Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
По-видимому, на границе лавовых потоков и магмы могут существовать органические соединения, которые удается обнару-
жить в период охлаждения лавы или магмы до достаточно низких температур.
Ф о к с. Я попытался обнаружить органические вещества в горячих зонах пепловых конусов; должен сказать, что поиски увенчались успехом. Однако я не уверен, что в случае аминокислот можно полностью исключить возможность загрязнения почвенными организмами. Некоторые результаты анализов в значительной мере сходны с теми, которые получил Харада в своих опытах с газами.
О р о. Я полагаю, что существуют методы, позволяющие дифференцировать полученные результаты. Мне кажется, что в лавовом потоке единственным местом, где могут быть обнаружены сохранившиеся органические молекулы, являются пограничные зоны. Внутри лавового потока молекулы органических веществ должны были бы обуглиться. Если же органические вещества обнаруживаются в силикате внешних слоев лавовых потоков или каких-либо других изверженных пород, то в этом случае можно исключить загрязнение.
Фокс. Я не могу с этим согласиться. Исключить загрязнение крайне трудно. Мне кажется, что это очень ясно было показано на симпозиуме по метеоритам (Nagy В., Ann. N. Y. Acad. Sci., 108, 339, 1936), где по крайней мере часть присутствовавших пришла к убеждению, что нельзя предложить сколько-нибудь надежного способа дифференцировать почвенное заражение.
Что касается пограничных слоев, упоминавшихся д-ром Оро, то ведь и они подвержены воздействию дождей; полагаю, никто не станет защищать идею, будто над вулканами дождь не выпадает.
Янг. Мне бы хотелось сказать следующее. По моему мнению, для протекания обсуждаемых реакций вовсе необязательно наличие каких-то особых условий, например вулканов. Эти реакции вполне могли происходить на примитивной Земле при наличии, помимо аминокислот, еще и соответствующих катализаторов.
Саган. Вы полагаете, что эти реакции протекали и в первичном океане?
Янг. Это не исключено. Там также могло происходить накопление аминокислот. Кроме того, подобные реакции могут идти и при более низких температурах.
Саган. Если последнее утверждение верно, то вероятность осуществления этих процессов резко возрастает.
Янг. Это моя точка зрения. Не следует также исключать возможности параллельно протекающего синтеза нуклеиновых кислот.
К У и м б и. Д-р Фокс говорил о температуре 170° как о «жестком» воздействии. Мне представляется, что такая температура — не более жесткий агент, чем любой другой источник энергии, использующийся обычно для синтеза различных молекул (я имею в виду
искровой разряд, у-излучение, линейный ускоритель или бактерицидные лампы).
Фокс. Я хотел бы сказать несколько слов в связи с выступлением д-ра Янга. Высказанная д-ром Янгом идея относительно распространенности на Земле условий, благоприятных для спонтанных химических реакций, далеко не всегда принимается, хотя можно найти данные, свидетельствующие в ее пользу.
Задача состоит не столько в том, чтобы найти на Земле условия, соответствующие лабораторным, сколько в том, чтобы из целого ряда геофизических факторов выбрать наиболее подходящие условия. Плодотворным подходом в этом плане является попытка выяснить, какая последовательность реакций вероятна с геологической точки зрения. Другой важный момент — установление наличия или отсутствия воды на различных этапах синтеза.
Несопряженная химическая полимеризация аминокислот в водном растворе с образованием достаточных количеств продукта невозможна с точки зрения термодинамики, о чем несколько раз указывалось в литературе (см., например, Fox, Vegotsky, Harada, Hoagland, Ann. N. Y. Acad. Sci., 69, 328, 1957). Следует помнить, что энергетический барьер может быть преодолен химически только при температуре выше точки кипения воды или за счет использования таких обезвоживающих агентов, как полифосфорная кислота. В последнем случае полимеризация идет и при температурах ниже точки кипения воды, т. е. при 70°, о чем сообщалось в 1960 г.
Однако на основании того, что в лаборатории полимеризация протекает как при 70°, так и при 170е, еще нельзя заключить, что и на Земле в примитивных условиях возможность полимеризации при низких температурах была более вероятна или более правдоподобна.
Любое суждение, не учитывающее положения, выдвинутые Янгом, и термодинамические расчеты, может, если принимать его всерьез, помешать постановке важных экспериментов.
Конечно, организмы обладают сложной, развившейся в процессе эволюции биохимической системой, дающей энергию для синтеза пептидных связей. С помощью нашей модели показано, как аминокислоты образуют полиаминокислоты, которые в свою очередь превращаются в структурные единицы, способные расщеплять АТФ, а также, по-видимому, развиваться в системы, синтезирующие клеточный белок. Фактором, ограничивающим этот процесс, является не отсутствие полипептидов или аминокислот, а отсутствие соответствующих количеств производных фосфорного ангидрида.
Для того чтобы составить себе правильное представление об интересующей нас проблеме, следует, по-моему, во-первых, учитывать термодинамический аспект; во-вторых, всесторонне озна-
