Происхождение жизни - Поннамперума С.
Скачать (прямая ссылка):
Существуют данные, подтверждающие, что все именно так и происходило. Большие планеты типа Юпитера или Сатурна удерживали свою первичную атмосферу огромными гравитационными полями, которые не позволили улетучиться в космическое пространство многим газам, присутствовавшим в атмосфере этих планет на са-
44
Китайский топорик (1000 г. до н. д.). Предполагают, что он изготовлен из железа метеорита. Если метеориты — это частицы туманности, из которой образовалась Солнечная система, а металлы, содержащиеся в них, не окислены, то отсюда следует, что в первичной атмосфере кислород, по-видимому, отсутствовал.
мых ранних стадиях их образования. С помощью спектроскопических исследований в их атмосфере обнаружены метан, аммиак, вода и водород. Если первичная атмосфера Земли была похожа на атмосферы планет-гигантов, то, следовательно, в те времейа и в ней присутствовали метан, аммиак и водяные пары.
К выводу о том, что процессы в первичной атмосфере Земли носили восстановительный характер, нас приводит и другой факт: в метеоритах, которые рассматриваются
45
как остатки солнечного газово-пылевого облака, содержатся металлы в неокисленном состоянии. Химическое воздействие вездесущего водорода является определяющим фактором во Вселенной.
Как мы не без основания считаем, атмосфера, доставшаяся Земле от газово-пылевого облака, была утрачена в период образования планеты. Это заключение вытекает из того, что благородные газы — гелий, неон и аргон —* гораздо больше распространены в космосе, чем в современной земной атмосфере. Другая атмосфера Земли, вторичная по своей природе, но похожая на первую, возникла в результате выделения газов из земных недр.
Вероятно, на ранних стадиях образования планеты по всей ее поверхности происходили бурные вулканические процессы. Как только рождающаяся Земля начала приобретать определенную форму, гравитационные силы привели к уплотнению коры, при этом выделялось огромное количество тепла. Радиоактивные процессы, происходившие внутри Земли, по-видимому, также способствова-
ПЕРВИЧНАЯ АТМОСФЕРА
Молекулы воды (Н20) в первичной атмосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца должны были разлагаться на составляющие их атомы. Водород как легкий элемент улетучивался в космическое пространство, тогда как атомы кислорода соединялись в озон (03/). Таким образом возник защитный слой, препятствующий проникновению радиации. Только благодаря ему на Земле могла возникнуть
жизнь.
46
ли повышению температуры ядра до очень высокого уровня. Газы, выходившие из недр Земли, лишенные кислорода, послужили тем сырьем, из которого сформировались органические соединения, а затем макромолекулы и первые живые организмы.
Как произошло превращение атмосферы, в которой не было свободного кислорода, в атмосферу, где содер-
В процессе фотосинтеза растения используют энергию солнечного света, с помощью которой превращают углекислый газ и воду в химическую энергию таких слоотых соединений, как сахара и жиры, выделяя при этом кислород. Без этого процесса животные на Земле не могли бы ни питаться, ни дышать.
жание его достигло приблизительно 20%? Наличие свободного кислорода — явление уникальное в Солнечной системе. Как же он возник? Этому способствовали различные факторы. Молекулы воды, присутствовавшей в виде пара в атмосфере первичной Земли, частично расщеплялись ультрафиолетовым излучением Солнца. Вода распадалась на кислород и водород. Кислород, будучи более тяжелым, удерживался силой притяжения Земли, тогда как более легкий водород улетучивался в космос.
Накоплению кислорода в нашей атмосфере в значительной мере способствовал фотосинтез — процесс, посредством которого зеленые растения превращают солнечную энергию в энергию, необходимую для их роста и
химическая энергия.
кислород пища
солнечная энергия
47
развития. Разрушение молекул воды ультрафиолетовыми лучами на определенном уровне должно было прекратиться. Дело в том, что в процессе разложения воды на кислород и водород некоторые молекулы кислорода в свою очередь образовывали озон Оз; последний же действует как фильтр для коротковолнового ультрафиолетового излучения. Слой озона, существующий ныне в верхних слоях атмосферы, подобно зонтику защищает Землю от смертоносного ультрафиолетового излучения Солнца. Когда образовался этот слой, молекулы воды оказались недоступными для мощного ультрафиолетового излучения. Однако такой механизм саморегулирования не смог бы обеспечить столь высокое содержание кислорода в атмосфере Земли, если бы процесс разложения воды служил единственным источником кислорода. Но к тому моменту первичные живые организмы уже должны были обладать способностью к фотосинтезу, в ходе которого под действием света двуокись углерода превращалась в различные вещества, необходимые для жизнедеятельности живых организмов, а высвобожденный кислород накапливался в атмосфере.
ПОЯВЛЕНИЕ КИСЛОРОДА
Примитивные организмы, возникшие в первичных океанах Земли, были анаэробными и, вероятнее всего, гетеротрофными; океаны в изобилии поставляли им пищу, и первым микроорганизмам оставалось лишь пожирать ее. Но с течением времени вследствие постоянного действия защитной озоновой оболочки мощные потоки солнечной энергии, необходимой для фотосинтеза, уже не могли достигнуть близких к поверхности океана нижних слоев земной атмосферы. Дальнейший синтез органических соединений стал невозможен. Наступала пора голодания, и тут-то, по-видимому, началась борьба не на жизнь, а на смерть. Только наиболее приспособленным организмам удалось развить в себе способность к фотосинтезу с использованием того света, что пробивался сквозь озоновый слой. В результате свободный кислород продолжал выделяться в атмосферу. Так началось накопление кислорода.
