История биологии с начала XX века до наших дней

Широкую известность приобрели исследования Дж. Нидхэма (1930, 1931), в которых обосновывалась возможность приложения к биохимическим структурам теории рекапитуляции. Нидхэм показал, что в процессе эволюции белковый распад претерпел изменения: у морских беспозвоночных конечным продуктом азотистого обмена является аммиак, у рыб и амфибий — мочевина, а у рептилий и птиц — мочевая кислота. Между тем, как считал Нидхэм, куриный эмбрион проходит все эти этапы: первоначально он ведет себя как аммониотелический организм (подобно иглокожим), затем как уреотелический (подобно амфибиям), и, наконец, как урикотелический.

Эволюционно-биохимическими исследованиями было выявлено, что биохимические системы, причастные к основным проявлениям жизнедеятельности, обнаруживают общий план строения в пределах широкого ряда животных форм. Так, универсальным механизмом оказался биохимический механизм сокращения мышечных волокон. Как было показано В.А. Энгельгардтом и М.Н. Любимовой (1940), источником энергии для работы мышц является аденозинтрифосфат (АТФ), связи двух фосфатных остатков в котором богаты энергией. Дальнейшие исследования показали, что любой сократительный акт или движение, свойственные живым существам животным и растениям), вплоть до перемещения хромосом при митозе и движении спермиев, осуществляются за счет энергии АТФ.

«Бесчисленные факты…, — писал Холдейн, — указывают, что раскрываемые эволюционной теорией родственные отношения внутри растений и животных распространяются в одинаковой степени как на химические особенности, так и на структурные»[159]. Холдейн поставил в один ряд со сравнительной анатомией и эмбриологией биохимию как науку, которая дает возможность устанавливать родственные отношения организмов и с известной вероятностью определять направление их эволюции.

В 1944 г. М. Флоркэн предпринял попытку систематизировать некоторые данные, подтверждающие биохимическую сторону эволюции. В небольшой книжке, озаглавленной «Биохимическая эволюция», он с разной степенью полноты рассмотрел проблемы единства биохимического плана животных, биохимических различий, эволюции ряда биохимических структур и механизмов (перенос кислорода, электронов и фосфата, осмотическое давление жидкости внутренней среды, гемоглобин и т. д.), направления эволюции биохимических структур в разных филогенетических ветвях, а также вопросы биохимической адаптации, рекапитуляции и др. Согласно Флоркэну, биохимическая эволюция осуществляется путем приобретения нового компонента, выполняющего новую роль за счет модификации ранее существовавшей в организме молекулы или за счет приобретения старым компонентом новых функций (например, мочевина у акуловых не выводится из организма, а приобретает значение фактора, поддерживающего осмотическое давление внутренней среды).

Эволюционная биохимия в 50-60-х годах XX века.

Положение эволюционной биохимии существенно изменилось за последнюю четверть века: к ней обращается все большее число крупных биохимиков, возросло количество работ по различным вопросам сравнительной и эволюционной биохимии растений и животных. Благодаря успехам, достигнутым в разработке теории возникновения жизни, эволюционно-биохимическая проблематика по инициативе А.И. Опарина (Ленинская премия, 1974) стала предметом обсуждения на международных симпозиумах, конференциях и конгрессах. В 1957 г. в Москве состоялся Международный симпозиум, посвященный проблеме возникновения жизни на Земле. В 1961 г. в рамках V Международного биохимического конгресса был впервые организован специальный симпозиум по эволюционной биохимии. В 1963 г. во Флориде (США) собралась конференция по происхождению предбиологических систем. В 1966 г. во Франции состоялся симпозиум по биогенезу; в 1966 г. специальная сессия Отделения Академии наук СССР была посвящена абиогенезу и начальным стадиям эволюции жизни. В 1969 г. на конференции европейских биохимических обществ в Мадриде состоялся коллоквиум по эволюционной биохимии[160].

В СССР с 1965 г. издается «Журнал эволюционной биохимии и физиологии». Все чаще появляются обобщающие исследования в виде сборников статей и монографий. По убеждению Дж. Бернала, эволюционная биохимия «представляет интерес не только сама по себе и не только в силу неоценимого значения ее изучения для жизни и здоровья человека, но и как существенная, хотя все еще почти неисследованная, часть космической истории»[161].