Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
По достижении состояния звезды главной последовательности Солнце приобрело относительную стабильность, и его яркость за 5-10® лет возросла примерно на половину звездной величины (болометрической). Согласно модели эволюции Солнца, радиус солнечной фотосферы 4 млрд. лет назад составлял 0,9 теперешней величины. Если мы условимся, что эффективная температура ультрафиолетового излучения пропорциональна средней болометрической температуре, то можно сказать, что она составляла 0,98 современной величины, т. е. была немногим меньше 5000° К. На основании этих данных мы составили следующую таблицу, в которой представлены приблизительные значения потока фотонов ультрафиолетового излучения с длиной волны ^0, исходивших от Солнца и достигавших границы атмосферы Земли 4-10® лет назад:
c{-hc/l0kT}
Яо> А 2900 2600 2400 2000
Q, см—Ъсек-1
7-101*
4-ion
9-1013
2-1013
Эти цифры, по моему мнению, наглядно показывают преимущественную роль ультрафиолетового света по сравнению с другими формами энергии в процессе возникновения жизни. По этой же причине целесообразнее всего для воспроизведения в лаборатории условий примитивной Земли использовать именно ультрафиолет, а не другие источники энергии, например а-частицы высокой энергии.
П и р и. Я бы попросил д-ра Сагана несколько дополнить сведения о Юпитере; я не запомнил цифр, но, кажется, его плотность очень низка, ниже 1, и поэтому часть объема Юпитера должна была, видимо, состоять из очень легких веществ, таких, как жидкий водород или аммиак. Совместимо ли это с температурами, о которых вы говорили?
Саган. На основании величин массы и радиуса Юпитера можно заключить, что в среднем его плотность выше IV3 г/см3. Вот Сатурн мог бы плавать на поверхности воды, если бы его бросить в достаточно большой водоем. Характер движения спутников Юпитера показывает, что в центре самой планеты имеет место значительное уплотнение вещества. Следовательно, большая часть вещества Юпитера находится в газообразном состоянии. В физических условиях, существующих внутри Юпитера, водород приобретает свойства металла, т. е. высокую тепло- и электропроводность, которыми обычно он не обладает.
Предположения, о которых я говорил, основаны на термодинамических расчетах Галле и касаются той области атмосферы, которая расположена на 100 км ниже видимых облачных скоплений. Твердое же тело Юпитера удалено от этой области еще дальше.
П и р и. Итак, вы считаете, что в «тумане», окружающем Юпитер, идет синтез?
Саган. По плотности атмосфера Юпитера приближается к жидкой воде. Хотя она и не является жидкой в общепринятом смысле, все-таки она уплотнена настолько, что может заменять воду и служить средой, благоприятной для образования больших органических молекул. К тому же облака содержат воду.
Мора. Д-р Поннамперума, пробовали ли вы в ваших опытах с аденином заменить фосфорную кислоту на фосфористую? Фосфористая кислота, поскольку третий атом водорода у нее имеет низкую константу диссоциации, могла бы служить сильным катализатором.
Поннамперума. Нет, не пробовал. Надо проверить эту способность фосфористой кислоты.
М о р а. Я рекомендую вам в связи с этим статьи Свейна и Лоури [Swain С. G., В г о w n I. Е., I. Am. Chem. Soc. 74, 2534 (1952); L о w г у Т. М., S rn i t h J. F., J. Chem. Soc. 2539 (1927)].
Патти. У меня возник вопрос в связи с тем, что говорил Саган. В своем выступлении вы сказали, что с удовольствием изуча-
ли бы поведение полимеразы в геологическую эпоху. Но для этого нужно знать две величины. Одна из них — время полужизни Нуклеотида, а вторая — каталитическая активность полимеразы. Известны ли эти величины?
С а г а н. Я не могу ответить на этот вопрос. Это уже проблемы кинетики, которые, надеюсь, можно решить.
Холдейн. ДНК очень стабильна; возможно, так же стабильна и РНК- Я хотел бы спросить д-ра Сагана, что он думает о так называемой химии Франклина, которая базируется на аммиаке, а не на воде. Возможна ли подобного типа система в условиях Юпитера?
Саган. Конечно, я считаю, что такая замена ОН на NH2 вполне возможна. На Юпитере мы можем ожидать присутствия слоя облаков из жидкого аммиака ниже наблюдаемого слоя «перистых» облаков из аммиака, а выше — гипотетический слой облаков из жидкой воды. Таким образом, можно предположить, что на Юпитере имеют место оба типа органической химии — типа Франклина и обычный тип.
Фокс. Я хотел бы в связи с замечанием д-ра Мора указать, что, по мнению Аддисона Гулика [Addison G u 1 i с k, Am. Sci., 43, 479 (1955); Ann. N. Y. Acad. Sci., 69, 309 (1957)], на примитивной Земле встречались как фосфористая, так и фосфорноватистая кислоты. Гулик предполагает, что жизнь возникла в среде, в которой фосфор был окислен лишь частично.
Саган. По мнению Гулика, в восстановительных условиях, существование которых он признает, фосфор присутствовал только в форме солей фосфористой и фосфорноватистой кислот; но в этих условиях могла также существовать и фосфорная кислота, которая и служила вероятным источником фосфора в те далекие времена.
