Предыдущая страница реферата | 3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13 | Следующая страница реферата

Больше того, сегодня науке известна и полная самосборка биологических объектов у некоторых вирусов. Их разъединяли на белок и нуклеиновую кислоту. Затем все снова смешивали. И происходило полное восстановление исходных вирусов. Причем каждый раз сборка прекращалась именно в тот момент, когда к нити нуклеиновой кислоты присоединялось положенное для этого вируса количество белковых единиц.

Еще более сложная самосборка выявлена в лаборатории академика А. С. Спирина. Здесь «демонтировали» рибосомы — молекулярные фабрики синтеза белка в живой клетке. В соответствующих условиях из смеси фрагментов самовосстанавливались полноценные рибосомы... В общем, и с образованием полимеров, и даже с самосборкой биообъектов в предполагаемых условиях первичной Земли вроде бы не обнаружилось непреодолимых проблем. Все получилось, как говорится, лучше некуда. Не хватало только второго Геккеля, который произнес бы какую-нибудь историческую фразу о том, как недалеко время, когда «закопошится» все, что с таким хитроумием и старательностью насинтезировали в лабораторных колбах.

Но вместо этого кто-то истолок кусок базальта — самой древней на Земле горной породы, которая «помнила» состав атмосферы в тот счастливый для всех нас момент, когда Земля почувствовала себя настоящей планетой. Истолок, нагрел, проанализировал выделившиеся газы и установил, что перед ним главным образом пары воды, углекислота и азот, водорода и метана ничтожно мало, аммиака нет вообще. Но ведь это же отражение состава древней атмосферы! Выходит, она не располагала всем необходимым для производства органики.

Стройное сооружение предбиологического синтеза, с таким трудом возведенное несколькими поколениями биохимиков, зашаталось, стало оседать и разваливаться буквально на глазах. Здесь уместно было вспомнить слова соратника Дарвина, английского биолога Томаса Гексли: «Великая трагедия науки — уничтожение прекрасной гипотезы безобразным фактом».

А дальше вообще все пошло юзом, что называется, одно к одному. Как выяснилось, светимость Солнца в те совсем далекие времена была на 20—30 процентов ниже современной (некоторые ученые утверждают, что даже на все 60 процентов). А это сразу ведет к очень неприятной для биохимиков ситуации — на поверхности Земли тогда должны были царить отрицательные температуры, Мороз вместо жары? Лед вместо горячего «бульона»? Какой же в таких условиях синтез органики!

Впрочем, это еще было не самое неприятное. Выход из «студеного тупика» подсказал сам же углекислый газ, доминировавший в новой гипотетической первичной атмосфере. Он мог создавать на Земле парниковый эффект. Тут суть в приходе и расходе энергии. Получает ее Земля от Солнца главным образом в ультрафиолетовой и видимой частях спектра. А отражает в космическое пространство инфракрасное (тепловое) излучение. Углекислый газ же почти прозрачен для приходящих от Солнца лучей, но, подобно экрану, отбрасывает назад значительную часть тепловой энергии. Она нагревает поверхность планеты и атмосферу.

Этот «парник» отчасти спасал положение. Но лишь отчасти, так как не меньшая угроза обнаружилась со стороны кислорода. Он образовывался в атмосфере, как установили геофизики, при разложении паров воды под действием света. Причем, согласно расчетам, образовывался активно и в количестве весьма значительном. Но в присутствии кислорода первичная органика не могла бы долго сохраняться.

Мало того, ультрафиолетовое излучение, которому экспериментаторы отводили важную роль в образовании первичной органики, на поверку оказалось безжалостным разрушителем более сложных биомолекул. Так что немногие из них достигли бы поверхности доисторического океана. Ведь озонового щита, берегущего ныне все живое от этой угрозы, еще не существовало. Потому-то и опаринский «бульон» получился бы крайне жидким. Как же в таком усложняться органическим соединениям?

Выходит, что-то опять было не так с представлениями биохимиков (а может, геохимиков, геологов, планетологов?) о возникновении жизни на Земле.

Попыткой найти выход из странной ситуации, обретавшей черты порочного круга, и стали памятные экспедиции дальневосточного вулканолога Мархинина к кратерам Тяти и Толбачика. И на сей раз тоже сначала была идея, в принципе довольно простая.

«Процессы вулканизации добиологической эпохи и настоящего времени аналогичны» — вот отправная точка у Мархинина. Он увидел в современном извергающемся вулкане, вернее, в основании его пеплогазовой колонны, уходящей иногда на сотни метров в глубь жерла, природный реактор, в котором происходит (а значит, происходило всегда) образование биологически важных молекул. Сырьем этот реактор обеспечен в избытке. Согласно многочисленным анализам, через него проходит колоссальная масса водяного пара, водорода, метана, угарного, углекислого и сернистого газов, азота, аммиака, хлора. Об энергии и говорить нечего. В глубине вулканического жерла температура более тысячи градусов. Частички пепла постоянно трутся друг о друга, происходит сильная их электризация. Отсюда частые вспышки разрядов. Наконец, стены «реактора» выложе-! ны горными породами, содержащими силикаты, которые могут служить катализаторами химических реакций. Все это напоминает тот лабораторный эксперимент, где газовую смесь прокачивали через раскаленный кварцевый песок и получали сложную органику.

«Почему в вулканическом реакторе нельзя получить то же самое?» — спрашивал себя ученый.

Кислород? Мархинин пришел к выводу, что в пепло-газовых столбах условия для предбиологического синтеза вполне подходящие независимо от того, в какой атмосфере— кислородной или бескислородной — происходит извержение. Часть окисного железа, содержащегося в вулканических бомбах, будучи в раскаленном состоянии и захватывая кислород, превращалась в закисное. Благодаря этому внутри вулканического «реактора» разрушающее окисление не угрожало органическим соединениям.

Когда началось извержение Тяти на Кунашире, у Мархинина появилась, как он считал, реальная возможность проверить справедливость своих теоретических выкладок. И он поспешил не упустить такой случай. На Толбачике ему повезло еще больше — удалось взять пробы не только пепла и газов из фумарол, но также пробы газов непосредственно из расплавленной, вытекающей из кратера лавы.

Тончайшие анализы проб, сделанные на Сахалине, а также в лучших лабораториях Москвы, Ленинграда, Хабаровска, вполне оправдали ожидания Мархинина. Газ в основном состоял из пара, водорода, углекислого газа, метана и азота. Немного было аммиака и кислорода. А в пепле и вулканических бомбах обнаружились свободные и связанные аминокислоты, соединения, близкие по составу к кирпичикам нуклеиновых кислот, углеводы, углеводороды и другие органические соединения. Тогда же, в начале 70-х гг., сторонники идеи вулканического происхождения протобионтов нашлись и среди сотрудников Института   космических   исследований АН СССР. Оттуда тоже направили экспедицию к дальневосточным вулканам. И тут газовые пробы не оказались разочаровывающими. В них обнаружили синильную кислоту, ставшую  уже классическим сырьем для синтеза сложной органики и родником оптимизма биохимиков.

Но, несмотря на столь, казалось бы, убедительное подтверждение справедливости оригинальной идеи, признание ее, увы, явно запаздывало. Во всяком случае, критика опережала. Придирчивые специалисты говорили о ее существенных изъянах.

Прежде всего о том, что вулканические извержения эпизодичны.   Отчего   первичный   питательный   «бульон» был бы неприемлемо разбавленным. В самом деле, активность вулканов, как известно, непродолжительна. Отгремев, они затихают надолго, а то и насовсем. Одновременно действующие вулканы, как правило, находятся в тысячах километров друг от друга. Поэтому те десятки тонн органики   (главный козырь Мархинина), которые вулканы нарабатывают за время извержения, не должны завораживать.   Здесь   изобилие   кажущееся.   Органика рассеивается по огромному пространству. И уже из-зз одного этого не обеспечивается хотя бы относительное постоянство  среды,  без  которого  не  могла  возникнуть жизнь. Ее низкомолекулярные органические предшественники должны были находиться в очень концентрированном   состоянии,   чтобы   образовались   биополимеры. И последних тоже должно быть достаточно много при объединении в коацерваты или сферы. 1 Наконец, сами коацерватные капли тоже не в состоянии эволюционировать в растворе, слабо насыщенном питательными веществами.   Даже   начавшись, процесс биосинтеза в таких условиях волей-неволей угаснет.

Проблема концентрации органики рстается и в том случае, если место действия ее синтеза перенести на влажные глины высохших небольших бассейнов или на склоны, покрытые вулканическим пеплом.

Так что Одно даже очень мощное извержение вулкана не в состоянии обеспечить всем необходимым многоступенчатый процесс биосинтеза и функционирования предклетки. Но разве нужный материал не может накапливаться от извержения к извержению?

Тут надо учесть губительное действие внешней среды. Даже достаточно обильная органика, произведенная одним извержением вулкана, долго не сохранится. Ведь связывание свободного кислорода окисью железа происходит главным образом лишь в пределах жерла реактора. В атмосфере кислород по-прежнему остается и, значит, способен быстро окислить ждущую пополнения органику. Если что-то от нее и останется, то разложение при отсутствии озонового экрана довершит ультрафиолетовая радиация Солнца и жесткое космическое излучение.

А самое главное заключается вот в чем. Таких вулканов с такой лавой, из которых брали вполне убедительные пробы экспедиции Мархинина и сотрудники Института космических исследований АН СССР, попросту не существовало на добиологической поверхности юной Земли. В помине не было. Да и не могло быть.

Чтобы понять это, нам надо как бы пересесть в другой поезд. В тот, что движется по геологической колее. Приведет ли она на магистральный путь, где благополучно могут сойтись современные дороги геологов, биохимиков, генетиков и эволюционистов? Это волнует сегодня весь ученый мир.

СОЙДУТСЯ ЛИ КОЛЕИ!

Тогда, в 70-х гг., в воздухе носились и другие, причастные к нашей теме идеи. Правда, их еще никто не связывал с проблемой происхождения жизни на Земле, поскольку относились они прежде всего к теоретической геологии. Но теперь ясно, что проникновение их в другие области науки было вопросом времени.

Дело в том, что теория сжатия, долгое время считавшаяся почти идеальной, потерпела крушение. Ее несостоятельность стала очевидной, а «смена вех» в науках о Земле—неизбежной. Вопрос заключался главным образом в том, что это будет за смена. Вот тут решающую роль сыграли удивительнейшие открытия на дне океанов. А сами новые взгляды зрели, конечно, давно.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: архитектура реферат, диплом вуза.



Предыдущая страница реферата | 3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки