Глава седьмая

СТАНОВЛЕНИЕ.

Давайте же представим себе более подробно, как могла появиться на Земле первая протоклетка.

Ранее, мы уже пришли к выводу, что для появления первых прото-клеток, необходимы, прежде сего, благоприятные и стабильные физико – химические условия внешней среды.

Итак. Первичный водоём, в котором уже образовались молекулы органических соединений в большом количестве, находился на достаточно остывшей до определённой благоприятной температуры поверхности Земли.

Поскольку температура ложа водоёма более, менее постоянна, то на колебания температуры «бульона» в водоёме может влиять только Солнце, которое днём освещает водоём и, вследствие этого его обогревает. А, ночью, когда нет Солнца, водоём остывает. Следовательно, днём температура водоёма, а верней «бульона» в водоёме повышается, ночью же понижается. В связи с этим, образовавшиеся липидно – белковые мицеллы находящиеся в водоёме и перемещающиеся под действием разности потенциалов (электрического напряжения), на их поверхности, будут двигаться хаотически во всех (или всяческих) направлениях. Сам водоём представляет собой раствор, насыщенный «бульон» органических и неорганических кислот и солей, так как в нём растворены все химические элементы, энергетически взаимодействующие между собой.

Переизбыток некоторых химических соединений в этом коллоидном растворе, вызвал появление и рост кристаллов неорганических соединений, которые осели на дно в виде минералов, что соответственно, регулировало насыщенность водоёма простыми химическими веществами и их соединениями. А, также вызвало рост кристаллов органических соединений. Которые, в виду своей жидкокристаллической специфики, не могли объединиться в крупные образования и потому имелись в водоёме во взвешенном состоянии. Кроме этого, наш водоём постоянно находился во внешнем электрическом поле довольно высокого напряжения.

Перемещающиеся липидно – белковые мицеллы, / а мы уже знаем каким образом они возникли/, движимые электродвижущей силой э. д. с. индукции, были постоянно окружены оболочкой из катионов металлов —например таких как: натрий, калий и других, а также катионов водорода.

В результате движений, вернее, перемещений, липидно – белковая мицелла, /своеобразная сферула/, попадала в такие области водоёма где концентрация натрия и калия, к примеру, была то выше, то ниже. (А мы знаем, что натрий чрезвычайно химически активен и «встреча» его с молекулой воды вызывает бурную химическую реакцию с выделением большого количества теплоты и водорода – (Н). Вследствие этого, концентрация химических веществ внутри и снаружи мицеллы была, или получалась разной.

Скажем, если концентрация этих химических веществ внутри мицеллы, /а мы помним, что внутри мицеллы всегда имеется некоторое количество жидкости/, имеет один градиент, то снаружи, в окружающем мицеллу «бульоне» протоводоёма, градиент может быть другой.

Условие равновесия, или закон равновесия, внутреннего и наружного градиентов, концентрации, катионов натрия и калия, будет вызывать активное движение этих катионов, то внутрь липидно – белковой мицеллы, то наружу. В зависимости от того, где этот градиент выше.

Здесь мы должны добавить, что в связи со сферическим строением, мицеллы липидные молекулы не могут очень плотно прилегать друг к другу, и потому, между молекулами липидов, всегда имеется некоторое свободное пространство, через которое и будут проникать в мицеллу химические вещества. Разность же концентраций химических веществ внутри самого водоёма, могла возникнуть как из – за неровностей дна водоёма, так и по ряду других причин. Следовательно, где дно водоёма глубже, там объём «бульона» больше, а значит, и концентрация солей и кислот меньше. В более мелких местах водоёма, испарение влаги с поверхности выше, а значит, и концентрация кислот и солей выше.

Таким образом, хаотически перемещаясь в водоёме, липидно – белковые мицеллы попадали то в более мелкие, то в более глубокие места водоёма. В связи с этим, периодически менялась концентрация кислот и солей на пути перемещения нашей мицеллы. Это, в свою очередь, вызывало то втягивание натрия и калия внутрь мицеллы, то выход их во внешнюю среду. То есть, исправно работал калий – натриевый насос, который и есть главный движитель поставляющий все необходимые, для жизнедеятельности клетки, химические вещества.

Поскольку, движение мицеллы внутри водоёма не прекращалось из – за воздействия на неё магнитного и электрического полей, то и механизм калий – натриевого насоса не переставал исправно работать. Так как, процесс этот протекал длительное время, по независящим от самого «насоса» обстоятельствам, то есть, принуждаемый внешней средой, то механизм этот, при неизменных физико – химических условиях внешней среды, работал безостановочно и без перебоев.

