 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
203
водой попадали в первичный океан. Эти вещества, вступая в реакции с аммиаком и цианистым
водородом, дали начало аминокислотам и соединениям типа аденина. Важно и то, что более сложные
органические соединения являются более стойкими перед разрушающим действием
ультрафиолетового излучения, чем простые соединения.
Анализ возможных оценок количества органического вещества, которое накопилось
неорганическим путем на ранней Земле, впечатляет: по некоторым расчетам за 1 млрд лет над каждым
квадратным сантиметром земной поверхности образовалось несколько килограммов органических
соединений. Если их все растворить в мировом океане, то концентриация раствора была бы
приблизительно 1%. Это довольно концентрированный «органический бульон». В таком «бульоне»
мог вполне успешно развиваться процесс образования более сложных органических молекул. Таким
образом, воды первичного океана постепенно насыщались разнообразными органическими
веществами, образуя «первичный бульон». Насыщению такого «органического бульона» в немалой
степени способствовала еще и деятельность подземных вулканов.
«Первичный бульон» и образование коацерватов. Дальнейший этап биогенеза связан с
концентрацией органических веществ, возникновением белковых тел.
В водах первичного океана концентрация органических веществ увеличивалась, происходили их
смешивание, взаимодействие и объединение в мелкие обособленные структуры раствора. Такие
структуры можно легко получить искусственно, смешивая растворы разных белков, например
желатина и альбумина. Эти обособленные в растворе органические многомолекулярные структуры
выдающийся русский ученый А.И. Опарин назвал коацерватными каплями или коацерватами *.
Коацерваты — мельчайшие коллоидальные частицы — капли, обладающие осмотическими
свойствами. Коацерваты образуются в слабых растворах. Вследствие взаимодействия
противоположных электрических зарядов происходит агрегация молекул. Мелкие сферические
частицы возникают потому, что молекулы воды создают вокруг образовавшегося агрегата поверхность
раздела.
* См.: Опарин А.И. Материя
>
жизнь
>
интеллект. М., 1977.
Исследования показали, что коацерваты имеют достаточно сложную организацию и обладают
рядом свойств, которые сближают их с простейшими живыми системами. Например, они способны
поглощать из окружающей среды разные вещества, которые вступают во взаимодействие с
соединениями самой капли, и увеличиваться в размере. Эти процессы в какой-то мере напоминают
первичную форму ассимиляции. Вместе с тем в коацерватах могут происходить процессы распада и
выделения продуктов распада. Соотношение между этими процессами у разных коацерватов
неодинаково. Выделяются отдельные динамически более стойкие структуры с преобладанием
синтетической деятельности. Однако все это еще не дает основания для отнесения коацерватов к
живым системам, потому что они лишены способости к самовоспроизведению и саморегуляции
синтеза органических веществ. Но предпосылки возникновения живого в них уже содержались.
Коацерваты объясняют, как появились биологические мембраны. Образование мембранной
структуры считается самым «трудным» этапом химической эволюции жизни. Истинное живое
существо (в виде клетки, пусть даже самой примитивной) не могло оформиться до возникновения
мембранной структуры и ферментов. Биологические мембраны — это агрегаты белков и липидов,
способные отграничить вещества от среды и придать упаковке молекул прочность. Мембраны могли
возникнуть в ходе формирования коацерватов.
Повышенная концентрация органических веществ в коацерватах увеличивала возможность
взаимодействия между молекулами и усложнения органических соединений. Коацерваты
образовывались в воде при соприкосновении двух слабо взаимодействующих полимеров.
Кроме коацерватов в «первичном бульоне» накапливались полинуклеотиды, полипептиды и
различные катализаторы, без которых невозможно образование способности к самовоспроизведению и
обмену веществ. Катализаторами могли быть и неорганические вещества. Так, Дж. Берналом в свое
время была выдвинута гипотеза о том, что наиболее удачные условия для возникновения жизни
складывались в небольших спокойных теплых лагунах с большим количеством ила, глинистой мути. В
такой среде очень быстро протекает полимеризация аминокислот; здесь процесс полимеризации не
нуждается в нагревании, так как частицы ила выступают в качестве своеобразных катализаторов.
Возникновение простейших форм живого. Главная проблема в учении о происхождении жизни
состоит в объяснении возникновения матричного синтеза белков. Жизнь возникла не тогда, когда