Проектный Колледж: Проблемы биологии через призму эволюции по уровням организации живого. - Проектный Колледж

Взгляд профана на проблемы биологической области знания через призму эволюционных теорий. (Сумбурные размышления).
Первая проблемная точка – переход от молекулярного уровня организации материи к клеточному. В данной точке закономерно поставить вопрос, как системы подчиняющиеся законам термодинамики, преодолевают их, более того, меняя знак энтропии на противоположный? Т.о. эта точка, которой занимается в настоящий момент химия супрамолекулярных систем. Можно сослаться на Александра Ивановича Коновалова, ак. РАН, АН респ. Татарстан, вицепрезидент Российского химического общества им. Д.И.Менделеева. «Жизнь – это способ существования супрамолекулярных систем» Хим.соединения обладающие свойством селективности , т.е. проторецепторностью (Ч.Дж.Педерсен 1967 – краун-эфиры, Ж.-М.Лен 1969 - криптанды, Д.Дж.Крам 1973 – сферанды).
Здесь стоит отметить Лекцию А.И.Журавлёва «абиогенный фотосинтез», в которой он в частности говорит: «…любое усложнение молекул есть увеличение упорядоченности, уменьшение хаоса, энтропии системы. В открытых системах уменьшение энтропии приводит к увеличению времени жизни и, следовательно, к накоплению более сложных молекул. Этот термодинамический закон и действовал не статистически, а направленно-детерминированно – ускоряя усложнение». (лекции по квантовой биофизики ч.2-я стр.233). Это не позволяет понять момент перехода от молекул к клеткам, однако указывает на детерминированность процесса усложнения, условиями для которого является наличие жидкой бескислородной среды и постоянное облучение.
Вторая проблемная точка – возникла ли жизнь из одной формы клеток или с момента образования клеточного уровня образовалась клеточная биосфера с различными видами бактерий?
Известно существование т.наз. бактериальных матов – сообществ бактерий, которые представляют собой простейшие экосистемы, к примеру: Сообщество, найденное в Баренцевом море: «…Подальше от центра вулкана, под сульфидокисляющими бактериальными матами, было обнаружено сообщество, состоящее из сульфатредуцирующих бактерий и архей, окисляющих метан. Сообщества подобного типа были известны и ранее. Бактерии и археи в таком сообществе образуют единую симбиотическую систему, в которой окисление метана неразрывно связано с восстановлением сульфата (CH4 + SO42– = H2S + CO2). Это симбиотическое сообщество, в свою очередь, находится в симбиозе с расположенным над ним бактериальным сульфидокисляющим матом: Beggiatoa снабжает «соседей снизу» сульфатом, получая в обмен сульфид. Однако археи, входящие в состав данного сообщества, относятся к ранее неизвестной группе. Это было установлено по нуклеотидным последовательностям генов 16S рРНК, выделенных из проб. Второй компонент сообщества — сульфатредуцирующие бактерии — тоже относится к новой разновидности, которая, однако, близка к известному роду Desulfobulbus. Уникальное анаэробное метанокисляющее сообщество живет только в самом верхнем слое грунта толщиной 3-5 см, непосредственно под бактериальными матами, поскольку глубже сульфаты не проникают.» Источник: Helge Niemann et al. Novel microbial communities of the Haakon Mosby mud volcano and their role as a methane sink // Nature. 2006. V. 443. P. 854-858. Так же см Дис. К.б.н. Намсараев Зоригто Баирович «Микробные сообщества щелочных гидротерм» М.2003.
Наличие бактериальных матов в условиях близких к гипотетической атмосфере начала развития жизни является аргументом в пользу возникновения простейших экосистем на самом раннем этапе образования живого (вероятно ещё на стадии эволюции супрамолекулярных коалиций).
Третья проблемная точка – переход от доядерных (прокариот) к ядерным (эукариотам). Казалось бы, за счёт исследований 16SРНК хлоропластов и митохондрий, гипотезе многократного эндосимбиоза становится очевидным происхождение органоидов эукариотической клетки, однако это не объясняет появление ядра в клетке-носителе и не может ответить на вопрос: как появилась клетка-носитель, обладающая ядерной оболочкой. «ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЭУКАРИОТИЧЕСКИХ КЛЕТОК» (КУЛАЕВ И. С. , 1998), Игорь Степанович Кулаев, проф. Каф. Молек. биологии МГУ им. М.В. Ломоносова, член-кор. РАН., зав. отделом ИБФМ РАН.
