Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
процессах метаболизма современных организмов. Так, например, углеродные
скелеты углеводородов пристана и фитана — главных компонентов изопреноид-
ных фракций, полученных из всех обсуждавшихся выше древних осадков, —
близко напоминают углеродный скелет фитола, который входит в состав
хлорофилла в качестве боковой цепи (фиг. 21). Точно так же другие
углеводороды, идентифицировап-
1 В древних осадках обнаружены многие другие классы органических
соединений. Они описаны в обзорах [36,37].
96
ГЛАВА II
ные в древних осадочных породах, например холестан и Р-каро-тан, очень
сходны с биологическими молекулами — холестерином и Р-каротином [36].
Такое близкое структурное соответствие позволяет с большой долей
вероятности предполагать, что эти углеводороды ведут свое происхождение
от аналогичных соединений, присутствовавших в древних организмах.
Следует, однако, отметить, что процессы, посредством которых
биологические соединения могли бы превращаться в соответствующие
углеводороды в осадочных породах, пока что не были продемонстрированы в
лаборатории.
Если правомерно рассматривать изопреноидные углеводороды пристан и фитан
в качестве «биологических маркеров», то их присутствие в осадочных
породах Соуден и Фиг-Три служит довольно веским подтверждением в пользу
заключения, сделанного на основе весьма скудных морфологических данных, —
заключения, согласно которому какие-то простые формы живого существовали
на Земле еще в те времена, когда происходило образование этих осадков.
Такое заключение представляется крайне заманчивым, однако здесь
приходится учитывать следующее. Решение вопроса о том, можно ли
рассматривать такие соединения, как пристан и фитан, как несомненные
следы древних биологических процессов, зависит от ответа на другой
вопрос, а именно: могли ли эти углеводороды образоваться из простых
исходных компонентов исключительно в результате небиологических
процессов, протекавших в естественных геологических условиях. С другой
стороны, можно предположить, что хлорофилл, возможно, мог возникать
небиологическим путем и впоследствии, опять-таки за счет небиологических
процессов, превращаться в углеводороды, обнаруживаемые в осадках. В любом
случае эти углеводороды уже нельзя рассматривать как биологические
маркеры.
До сих пор мы не имеем прямых указаний на то, что пристан и фитан или
вообще любые другие изопреноидные алканы могли образовываться
преимущественно небиологическим путем в гипотетических условиях
первобытной Земли. В лаборатории в довольно простых условиях, например
при воздействии искровых разрядов на газовые смеси простых алканов,
образуются сложные смеси нормальных и разветвленных углеводородов. Однако
состав продуктов в таких смесях отличается от типичного состава
углеводородных фракций органического материала, экстрагируемого из
древних осадков [37]. В то же время некоторые свойства экстрактов, в
частности такое распределение н-алканов, при котором чаще встречаются
цепи с нечетным числом углеродных атомов, чем с четным, характерны для
явно биогенных углеводородов, экстрагированных из осадков более позднего
происхождения.
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
97
В качестве продуктов реакции Фишера — Тропша (катализируемое металлами
взаимодействие СО и Н2 при повышенной температуре) образуются
многочисленные алканы. Проведенные недавно предварительные исследования
показали 137] ,что в числе продуктов этой реакции обнаруживаются
представители гомологического ряда низкомолекулярных изопрепоидов (от С,
до С14). Однако полиизопреноиды (С>14), а также более сложные и
структурно специфичные стераны, тритернаны и производные кароти-поидов до
сих пор не обнаружены.'
Другая реакция, представляющая для нас интерес, — полимеризация
бутадиена, 1,3-пентадиена и изопрена (которую можно провести с небольшими
выходами путем термической обработки смесей этана и пропана) [37]. В
результате образуются почти исключительно полимеры с линейной, 1,4-
т/занс-конфигурацией, характерной для природных полиизопреноидов. Однако
этот синтез проходит успешно только тогда, когда он проводится в
присутствии высокоспецифичных катализаторов и в органических
растворителях. В связи с этим весьма сомнительной кажется сама
возможность того, что подобные реакции могли происходить в условиях
первобытной Земли. Тем не менее возможность абиогенного происхождения
пристана и фитана нельзя исключить полностью, особенно в связи с
возрастающим количеством данных, говорящих о том, что для гипотетических
реакций, протекавших в ходе предполагаемой химической эволюции, была
характерна спонтанная организация (см. гл. V и VI).
В ходе исследований было найдено и прямое доказательство биологического
происхождения химических ископаемых. Одно из таких свидетельств было
получено методом масс-спектрометрии [38]. Известно, что из двух природных
изотопов, 12С и 13С, биологические системы селективно используют более
легкий. При сравнении образцов пользуются следующим уравнением,
