамы ; с тех пор появились еще некоторые работы по сере.

Я ограничусь здесь рассмотрением изотопов углерода, поскольку они особенно важны для нашей проблемы и, кроме того, на их примере мы можем ознакомиться с трудностями, встающими при работе со стабильными изотопами других элементов.

В атмосфере содержится четыре разные двуокиси углерода, различающиеся по изотопному составу: 12С,602, 13С160г, 12С160180 и l2Ci802. Наиболее распространены первые три типа молекул, причем 12С преобладает над 13С.

открыть спойлер
Это видно из приводимых ниже данных, характеризующих соотношение фракций природной двуокиси углерода различного изотопного состава :В настоящее время в процессе фотосинтеза, осуществляемого зелеными растениями, достигается очень точное фракционирование изотопов углерода.

Отношение 12С/|3С в них составляет от 90,0 до 92,9% отношения, определенного для так называемого "чикагского стандарта" - углеродистого вещества ископаемого белемнита2

В небиогенном углероде это отношение варьирует от 88,0 до 50,2%.

Как возникает такое различие в изотопном составе углерода, мы можем представить себе только в самых общих чертах. Фотосинтез представляет собой последовательность кинетических процессов, а не равновесных реакций.

Значит, в каждой из последовательных реакций определяющую роль играет кинетика, а легкий изотоп реагирует в целом быстрее, чем тяжелый.

С другой стороны, метаболизм зеленых растений состоит не только из фотосинтеза, но и из других процессов, например дыхания, причем некоторые из них представляют собой равновесные реакции, а известно, что в реакциях ассоциации - диссоциации в соединениях с прочной химической связью преимущественно накапливается тяжелый изотоп.

Разумно предположить, что характерное отклонение изотопного состава биогенного углерода и вариации этого состава в современных зеленых растениях объясняются разными причинами: отклонение от обычного отношения 12С/3С возникает главным образом в процессе фотосинтеза, а разброс этого отклонения связан с другими метаболическими процессами.

Возможно, это объяснение неверно.

Но так или иначе, в ископаемых соединениях углерода также обнаружен "биогенный тип" отклонения изотопного состава. В углероде из угля или графита всегда относительно больше 12С, чем в углероде из изверженных пород.

Возможно, во втором случае связывание углерода в большей мере зависело от равновесных процессов, что и привело к обогащению 13С. Заметим, что изотопный состав углерода угля и графита из осадочных пород раннего и среднего докембрия близок к изотопному составу растений нашей эпохи.

Из этого делается вывод, что, во-первых, весь этот углерод имеет биогенную природу и, во-вторых что жизнь существовала на Земле в период отложения самых древних осадочных пород, известных науке.

Однако такой вывод надо признать если не совершенно ошибочным, то, во всяком случае, необоснованным. Сходство изотопного состава говорит только о сходной степени фракционированное изотопов, т. е. о принципиальном сходстве процессов образования анализируемых веществ.

Можно не сомневаться в том, что в неорганическом фотосинтезе, происходившем в условиях бескислородной атмосферы, кинетика играла не меньшую роль, чем в фотосинтезе органическом, протекающем в современных условиях.

Итак, мы пришли к отрицательному заключению: сходство соотношения стабильных изотопов углерода в современных зеленых растениях и в биогенных отложениях с изотопным составом углерода древнейших осадочных пород еще не доказывает, что эти породы образовались биогенным путем.

Это справедливо и для соотношения стабильных изотопов других элементов.

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №56  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 13:07 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Состав морских вод

Мы так много говорим о "первичном бульоне", который в умах очень многих авторов тесно связан с океаном, что было бы уместно рассмотреть здесь свойства морской воды.

В наши дни общий объем океанов составляет 1,37-109 км3, или 1,37 -1021 л. Каков был их объем раньше, неизвестно.

Если не принимать во внимание местные отклонения, обусловленные испарением или поступлением пресной речной воды, состав морской воды во всем мире поразительно постоянен. Основные ее компоненты перечислены в табл..

Соленость моря равна 3,5%, рН 8,2 0,2, а окислительно-восстановительный потенциал 12,5 0,2. Раннее соленость морской воды объясняли таким образом: вначале океаны состояли из пресных водных масс, постепенно осоло-нившихся из-за поступления с речным стоком растворенных веществ.

