Фолсом - Происхождение жизни - 1982 (947300), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Однако на ряд вопросов мы попытались ответить. Некоторые ответы были даны ввиде фактов, †некотор — в виде вероятных моделей, а другие — в виде правдоподобных догадок, которые еще предстоит проверить в будущих экспериментах. Зги ответы не всегда были настолько четкими и ясными, насколько этого обычно требует научная монография.
Напомним, однако, что главная цель книги — выработать логически единую локальную космологию. В данной главе мы отметим те области, в которых спорные моменты и догадки преобладают над фактами, и предлоятим ряд экспериментов, в которых ощущается потребность.
Прежде всего планеты не обязательно являются обычным результатом рождения звезд. Некоторые астрономы, например Кумар, считают, что почти все звездные системы при своем образовании стремятся стать двойными, чаще всего такого типа, где одна из звезд относительно велика, а другая совсем мала. В самом деле, если бы масса Юпитера в пять раз превышала ретеперешнеезначение, он был бы достаточно большим для того, чтобы в нем начались внутренние термоядерные реакции, и наша система могла бы быть двойной, совершенно отличной от того, что мы сейчас имеем. Хотя нзш довод в пользу повсеместности планетных систем основан на низком моменте центральной звезды нашей системы, можно себе представить, как такая проблема была разрешена в двойной системе: не исключено, что большая звезда передала часть своего момента количества движения меньшему спутнику.
Сейчас трудно сказать, какая из двух гипотез ближе к истине. Единственные определенные данные, которыми мы располагаем, относятся к нашей собственной планетной системе. У пас нет причин считать, что создавшие ее силы в яаком-либо отношении уникальны.
Конечно, многие аспекты космогонии имели бы более прочное основание после того, кая мы смогли бы ответить на вопрос, обычны клп редки планетные системы. Следует также отметить, что приведенные в данной двкствиткльность г4б книге представления о первичной атмосфере не являются общепринятыми. Е1екоторые исследователи, основывая свои ааключения на данных, касающихся химического равновесия, считают, что эта атмосфера состояла из метана и аммиака.
Мы уже упоминали об этом в гл. 4. Однако мы не обсуждали другие возмонсные атмосферы, состоящие в основном из двуокиси углерода, воды и азота, особенно те, которые рассматривает Руби. Согласно Руби, содержание двуокиси углерода в атмосфере примитивнои Земли было, вероятно, гораздо выше, чем сейчас. Воаможно, это действительно так, но существуют факты, не подтверждающие этого положения. Во-первых, Руби не принимает в расчет, что в первичных вулканических выбросах было по крайней мере в пять раз больше окиси углерода, чем двуокиси. Во-вторых, если бы двуокись углерода присутствовала в значительных количествах, то она растворилась бы в воде океанов, что привело бы к закислению этой воды. Выветривание пород протекало бы очень быстро, и поэтому минералы, отлагавшиеся в осадочных породах, должны были бы весьма отличатьси от пород, отлагавшихся позже.
Однако этого не наблюдается; в известных осадочных породах не обнаружено ни намека на подобную неоднородность. В-третьих, мы исходили иа того, что в экспериментах, имитирующих химическую эволюцию, могут быть с легкостью получены все биомономеры. Это верно лишь в самом общем смысле. Такие соединения, как сахара, которые очень реакцяонноспособны, обычно пе обнаруживаются в экспериментах, имитирующих химическую эволюцию. Сахара могут быть синтезированы в концентрированных щелочных растворах формальдегида, и это послужило аргументом в пользу возможности их синтеза, однако ни один из сахаров не был обнаружен в реакциях с использованием искрового разряда.
Для химика-органика это не должно быть удивительно, поскольку любые синтезированные сахара быстро прореагировали бы с обрааующимися в изобилии реакционпоспособнымв промежуточнымя соединениями. Общепринятым является мпепяе, что в открытом в большом мире, где существовали маленькие теплые водоемы, сахара имели мноя~ество микрониш, ио в замкнутом объеме небольшой колбы период их полураспада был слишком мал для того, чтобы химик 14В глава 1» мог выделить и обнаружить их прежде, чем они прореагируют с другими компонентами. Еще одну трудность в химической эволюции представляет собой «проблема выбора». С помощью каких химических механизмов был сделан выбор именно тех аминокислот, которые составляют биологическое подмножество? Почему в набор пуринов и пиримидииов входят именно те, которые обнаруживаются в биологических системах, а не какие-либо другие? Ответы на подобные вопросы найдены пока лишь в очень небольшом числе случаев, но есть все основания надеяться, что скоро их будет значительно больше.
