Но как же возникла первая жизнь? Этот вопрос, давно уже интересовавший умы человечества, оставался нерешённым.

И советские химики совместно с астрономами впервые ответили на него.

От вещества к существу

Астрономы, наблюдая спектры небесных светил, установили, что на поверхности звёзд, имеющих температуру около 30 тысяч градусов, нет химических соединений углерода с другими элементами. Лишь на звёздах, имеющих температуру порядка 12 тысяч градусов, обнаруживается первое и самое простое соединение одного атома углерода с одним атомом водорода - метин. На поверхности Солнца, где температура вдвое меньше, наблюдается уже несколько видов химических соединений: углерода с водородом - метина, углерода с азотом - циана и углерода с углеродом - дикарбона. При более низких температурах появляются и углеводы. А, как известно, углеводы таят в себе огромные возможности к образованию новых химических соединений.

Исследования академика А. Е. Фаворского показали, что при высоких температурах, которые существовали раньше на поверхности Земли, углеводы в результате взаимодействия с водой образовали целый ряд новых органических соединений: альдегиды, кислоты, спирты и т. д.

Простым молекулам альдегидов присуща склонность уплотняться в более сложные молекулы. Так, например, формальдегид, то есть муравьиный альдегид, в известковой воде превращается в сахаристое вещество, а при соединении водного раствора муравьиного альдегида с цианистым калием получается вещество, близкое по своим свойствам к белкам.

Новыми, но более сложными молекулами на Земле стали, в процессе усложнения, соединения органических кислот с аммиаком, которые образовали аминокислоты. Правильность такого предположения сейчас доказана тем, что при взаимодействии аммиака с соответствующей органической кислотой легко образуется аспараги - новая кислота, которая способна превращаться в целый ряд аминокислот, входящих в белковую молекулу. Аминокислоты состоят из нескольких десятков атомов углерода, водорода, кислорода и азота. Это те молекулы, из которых строятся белковые молекулы.

Процесс образования аминокислот мог идти и по другому пути.

В метеорах учёные обнаружили углеродные соединения в виде карбидов, то есть химических соединений углерода с металлами. Вот эти - то карбиды металлов, по разъяснению Д. И. Менделеева, тоже могли стать родоначальниками углеводородов, которые потом привели к образованию аминокислот и белковых молекул, то есть к веществам, из которых в процессе развития материи образовались первые живые клетки.

Разгадка тайны жизни

Советские учёные дали ответ и на вопрос, как создавалась живая клетка в природе.

Всего найдено около 30 аминокислот. Количество же возможных в природе белковых соединений из существующих трёх десятков аминокислот практически неисчислимо.

В молекуле аминокислоты имеется несколько углеродных атомов, но необычные свойства аминокислоте придаёт атом углерода, находящийся в конце её. К нему с одной стороны гирляндой присоединены атом водорода, остаток органической кислоты (СООН) и остаток щёлочи (N H2), а с другой - цепочка из углеводородной молекулы. Кислотная и щелочная группы придают одной и той же молекуле аминокислоты два резко противоположных свойства, чем обеспечивается лёгкий рост их в крупные белковые молекулы. Что же касается цепочки углеводородной молекулы, имеющей различные атомные группы у каждого углеродного атома, то эти группы обусловливают богатое разнообразие свойств у белковой молекулы. Белковая молекула приобретает также способность притягивать или отталкивать молекулы воды.

Белковая молекула состоит из многих тысяч аминокислот.

Представьте себе, что такая белковая молекула появилась в первобытном океане. Одни части её стремились притянуть воду, другие - отталкивали её. Это заставило молекулу изогнуться так, что «водолюбивые» части оказались наверху, а «неводолюбивые» повернулись внутрь молекулы. С наружной стороны она была «защищена» от внешней среды притянутыми молекулами воды. Внутренняя же часть её приобрела возможность химически взаимодействовать своими активными группами с многочисленными веществами, которые в огромном количестве были растворены в воде первобытного океана. Эта белковая молекула, одновременно обнаруживающая и химическую чувствительность и способность приспосабливаться к окружающей среде, начала или расти за счёт присоединения молекул новых веществ или разрушаться, если вновь присоединённые частички нарушали её устойчивость. Так образовалась частичка вещества, обособившаяся от окружающей среды в индивидуальное тело. Количество перешло в качество.

До этого одиночные молекулы находились в растворе. Теперь эти частички обособились в растворе, соединились в более крупные полужидкие образования - коацерваты, образовав самостоятельные «капельки», состоящие из прозрачного студенистого белкового вещества. Нечто подобное можно наблюдать и сейчас, если при определённых условиях смешать растворы органических веществ, например, яичного белка с гуммиарабиком или гуммиарабик с желатином. До смешивания растворы этих веществ были прозрачными. После смешивания они засуетились, и под микроскопом можно наблюдать коацерватные капли. Подобные коацерватные капли, плавая некогда в растворе органических и неорганических веществ, поглощали эти вещества и за их счёт могли увеличиваться в объёме и весе, то есть расти. С ростом коацерватных капель, приходит к выводу академик А. И. Опарин, на земной поверхности всё время происходило изменение качества самой организации капель в совершенно определённом направлении, а именно: шёл химический процесс, характеризующийся самовосстановлением вещества при постоянно идущем распаде.

Хотя первые коацерватные капельки обладали колоссальными возможностями химического взаимодействия с растворёнными в воде океана веществами, скорость этого химического взаимодействия была вначале очень небольшой. Ускорение отдельных реакций первоначально могло осуществляться лишь за счёт каталитического действия находившихся в воде солей кальция, железа, меди и т. д. С течением времени совершенствовался и каталитический аппарат капельки белкового вещества.

Биологическое возникает из химического с момента образования белковых тел. «Когда химия порождает белок, - пишет Ф. Энгельс, - химический процесс выходит за свои собственные рамки... Он вступает в некоторую более богатую содержанием облает» - область органической жизни».

Из тысячелетия в тысячелетие в процессе эволюционного развития вещество становилось всё более организованным, а признаки жизни становились всё более определёнными и чёткими. Наконец появились одноклеточные существа - родоначальники всего живого на Земле.

Атомы жизни

• Страницы:
• предыдущая
• 1
• 2
• 3
• следующая

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.