Происхождение жизни: маленький теплый водоем - Фолсом К.
Скачать (прямая ссылка):
Для того чтобы получить утешение по поводу нашего одиночества в Солнечной системе, можно поразмыслить над замечанием, что в нашей Галактике около 1011 звезд и, согласно принятой нами модели образования звезд, планеты — неизбежный исход этого процесса. Но чтобы доказать, что мы не одиноки, мы должны отправиться к звездам или сделать так, чтобы звезды приблизились к паи.
глава 13 Действительность
Спускаемый аппарат «Викинга». (С любезного разрешения НАСА.)
Торнтон Уайлдер
В этой книге нет ответов на все вопросы, связанные с происхождением жизни, поскольку на многие вопросы мы просто не знаем ответов. Однако на ряд вопросов мы попытались ответить. Некоторые ответы были даны в виде фактов, —некоторые — в виде вероятных моделей, а другие — в виде правдоподобных догадок, которые еще предстоит проверить в будущих экспериментах. Эти ответы не всегда были настолько четкими и ясными, насколько этого обычно требует научная монография. Напомним, однако, что главная цель книги — выработать логически единую локальную космологию. В данной главе мы отметим те области, в которых спорные моменты и догадки преобладают над фактами, и предложим ряд экспериментов, в которых ощущается потребность.
Прежде всего планеты не обязательно являются обычным результатом рождения звезд. Некоторые астрономы, например Кумар, считают, что почти все звездные системы при своем образовапии стремятся стать двойными, чаще всего такого типа, где одна из звезд относительно велика, а другая совсем мала. В самом деле, если бы масса Юпитера в пять раз превышала ,ее теперешнее значение, он был бы достаточно большим для того, чтобы в нем начались внутренние термоядерные реакции, и наша система могла бы быть двойной, совершенно отличной от того, что мы сейчас имеем. Хотя наш довод в пользу повсеместности планетных систем основан на низком моменте центральной звезды нашей системы, можно себе представить, как такая проблема была разрешена в двойной системе: не исключено, что большая звезда передала часть своего момента количества движения меньшему спутнику. Сейчас трудно сказать, какая из двух гипотез ближе к истине. Единственные определенные данные, которыми мы располагаем, относятся к нашей собственной планетной системе. У пас нет причин считать, что создавшие ее силы в каком-либо отношении уникальны. Конечно, многие аспекты космогонии имели бы более прочное основание после того, кап мы смогли бы ответить на вопрос, обычны или редки планетные системы.
Следует также отметить, что приведенные в данной
книге представления о первичной атмосфере не являются общепринятыми. Некоторые исследователи, основывая свои заключения на данных, касающихся химического равновесия, считают, что эта атмосфера состояла из метана и аммиака. Мы уже упоминали об этом в гл. 4. Однако мы не обсуждали другие возможные атмосферы, состоящие в основном из двуокиси углерода, воды и азота, особенно те, которые рассматривает Руби. Согласно Руби, содержание двуокиси углерода в атмосфере примитивной Земли было, вероятно, гораздо выше, чем сейчас. Возможно, это дейсгвительно так, но существуют факты, не подтверждающие этого положения. Во-первых, Руби не принимает в расчет, что в первичных вулканических выбросах было по крайней мере в пять раз больше окиси углерода, чем двуокиси. Во-вторых, если бы двуокись углерода присутствовала в значительных количествах, то она растворилась бы в воде океанов, что привело бы к закислению этой воды. Выветривание пород протекало бы очень быстро, и поэтому минералы, отлагавшиеся в осадочных породах, должны были бы весьма отличаться от пород, отлагавшихся позже. Однако этого не наблюдается; в известных осадочных породах не обнаружено ни намека на подобную неоднородность.
В-третьих, мы исходили из того, что в экспериментах, имитирующих химическую эволюцию, могут быть с легкостью получены все биомономеры. Это верно лишь в самом общем смысле. Такие соединения, как сахара, которые очень реакционноспособны, обычно не обнаруживаются в экспериментах, имитирующих химическую эволюцию. Сахара могут быть синтезированы в концентрированных щелочных растворах формальдегида, и это послужило аргументом в пользу возможности их синтеза, однако ни один из сахаров не был обнаружен в реакциях с использованием искрового разряда. Для химика-органи-ка это не должно быть удивительно, поскольку любые синтезированные сахара быстро прореагировали бы с образующимися в изобилии реакционноспособными промежуточными соединениями. Общепринятым является мнение, что в открытом и большом мире, где существовали маленькие теплые водоемы, сахара имели множество микрониш, но в замкнутом объеме небольшой колбы период их полураспада был слишком мал для того, чтобы химик
мог выделить и обнаружить их прежде, чем они прореагируют с другими компонентами.
Еще одну трудность в химической эволюции представляет собой «проблема выбора». С помощью каких химических механизмов был сделан выбор именно тех аминокислот, которые составляют биологическое подмножество? Почему в набор пуринов и пиримидинов входят именно те, которые обнаруживаются в биологических системах, а не какие-либо другие? Ответы на подобные вопросы найдены пока лишь в очень небольшом числе случаев, но есть все основания надеяться, что скоро их будет значительно больше. Например, недавно было обнаружено, что комплексы глин с некоторыми ионами металлов специфически связывают только аминокислоты, входящие в биологическое подмножество, и совсем не связывают другие аминокислоты. Было показано также, что пуриновые и пиримидиновые основания, используемые в биологических процессах, являются наиболее устойчивыми среди оснований, способных спариваться с помощью водородных связей. Наибольшая трудность, к разрешению которой пока нет подходов, заключается в крайне неустойчивой природе сахаров и той центральной роли, которую они играют в метаболизме в целом. Кажется логичным, что сахара должны быть краеугольным камнем обмена веществ, поскольку их молекулы столь чувствительны к любому воздействию и неустойчивы, но пока нет убедительных работ, в которых это было бы четко показано.
