Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Брода Э. -> "Эволюция биоэнергетических процессов" -> 17

Эволюция биоэнергетических процессов - Брода Э.

Брода Э. Эволюция биоэнергетических процессов — М.: Издательство «МИР», 1978. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): broda-e-voljucija-bioe-nergeticheskih-processov1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 129 >> Следующая

Но как же возникли разнообразные и довольно сложные органические молекулы, обнаруженные в метеоритах? Согласно представлениям одной школы [48, 50, 52, 53, 819, 1133, 1816—1818], горячие компоненты солнечной туманности, особенно СО, Нг и NH3, могли вступать в модифицированную реакцию Фишера—Тропша, причем катализатором служила пыль. При охлаждении продукты этих реакций частично захватывались в космосе твердыми веществами. Для того чтобы показать сходство получающихся при таких реакциях продуктов со смесью веществ, найденной в метеоритах, были проведены модельные эксперименты [1817]. При этом учитывали, что на поверхности твердых частиц могли протекать фотохимические реакции [273]!.
В реакциях, относящихся к типу реакций Фишера—Тропша, почти достигается химическое равновесие (см. i[452,
46
Глава 4
527]). Если судить по составу углистых хондритов, то температура образования веществ, или скорее температура, при которой вещества в почти равновесном состоянии замерзли при охлаждении, была около 360 К [52]. Однако полного равновесия не достигалось, так как при полном равновесии образовалось бы много метана, который улетучивался бы в пространство [48]; много образовывалось бы и графита [1895]. Кроме того, полагают, что конечная смесь обогащалась циклическими соединениями при дальнейшей потере летучих веществ на одной из последующих стадий. Вероятно, сложные органические молекулы, обнаруживаемые сейчас в космосе, не что иное, как эти потерянные летучие вещества. Их непосредственное образование в высоком вакууме вряд ли возможно.
Молекулы из космоса и из метеоритов могли послужить исходным материалом для абиосинтеза на Земле [205, 616, 1106]. Ведь если бы они были захвачены Землей при аккреции, то должны были оказаться главным образом в недрах твердой Земли. Здесь они подверглись бы сильному нагреванию в результате радиоактивных процессов. Таким образом, еще до того, как эти вещества хотя бы частично попали на поверхность в результате дегазации, они в основном распались бы на более мелкие молекулы. Термического разложения могла избежать только органическая материя, попавшая на уже сформировавшуюся Землю из углистых хондритов [49, 50]] или из комет [1372, 1373, 1375]. О составе комет см. работы [472, 1510, 1973].
в. абиосинтез на ранней земле
Некоторое количество органического вещества могло образовываться на ранней Земле при взаимодействии карбидов и нитридов металлов с водой [1356, 1360, 1362] и сохраняться в более холодных частях. Действительно, в очень древних породах и сейчас содержатся углеводороды, карбиды и элементарный углерод. Исходя из этого, видные ученые вслед за Менделеевым в разное время высказывали предположения, что часть нефти имеет абиотическое происхождение ([1460, 1558, 1559]; возражения см. [543]).
Как бы там ни было, сейчас многие полагают, что более крупные и сложные органические молекулы возникали в земной гидросфере и атмосфере при затрате энергии. Первым эту идею рассмотрел Холдейн [771]!, и он же первым в определенной форме выдвинул предположение, что жизнь возникла в отсутствие свободного кислорода. В экспериментах, моделирующих условия на ранней Земле в соответствии
Происхождение жизни
47
с представлениями Юри, сначала использовались смеси гидридов (СН4, Н20, NH3, H2S). Свободный кислород при этом исключали, поскольку в окисляющей атмосфере органические соединения не образуются.
Реакции гидридов в большинстве случаев эндергоничны и при низких температурах всегда идут медленно. Следовательно, для их протекания необходим дополнительный источник энергии. В первых экспериментах по соображениям удобства энергию вводили в виде электрических разрядов [1264]. Среди продуктов («микромолекул»), образующихся при реакции смешанных восстановленных газов, обнаружены многие аминокислоты [637, 882, 1122, 1124, 1264—1269, 1273]. Весьма примечательно, что особенно много образуется таких аминокислот, которые сейчас встречаются в природных белках, например глицин, аланин, аспарагиновая и глутамино-вая кислоты. В общем следует сказать, что наиболее обещающими представляются абиосинтетические методы, дающие целые семейства биомолекул.
Как мы уже указывали (3, В), в первичной атмосфере не обязательно должны были преобладать гидриды. Сторонники гипотезы более нейтральной ранней атмосферы, содержавшей, кроме Нг, в основном СОг, СО и N2, получали с помощью электрических разрядов HCN в смеси СО, N2 и Н2 [4]. Ниже будет показано, что HCN, в высшей степени ре-акционноспособное вещество, является подходящим исходным материалом для последующих реакций. Смесь CO + N2 + + Н2, разумеется, по словам Холленда, совершенно невероятна с термодинамической точки зрения. Между прочим, еще в 1913 г. Лёб показал, что если производить электрические разряды в смеси C02 + H20+NH3, то образуется глицин.
Энергия электрических разрядов (молнии и т. д.) легкодоступна, и, по-видимому, именно эта энергия послужила мощным энергетическим источником, необходимым для абио-синтеза в природе [1366]|. Но, возможно, самую важную роль сыграло солнечное ультрафиолетовое излучение [771, 1122, 1273, 1889], которое в большом количестве достигало поверхности Земли [1594]. Пока в атмосфере не было или практически не было свободного кислорода, ультрафиолет не задерживался озоном и его действию ничто не мешало, как в наши дни. В лаборатории изучение абиосинтеза с помощью ультрафиолетового излучения началось довольно давно. Грот и Зюсс [759] из смеси C02+H20 получили «углеродные соединения, возможно послужившие исходным материалом для эволюции органической жизни». Позже эксперименты в этом направлении проводили Теренин [1850]', Грот и фон Вейссен-гоф [760] и Поннамперума'[1451].
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 129 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed