«Реликтовое излучение»
абиогенеза Земли
«В
биосфере мы должны искать отражения не только случайных единичных геологических
явлений,
но и проявления строения космоса, связанное со
строением и историей химических атомов»
В.И.Вернадский
Что такое жизнь? 1. Политропное
определение жизни «Жизнь есть
макромолекулярная система, для которой характерна определённая иерархическая организация, а также способность к воспроизведению,
обмен веществ и тщательно регулируемый поток энергии» 2. Монотропное определение жизни «Жизнь есть высокоустойчивое состояние вещества, использующее для
выработки сохраняющихся реакций информацию, кодируемую состояниями
отдельных молекул» |
Современные
гипотезы о возникновении жизни можно разделить на два типа. В одном
исследователи пытаются понять
законы, которые привели к появлению живого вещества из неживого: «тёплая» и «холодная» гипотезы.
По первой из них жизнь зародилась на поверхности Земли в «маленьком тёплом водоёме»,
где было достаточно органических веществ и солей. Эта теория первичного
бульона получила
серьезную аргументацию в 50-ые годы XX века после успешных опытов американских учёных
С.Миллера и Г.Юри по получению биологически важных
органических соединений в предполагаемых условиях первобытной Земли. Однако
сенсационные находки в геологии (следы простейших
организмов, которые обнаружили в породах, возраст которых более 17,5
галактических лет; открытие
органических соединений в межзвёздной среде – вплоть до аминокислот и
циклических углеводородов. Особенно много содержится в тёмных межзвёздных облаках) привели к
появлению гипотезы другого
типа: процесс абиогенеза может протекать не на планетах, а в космическом пространстве. Аргументом в пользу такой гипотезы является открытие
академиком В.И.Гольданским квантового
механизма протекания химических реакций при низких температурах. В другом типе
гипотез проблему возникновения жизни обходят стороной. Это гипотеза
панспермии. В проблеме
происхождения жизни кроме основного вопроса планета – космос есть спектр
гипотез, уточняющих, как именно возникла жизнь. Например, на поверхности или в атмосфере. Так, по
одной распространенной
версии, ключевая роль в возникновении жизни принадлежит глинам. Которые и
были первыми квазижидкими системами. Интересно, что
похожая ситуация была в космологии, где был ряд моделей эволюции Вселенной. Только после
того, как было открыто реликтовое излучение, предсказанное теорией «Большого
Взрыва», она становится общепринятой. Так же пытаются поступить и в вопросе о
происхождении жизни. Т.е.
найти следы условий, царивших в своё время на Земле 20 галактических лет назад.
Оказывается,
есть одно свойство живого вещества, резко выделяющее его. Это т.н. хиральная чистота органического
мира. Это свойство живого вещества известно около ста лет. Открыто впервые
Луи Пастером. Суть этого
свойства заключается в том, что в живых организмах используется только «левые»
аминокислоты и «правые» сахара. С примерами правых и левых изомеров
посетитель сайта знаком. Это,
например, руки. В зеркале левая рука выглядит как правая. И наоборот. Т.е. хиральными называют такие
объекты, которые могут быть переведены друг в друга только с помощью операции
отражения в
зеркале. Так вот, после открытия Л.Пастером свойства хиральной
чистоты живой материи были попытки
осуществить без помощи живых организмов хирально
чистые химические соединения из нехиральных. Но во всех опытах, в том числе и опытах Миллера-Юри,
постоянно получалась смесь (50 на 50)
соединений. Такую смесь принято называть рацемической (в отличие от хирально чистой). И, наконец,
самое интересное. Такое важнейшее свойство живого, как саморепликация,
лежащая в основе генетической передачи информации, могла возникнуть только в хирально чистой среде. Т.о., одним из
обязательных условий возникновения жизни с генетической передачей информации
должно быть решение
вопроса абиогенного возникновения хиральной чистоты
на этапе, предшествующей появлению
самовоспроизводящихся систем. Это свойство хиральной чистоты всего живого на Земле и есть то самое
«реликтовое» свойство, без объяснения которого гипотеза панспермии будет
существовать. Самые древние
следы живого на Земле. Возраст – 3,5 млрд.лет. Справа –
реконструкция этого многоклеточного организма. Копия из
статьи. |
Знаете
ли Вы? Впервые взгляд на
природу жизни в генетическом аспекте был предложен одним из основателей
современной генетики американским
учёным Г.Дж.Мёллером (1890-1967). Задолго до того, как была выяснена химическая
природа генов и их связь с белками, Мёллер
написал работу «Ген как основа жизни». В ней отмечалось, что в основе
феномена жизни лежат саморепликация и мутабильность. Подобный
генетический подход признаётся сейчас практически всеми учёными. _______________________ Ещё 300 лет
назад представления о зарождении жизни были таковы:
немного грязи, немного
сырого зерна; всё это в высокий кувшин. Через месяц там
появятся мыши. Лишь
опыты Л.Пастера подводят черту
под этими наивными
представлениями. В запаянной
колбе с кипячёной водой микроорганизмы не появляются. Появляется гипотеза
панспермии. |
Примечание:
при подготовке
использовался
материал статьи
кандидата физико-математических наук
В.Кузьмина.