Происхождение жизни - Поннамперума С.
Скачать (прямая ссылка):
В экспериментах такого типа источником высокого напряжения для искровой системы служили трансформаторы Тесла, используемые в лабораториях при поисках вакуумной течи. В описываемом эксперименте, который продолжался 24 часа, метан и аммиак вводились в сосуд под давлением около одной атмосферы. В нижней части сосуда находилось приблизительно сто миллилитров воды. По окончании эксперимента в нижнем сосуде было обнаружено значительное количество органических веществ. Образовывался темно-коричневый осадок, состоя-
62
В лаборатории автора в качестве источника излучения при моделировании воздействия ионизирующей радиации на первичную атмосферу использовался линейный ускоритель. Обнаружение органических веществ в нижнем сосуде свидетельствовало об успехе этих опытов.
щий из углеводородов и азотсодержащих соединений. Около 45% исходного углерода оказалось сосредоточенным в нижней части сосуда в виде растворимых органических веществ. Описание, данное Холдейном «первичному бульону», было поистине пороческим.
В 1963 г. в Беркли Поннамперума и Кальвин при моделировании действия ионизирующей радиации в качестве источника излучения использовали линейный ускоритель, создающий мощный пучок электронов. В длинной
63
горизонтальной трубке находилась газовая смесь, имитирующая атмосферу. Через окно в торце трубки электроны пучка проникали внутрь и взаимодействовали со смесью метана, аммиака и паров воды. Холодильник, расположенный над небольшим сосудом с водой — «первичным океаном», позволял вновь синтезированным органическим веществам попадать в «океан». Полученные таким образом органические соединения подвергали химическому анализу с целью обнаружения в них молекул, интересных с точки зрения возникновения жизни.
Как мы уже отмечали, важнейшую роль при синтезах в первичных условиях играло ультрафиолетовое излучение. Хотя с применением ультрафиолетового излучения поставлено немало экспериментов, вследствие целого ряда специфических трудностей лишь некоторые из них оказались успешными. Метан, аммиак и вода сильно диссоциируют под воздействием света с длиной волны меньше 2000 А (ангстрем). Применяя для фотохимических синтезов коротковолновый свет, необходимо снабжать сосуды, в которых протекают реакции, специальными окнами. Одним из немногих материалов, пропускающих свет в этой области спектра, в частности, является фтористый литий.
В 1957 г. Грос и Вейзенхоф в ФРГ и Теренин в Советском Союзе с помощью ультрафиолетового излучения осуществили синтез глицина и аланина.
Позднее появились мощные световые источники, наполненные ионизированными гелием или аргоном. В специальной лампе, которая использовалась в Исследовательском центре им. Эймса, аргон находился под давлением 15 атм, интенсивность светового потока в интервале спектра 1000—2000 А по расчетам составляла 1019 фотонов на 1 см2 в год. Это почти на четыре порядка выше интенсивности излучения Солнца в данной спектральной области. Такое оборудование позволяет осуществлять лабораторные эксперименты довольно быстро, тогда как в естественных условиях подобные «опыты» потребовали бы нескольких лет.
Был также предпринят ряд опытов для доказательства воздействия тепла на органические синтезы. Известны работы Сиднея Фокса из Университета в Майами. В экспериментах подобного рода смесь газов обычно пропускают через трубку, нагретую до 1000°С. Ее раскаленная
64
поверхность имитирует горячую лаву, над которой проходили газы, выделявшиеся древними вулканами, прежде чем раствориться в «океане». С помощью такого нагревания были получены нитрилы — предшественники аминокислот, образующихся при взаимодействии нитрилов с водой. Метан и аммиак, диссоциируя при этих температурах, в результате последующей рекомбинации дают смесь веществ, в состав которой входят аминокислоты и углеводороды.
Попытки воспроизвести в лаборатории действие ультразвука путем имитации с этой целью ударных волн, возникающих при прохождении метеоритных тел сквозь атмосферу, были весьма немногочисленны. В одном эксперименте металлический шар с большой скоростью выстреливали в трубу, содержащую смесь метана, аммиака и паров воды, имитируя прохождение метеоритного тела через первичную атмосферу. В другом опыте ударные волны генерировались непосредственно в специальной трубе. Высокая температура, возникающая при прохождении фронта ударной волны в газовой смеси, стимулировала синтезы больших молекул.
Во всех этих экспериментах и на различных моделях предбиологических условий были синтезированы многие вещества, составляющие основу жизни, такие, как аминокислоты, пурины, пиримидины, углеводы, углеводороды и др. Основная проблема, с которой сталкиваются химики, заключается в идентификации этих веществ в «первичном бульоне», воссозданном в лаборатории. Для ее решения требуется выявить и научно обосновать закономерности образования молекул, необходимых для возникновения жизни.
3—274
65
моносинаномоно -карбоксильное
гидроксиаминокис-лоты
моноаминодикар -ІЇоксильньїе
основные
серусодержащие
ароматические
гетероциклические
