Эволюция биоэнергетических процессов - Брода Э.
Скачать (прямая ссылка):
В осадочных породах разного возраста обнаружены /многочисленные органические соединения, 'большей частью нерастворимые в воде, но растворимые в жирах [336—338, 535, 537, 539, 1226, 1243, 1381, 1382]. Среди этих, так называемых геолипидов — алканы, изопреноиды, ароматические соединения, пигменты, в том числе порфирины [119, 1068] и каротиноиды [1678]. Изопреноидные алканы пристан (2,6,10,14-тетраметиллентадекан) и фитан (2,6,10,14-тетраме-тилгексадекан), по-видимому, происходят от фитильной боковой цепи хлорофилла. Их часто находят в протерозойских отложениях. Обнаруживают также растворимые в воде вещества, в частности углеводы [1826], аминокислоты [796] и продукты их распада.
Можно надеяться, что в будущем при дальнейшем усовершенствовании методов на основе химической иалеолетописи будут найдены критерии для классификации разных организмов; иными словами, возникнет новая наука—лалеохемотак-сономия, или молекулярная палеонтология [356, 603]. Например, у многоклеточных организмов лигнин и флавоноиды характерны для сосудистых растений [1656]. Такие соединения можно считать биологическими маркерами. В литературе имеются сообщения о работе с высшими животными [3]; прекрасный обзор своей собственной и других работ опубликован Флоркином [598].
С нашей точки зрения, необходимы критерии для классификации организмов, использующих различные биоэнергетические процессы. Например, если гипотезы, высказанные в этой книге, верны, то порфирины и их продукты не должны изначально содержаться в породах, отложение которых происходило до появления фотосинтезирующих организмов. Согласно Шопфу [1656], в формации Фиг-Три имеются химические доказательства фотосинтеза.
Следует, однако, предупредить, что впереди нас ждут огромные трудности. Одна из них состоит в том, что <абио-
240
Глава 24
генные органические соединения содержатся в земной коре (4, Б), а также ,в некоторых метеоритах. Даже нефть может содержать, как уже указано, абиогенные компоненты. Такие соединения можно спутать с продуктами живой материи, но, к счастью, они, как правило, отличаются от этих последних химически. Более того, абиогенные соединения не обладают оптической активностью.
Другая трудность — и ее следует считать основной — это миграция биомолекул, особенно миграция из более молодых в более древние пласты [1656]. Растворимое органическое вещество может двигаться по порам и трещинам. Следовательно, оно не всегда является сингенетическим, и присутствие биологических маркеров вводит в заблуждение. О реальности этой опасности свидетельствует наличие некоторых аминокислот, например серина, в очень древних осадках, несмотря на его хорошо известную химическую нестабильность [3, 6, 797, 1069]. Более того, за длительные периоды, о которых мы говорим, аминокислоты должны были подвергнуться рацемизации, но некоторые из них все еще оптически активны [6, 796, 798, 1071].
И в самом деле, в образцах, взятых с 'поверхности формаций Ганфлинт и Биттер-Спрингс, обнаруживается гораздо больше биогенного материала, чем в образцах, извлеченных из внутренних частей породы [1745]. Сланец Онвервахт [291, 1307, 1610] и другие соответствующие по возрасту породы [1745] пористы и достаточно проницаемы, чтобы объяснить присутствие в них растворимого биогенного материала внесением и транспортом.
С меньшей вероятностью можно считать, что так называемый жероген, нерастворимая и нелетучая часть органического материала, обнаруживаемый внутри пород, был транспортирован в эти породы. Более того, он часто представляет собой основную часть органического материала. Очевидно, будет полезно развивать подходящие методы для воспроизводимой деградации, анализа и интерпретирования керогена [22, 1562, 1679, 1706]. Исследуя кероген из формации Онвервахт, Брукс и Шоу [291] пришли к заключению, что это продукт «спорополленина», вещества, содержащегося во внешней оболочке пыльцевых зерен и образующегося при полимеризации эфиров жирных кислот с каротиноидамй [1691]. Таким образом, эти авторы считают доказанным существование остатков высших растений в пародах формации Онвервахт. Кроме того, указанные авторы полагают, что нерастворимый органический материал углистых метеоритов химически идентичен земному керогену, и, следовательно, приписывают ему биогенное происхождение (18, А)\
ГЛАВА 25
а. кислород во вторичной атмосфере
Протопланетное облако с его обилием водорода не могло при температурах, достаточно низких для химических реакций, содержать свободный кислород, т. е. оно было бескислородным. Вторичная атмосфера Земли (3, В) также не могла содержать .свободный кислород, пока в ней доминировали восстановительные газы. Ничего определенного нельзя сказать и о кислородном содержании вторичной атмосферы после замещения Нг, углеводородов и NH3 на СН2 и N2. Никто не сомневается, что до появления у растений фотосинтеза содержание свободного кислорода было незначительным по сравнению с современным. Интересно, что ни одна из других планет не имеет значительных количеств свободного кислорода. Но как велико было это содержание на Земле в ранние времена?
