История углеводородов

Чтобы понять процесс появления жизни, надо прежде всего установить, как образовались на нашей планете углеводороды и возникли из них другие простейшие органические вещества. Сложные органические вещества, без которых невозможна жизнь, образовались из простейших соединений углерода и водорода. Наиболее характерное для жизни явление — обмен веществ протекает только на основе превращения органических соединений.

В начале нашего века многие естествоиспытатели отрицали возможность образования органических веществ из неживой материи. Считалось тогда, что неорганические формы углеродистых соединений (например, углекислый газ воздуха) превращаются в естественных условиях в органические исключительно при посредстве живых существ. Это мнение сложилось потому, что именно так образуется в настоящее время подавляющая масса органических веществ. Зеленые растения поглощают углекислый газ воздуха и создают из него и воды органические вещества, нужные им для жизни и роста. Травоядные животные получают эти вещества, поедая растения, а хищники — питаясь травоядными животными. Таким образом, весь живой мир использует сейчас органические вещества, образовавшиеся при участии живых существ.

Ученые-астрономы установили, однако, что и на всех небесных телах есть углеводороды. Но ведь на многих из них нет жизни. Значит, углеводороды возникли там независимо от живых организмов. Надо думать, что углеводороды и на нашей планете могли образоваться до появления живых организмов. Геологи находят иногда в глубоко залегающих породах, в трещинах гранитов углеводородные газы и даже следы жидких углеводородов. Эти газы и жидкости могли появиться там вне какой-либо связи с живыми существами.

История образования Земли показывает, что при формировании нашей планеты и в первые периоды ее существования на поверхности земного шара возникали громадные количества простейших органических веществ.

Сейчас в астрономии считается общепринятым, что Земля и другие планеты Солнечной системы образовались из гигантского облака газово-пылевой материи. Такая газово-пылевая материя есть в межзвездном пространстве и сейчас. Астрономы научились определять ее состав. В ней обнаружен метан (СН₄). Возможно, там имеются и более сложные углеводороды. Когда частички газово-пылевого облака объединились в большие планеты (Юпитер, Сатурн), метан и другие газы сохранились в первичной атмосфере формировавшихся планет. Там астрономы обнаруживают эти газы и теперь. А в составе Земли — она ведь сравнительно небольшая планета — углерод остался лишь в виде графита и карбидов (соединений углерода с металлами). Из карбидов при их взаимодействии с водой образуются углеводороды, а в состав Земли входила и вода — в виде гидратов различных горных пород. Следовательно, углеводороды и их простейшие производные неизбежно должны были образоваться на Земле задолго до появления на ней живых существ.

Предшественники клеток — коацерватные капельки

Коацерватные капельки и окружающая их жидкость (водный раствор) называются коацерватными системами («коацер-варе» по-латински — сгребать в кучу). В такие капельки собираются молекулы веществ.

В наше время известно свыше 250 различных по химическому составу капелек. Их можно получить из искусственно синтезированных соединений, напоминающих белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и т. п., а также из соединений, входящих в цитоплазму. Особенно легко возникают капельки из молекул с разными зарядами, например из молекул белков, заряженных положительно, и нуклеиновых кислот, заряженных отрицательно. Капельки с нуклеиновыми кислотами в ультрафиолетовом микроскопе выглядят красными. В полe зрения интерференционных микроскопов капельки становятся разноцветными. С помощью видимых световых лучей в интерференционных микроскопах Можно взвесить каждую капельку до 10^-14 г. Световые лучи, проходя через капельки, изгибаются по-разному, так как капельки имеют разный вес. В капельках могут протекать быстрые химические реакции с катализаторами, например с ферментами. Величина коацерватных капелек от 0,5 до 640 мкм, как и многих клеток. Наши ученые в Московском университете показали, что коацерватные капельки имеют такой же вес и содержание воды, как и клетки. Это предклеточные структуры.

Дальнейшее усовершенствование их привело в свое время к возникновению пробионтов — предшественников современных организмов.

перейти к началу страницы