Заметим, кстати, что на этой концепции была основана одна из самых первых попыток оценки возраста Земли. Зная современный вынос растворенных веществ с суши и современный объем и соленость океана, можно рассчитать, когда началось накопление солей в морской воде !

Но этот метод столь же несостоятелен, сколь прост на первый взгляд: ведь мы не знаем, сколько растворенных веществ несли древние реки, каков был объем древних океанов, сколько солей попало в известняки и эвапориты и сколько вернулось в круговорот при позднейшей повторной эрозии.

открыть спойлер
Лишь в 50-х годах XX в. теория постоянно осолоняющегося океана была серьезно пересмотрена.

По различным соображениям было принято, что время существования отдельных ионов в океане мало по сравнению с геологической историей.

Другими словами, соленость морской воды - результат не накопления, а постоянной смены ионов.

Кроме того, установилось мнение, что поразительное постоянство рН морской воды на всем земном шаре объясняется буферным действием карбонатной системы, т. е. взаимодействием между Са С03, Са2+, С032 НС03 и Н2С03.

В 1961 г. шведский химик Силлен выступил с возражениями против этой теории . Он разработал непротиворечивую модель морской воды, используя константы химической активности основных компонентов морской воды и правило фаз Гиббса.

Модель Силлена, прекрасно согласующаяся с современным составом морской воды, активно защищалась им в серии статей, нередко с весьма эмоциональными названиями, например "Как морская вода приобрела свой нынешний состав".

Эта теория не претерпела значительных изменений, так что, кроме самой первой статьи (1961 г.), с ней можно ознакомиться и по статьям 1967 года .

Кратко эта теория сводится к следующему.

В ней учитываются лишь 8 компонентов морской воды: Н2О, НС1, Si02, А1(ОН)3, NaOH, КОН, MgO и СаО. В равновесии должны находиться 7 фаз:1) водный раствор с составом, близким к составу морской воды,2) кварц, 3-6) глинистые минералы каолинит, гидрослюда (или иллит), хлорит и монтмориллонит и 7) филлипсит или другой цеолит.

Состав водного раствора и всех твердых веществ при данном давлении, температуре и концентрации ионов С1~ остается постоянным.

Добавление С02 приведет к осаждению известняка СаС03; добавление FeO и Fe203 - к осаждению глауконита и гетита, но состав раствора, т. е. состав морской воды, почти не изменится.

По Силлену, состав морской воды забуферен не карбонатной системой, а тем, что он, как химик, называет "тонкозернистыми алюмосиликатами".

Геолог назовет эти вещества глинистыми минералами. Геохимики и минералоги, занимающиеся глинами, подтвердили мнение Силлена.

Мы покажем, как действует этот буферный механизм, на простом примере. На самом деле глинистые минералы устроены гораздо сложнее, чем изображено на упрощенной схеме строения монтмориллонита .

В кристаллической решетке глинистых минералов могут чередоваться не два, а три слоя, причем относительное число катионов в каждом из них может значительно варьировать. Глинистые минералы из рек и озер явно отличаются по своему составу от глинистых минералов океанского дна.

Почти все речные и озерные воды, особенно соприкасающиеся в обширных бассейнах рек с мергелями и известняками, насыщены кальцием. Эта так называемая жесткая вода выщелачивает из кристаллической решетки глинистых минералов натрий и магний.

Минералы, таким образом, распадаются. Попадая в морскую воду, которая из-за высокого содержания Na может считаться щелочной, они "восстанавливаются", т. е. натрий и магний опять входят в кристаллическую решетку.

Именно из-за этой способности глинистых минералов терять и присоединять некоторые катионы в зависимости от состава воды они и обладают буферным действием. Схема реакций разрушенных глинистых минералов с морской водой такова.

Вначале происходит интенсивный обмен катионами.

Кальций, обычно преобладающий в глинистых минералах речного происхождения над другими катионами, замещается Na+, Mg2+ и К+.

Кроме того, восстанавливаются иллит и хлорит, в которых из катионов оставался только алюминий. В их кристаллические решетки включается калий или магний (или оба эти катиона).

Наконец, считается возможной и третья реакция - образование новых, так называемых аутигенных глинистых минералов при соединении веществ, растворенных в пресной и морской воде.

