Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
4. НЕВОЗМОЖНОСТЬ СПОНТАННОГО СИНТЕЗА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОЙ АТМОСФЕРЫ
Этот вывод чрезвычайно важен для изучения проблемы происхождения жизни. Во-первых, появление больших и сложных молекул без участия живых организмов в современных условиях почти исключено. Во-вторых, такие молекулы в современных условиях освещенности и температуры при современном составе атмосферы нестойки.
Если даже случится почти невероятное и такая органическая молекула образуется, она тут же будет разрушена процессами обычного или органического окисления (например, гниения). Поэтому крупные органические молекулы в наше время не могут существовать сами по себе, не будучи связаны с живыми организмами, или, точнее, не входя в их состав. Такие молекулы не образуются за счет химических процессов в неживой природе, а если это изредка и происходит, то они тут же разлагаются. Между органическими и неорганическими соединениями сейчас существу-
ет непреодолимая бездна. До 1824 года, когда впервые был осуществлен синтез мочевины, вообще казалось, что никогда не удастся синтезировать в лаборатории органические молекулы — это считалось привилегией живых существ.
Это фундаментальное различие между неорганическими и органическими веществами сейчас стерто. Химики умеют синтезировать самые разные органические соединения. Можно сказать, что химик-органик имеет дело с соединениями, основанными на атомах углерода, а химик-неорганик — со всеми остальными. Однако так или иначе все эти новые соединения — органические, неорганические или принадлежащие к переходным группам, созданные искусственно (в лаборатории или на заводе), — тоже являются продуктами жизни — продуктами разума.
Нам надо как-то различать те соединения, которые создавались на заре геологической истории живыми существами, и те, что возникали без их участия. Для этого, мне кажется, надо вернуться к первоначальному смыслу терминов «органическое» и «неорганическое». Биологи-систематики всегда отдают предпочтение тому смыслу термина, который вложен в него его автором, т. е. первоначальному смыслу, и я думаю, что это единственно правильный подход. Органическими в таком случае мы будем называть соединения, созданные организмами. Это синоним терминов «биогенные» и «биологически синтезированные». Органические процессы — процессы, идущие в живых организмах. Неорганическими мы называем соединения, созданные в процессах, идущих без участия живых существ. Такие процессы также надо называть неорганическими. Широко употребляемые синонимы — «абиогенные» и «абиологически синтезированные».
Для тех соединений, которые в настоящее время создаются живой природой, но когда-то, по-видимому, возникали неорганическим путем в условиях первичной бескислородной атмосферы, также применяется термин органические. Однако их можно было бы называть псевдоорганическими; по-моему, это благозвучный, особенно пригодный для лекций термин.
Но хватит семантики. Запомним, что в настоящее время органические соединения в природе могут продуцироваться только уже существующей живой материей. Значит, сейчас возникновение жизни неорганическим путем невозможно, так как только живая материя может синтезировать органические соединения. Сейчас только живая материя может создавать другую живую материю.
5. СОВРЕМЕННАЯ КИСЛОРОДНАЯ АТМОСФЕРА
Итак, дело не в том, что природные органические соединения вообще не могут возникать без участия живых существ, а в том, что это невозможно в современных условиях. В связи с этим осо-
бенно важен тот факт, что наша современная атмосфера содержит значительное количество свободного кислорода, т. е. ее можно назвать кислородной.
Атмосферный кислород, а также свободный кислород, растворенный в гидросфере, вызывают уже упомянутые окислительные процессы, и любое органическое вещество, не защищенное, например, мембранами живых клеток, сразу же разрушается окислением. Кроме того, присутствие свободного кислорода в атмосфере делает возможным дыхание, один из важнейших жизненных процессов, свойственный животным и большинству растений. Вот почему кислород поэтически называют элементом, дающим жизнь. Наконец, кислород атмосферы защищает нас от ультрафиолетового солнечного излучения, умеряя его разрушительную силу. В гл. XV будет подробно рассказано о том, что свободный кислород образует в верхних слоях атмосферы тонкий озоновый слой и кислород вместе с озоном задерживают вредоносную часть ультрафиолетовой области спектра. Это очень важно, так как, хотя в умеренных дозах ультрафиолетовые лучи полезны, их полный спектр, не ослабленный озоновым экраном, как правило, более опасен для современной жизни, чем излучение, возникающее при естественном радиоактивном распаде.
В конечном счете из трех эффектов, вызываемых свободным кислородом (окисление и гниение, дыхание, экранирование от ультрафиолета), самым важным для земных организмов надо считать последний. Мы уже видели, что живые существа способны управлять потоками энергии, эффективно защищая свое органическое вещество от окисления и гниения, побеждающих лишь после смерти организма. Мы знаем также, что дыхание свойственно не всем организмам. Известны многообразные виды микробов с такими типами метаболизма, в которых свободный кислород не играет никакой роли. Для большинства из них он даже ядовит, а поскольку в атмосфере много свободного кислорода, такие микробы могут существовать лишь в изолированных от атмосферы биотопах, где они могут восстанавливать небольшие количества проникающего туда кислорода. Таким образом, сейчас на Земле есть существа, живущие и размножающиеся в отсутствие свободного кислорода. Практически это означает — в отсутствие воздуха, поэтому такие организмы называют анаэробными в противоположность аэробным, живущим в контакте с кислородом атмосферы и гидросферы.
