Наиболее благоприятной средой для возникновения жизни были прибрежные районы древних морей и океанов. Здесь на стыке трех стихий — воды, воздуха и суши создавались наилучшие условия для образования сложных органических соединений, необходимые для появления первых живых организмов.[ ...]
На первом этапе химической эволюции (см. рис. 1.2) происходило образование простейших органических соединений из неорганических веществ.[ ...]
На восстановительную вторичную атмосферу воздействовали большие потоки энергии: коротковолновое ультрафиолетовое излучение, а также ионизирующее излучение от Солнца (сейчас оно экранируется озоновым слоем атмосферы), электрические разряды (грозы, коронные разряды), местные источники тепла вулканического происхождения. В этих условиях мог идти активный химический синтез, при котором из газов вторичной атмосферы, через такие промежуточные продукты, как синильная кислота, этилен, этан, формальдегид и мочевина, образовывались сначала мономеры, а затем и простейшие полимеры. Так как окисления не происходило, воды древнего океана обогащались такими соединениями, как аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, сахара, карбоновые кислоты, липиды, образуя так называемый “первичный бульон”. Могли идти процессы осаждения, разделения и адсорбции, а на поверхности минералов (например, глин или горячей лавы) — и дальнейший синтез более сложных соединений. Эти представления подтверждаются, с одной стороны, результатами анализа древних земных горных пород и сравнением их с внеземным органическим веществом (например, из метеоритов), а с другой стороны — многочисленными экспериментами, показавшими, что в смеси газов, воспроизводящих вторичную атмосферу, при достаточном притоке энергии, действительно происходят процессы синтеза. Так, пропуская электрические разряды через смесь газов метана и аммиака при наличии паров воды, удалось получить такие сравнительно сложные соединения, как аланин, глицин, аспарагиновая кислота и др.[ ...]
Аминокислоты, пурины, пиримидины, сахара, липиды и др.[ ...]
На третьем этапе химической эволюции происходило образование фазовообособленных систем органических веществ, отделенных от внешней среды мембранами.[ ...]
Высокомолекулярные органические соединения образуют так называемые коллоидные растворы, устойчивые и имеющие тенденцию образовывать сгустки, например, как водные растворы желатина. Подобные сгустки называются коацерватными каплями или коацерватами. Коацерваты могут адсорбировать различные вещества. В коацерватной капле существует некоторая упорядоченность частиц. В них могут осмотически поступать из окружающей среды химические соединения, идти синтез новых соединений и за счет этого коацерваты могут “расти”. При сотрясении коацерваты могут дробиться, а вновь образовавшиеся капли сохраняют основные свойства исходного коацервата.[ ...]
Предполагают, что обособленные системы молекул, способные взаимодействовать с внешней средой (по типу открытых систем), ограниченные от окружения, являлись пробионтами — предшественниками настоящих клеточных организмов. Органические строительные блоки (абиотического происхождения) они получали из первичного бульона, так что вначале им не нужны были ферменты для построения этих блоков.[ ...]
По мере того, как биологические явления начинали преобладать над предбиотическими, первичный бульон становился все беднее органическими веществами. В таких условиях селективным преимуществом для пробионтов стало обладание плазматической мембраной, защищающей от потери различных соединений путем диффузии, и способность избирательно их накапливать. На стадии формирования пробионтов происходил отбор, в результате которого среди множества возможных образований сохранились лишь наиболее пригодные для выполнения биологических функций и обеспечивавшие высокую степень “выживания”.[ ...]
Возможные остатки пробионтов — шаровидные образования, встречаются в осадочных отложениях Южной Африки (возраст 3,4— 3,1 млрд. лет), Гренландии (возраст около 3,8 млрд. лет) и ряде других мест.[ ...]
Эволюция пробионтов завершилась появлением примитивных организмов, обладающих свойствами живого. Этот период считают началом четвертого, завершающего этапа истории происхождения жизни на Земле.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Возможности химической эволюции на первобытной Земле (Kaplan) |
 |