Например, реакция между кальциевым речным и натриевым океаническим монтмориллонитом протекает согласно следующему уравнению:Реакция восстановления (воссоединения) распавшихся алюмосиликатов идет следующим образом:

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №57  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 13:09 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Водоросли ботаническая и палеоботаническая номенклатура

Кроме того, неспециалиста может ввести г. заблуждение номенклатура водорослей.

Дело в том, что систематика высших растений и животных основана на совершенно иных принципах, чем систематика некоторых низших растений (в том числе водорослей), а также палеоботаническая систематика.

Систематика высших растений и животных основана, насколько это возможно, на принципе генетического родства.

Два вида высших растений или животных, очень сходные на первый взгляд, могут быть отнесены к совершенно разным таксонам, если у них найдены достаточные различия в анатомии или в жизненном цикле или любые другие различия, доказывающие, что эти виды генетически не родственны друг другу.

Этот принцип классификации живых существ восходит по сути к английскому натуралисту Джону Рею (1627-1705), который уже в 1693 году отнес дельфина и летучую мышь к млекопитающим, а не к рыбам и птицам соответственно.

Правила ботанической систематики отличаются от зоологических: они допускают в некоторых случаях классификацию, основанную лишь на внешнем сходстве. Более всего это относится к палеоботанике, а также к вымершим и современным водорослям.

открыть спойлер
Эти организмы делятся на так называемые "группы форм", основанные только на морфологии. Дело в том, что для этих организмов мы еще не в состоянии установить филогенетическую класси-фикацию.

Поэтому приходится пока довольствоваться хотя бы классификацией, основанной на внешнем виде организмов. Все это, конечно, строго сформулировано в международном кодексе правил ботанической номенклатуры, но неспециалиста такое положение вещей может совершенно запутать.

Все мы, как правило, воспитаны на филогенетической систематике высших растений и животных, и, встречая выражение "родственные виды", мы думаем, что речь идет о видах, которые, различаясь в той или иной степени по внешнему виду, имеют сходное строение и близких предков.

Мы не назовем летучую мышь "видом, родственным птицам" или дельфина "родственным рыбам". Но палеоботаническая систематика допускает подобные группировки.

Так, если выдающийся палеоботаник проф. Э. Баргхоорн сообщает, что ископаемое из формации Ганфлинт Animikiea septata "по своему облику, размеру и форме похоже на современные роды Oscillatoria и Lyngbya", то это утверждение с точки зрения палеоботанической систематики вполне корректно.

Но неискушенного читателя эти слова вводят в заблуждение: он не знает, что их надо понимать только в самом буквальном смысле, а именно что древнее ископаемое по своей морфологии, по внешнему виду напоминает современные водоросли.

В это утверждение не вложено никакого филогенетического смысла - это дозволено правилами палеоботанической систематики.

Но поскольку случилось так, что оба упомянутые здесь рода принадлежат к сине-зеленым водорослям, неботаник получает впечатление, что и ископаемая форма относится к сине-зеленым водорослям.

Читая, что ископаемая форма Gunflintia minuta Barghoorn "напоминает по строению некоторые сине-зеленые водоросли и железобактерии", неспециалист поневоле приходит к неверным умозаключениям, так как он не знает, что "строение" в этом контексте означает всего лишь внешнюю форму.

В микробиологии выводы, делаемые по внешнему сходству, могут гораздо дальше отстоять от действительности, чем в систематике высших растений и животных, так как у микроорганизмов процессы метаболизма очень разнообразны.

Если применить принципы систематики микроорганизмов к высшим растениям и животным, то нам пришлось бы не только отнести дельфина к рыбам, а летучую мышь к птицам, но и объединить палочников и листовидок 1 с деревьями, на которых они питаются.

И не просто объединить - нам пришлось бы считать, что эти виды насекомых крайне близки к соответствующим растениям - ведь сходство так велико!

При "расследовании" обстоятельств происхождения жизни на Земле нас, конечно, интересует не внешнее, а действительное, т. е. функциональное и генетическое, сходство.

Приведенные выше цитаты из палеоботанических работ вполне корректны с точки зрения систематики, но читателю-неспециалисту приходится напоминать, что они не говорят о родстве между рассматриваемыми формами.


Автор статей: М. Руттен

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №58  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 13:11 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Введение

В этой главе кратко рассматриваются довольно разнообразные геологические вопросы, имеющие отношение к проблеме происхождения жизни и в то же время не уложившиеся в содержание двух предыдущих глав.

Сначала мы поговорим об оптической активности и о роли кварца, который наряду с глинистыми минералами является важнейшим компонентом осадочных пород. После этого мы рассмотрим разные пути возникновения кремнистых сланцев.

Эти породы, состоящие из очень тонкозернистого кремнезема, служат, как было показано в гл. XII, основным хранилищем микроископаемых раннего и среднего докембрия. Поэтому нам важно узнать данные, весьма, впрочем, немногочисленные, касающиеся происхождения кремнистых сланцев.

Затем последуют два геохимических раздела, из которых мы узнаем, что известные сейчас данные геохимии сами по себе не позволяют дать однозначный ответ на вопрос, в самом ли деле Земля обладала некогда первичной бескислородной атмосферой. Потом мы займемся глинистыми минералами.

Познакомившись с их строением и химическим разнообразием, мы сможем перейти к современным представлениям об истории состава морской воды. Мы узнаем, что в условиях современной атмосферы состав морской воды должен был бы на протяжении геологической истории сохраняться неизменным.

открыть спойлер
Причина состоит в том, что концентрации основных элементов, Na, Са, Mg и других, в значительной степени регулируются благодаря глинистым минералам.

Исходя из представления о неизменности состава морской воды, шведский химик проф. Силлен усомнился в одной из основных концепций теории происхождения жизни, назвав ее "мифом о пред-биологическом бульоне" (1965 год).

По термодинамическим соображениям следует ожидать, что если принимать во внимание только равновесные концентрации, то в океанском "первичном бульоне" содержание свободных радикалов и "органических" молекул должно было оставаться низким, и им можно было бы пренебречь.

Видимо, этот вывод остается верным и для океана, контактировавшего с первичной бескислородной атмосферой, хотя равновесные реакции, протекавшие в этом случае, изучены еще слабо.

Но ведь сейчас в лагунах и соленых озерах отлагаются соли, хотя концентрация их в морской воде весьма далека от насыщения.

В подобных же условиях, вероятно, могли возникать и концентрированные "бульоны", гораздо более подходящие для развития жизни, чем воды открытого океана. Кроме явления оптической активности, мы коснемся и некоторых других аспектов различия между биогенными и абиогенными соединениями.

Это различие, столь явное в наши дни, совсем не обязательно существовало в раннюю эпоху геологической истории. Например, сейчас биогенное и абиогенное вещества могут различаться по соотношению в них стабильных изотопов какого-либо элемента.

Но это еще не означает, что это справедливо также для органических и "органических" веществ раннего и среднего докембрия. Другой вопрос, рассматриваемый здесь довольно подробно, - это механизм отложения известняка различными организмами.

В современной кислородной атмосфере этот процесс осуществляется главным образом за счет фотосинтезирующих водорослей.

Но и сейчас, как любезно сообщил мне проф. К. Ван-Ниль, протекают другие, весьма многочисленные процессы отложения известняка, особенно анаэробными микроорганизмами; поэтому не удивительно, что биогенные известняки встречаются уже в пластах раннего докембрия.

Я хотел бы кое-что сказать о процессе фоссилизации.

Микроископаемые докембрия поразительно хорошо сохранили свою морфологию, но не надо забывать, что это всего лишь внешняя форма организма (особенно это относится к ископаемым остаткам, обна-руживаемым в кремнистых сланцах).

Исходное вещество клеток не сохранилось, хотя о "биологически сохранном" веществе в последнее время говорилось так много.

Обычно в ископаемых остатках ничего не остается и от внутренних структур клеток. Поэтому невоз-можно отличить прокариотические клетки от эукариотических.

Надо также сказать несколько предостерегающих слов о смысле палеоботанической классификации водорослей.

В противоположность классификации высших растений и животных, основанной на филогенетических соображениях, система водорослей, особенно в палеоботанике, это всего лишь так называемая морфологическая группа, отражающая внешнее сходство между разными видами, родами и высшими таксономическими единицами.

