Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
Вернемся теперь к циклическим изопреноидам из древних осадочных пород. Как явствует из графиков, приведенных на фиг. 58, здесь могут встречаться молекулы С27—Сзо. Присутствуют разные изомеры этих соединений: вещества с одинаковой молекулярной.
массой проходят через колонку газового хроматографа с разной скоростью. Это объясняется тем, что разные вещества одной молекулярной массы по-разному взаимодействуют с жидкостью, покрывающей стенки трубки хроматографа, и в этом проявляются различия в структуре молекул изомеров.
Фиг. 64. Сравнение масс-спектров стерановых молекулярных ископаемых С27 (мол. масса 372), С2в (мол. масса 386) и С2д (мол. масса 400) с масс-спектром стандарта — ситостана (Сгэ), синтезированного в лаборатории [13]. Все четыре соединения сначала теряют группу СН3(Л*-15) (мол. масса 15). Образуются довольно стабильные фрагменты с молекулярными массами 217 и 149. Спектры молекулярных ископаемых Сгэ и синтетического ситостана очень сходны, что говорит об их близком родстве.
Затем циклические изопреноиды анализируют на масс-спектрометре. Примеры результатов такого анализа показаны на фиг. 64 и 66. Как уже сказано в гл. VI, разд. 9, масс-спектрометр (или масс-спектрограф, смотря по обстоятельствам) используется в таких исследованиях потому, что он позволяет определить, на какие фрагменты распадается большая молекула при ионизации, которой анализируемое соединение подвергается в приборе (гл. III,
разд. 10). Так, циклические изопреноиды с молекулярными массами 372, 386 и 400, предварительно разделенные на газовом хроматографе, дают при ионизации обломок с молекулярной массой
Фиг. 65. Углеродный скелет циклического изопреноида еитостана (С29).
15 (на фиг. 64 он обозначен М-15). Это группа СНз (атомная масса углерода равна 12, водорода — 1), стоявпая на конце цепи. Этот факт наряду с тем, что в этих соединениях не обнаружены атомы кислорода и азота, а также некоторые другие соображения, о которых мы здесь не будем говорить, убеждают нас в том, что все три соединения являются полностью насыщенными углеводородами.
ш
от/е 191
х5
4-
-4-
д
Мупан
100 150 200 250 300 350 400 450
Фиг. 66. Сравнение масс-спектров тритерпанового молекулярного ископаемого Сзо (мол. масса 412) с масс-спектром синтетического лупана
(См) [13].
Как видим, основной фрагмент этого соединения имеет мол. массу 191, значит, оно отличается по строению от насыщенных стеранов Сст—Сгв-
Другие сравнительно устойчивые фрагменты обладают молекулярными массами 217 и 149. Дальнейший анализ показал, что они содержат три и два кольца соответственно. Их структурные формулы даны на фиг. 64. Спектры этих соединений удовлетворительно совпадают с масс-спектром соединения С29, ситостана, синтезированного в лаборатории. Значит, между этими молекулами и си-тостаном (фиг. 65) существует близкое сходство. Это заставляет
предполагать, что по крайней мере данная фракция битуминозной вытяжки из сланцев Грин-Ривер представляет собой ситостан.
Изопреноид Сзо, выделенный с помощью газовой хроматографии из сланцев Грин-Ривер, сильно отличается по своей структуре от изопреноидов С27—С29, показанных на фиг. 64. Его масс-спектр приведен на фиг. 66. Здесь мы видим высокий пик, соответствующий фрагменту с молекулярной массой 191. Кроме того, видны пики более легких фрагментов. Это сильно напоминает спектр искусственно синтезированного углеводорода лупана, структурная формула которого дана на фиг. 67.
Фиг. 67. Скелет молекулы циклического изопреноида лупана Сзд.
Наконец, жирные кислоты были извлечены из керогена сланцев Макминн (1,6 млрд. лет). Они представлены соединениями Сц—С21 [1]. Наличие жирных кислот также свидетельствует о том, что сложные формы жизни существовали уже 1,6 млрд. лет назад, хотя это свидетельство не такое прямое, как в случае алканов. В процессе превращения в кероген исходный биологический материал подвергался сильным изменениям, а при экстрагировании из этих остатков растворимых веществ они также претерпели самые различные превращения. И все же нет сомнений в том, что дальнейшие исследования и здесь дадут много интересного. Жирные кислоты открыты уже в кремнистом сланце из формации Ган-флинт, в железорудной формации Соуден и в серии Онвервахт.
11. КАКИХ ЕЩЕ ОТКРЫТИЙ МОЖНО ОЖИДАТЬ В ЭТОЙ ОБЛАСТИ
В двух предыдущих разделах мы показали, что присутствие некоторых типов молекул в древних и очень древних осадочных породах может служить доказательством существования жизни в тот период, когда происходило их отложение. Для читателей, пропустивших эти два раздела из-за слишком специального характера изложенного в них материала, даю сжатое резюме: жизнь существовала на Земле уже в самый ранний период геологической истории, и молекулярные ископаемые могут дать нам ключ к восста-
новлению некоторых черт метаболизма ранней жизни. Только что мы говорили об обнаружении в древних осадочных породах нескольких соединений, принадлежащих к изопреноидным разветвленным алканам. Возможно, они представляют собой фрагменты молекул хлорофилла или подобных соединений. Значит, не исключено, что в ту раннюю эпоху развития жизни уже существовал органический фотосинтез.