Например, недавно было обнаружено, что комплексы глин с некоторыми ионами металлов специфически связывают только аминокислоты, входящие в биологическое подмножество, и совсем не связывают другие аминокислоты. Было показано также, что пуриновые и пиримидиновые основания, используемые в биологических процессах, являются наиболее устойчивыми среди оснований, способных спариваться с помощью водородных связей.
Наибольшая трудность, к разрешению которой пока нет подходов, заключается в крайне неустойчивой природе сахаров и той центральной роли, которую они играют в метаболизме в целом. Кажется логичным, что сахара должны быть краеугольным камнем обмена веществ, поскольку их молекулы столь чувствительны к любому воздействию и неустойчивы, но пока нет убедительных работ, в которых это было бы четко показано. Действительно ли сначала должны были появиться протоклетки или же с помощью глин, эвапоритов и др.
могли быть обеспечены достаточно высокие локальные концентрации полимеров и метаболизм появился до протоклеток? В соответствии с «бритвой Оккама» (принципом, который состоит в том, что следует предпочитать гипотезу, вводящую наименьшее число предположений) наиболее вероятным является вариант, согласно которому сначала появились иротоклетки. Данные о микроископаемых подтверждают »тот вариант. Однако известно, что несколько групп исследователей активно изучают влияние различных глинистых минералов на полимеризацию аминокислот и нуклеотидов. Правы ли они, продолжая заниматься этими вопросами, и не теряют ли они зря время? Нет, Какова бы ни была непосредственная роль двяствитвльность 147 глин в первобытные времена, они 1и другие хорошо охарактеризованные поверхности) представляют собой двумерные аналоги различных поверхностей внутри прото- клетки.
Все, что мы узнаем о хорошо определенных поверхностных свойствах глин, можно с большим успехом применить ко многим внутренним поверхностям, разграничивающим разные фазы протоклеток. Однако предложенные в акспериментах с глинами механизмы концентрирования, включающие испарение, нуждаются в самой тщательной проверке. Когда предполагают, что водоем, содержащий аминокислоты, испаряется и в нем остаются кристаллические аминокислоты, способные вступить в реакцию конденсации с отщеплением воды за счет нагревания, необходимо учесть абсолютно все.
Кроме аминокислот там присутствуют и другие вещества. Никто еще не выделял продукты, образующиеся в колбе с морской водой в условиях искрового разряда и не подвергал ее содержимое нагреванию для того, чтобы посмотреть, что при этом происходит. Как развился генетический аппарат7 Предложенный здесь механизм — всего лишь догадка. Любой предлагаемый механизм будет догадкой, пока мы не получим конкретных данных, основанных на анализе внеземной жизни. Генетический аппарат — продукт примерно 1000 млн. лет эволюции, и строить догадки о том, что происходило в этот промежуток времени, будучи неуверенными в дапных, касающихся окруи1ающей среды и путей отбора, почти безрассудно, Новое в представленной здесь схеме состоит в том, что между дискриминатором и антикодопом первичной тРНК обязательно существует соответствие, обусловленное перестановками.
Конечно, новизна не доказывает справедливости догадки, и подобные догадки — всего лишь догадки. Но это предположение более чем догадка. Хорошо известно, что в настоящее время существует фиксированное соответствие между белковыми и нуклеиновыми последовательностями. Чтобы это соответствие существовало сейчас, оно в каком-то виде доллспо было существовать и при возникновении системы, В любых механизмах, предлагаемых для обьяспепия возникновения генетического аппарата, это обстоятельствс необходимо учитывать.
В этой книге допускалось, что механизм отбора, по. 143 ГЛАВА !3 средством которого оптически активные формы аминокислот, сахаров и других молекул стали компонентами эволюционирующих предбиологических систем благодаря наличию у них энантиомерных форм, известен. По-видимому, это не таз. Предложенный механизм основывался па том, что физические свойства В- и Р-эпантиомеров отличаются. Некоторые ясследовагели не придают значения небольшим различиям между эпантиомерами; другие утверждают, что эти различия проистекают от лабораторных ошибок или вследствие работы с нечистыми образцами В- и Р-форм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
