Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭВОЛЮЦИИ И РАЗВИТИЯТеория эволюции — один из основных разделов теоретической биологии. В современном ее понимании теория эволюции охватывает проблему возникновения жизни и биологической информации, эволюцию целой биосферы и развитие отдельных видов. Основной идеей теории эволюции была и остается идея дарвиновского отбора. Сейчас ясно, однако, что эта идея требует дальнейшего развития, уточнения понятий и более четкого анализа условий отбора. Необходимость в этом возникла в связи с исследованиями процессов возникновения и преобразования биологической информации и попытками на новом уровне оценить темпы эволюции. Эти попытки привели к парадоксальному на первый взгляд результату — вероятность как спонтанного возникновения простейших живых объектов, так и их дальнейшей эволюции крайне мала. Возникла ситуация, которую можно охарактеризовать словами «теория эволюции под огнем» [1]. Суть проблемы в следующем. На некоторых этапах эволюции: при возникновении живых объектов, новых ферментативных систем и т. д., возникает и новая информация. Случайное возникновение большой и ценной информации крайне маловероятно; оценки приводят к числам порядка Такая ситуация находится в противоречии с принципом «эволюционной непрерывности» [2], согласно которому маловероятных событий в эволюции вообще -не было и она протекала постепенно и последовательно. Итак, основную проблему можно сформулировать следующим образом. Могла ли в эволюции биосферы накопиться большая и ценная информация без маловероятных случайностей? (И если могла, то каким образом.) В этой главе мы рассмотрим возможные и обсуждаемые в литературе пути решения этой проблемы. Начнем с вопроса о происхождении жизни. Исследованию обстоятельств, при которых могли возникнуть живые объекты, посвящены работы Опарина [3], Фокса [4] и их последователей (см. [5, П22]). Согласно современным представлениям, это произошло в «первичном бульоне». Первичный бульон прошел длительную (около миллиарда лет) добиологическую, химическую эволюцию. Ее мы подробно рассматривать не будем, отметим лишь свойства бульона, важные для дальнейшего. С термодинамической точки зрения «бульон» представлял собою существенно неравновесную систему: в нем имелись градиенты температур и концентраций, потоки, а также богатые свободной энергией химические соединения. Безусловно, происходило периодическое изменение условий, связанное не только с суточным и годичным ритмами, но и с другими автоколебательными процессами в неживой природе [6]. В первичном бульоне уже имелись образованные химическим путем все основные элементы, составляющие современную биосферу: нуклеотиды, аминокислоты, липиды и сахара. Более того, путем самопроизвольного синтеза (без ферментов, но при участии богатых свободной энергией конденсирующих агентов) могли возникнуть полипептиды (протеиноиды в терминологии Фокса [4]) и полинуклеотиды. Как полимеры, так и свободные нуклеотиды и аминокислоты были распределены весьма неравномерно. Благодаря присутствию полимеров возникли локальные каплеподобные образования — коацерваты (в терминологии Опарина [3]) или сходные с ними микросферы [4] или маригранулы [5]. Размеры таких капелек невелики Основываясь на свойствах бульона, можно оценить, какую вероятность редкого события следует считать абсурдно малой, а какую — приемлемой. Вероятность того, что какое-либо событие произойдет за время существования бульона во всем его объеме, равна
где акт (одну попытку) и На стадии образования бульона еще не существовало ни биологической информации, ни информационной системы, способной ее породить. Вопрос о возникновении биологической информации впервые поставил Кастлер
|
1 |
Оглавление
|