InfoHub Logo

Qazirgi evolúsıa teorıasynyń negizgi suraqtarynyń biri Jer betindegi tirshiliktiń qalaı paıda bolǵandyǵy, onyń beıorganıkalyq zattardan qalaı alǵashqy tirshiliktiń (nebıogenez) paıda bolýyn hımıalyq evolúsıa turǵysynan evolúsıa teorıasy da qarastyryp otyr. Qazirgi ýaqytta abıogenezdik kózqarastarǵa qarsy tirshiliktiń paıda bolýy jáne onyń damýy óte uzaq kezeńderdi qamtıdy. Osy tujyrym arhebıoz nemese arheogenez dep atalady. Tirshiliktiń paıda bolýy týraly kóshilik moıyndaǵan teorıany 1924 jyly A. I. Oparın (1894-1980) «Tirshiliktiń paıda bolýy» degen kitabynda jazdy. Budan ári qaraı bul teorıany avtor birneshe ret tolyqtyrdy. Ony ary qaraı damytýda jáne tolyqtyrýda basqa da belgili ǵalymdar da úles qosty. A. I. Oparınniń teorıasy boıynsha tirshilik degenimiz organıkalyq dúnıeniń (sýbedınıs) tarıhı bir baǵytta birte-birte kúrdelenýi jáne tiri organızmderge tán kúrdeli júıelerdiń damýy.

Jer osydan shamamen 4,5-5 mlrd jyldaı buryn ǵaryshtaǵy tozańdardan paıda bolǵan dep eseptelinedi. Gravıtasıalyq kúshterdiń netejıesinde shań-tozańdar birigip, onyń salmaǵy arta tústi. Alǵashqy tirshiliktiń qalaı paıda bolǵanyn bilý úshin ejelgi atmosfera quramynyń qandaı bolǵanyn eske túsireıik. Qazirgi kezde Jerdiń atmosferasynyń 80%-y azottan, qalǵan 20%-y ottegi, kómirsýtekten jáne basqa da gazdardan (óte az mólsherde) turady. Ejelgi atmosfera sýdyń, sýtektiń, amıak jáne metannyń býlarynan túrdy. Sýdyń býy sýdan paıda boldy jáne ol kezde Jer áli ystyq bolatyn, sondyqtan sý bý kúıinde atmosferada kezdesetin. Jerdiń sýyı bastaýyna baılanysty sý býlary jınalyp bultqa aınalyp, qaıtadan jerge jańbyr kúıinde túsetin, sodan qaıtadan býǵa aınalyp atmosferaǵa kóteriletin. Sýdyń býlanýy jáne sýǵa qaıta aınalý úrdisteri qazirgi kúni de júrip jatyr. A. I. Oparınniń teorıasy boıynsha tirshiliktiń paıda bolýy birneshe satydan turady. Birinshi satyda ejelgi atmosfera qarapaıym kómirsýtekterden turdy. Neobıogenez shamamen, 3-3,5 mlrd jyl buryn paıda boldy.

Ekinshi satyda Jerdiń atmosferasy kómirsýten aıyryla bastady, ıaǵnı olar sý, amıak jáne basqa gazdardyń býlarymen reaksıaǵa túse bastady. Osy reaksıalar qysqa tolqyndy ÝK sáýleler jáne elektr razrádtary arqyly jyldamdatyldy jáne ol ottegi óte az ortada júrip jatty, biraq bul jerde aldynda atap ketkendeı sýtek, metan jáne sý býlary kóp boldy. Kún sáýlesiniń arqasynda sýdan ottek pen sýtek bólinedi. Sýtek ushyp joıyldy, al ottek amıakty molekýlaly azotqa deıin, al kómirsýtekter spırtke, áldegıdke, ketonǵa jene organıkalyq qyshqylǵa deıin totyqty. Osy qosylystar ylǵaldy sýyq atmosferadan jańbyr arqyly teńiz, muhıttarǵa jaýatyn jáne sonda jınalatyn, abıogendi polımerızasıalanýy jáne suıyqqa aınalýy (kondensasıalanatyn) arqyly tiri organızmderdiń quramyna kiretin hımıalyq qosylystarǵa uqsas bolatyn. Osylaı belok, nýkleın qyshqyly jáne ATF-qa uqsas polımerli qosylystar túzildi. Teńiz jáne muhıt sýy tirshilik úshin «alǵashqy sorpa» qyzmetin atqardy.

Úshinshi satyda «alǵashqy sorpanyń» ishinde koaservatty (latynnyń acervatus — buralǵan, úıilip jatqan) tamshylar paıda boldy, olar belgili bir kólemge jetken kezde syrtqy ortamen ashyq reaksıaǵa túse bastady. A. I. Oparın evolúsıa úrdisi kezinde koaservattar organıkalyq dúnıege negiz bolyp joǵary molekýlaly qospalardyń jıyntyǵyn qurady, ol negizinen teńizdegi belok tárizdi ertindiler edi. Ári qaraı koaservattar «jetilip» jáne jiktele bastady, sóıtip olar ortadan jekelenip turaqtala bastady jáne reaksıaǵa túsýge qabiletti boldy.

Tórtinshi satyda koaservattarda zat almasý, sıntezdelý jetilip jáne membranasy (jarǵaqshasy) rettele túsip, nátejıesinde nýkleın qyshqyldary men beloktardyń ózara baılanysy arta tústi, alǵashqy tirshiliktiń nyshandary paıda bola bastady.

Alǵashqy tirshiliktiń qandaı bolǵandyǵyn, eshkimde bilmeıdi, biraq ol ózinen-ózi kóbeıe beretin molekýla, alǵashqy tiri organızm -geterotrofttar boldy dep shamalaıdy. Ejelgi Jer atmosferasynda ottek bolmady jáne gıdrosferadaǵy alǵashqy tiri organızmderdiń zat almasýy anaerobty boldy. Boljam boıynsha, olar muhıttaǵy erigen organıkalyq ertindilermen qorektendi. Biraq abıogendi paıda bolǵan organıkalyq zattardyń qory birte-birte azaıa berdi, osyndaı ortada kún sáýlesin sińirip jáne beıorganıkalyq kómirtek qospasynan organıkalyq zattardy túze alatyn organızmder tirshilik ete bastady. S02 joǵary ortada suryptalýdyń nátejıesinde organıkalyq zattardy bıologıalyq jolmen sıntezdeı alatyn (fotosıntez) organızmder boldy. Olarǵa sıanobakterıalar jatady, osylardyń túzilýine qarap shamamen, 3,5×109 jyl buryn tirshilik paıda boldy dep eseptelinedi.

Fotosıntezden keıin organızmder ósimdikterge jáne janýarlarǵa bóline bastady. Alǵashqy organızmderdiń paıda bolý úrdisiniń jetistikteri jáne tabıǵı suryptalýdyń arqasynda avtotrofty organızmder túzildi, olar beıorganıkalyq qospalardan kún (sáýlesiniń) energıasyn paıdalaný arqyly organıkalyq qospalardy sıntezdeı aldy. Bunyń ózi úzdiksiz organıkalyq zattardyń sıntezdelý kezinde paıda bolatyn gaz tárizdi ottektiń túzilýi Jer betindegi tirshilikterge kúrt úlken ózgerister engizdi.

Osyǵan uqsas kózqarasty N. G. Holodnyı (1882-1953) da damytty, ol alǵashynda kómirsýtekter paıda boldy, sodan keıin olardyń totyǵýynan organıkalyq qyshqyldar, spırtter jáne t.b. túzildi dedi. N. G. Holodnyıdyń A. I. Oparınnen ereksheligi tirshilik álemdik muhıtta emes, qurǵaq jerdegi taıaz sýlarda paıda boldy, al ol jerlerde organıkalyq zattar tez jınaldy jáne koaservattar túzildi dedi. Osyndaı jerlerdiń tez kebýinen probıonttyq qurlymdaǵy organızmderden alǵashqy tirshilik paıda boldy.

Osyndaı kózqarasty aǵylshyn ǵalymy D. Bernal (1901-1971) da damytty, ol alǵashqy beıorganıkalyq zattardyń quramy kómir qyshqylynan, beıorganıkalyq ortofosfattardan, amıaktan, kómir sýtekten turdy jáne sýdyń, metannyń jáne amıaktyń sıntezinen alǵashqy organıkalyq qospalar óte qarapaıym molekýlalar (úsh-alty atomdardan turatyn) túzildi dedi. D. Bernaldyń pikiri boıynsha tirshilik mynadaı tizbek boıynsha paıda boldy: atom — molekýla -monomer — polımer — organızm. A.I. Oparınnen aıyrmashylyǵy, ol organıkalyq molekýlalyq túzilis koaservattardyń túzilýinen emes, adsorbsıa úrdisi arqyly alǵashqy polımerli qurlymdy mıneraldy bólikter paıda boldy, ol muhıtta emes sý astyndaǵy batpaqta, ıaǵnı jerdiń qurǵaq jáne ylǵal qabatynda paıda boldy degen kózqarasta boldy.

A. I. Oparınniń teorıasy halyqaralyq senimge ıe bolyp, birneshe ret dáleldendi, ásirese eksperımentti zertteýlermen 1953 jyly amerıka ǵalymy S. Mıller dáleldedi. S. Mıller metan, sýtek, amıak jáne sýdyń býlarynan (ejelgi atmosferanyń qúramyn qoldan jasap) turatyn ystyq qospaǵa elektr razrádyn jiberip, sodan keıin osy sý ertindisin salqyndatyp (jańbyr jaýǵanyn qaıtalap) abıogendi jolmen amın qyshqyldaryn (glısın jáne alanın), áldegıdterdi, sút, sirke jáne basqa qyshqyldardy aldy. Basqa ǵalymdar elektr razrádynyń ornyna ıon sáýlesimen, ÝK sáýlemen jáne jylýmen qyzdyrǵan kezde abıogendik basqa amın qyshqyldar, azottyq negizdegi qospalar, polısaharıdter aldy.

Odan ári qaraı amerıka ǵalymy S. Foks (1977) joǵarǵy temperatýrada jáne amın qyshqyldaryndaǵy bos sýdy alyp tastaǵan kezde amın qyshqyldary polıkodensasıalanyp, molekýlalyq salmaǵy 4000-10 000 dalton bolatyn proteınoıdtar (qurylysy belok tárizdi) paıda boldy. Osy qospada amın qyshqyldarynyń qurylysy retsiz ornalasqan. S. Fokstyń tájirıbesi qurlyqtyń kebýiniń qarapaıym polıpeptıdterdiń paıda bolýynda úlken mańyzy bar ekenin kórsetti. Basqa ǵalymdardyń tájirıbesinde sý ertindisi sıaqty nýkleotıdterdi ÝK sáýlelendirý nemese ıondarmen sáýleleý arqyly 3-5 baılanysty polıkondensatty zat aldy.

Qazirgi ýaqytta birneshe ret moıyndalǵan A. I. Oparınniń teorıasy tirshiliktiń paıda bolýy ilimniń ári qaraı damýyna negiz bolyp otyr. Onymen tek «ǵylymı» kreasıonıster ǵana kelispeıdi, olardyń paıymdaýynsha Jer 10 000 jyl buryn paıda bolǵan jáne onyń shyǵý tegi asa keremet dep tujyrymdaıdy. Eskeretin jaı, barlyq ǵylymı teorıalar sıaqty A. I. Oparınniń teorıasy da turaqty túrde tolyqtyrylyp otyryldy. Aıtatyn bolsaq, sońǵy jyldary ǵylymı jańa melimetter boıynsha, Jer betindegi tirshilik A. I. Oparın jáne N. G. Holodnyı oılaǵandaı muhıtta nemese taıaz sýda paıda bolǵan joq, Jerdiń erte zaman (arheı) tarıhyndaǵy ystyq (geotermaldy) bulaqtarda túzilgen jáne alǵashqy polımerler RNQ molekýlasy. RNQ-yndaǵy birinshi polımerdiń negizi (paıda bolǵannan keıin) bolýy tirshiliktiń túzigendigi týraly kózqarastar ózgerdi, ıaǵnı tirshilik RNQ-nan bastalady. Keıbir jerlerde abıogendi polıkondensattyń azottyq negizi RNQ (RNQ paıda bolý tizbesinde) bolýyna seolıt mıneraly bolýy múmkin, sebebi úsh qabatty torly qurylysty ereksheligi boldy. Osy mıneral katalızator (onyń syrtqy beti katalızator qyzmetin atqarýy múmkin) keıinnen paıda bolǵan belok-fermentteri sıaqty qyzmet atqarýy múmkin. Sondyqtan geotermaldy bulaqtyń mańyndaǵy janartaýlyq shyǵý tegi bar tastardyń sańylaýyndaǵy ystyq suıyqtyqta (40°) metan, amıak, fosfaty bar seolıt erip jáne rN-8 katalızatorlyq ortada RNQ olıgonýkleotıdi túziledi. Odan ári qaraı RNQ molekýlasynyń ózinen-ózi kóbeıý qasıetke ıe bolyp, seolıtten jeke dara bólindi. Sodan keıin, olar lıpıdtermen birigip, muhıttarda tirshilik etýge beıimdelgen alǵashqy tirshilik ıesi boldy.

Tirshiliktiń bastamasy RNQ ekenin 1982 jyly ashylǵan RNQ molekýlasynyń enzımatıkalyq belsendiligi delel bola alady, oǵan rıbozımder degen ataý berildi jene «RNQ álemi» odan ary tolyǵa tústi. Rıbozımniń úsh qabatty qurylysy «balǵanyń basyna» uqsaıdy. Olar tuqymqýalaýshylyqtaǵy aqparatty endire alady, belok joq ortada katalızator qyzmetin atqarady. Tolyǵyraq aıtatyn bolsaq, rıbozım olıgonýkleotıd lıgazy, polnýkloıdty kınazy jáne ızomerazy qyzmetterin de atqara alady, sonymen birge alkılırovandik reaksıasynda katalızator qyzmetin de atqarady. Alynǵan málimetterge sáıkes, RNQ molekýlasy aqparattyq qasıeti bar jáne nýkleotıdti sorpada ózin-ózi jınap belok sıntezdelmeı turyp, ol zat almasý úrdisin júrgizýge qatysady. Osy tujyrymnyń durystyǵyn konsentrli nesep zárde (ejelgi Jerdiń damýyndaǵy keýip jatqan qumdy múıisti nemese jerdegi keýip jatqan orta) sıanoasetaldegıd reaksıasynda sıtozınniń paıda bolýy rastaıdy.

Alǵashqy RNQ-nyń molekýlalary damydy, sodan keıin mýtasıa men rekombınasıanyń arqasynda qurlymy ózdiginen kóbeıdi. Kelesi satyda RNQ molekýlasy belokty sıntezdeı bastady, alǵashynda RNQ adaptorlyq molekýlasy arqyly, keıinnen RNQ molekýlasynyń rıbosomasy arqyly RNQ kóshirmeleriniń tikeleı qatysýymen, olar belsendi amın qyshqylymen baılanysqa túsedi. Sońynan DNQ paıda boldy, reversıvti (keri) transkrıpsıa arqyly RNQ jınaqtalǵan aqparattardyń nátejıesinde RNQ aralyq qyzmet atqardy.

RNQ álemi DNQ «prebıottyq álemimen» baılanysty dep joramaldaıdy. Tájirıbelerdiń nátıjesinde, olıgonýkleotıdti RNQ komplementarly tizbeni sıntezdeı alady, ıaǵnı peptıdti nýkleın qyshqyl (PNQ) tizbesi túzildi, bul jerde fosfodıefır qańqasynyń ornyn amıd atqardy. Jer betindegi tirshilik evolúsıasynyń prebıottyq satysy bar ekenin, keıbir ıondardyń bolýyna qaramastan birtizbeli DNQ olıgodezoksınýkleotıd túzdi. Iaǵnı, DNQ da katalıkalyq belsendiligin tanytady, ol metaloferment (DNQ-zım) esebinde qatysady. Sonymen RNQ men DNQ eki qasıeti bar: katalızatorlyq jáne genetıkalyq aqparatty saqtaýshy. Sonymen tirshiliktiń damý barysynda «RNQ álemine» sáıkes keıbir ýaqyttarda barlyq bıologıalyq reaksıalardyń katalızatory RNQ boldy. Eger osy tujyrym ras bolsa, onda «taýyq buryn boldy ma nemese jumyrtqa ma?» degen tosyn pikirge saı, qazir «qaısysy fýnksıonaldy belok pa nemese aqparattyq qasıeti bar nýkleın qyshqyldary ma?».

Biraq ta, eger RNQ Jer evolúsıasynyń eń alǵashqy damý satysynda kezdesse, onda ol tirshiliktiń alǵash paıda bolǵan kezinde boldy ma, ıaǵnı sonda ol «basynda» bolǵany ma? Suraqqa jaýap berý qıyn. Bul jerde jaýap jalpylama. Sebebi prebıottyq jaǵdaıda eksperımentaldy túrde rıbonýkleotıdty jene RNQ ózin-ózi qaıta túzýi (replıkasıasy) bolýy múmkin emes, sondyqtan tirshilik RNQ-nan bastalǵan joq, ol kezde jaı qaıta túzý (replıkasıalanatyn) bólshegi ǵana boldy, keıinirek (biraq erte satyda) ol RNQ-na aýysyp tirshiliktiń paıda bolýynda basty ról atqardy. Ondaı bólshek polımer bolýy múmkin, sebebi ol azottyq negizi bar belok terizdes qańqa. Bul polımer kúrdeli qosylystar túzilý reaksıalary kezinde úlgi (shablon) qyzmetin atqarady. Sonymen, tirshiliktiń paıda bolý satysyn bylaı kórsetýge bolady: prebıottyq hımıalyq úrdister — pre-RNQ álemi (alǵashqy qaıta túzýshi molekýlalar) — RNQ álemi (bıohımıalyq reaksıadan genetıkalyq kody bar katalızator rıbozomdar) — DNQ / belokty álem (bıohımıalyq reaksıa kezinde belokty fermentter katalızatory arqyly alynǵan DNQ kody) — alǵashqy tiri bir kletkaly organızmder. Molekýlaly genetıkalyq zertteýlerge sáıkes alǵashqy tirshiliktiń belgisi 2 mlrd jyl buryn paıda boldy. Paleontologıalyq qazba qaldyqtaryndaǵy sıanobakterıaǵa qarap, kerisinshe, tirshilik nyshany 3,5 mlrd jyl buryn, al jartastaǵy apatıterdegi kómir sýtegine qarap tirshilik 3,8 mlrd jyl buryn paıda bolǵanyn bilýge bolady.

---