ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Простейшие из существующих организмов из "Эволюция биоэнергетических процессов" Как мы видели, все организмы современного мира, будь то самые древние или самые молодые, стремятся к одной общей биоэнергетической цели — синтезировать достаточное количество АТФ. Но какие из самых древних организмов сохранились до наших дней Понятно, что ни один из существующих сейчас организмов не является неизменным потомком исходных существ, возникших из эобионтов. Поэтому, чтобы найти такие организмы, которых мы могли бы считать самыми древними, надо искать их среди организмов, наиболее сходных в отношении биоэнергетики с самыми отдаленными предками всего живого. [c.74] Без сомнения, в современном мире самые примитивные самостоятельно существующие организмы — это бактерии. Говоря словами Палада [1395], бактериальная клетка, по-видимому, представляет собой минимальный, но достаточный пример клеточного уровня в иерархии уровней живой материи. Ее появление ознаменовало собой эпоху в истории жизни. На рис. 7.1 схематически изображено строение бактериальной клетки. [c.74] Каждая бактериальная (да и другая) клетка окружена клеточной мембраной, содержащей белки и липиды. Мембрана функционирует как барьер, но в ней также размещены механизмы, осуществляющие транспорт веществ в клетку и из клетки, в том числе насосы, необходимые для активного переноса. Кроме того, вдоль мембран или их внутриклеточных выростов идут процессы бактериального фотосинтеза и дыхания. Вирусы не имеют мембран. О структуре и функции клеточных мембран существует много гипотез (см., например, [1034, 1557, 1565, 1603, 1605, 1790]. В состав футляра , одевающего клетки, может, помимо клеточной мембраны входить наружная клеточная стенка [1565, 1604, 1605]. Основная функция клеточной стенки — защита бактерий от механических повреждений и осмотического стресса. [c.74] Помимо фенотипического разнообразия, бактерии также довольно разнообразны в отношении скоростей их жизненных процессов, в том числе и биоэнергетических. Этот аспект важен и интересен, но все же, рассматривая бактериальный (и другой) энергетический метаболизм, мы оставим его в стороне. [c.75] самыми древними должны быть те бактерии, которые в растворе органических соединений без доступа Кислорода могут синтезировать АТФ без прямого участия света. Таков был, по-видимому, образ жизни ранних организмов. К счастью (хотя человек, далекий от биохимии, или врач не всегда сочтут это за счастье), такие организмы существуют и теперь. [c.75] Пастер рассматривал брожение как жизнь без воздуха [1156]. Он писал [1405] Брожение — это следствие жизни без свободного газообразного кислорода... С более современной точки зрения брожение можно широко определить как последовательность анаэробных реакций, приводящих к синтезу АТФ. Участие Ог в производстве энергии при этом исключено цепь реакций для производства энергии с использованием Ог по определению представляет собой дыхание. [c.76] лучше всего начать с рассмотрения современных нефотосинтезирующих анаэробных сбраживающих бактерий. Так полагали и многие авторы в своих работах [90, 458, 1047, 1357, 1363] . Конечно, современные представители этой группы должны отличаться по своему метаболизму от ранних организмов уже хотя бы потому, что они используют сейчас продукты жизнедеятельности высших организмов, а не компоненты пребиотического бульона. [c.76] Уже здесь мы можем пользоваться терминами прокариоты и эукариоты , их не следует пугаться. Однако более подробно мы рассмотрим эти концепции позже 18). К прокариотам относятся самые примитивные организмы, а именно не только сбраживающие, но и многие другие бактерии, а также сине-зеленые водоросли. Все другие, более развитые организмы являются эукариотами это растения, за исключением сине-зеленых водорослей, все животные и все грибы. В отличие от прокариотов эукариоты имеют хорошо выраженные ядра, почти всегда имеют митохондрии и часто — хлоропласты. У эукариотов эти органеллы гораздо сложнее, чем у прокариотов. Тем не менее фотосинтез и дыхание наблюдаются не только среди эукариотов, но и среди прокариотов. [c.77] Современные сбраживающие бактерии используют для производства энергии множество разнообразных многостадийных процессов. Чтобы выяснить механизм сбраживания или какого-либо другого процесса, как правило, необходимо а) идентифицировать образующиеся продукты, б) выявить необходимые ферменты и в) с помощью изотопов проследить кинетику процесса. К сожалению, классификация многих путей брожения все еще в основном эмпирична и служит главным образом целям практической таксономии. Положены только начала естественной их классификации и оценке роли для сохранения каждого пути в той или иной среде. Можно рекомендовать ряд критических обзоров по этому вопросу [458, 467, 1568, 1633, 1756, 1780, 2027]. [c.77] Среди многих групп нефотосинтезирующих бактерий встречаются строго анаэробные виды (облигатные сбраживающие бактерии). Мы находим их, например, среди спирохет [343], среди малоизученных грамотрицательных организмов, обитающих в пищеварительном тракте некоторых животных,— в рубце, в слюне и т. д. [1780] . До сих пор неясно, следует ли их рассматривать как паразитов или как симбионтов. Возможно, они не были исходно примитивными, а явились продуктом деградации. [c.77] Вернуться к основной статье