Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
ОБСУЖДЕНИЕ ДОКЛАДА
Бернал. Сообщение д-ра Сагана представляется мне особенно ценным потому, что в нем обсуждаются дополнительные факторы, которые необходимо учитывать при любом обсуждении проблемы возникновения жизни, а именно распространение в космическом пространстве главнейших элементов, таких, как водород, углерод, азот и кислород. Он предполагает, что эти элементы являются основными компонентами любых форм жизни. Наиболее слабое место этого представления состоит, по моему мнению, в том, что оно не учитывает ограниченного распространения фосфора — этого ключевого элемента всех биохимических реакций. Между тем уже одно это обстоятельство позволяет исключить любую возможность возникновения жизни на метеоритах или на их родительских телах, на которых концентрация фосфора слишком низка; в то же время оно говорит в пользу возникновения жизни в водной среде на поверхности планеты достаточно большой массы.
X а р а д а. Я бы хотел узнать мнение д-ра Сагана относительнопредполагаемой температуры протосолнца.
Согласно вашей статье в журнале Radiation Res., 15, 174 (1961), «...примитивная восстановительная атмосфера существовала уже 1-10® лет назад, а 4,5-10® лет назад стабилизировалась земная мантия» и далее: «...возникновение жизни следует отнести ко времени, удаленному от нас на 4,0 ± 0,5-109 лет. Более точные расчеты показывают, что жизнь на Земле возникла 4,2 ± 0,2- 10е лет назад». Итак, к этому времени из метана, аммиака и других соединений примитивной атмосферы при участии энергии ультрафиолетового излучения или электрических разрядов образовались простые и сложные биологически важные органические соединения. Химики считают, что ультрафиолетовый свет был на примитивной Земле наиболее распространенной формой энергии. Однако химики не могут точно указать температуру поверхности протосолнца 4,5 X X 10е лет назад. А между тем энергия ультрафиолетового излучения, безусловно, связана с температурой поверхности Солнца.
Существует мнение, согласно которому Земля и Солнце имеют общее происхождение, причем это событие, как полагают, произошло 4,5-10® лет назад. Следовательно, 4,2-10® лет назад, когда на Земле возникла жизнь, Солнце было еще очень молодым. Протосолнце могло быть оранжевой или красной звездой или даже несве-тящейся звездой даже в том случае, если в недрах такого протосолнца протекали термоядерные реакции. Если температура поверхности протосолнца уменьшалась, то, согласно закону Стефана — Больцмана и закону смещения Вина, энергия излучения, особенно ультрафиолетового излучения, должна была также заметно снизиться. Если первичное Солнце было оранжевой звездой, то оно могло испускать только небольшое количество длинноволновых ультрафиолетовых лучей. Если же оно было красной звездой, то вряд ли энергия его ультрафиолетового излучения вообще достигала Земли. Я рассматриваю сейчас тот ранний период, когда атмосфера была относительно легко проницаемой для ультрафиолетовых лучей. Образование слоя озона произошло позже.
Синтезы биологически важных органических соединений, проведенные в лаборатории при использовании ультрафиолетового света, имеют весьма важное значение. Однако, по-моему, химики не задаются вопросом, была ли энергия ультрафиолетового излучения протосолнца в период возникновения жизни такой же, какова она сейчас.
Я полагаю, что эволюция Солнца должна рассматриваться в связи с эволюцией примитивной Земли. Знание температуры на поверхности протосолнца (4,5—4,2-10® лет назад) очень важно, поскольку от этой температуры зависело образование органических соединений при участии энергии ультрафиолетового излучения. Какова же была температура поверхности протосолнца 4,5—4,2-10® лет назад?
Саган. Величину потока фотонов с длиной волны, меньшей некоторого значения А,0, падающих на поверхность атмосферы примитивной Земли, можно выразить следующим образом:
где k —¦ постоянная Больцмана, h = h!2n, h — постоянная Планка, Т — эффективная температура Солнца в ультрафиолетовой области, R — радиус солнечной фотосферы, а — большая полуось орбиты Земли и с — скорость света. По-видимому, величины k, h, с и а были 4• 10е лет назад такими же, как и сейчас. Поэтому при данном значении мы можем определить поток фотонов Q, падающий на 1 см2 за 1 сек, при условии, если нам известны R и Т.
Согласно современным представлениям об эволюции Солнца, вначале оно уплотнялось из межзвездного газово-пылевого облака, затем оно перемещалось по диаграмме Гершпруна — Рессела вертикально вниз по направлению к главной последовательности. Температура поверхности Солнца свыше 5-109 лет назад была почти так же высока, как и в настоящее время, тогда как радиус его был значительно больше; поэтому вполне возможно, что поток ультрафиолетовых лучей был в то время даже интенсивнее, чем сейчас. Однако это сжатие Солнца до состояния звезды главной последовательности происходило до образования планет и, по-види-мому, поток ультрафиолета никоим образом не связан с проблемой возникновения жизни на планетах.
