Происхождение жизни: маленький теплый водоем - Фолсом К.
Скачать (прямая ссылка):
Гистидин
Аргинин
«Небиологические» аминокислоты
N-метилглицин
[i-Алании
а-Аминоизомасляная
кислота
а-Амино-н-масляная
кислота
Э-Аминоизомасляная
кислота
-'-Аминоизомасляная
кислота
«Биологические» ajomucmue основания
Аденин
Гуанин
Ксантин
Тимин
Урацил
*Н ебиологические» азотистое основания
Меламин
Аммелин
Циануровая кислота Гуанилмочевина
Малые реакционноспособные молекулы
Цианистый водород Формальдегид Муравьиная кислота
Уксусная кислота
Мочевина и сходвые соединения Гуанидин и сходяые соединения
Жирные кислоты
Все виды, содержащие от С12 до С20
У глеводород ы
Широкое разнообразие углеводородов, сходных с выделенными из углистых метеоритов
рующее высокоэнергетическое ультрафиолетовое излучеиие Солнца, которое через окно из фторида магния попадало в смесь исходных газов, в результате чего происходил синтез аминокислот, полимеров и многих других соедипений.
В качестве источника энергии радиоактивного распада можно использовать ускоритель электронов. В группе Кальвина в Беркли облучали смеси метапа, аммиака и
воды и обнаружили в ипх реакциопноспособпые промежуточные соединения и ряд соединений, участвующих в биологических процессах, в том числе адении.
Во всех проведенных экспериментах были получены в общем сходные результаты, подтверждающие теорию химической эволюции. Было показано, что при воздействии всех видов энергии на газообразные углерод, азот, воду и водород сначала происходит синтез реакционноспособных промежуточных соединений. Эти соединения дают затем множество биологических и близких к биологическим органических компонентов. Для того чтобы судить о процессах на примитивной Земле, необходимо рассматривать не один отдельно взятый эксперимент, а всю их совокупность. Заметим также, что наряду с малыми органическими молекулами в смеси всегда находят полимер. В табл. 5.3 приведен список примеров реакцион-
Таблица 5.3
Продукты, образующиеся в экспериментах по химической эволюции
Газы
Н20 СО С02 Н2 СН4 N2 NHS
I •
Реакционноспособные промежуточные продукты
HCN НСОН НС02Н
Цианистый водород Формальдегид Муравьиная кислота
HN(CN)2 НОСН3СНО CHjCOjH
Дицианамид Гликолевый альдегид Уксусная кислота
Малые органические Соединения Аминокислота: сотни, в том числе «биологические»
Жирные кислоты: все виды, содержащие от Cj2 до С2о Углеводороды: сложная смесь
Азотистые основания", урацил, цитозин, тимин, аденин, гуанин, ксантин, гипоксантин, триазины
Другие малые органические соединения’, мочевина и ее производные, гуанидин и его производные, моко* и дикарбоновые кислоты
Полимер
неспособных промежуточных соединений и малых органических соединений, образующихся в экспериментах по реконструкции первобытных условий.
Глубоко и иодробпо изучая небиологический (модельный) синтез аминокислот, группа Миллера из JIa Холлы и группа Лоулесса из исследовательского центра НАСА в Эймсе обнаружили, что в ходе синтеза образуются все возможные виды аминокислот. В состав синтезированных аминокислот входят равные количества зеркально отображаемых L- и D-форм, а также большинство «биологических» аминокислот.
Итак, проведенные эксперименты подтверждают идею химической эволюции — представления, согласно которому все малые органические молекулы, обычно используемые в биологических процессах, образуются из более простых компонентов при воздействии на них различных видов энергии.
Какова дальнейшая судьба новосинтезированных органических веществ, появившихся на первобытной Земле? Некоторые летучие вещества, такие, как HCN и формальдегид, остались по большей части в атмосфере и в частично растворенном состоянии в водоемах. Другие, в том числе аминокислоты и азотистые основания, в основном растворились в водоемах. Углеводороды и жирные кислоты с длинной цепыо плавали на поверхности воды в виде пленки. Под действием ультрафиолетового излучения Солнца и других видов энергии наряду с синтезом органических соединений происходило также их разрушение. Это привело к станционарному состоянию — переходу компонентов из газовой смеси в органические соединения и обратно:
Скорость образования
Н2 СО + N2 + Н20 г........... Органические
Скорость разрушения соединения.
Скорости обеих реакций зависят от иритока энергии.
Вычисления, проведенные для определения количества аминокислот, растворенных в водоеме в стационарном состоянии, дают очень низкие значения — порядка 10 миллионных долей грамма на литр для любой из аминокислот. Такой водоем, конечно, не может быть «органическим бульоном», богатым низкомолекулярными предшественни-
камм, способным к взрывоподобпому рывку, обеспечивающему развитие жизпи. Скорее это необыкновенно разбавленное «сусло», содержащее органические содипения п немного ионов металлов. По-видимому, некоторая часть присутствовавших там полимерных веществ опускалась на дно мелководья, а поверхность сплошь покрывалась тончайшим маслянистым налетом.