Для нашей проблемы такая искусственная система не имет никакой ценности. Затем мы перейдем к довольно скользкому вопросу о предполагаемой связи между появлением и эволюцией жизни, с одной стороны, и периодами сильных пертурбаций земной коры - с другой.

Я не верю, что существует подобная связь между так называемыми "большими вымираниями" и "главными орогенезами", но я знаю, что многие геологи не согласятся со мной.

Впрочем, для докембрия этот вопрос имеет чисто академический характер, поскольку для абсолютной датировки докембрия используются в основном поро-ды, сформировавшиеся во время главных горообразований, - у нас просто нет возможности составить подробную временную шкалу для докембрийских пластов всего мира.

В конце главы мы поговорим о том, что факт длительной эволюции жизни в течение примерно 3 млрд. лет свидетельствует о сравнительном постоянстве температуры поверхности Земли на протяжении всего этого времени.


Автор статей: М. Руттен
http://evosfera.ru/

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №59  СообщениеДобавлено: 29 ноя 2013, 13:12 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Синтетическая теория эволюции


Тот факт, что теория Дарвина первостепенное значение в отношении появления новых видов уделяет экологическим факторам, не помешало наибольшему развитию изучения генетических аспектов изменчивости и наследственности.

Развитие данного направления привело к тому, что на свет появилась так называемая синтетическая теория эволюции, в основе которой лежат принципы неодарвинизма. Важной ее особенностью является ориентация по преимуществу на генетические механизмы появления эволюционных изменений.

Наиболее традиционный вид этой теории эволюции фактически игнорирует экологические эволюционные аспекты, и весь эволюционный процесс сводится к отбору мутаций и их последующему распределению в популяциях.

То, что синтетическая теория эволюции признает за естественным отбором главенство среди эволюционных факторов, подлинная причина возникновения и закрепления признаков определяется не отбором, а рекомбинацией генов.

В соответствии с общепринятым мнением, синтетическая теория эволюции явила собой новый шаг по отношению к оригинальной теории Дарвина и заключает в себе объединение взглядов Дарвина с данными современной генетики, палеонтологии, экологии и ряда иных биологических дисциплин.

Но с точки зрения исторического анализа явствует, что синтетическая теория не может считаться вполне самостоятельным эволюционным учением. Это всего лишь одно из возможных направлений развития эволюционного учения Дарвина, которое связано с более пристальным изучением генетических эволюционных факторов.

открыть спойлер
Реальный синтез новейших эволюционных данных станет возможен лишь тогда, когда будут наиболее полно изучены вкупе с генетическими факторами экологические эволюционные факторы, которые составляют основу эволюционного учения Дарвина.

Существует ряд причин, повлиявших на развитие преимущественно генетических эволюционных факторов после создания теории Дарвина. Например, одна из них вызвана тем, что изучение в полном объеме экологических факторов подразумевает исследование сложных и разнообразных взаимоотношений организмов друг с другом и с окружающей средой.

В то время, когда Дарвин создавал свое эволюционное учение, экология, как наука, находилась в зачаточном состоянии, и представление об экологических механизмах эволюции у Дарвина было в основном умозрительным. Потребовалось немало времени и усилий для получения фактического подтверждения теоретических конструкций Дарвина.

И только сегодня, когда экология смогла достичь такого уровня научных исследований, при котором открывается возможность объективного анализа экологических эволюционных факторов.

Генетика, являясь по сравнению с экологией более узкой научной дисциплиной, имеет возможность оперативно решать множество стоящих перед ней проблем, используя экспериментальные методы исследования.

Другой важной причиной доминирования в эволюционной биологии генетических исследований является то, что после появления эволюционной теории Дарвина, ее критика была направлена, в первую очередь, на аспекты изменчивости и наследственности.

Остротой данной проблемы было привлечено пристальное внимание ученых, что и обусловило быстрое развитие в последующем эволюционно-генетических исследований.

Синтетическая теория эволюции имеет весьма важное системное дополнение – эпигенетическую теорию, рассматривающую в качестве главного объекта эволюции онтогенез организма.


Added: 24 июня 2011
http://evosfera.ru/

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 59 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4

Текущее время: 11 дек 2017, 17:22

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

Вы не можете начинать темыВы не можете отвечать на сообщенияВы не можете редактировать свои сообщенияВы не можете удалять свои сообщенияВы не можете добавлять вложения
Перейти: