Происхождение жизни - Поннамперума С.
Скачать (прямая ссылка):
новой кислотой другого. Реконструированные вирусы оставались заразными. На данном примере видно, насколько трудно определить, где начинается жизнь, что есть «живое», а что — «неживое».
Эти исследования побудили английского биохимика Нормана У. Пири написать очень яркую статью под названием «Бессмысленность понятия „жизнь" и „живое"». Пири сравнивает употребление слов «Живое» и «не-
39
г О
аминокислоты
прлипептиды
метин ->¦
вода ->-
аммиак->-
Эволюционный процесс пепре» рывен; он начинается с рождения звезды (вверху слева), когда возникают первые элементы, а затем образуются молекулы аммиака, воды и метана, участвующие в формировании жизни. Те в свою очередь дают начало аминокислотам, углеводам, пуринам, пиримидинам и более сложным соединениям — белкам и нуклеиновым кислотам. Их взаимодействие в течение многих веков в конце концов приводит к появлению первичных организмов, которые уже можно назвать живыми.
Шелковая молегула
Туманность Сомбреро. Справа на диске видно темное пятно. Из подобного газово-пылевого облака, возможно, и возникла наша Солнечная система.
живое» в биологи с употреблением слов «кислота» и «основание» в химии. Если гидроокись натрия — сильное основание, а серная кислота—сильная кислота, то в промежутке между ними располагается целый ряд соединений, различающихся по степени кислотности. Вода, например, находится ровно посередине и не является ни кислотой, ни основанием. Химики преодолели путаницу, возникшую из-за употребления этих двух понятий, разработав новую терминологию. Теперь они описывают все наблюдаемые явления с точки зрения концентрации ионов водорода. Так, жидкость с концентрацией ионов водорода, равной 10~4 или Ю-8, обозначается как имеющая рН-4 или рН-8. Вода имеет рН-7. Согласно Пири, молекулярная биология должна дать новое определение для описания жизни как явления, определение, в котором свое место на шкале жизни найдут макромолекулы, микроорганизмы, дерево, планета, животное и человек.
41
Принцип эволюционной непрерывности жизни от атомов, появившихся в процессе рождения звезд, до человека подтверждается признанной нами теорией эволюции Дарвина. Мы рассматриваем этот процесс состоящим из последующих стадий: от неорганического мира к эволюции органической, а затем и к биологической. В процессе возникновения Солнца сформировались элементы, составляющие периодическую систему: водород, углерод, азот, кислород, фосфор, магний, сера и т. д., атомы которых необходимы для получения малых молекул, имеющих отношение к жизненным процессам, — метана, аммиака, воды, сероводорода, фосфата и др. Затем эти молекулы подверглись изменениям и дали начало аминокислотам, углеводам, пуринам и пиримидинам. Образовавшиеся из них макромолекулы — нуклеиновые кислоты и белки,— взаимодействуя друг с другом, привели к образованию первичных форм жизни. Последующая биологическая эволюция обусловила уже развитие всей биосферы Земли.
Исходный материал
3
Известный афоризм, что и мы, и звезды сделаны из одного материала, — не пустые слова. Атомы, из которых состоят различные молекулы атмосферы, земной коры, рек, озер и океанов, растений и животных, возникли при рождении Галактики.
Спектроскопические исследования показали наличие множества элементов в Солнце и звездах. Живая материя примерно на 95% состоит из водорода, углерода, азота и кислорода. Это самые распространенные элементы в космосе. Стоит взглянуть на химический состав Солнца, и мы увидим, что там кроме гелия, инертного, неактивного газа, присутствуют водород, углерод, азот и кислород— самые распространенные в нашей Солнечной системе элементы.
Состав Солнца, % Состав звездной материи
Водород 87,0 Водород 81,76
Гелий 12,9 Гелий 18,17
Кислород 0,025 Кислород 0,03
Азот 0,02 Магний 0,02
Углерод 0,01 Азот 0,01
Магний 0,003 Кремний 0,006
Кремний 0,002 Сера 0,003
Железо 0,001 Углерод 0,003
Сера 0,001 Железо 0,001
Другие 0,038 Другие 0,001
Особое место занимает водород. Во Вселенной на каждые сто атомов приходится девяносто три атома водорода. По весу водород составляет 76% веса всей материи, в то время как самые тяжелые элементы дают лишь одну миллионную долю веса Вселенной.
43
Когда наша планета сформировалась из первичной солнечной туманности, облако водорода, покрывавшее ее, пока она вместе с частичками пыли вращалась вокруг центральной плотной массы, в значительной степени и определило тип существующих молекул. Изучение химических реакций со всей очевидностью показывает, что в
99,9% материи во Вселенной составляют водород и гелий (соотношение гелия и водорода в Солнце немного ниже, чем вообще во Вселенной). Все остальные элементы (кислород, азот, углерод, магний, кремний, оюелезо, сера и другие), хотя их достаточно много, «вмещаются» в узкий сектор и составляют лишь оставшиеся 0,1%.
присутствии большого количества водорода атомы углерода, содержащиеся в газах и частичках пыли, соединяются с водородом с образованием метана (СН4). Константа равновесия, которая характеризуете процесс образования метана из углерода и водорода, высока. То же самое можно сказать и об азоте. Азот в первичном пылевом облаке должен был соединяться с водородом, образуя аммиак (ИНз). Наличие кислорода привело к образованию воды. Когда наша планета еще только рождалась, водород, метан, аммиак и вода придали ее атмосфере восстановительный характер.