В свою очередь, безперебойная работа механизма калий – натриевого насоса, вызывала необходимость сохранения этого механизма, через энергетическое регулирование самого процесса, следствием чего явился синтез АТФ – аденозинтрифосфорной кислоты. Синтез этого соединения, стал важным шагом в истории становления жизнедеятельности клетки, ибо он давал возможность иметь самостоятельный и универсальный источник энергии для реализации независимых, то есть автономных, самостоятельных движений, а также, энергию для течения химических реакций внутри протоклетки.

Таким образом, был найден природный электролитный аккумулятор – АТФ, способный отдавать энергию, если её не хватало для перемещений и, вновь запасаться энергией впрок, при благоприятных условиях, например в результате поглощения солнечного света и тепла. А, также, тепла аккумулированного непосредственно водоёмом.

Теперь уже, наша протоклетка стала меньше зависеть от внешних магнитных и электрических полей Земли. Хотя на её судьбу факторы эти, ещё оказывали решающее влияние.

Получив возможность самостоятельно перемещаться, протоклетка, естественно, должна была выбрать себе такую позицию в физико – химической внешней среде, которая обеспечивала бы ей передвижение с минимальными затратами автономной энергии. Этой позицией могла стать граница разделяющая градиенты концентрации, например, натрия. Почему именно натрия? Да только потому, что благодаря перемещениям натрия из протоклетки во внешнюю среду и, из внешней среды в протоклетку, происходит синтез АТФ и её расщепление. Что, свою очередь, обеспечивало протоклетку энергией для перемещения внутри водоёма. Такое состояние могло продолжаться довольно длительное время. Ну, скажем, сотни миллионов лет. Естественно, при этом должно было соблюдаться условие постоянства, то есть, неизменности физико – химических условий внешней среды. За это время, механизм калий – натриевого насоса, настолько усовершенствовался, что синтез и расщепление, (окислительно – восстановительные реакции), АТФ стало закономерностью.

Но, для того, чтобы мицелла смогла сохранить возможность синтеза – расщепления АТФ, ей, прежде всего, необходимо было сохранить самоё себя.

Каким же образом, этого можно было достичь?

Конечно же, надо было найти такой механизм, который смог бы позволить сохранить протоклетку, а, следовательно, и механизм «расщепления – синтеза» АТФ.

В предыдущей главе мы, с вами, говорили о том, что жизнедеятельность – это совокупность физико – химических свойств жидких кристаллов органических соединений, в их совместном проявлении. Что же это, в свою очередь, значит?

Давайте вспомним, что нематики – это жидкие монокристаллы, состоящие из двух слоёв органических молекул, оба слоя которого, взаимодействуют между собой неполярными хвостами.

Холестерики – это жидкие кристаллы, образованные большим количеством нематических слоёв таким образом, что получается молекулярная двойная спираль. /Здесь, мы не будем подробно разбирать строение и свойства жидких кристаллов. Это сделано достаточно понятно и хорошо, в специальной литературе. Нам необходимо знать лишь некоторые особенности жидких кристаллов и потому, мы будем обращаться к их свойствам, лишь по мере надобности. Коснёмся только главных свойств./

Холестерик – это жидкий кристалл, имеющий строение двойной спирали, средняя ориентация молекул которого, поворачивается на 360º (градусов). Вспомним – молекула ДНК – дезоксирибонуклеиновой кислоты («генетический код») тоже имеет двойную спираль, один шаг которой имеет оборот в 36º. При повышении, или понижении температуры, а, также, при наличии приложенного внешнего электрического поля, шаг спирали холестерика увеличивается, или уменьшается. То есть спираль либо раскручивается, либо скручивается. Молекула ДНК при делении, тоже раскручивается. Кроме того, хромосома /молекула ДНК/, при комнатной температуре, тоже скручивается. Но, что самое интересное, и в молекуле ДНК и, в жидких кристаллах одноцепочные участки спиралей, соединены между собой водородными связями.

По ходу рассуждения, мы столкнёмся ещё с рядом важных особенностей жидких кристаллов, которые помогут нам разобраться в механизме становления протоклетки на путь жизнедеятельности.

Итак, в первичном водоёме кроме неорганических соединений образовались и органические. Органические соединения, благодаря своим поразительным физико – химическим свойствам, образуют в первичном водоёме разнообразнейшие жидкие кристаллы.

Неорганические соединения, как мы помним, образуют кристаллы будущих минералов, которые, в свою очередь, регулируют концентрацию химических веществ в протоводоёме и, в частности, регулируют содержание солей. Таким образом, наша мицелла это ничто иное, как жидкокристаллический нематик, принявший в воде форму сферы. А, сфера, энергетически наиболее выгодная, (оптимальная), форма.

Помните, в самом начале нашей работы, мы говорили о том, что во Вселенной происходит постоянный переход свободной, (кинематической), энергии, в энергию связанную, внутреннюю, то есть потенциальную? Так вот, энергетически выгодная форма, это как раз такая форма, при которой бывшая свободной энергия, наиболее надёжно связана.

Далее. Под действием внешнего электрического поля высокого напряжения, белки – ферменты встроились в тот катод, которым явился жидкий кристалл сферического нематика. Встроился на основе биокатализа.

В липидно – белковой мицелле, с течением времени, исправно заработал натрий – калиевый насос по перекачке ионов натрия и калия, в мицеллу и обратно. Поскольку ионы натрия, проникают в мицеллу и вновь выходят из неё, то, естественно, они будут вовлекать в своё движение и молекулы нематика, которые в избытке находятся в «бульоне» протоводоёма. (Кстати, слово «нематик» происходит от слов «не» и «мати», то есть, нематик не является «материнской» протоклеткой. А, значит, не способен к делению, как обычная биологическая клетка). Вследствие этого, накопившиеся в мицелле молекулы нематика, вначале образуют нематические слои, а по мере наслоения одного нематического слоя на другой, образуют жидкий кристалл холестерика, который, как мы помним, состоит из множества нематических слоёв.

Конечно, говоря о нематиках и холестериках, мы не можем со стопроцентной гарантией утверждать, что в становлении жизненных процессов протоклетки приняли участие именно те нематики, которые в данное время известны и хорошо изучены наукой. Например, такие как состоящие из молекул МББА (метоксибензилиден – бутиланилин). Это было бы наивно. Но, вместе с тем, мы утверждаем, что жидкие кристаллы явились и являются основой всех жизненных процессов биоклетки. И, вот почему.

Дело в том, что все органические кислоты, можно кристаллизовать до состояния твёрдого кристалла. А, это, в свою очередь значит, что при определённых физико – химических условиях внешней среды, органические кислоты, могут находиться в жидкокристаллической фазе. (Особонасыщенные растворы называются – коллоидными). И они будут проявлять такие свойства, которые характерны и для твёрдых кристаллов и для жидкостей. Они будут электропроводны, будут поляризовать свет, обладать текучестью, активно участвовать в образовании химических связей и т. д. Таким образом, образовавшийся кристалл аналогичный холестерику, будет обладать всеми физико – химическими свойствами, характерными для твёрдого кристалла и жидкости.

Кстати, холестерики получили своё название за то, что они образованы эфирами холестерина. А, факт наличия в крови животных и человека холестерина, налицо.

Итак, в результате транспорта ионов натрия в мицеллу и обратно, совершался перенос молекул нематика, / молекул эфира холестерина, к примеру/, в результате чего из многих нематических слоёв, образовался жидкий кристалл – холестерик, внутри нашей липидно – белковой мицеллы.

Что же в этом случае будет происходить?

Как мы помним, наша мицелла находилась в водоёме, в котором в результате длительных электрических разрядов, образовалось невообразимо громадное количество молекул органических соединений. Наш протоводоём буквально кишел неорганическими и органическими соединениями, а также, простыми химическими веществами, до поры, до времени не вступающими в химические реакции. Кроме того, непрекращающаяся деятельность подводных вулканов, в избытке снабжала наш водоём разнообразными химическими веществами и их соединениями.

Как видим, в нашем водоёме, имелось неограниченное количество химических элементов и их соединений. Вследствие этого, содержимое водоёма напоминало некий «бульон», о чём мы уже говорили.

Опираясь на эти условия, мы более не будем возвращаться к мысли о том, откуда берутся необходимые химические элементы и органические, и неорганические соединения. Мы, просто примем это как необходимое условие. Благодаря этому, наша липидно – белковая мицелла, получила двойную спираль – холестерик.

Ну, и что? – Скажете вы.

А, вот что. Как мы знаем, эта самая двойная спираль холестерика, при повышении температуры, или под воздействием приложенного внешнего электрического поля, способна раскручиваться или скручиваться.

Исходя из этого, давайте вспомним, что водоём, в котором находилась наша мицелла, то нагревался днём Солнцем, то остывал ночью. Значит и сама мицелла с жидким содержимым, то нагревалась, то остывала. А, это вызывало попеременное раскручивание спирали и её скручивание. То есть, работа совершаемая по раскручиванию спирали и её скручиванию, происходила за счёт колебаний температуры водоёма. Но, энергия затрачиваемая на раскручивание – скручивание, должна была куда – то деваться, согласно закона сохранения количества энергии.