Техника - молодёжи 1978-01, страница 26

Какими же они были, эти первые живые существа?

Г ораздо более сложными зоологически и гораздо более простыми по молекулярной организации, чем было принято считать раньше, утверждает английский биолог С. Эндрю, создатель новой гипотезы происхождения жизни.

Зарождение «доорганизмениых» живых существ произошло, по его мнению, 3,5—4 млрд. лет назад, когда условия на Земле были совсем не такие, как сейчас. Атмосфера, некогда порожденная вулканической деятельностью и на 95% состоявшая из водяного пара, охладилась. Пар, сконденсировавшись, образовал первичный океан, в котором растворились некоторые из вулканических газов, а также летучие соединения натрия, калия, хлора, магния, кальция, железа и т. д. Очистившись от

(NHj) (CO+-HJ \ _ /

РгС)г,Са,Mg; Fe;Zn;Mn

СП РА

I, ft Hi-аодород I Л 0_г-КИСЛОРОД

: ; С а (04)₂

всех этих растворимых в воде примесей, атмосфера содержала пары воды, азот, сероводород, углекислый газ, метан и водород.

Какие же из этих веществ могли стать «пищей» для зарождающихся организмов? Чтобы ответить иа этот вопрос, Эндрю пришлось проанализировать принципы процесса питания. «Пища нужна организму для выполнения трех задач, — пишет ученый. — Во-первых, она должна доставлять химические элементы, из которых он строит сам себя. Во-вторых, она должна снабжать его веществами, с помощью которых производится такая постройка, то есть катализаторами, ускоряющими те или иные реакции в процессе роста. И наконец, в-третьих, для снабжения организма энергией. Только одновременное сочетание этих трех процессов позволяет организму расти и развиваться в среде, в которой при отсутствии хотя бы одного из них он неизбежно бы погиб».

В первичной атмосфере и океане не было свободного кислорода, поэтому ни одно из перечисленных выше веществ не могло служить «пищей» для живых существ, не могло стать источником энергии, необходимой для их существования.

Самая суть гипотезы Эндрю состоит в том, что запасы пищи на Земле возникли в тот момент, когда она охладилась. Ученый понял: в раскаленных вулканических газах могут идти реакции, невозможные при более низких температурах. Так, сероводород, соединяясь с водой, дает двуокись серы и свободный водород, а метан разлагается на этилен и свободный водород. Этот водород, соединяясь, в свою очередь, с двуокисью углерода, образует угарный газ и воду. При высоких температурах двуокись серы, угарный газ и этилен устойчивы и могут существовать в значительных количествах. Но стоит быстро охладить вулканические газы, и все эти вещества оказываются в метаста-бильном состоянии, которое делает их потенциальными источниками химической энергии, необходимыми для жизнедеятельности. Образно говоря, энергетическим плацдармом зарождающейся жизни было не Солнце, а химическая неравновесность двуокиси серы, окиси углерода и этилена, порожденных жаром земного вулканизма.

В самом деле, реакцию дегидратации, в процессе которой получаются белки, нетрудно провести с этиленом: присоединяя воду, он дает этиловый спирт. Двуокись серы, соединяясь со свободным водородом, выделяет необходимый для организма кислород, а угарный газ, реагируя с водой, порождает нужные для жизнедеятельности многоатомные спирты. Конечно, для протекания

каждой из этих реакций прежде все го нужны катализаторы — соединения фосфора, железа, кобальта, цинка, меди, марганца. А все эти вещества — и многие другие, необходимые для постройки живого организма, — в изобилии можно было найти в водах первичного океана, который по праву считается колыбелью жизни.

Однако Эндрю — ив этом его заслуга — первый обратил внимание на то, что реакции дегидратации, столь существенные для живого ор-

НАПР-ЯЬЛЕНие Роста

ВОССТАНОВЛЕНИЕ

ганизма, едва ли могли протекать в глубинах океана. По всей вероятности, истинной колыбелью жизни были микроскопические капельки или пленки углеводородов, плававшие на его поверхности. Именно здесь, изолированные от окружающей водной среды, могли идти реакции, сопровождающиеся выделением воды. И видно, не случайно такую большую роль в химии жизни играют гидрофобные — водоотталкивающие — вещества, в частности липиды.

Как же, по мнению Эндрю, развивались события, в конечном итоге превратившие голую пустынную планету в цветущую колыбель жизни?

Все началось с того, что на поверхности первичного океана возиик-ли микроскопические зерна выпавших в осадок плохо растворимых фосфатов кальция и металлов-ката-лизаторов. Поскольку атмосферное давление было тогда гораздо больше, чем сейчас, температура воды превышала 100° С, и на ее поверхности могли идти такие реакции, как каталитическая полимеризация этилена атмосферы, приводящая к образованию масляной углеводородной пленки на поверхности микроскопических зерен. Незначительные примеси воды, растворившейся в масляной пленке, в присутствии катализаторов соединяются с этиленом и образуют спирт, свободно диффундирующий сквозь пленку обратно в