Энциклопедия жизни. Быстрое развитие биологии


	Быстрое развитие биологии

Во времена Пастера фактически ничего не было известно о процессах, происходящих в бактериальных клетках. Хотя микроскопистам удалось рассмотреть некоторые внутренние структуры (преимущественно в довольно крупных клетках простейших), считалось, что большинство микроорганизмов, в особенности бактерии, лишены каких бы то ни было характерных структурных особенностей и представляют собой просто крошечные сферические тельца или мешочки живой материи. Эта кажущаяся структурная простота и послужила причиной того усердия, с которым сторонники идеи самопроизвольного зарождения защищали свои взгляды: логически не существовало никаких препятствий для внезапного возникновения таких живых единиц.

Однако примерно к середине 20-х годов XX в. было накоплено огромное количество сведений о химических процессах в живой клетке. Отметим лишь некоторые из самых ярких достижений. Было показано, что протоплазма обладает многими коллоидными свойствами, в частности в ней возможны обратимые переходы золь - гель, и что живое вещество состоит в основном (если не считать воды) из нескольких классов макромолекул, большинства которых представляют собой белки.

Из клеточных ядер были выделены и химически охарактеризованы нуклеиновые кислоты. Из клеточных экстрактов были получены неочищенные препараты ферментов, обладающие протеолитической и дегидрогеназной активностью. В клеточных экстрактах были идентифицированы также разнообразные низкомолекулярные соединения - аминокислоты, сахара и различные пигменты. Было показано, что такие биохимические процессы, как гликолиз и брожение, представляют собой сложные последовательности реакций, в которых участвуют белки в качестве катализаторов.

В последней четверти XIX в. в результате детальных микроскопических исследований и благодаря применению открытой тогда новой техники специфичного окрашивания было довольно подробно изучено сложное поведение хромосом в процессе клеточного деления у простейших и у высших организмов. В эукариотических клетках помимо ядра и цитоплазмы были открыты и другие структурные единицы и органеллы - цитоплазматическая мембрана, различного рода вакуоли, ядрышко, центриоли и так называемый аппарат Гольджи.

В течение двух первых десятилетий XX в. постепенно начала вырисовываться новая концепция живой клетки как системы, характеризующейся большой структурной и функциональной сложностью. В общем стало ясно, что в клетке существует разделение труда между разными специализированными органеллами и что в ней функционируют чрезвычайно сложные и высокоорганизованные системы сопряженных последовательностей реакций, в которых принимают участие соединения с гораздо более высоким молекулярным весом и гораздо более сложным строением, нежели те, которые исследовались химиками-органиками в первой половине XIX в.

После того как Вёлеру в 1832 г. удалось искусственным путем получить мочевину, было синтезировано множество других простых иизкомолекулярпых соединений (сахара, аминокислоты и т. д.), характерных для живых систем. Несложность некоторых из этих синтезов впоследствии навела на мысль, что та'кие реакции могли бы в свое время в подходящих условиях происходить на Земле еще до появления на ней жизни.

Шестьдесят лет, прошедших после пастеровских исследовании самопроизвольного зарождения, были отмечены быстрым и во многих отношениях изумляющим прогрессом в физике. В частности, именно в это время Джеймс Максвелл вывел уравнения, описывающие электромагнитные поля, и прочно утвердились представления о корпускулярной природе электричества и материи. Среди многочисленных достижений этого плодотворного для науки периода было и развитие спектроскопии. Спектроскопия (в частности ее применение для анализа химического состава звезд и других астрономических объектов) сыграла важнейшую роль в связи с кругом интересующих нас проблем. Данные, полученные с помощью этого метода, послужили стимулом для построения гипотез о происхождении солнечной системы.

Метод исторической геологии, в частности изучение пластов и исследование распределения ископаемых остатков в геологическом разрезе позволили получить данные, свидетельствующие о громадном возрасте Земли и земной жизни.

Однако, по-видимому, самым значительным достижением можно считать расширение кругозора, обусловленное дарвиновской теорией органической эволюции, которая постулировала, что степень филогенетической сложности возрастает постепенно и практически незаметно на протяжении всей длительной истории Земли. Дж. Холдейн и А. И. Опарин, распространив концепцию Дарвина на углеродсодержащие соединения, существовавшие на первобытной Земле до возникновения на ней первичной популяции, возродили проблему происхождения жизни в совершенно новом виде.