Четвёртая проблемная точка - происхождение метазоа, т.е. многоклеточных.(особенно интересно о трёх уровнях индивидуальности живого там же).
Наиболее интересными в данном аспекте животными являются примитивнейшие формы, к примеру Трихоплакс – единственный представитель, на сколько я знаю, типа Пластинчатых . Представляет собой двухслойное амебовидное многоклеточное плоское образование, размножающееся делением. Впервые был обнаружен в аквариумах с солёной водой. Расшифровка митохондриального генома этого существа поставила под сомнение первичность его примитивности.
Пятая проблемная точка (для меня вопрос) – происхождение хордовых.
Казалось бы, чего тут может быть не решённого. В учебниках пишут о происхождении хордовых от предков многощетинковых червей и т.д. Но мне всё равно остаётся непонятным, для чего использовались два варианта скелета – внешний (высшие беспозвоночные) и внутренний (хордовые).Далее не ясно, какое преимущество у хорды на стадии образования приобрели первичные хордовые в сравнении с червями? (В. В. МАЛАХОВ, МГУ 1996 г. )
Теперь предлагаю посмотреть, как выглядят макроэволюционные изменения, связанные с переходом от уровня организации к уровню организации согласно некоторым гипотезам эволюции.
Д.А.Шабанов
«Опровергнута ли теория эволюции?» «Нынешнее время — период кризиса СТЭ и, вероятно, зарождения третьего синтеза. Каким будет этот синтез — тема для самостоятельной серии работ. Автор убежден, что, кроме прочего, составными частями нового синтеза должны стать эпигенетическая теория М.А. Шишкина, экосистемная теория В. А. Красилова, неосальтационизм Р. Гольдшмидта, концепция видового мономорфизма С. С. Шварца, Ю. П Алтухова и Х. Л. Карсона, концепция прерывистого равновесия Н. Элдриджа и С. Гулда и другие.» Сюда же.
Кризис СТЭ, по моему мнению, заключается именно в том, что СТЭ не может объяснить именно переходы между уровнями организации живого. Если в отношении переходных форм между различными таксонами уровня типа и ниже, можно дискутировать, то вопросы перехода между уровнями организации остаются, на мой взгляд, далеки от понимания. В то же время ряд исследований говорит о крайне быстром протекании эволюционного процесса (Невольно возникает вопрос: почему эффект эволюционных преобразований на экологические процессы был выявлен только недавно? По-видимому, одна из причин — это недооценка того, что эволюция может в течение короткого времени протекать очень быстро, но затем остановиться (состояние стазиса) или же изменить направление на противоположное. Чем более продолжительный интервал времени мы рассматриваем, тем сильнее сказывается эффект усреднения, маскирующий процессы, реально происходившие на коротких отрезках времени. Это на самом деле отмечалось уже не раз, в частности в исследовании Хендри и Киниссона (Hendry, Kinisson. The pace of modern life: measuring rates of contemporary microevolution (PDF, 1,7 Мб) // Evolution, 1999. V. 53. P. 1637–1653).)
Теперь необходимо сделать маленькое отступление от темы, для того, что бы ввести понятие материи, сущестующей в форме вещества, энергии и поля в их взаимопревращении и взаимопорождении. Понятием материя не пользуются биологи. Всё развитие биологии строится на веществе, его структуре и функции. Не в этом ли сокрыта причина непонимания как механизмов межуровневых переходов, так сложности порождения самого понятия жизнь?
Используя допущение о том, что живое, как любой материальный объект, имеет своё проявление не только в веществе, но и в энергии, и в поле, основываясь на гипотезе Ситькоо живом, как 4-м уровне квантовой организации материи («В основе квантовой Физики Живого лежит определение живого (в его отличие от мертвого - неживого) как четвертого уровня квантовой организации природы (после ядерного, атомного и молекулярного уровней). Самосогласованный потенциал каждого живого объекта формируется в соответствии с геномом по лазерному типу в мм-диапазоне длин волн. Такое представление о живом, основанное на теоретических соображениях, клиническом материале и прямых экспериментах, позволяет по-новому взглянуть на фундаментальные проблемы биологии и не только...»), переход от уровня организации к уровню организации можно описать как Гегелевский закон перехода количества в качество. Относительно данного случая он представляет собой перераспределение полей (в мм диапазоне длин волн), излучателем которых является ДНК-белок-вода в структуре живой клетки, приводящее к деформации структуры энергетического каркаса с последующим изменением анатомии и физиологии объекта. (как гипотеза).
Пока всё.