Происхождение жизни - Поннамперума С.
Скачать (прямая ссылка):
118
четное число атомов углерода, теряют один из них и образуют линейные алканы, содержащие нечетное число этих атомов. Наряду с нормальными алканами большое значение имеют также изопреноиды пристана и фитана. Боковая цепь молекулы хлорофилла (сегмент, состоящий из 20 углеродных атомов), которая как «хвост» висит на одном из концов порфириновой молекулы, может быть разорвана с образованием этих двух изопреноидов. Присутствие пристана и фитана свидетельствует о возможности протекания процессов фотосинтеза на Земле в соответствующую геологическую эпоху.
При исследовании углеводородов липидную фракцию экстракта пропускают через молекулярное «сито» — систему, состоящую из большого числа мельчайших пустотелых шариков, образованных поперечно-связанным полинитрилом, например декстраном. Промежутки между поперечными связями в стенках пустотелых шариков играют роль фильтров, пропускающих линейные углеводороды и задерживающих ветвящиеся молекулярные цепочки, такие, как изопреноиды. После промывки сита раствором в последнем обнаруживаются задержанные изопреноиды, тогда как алканы прочно удерживаются внутри «сита». Идентификация этих веществ производится методами газовой хроматографии.
Эти методы позволили обнаружить нормальные алканы и изопреноиды во всех древнейших образцах докембрия вплоть до глинистых сланцев Онвервахт. Аналогичные результаты были получены при поисках порфирино-вых молекул. По флуоресценции порфирина удалось абсолютно точно установить его присутствие в образцах пород, имеющих возраст 3,4 млрд. лет.
Исчерпывающие исследования проводились с целью обнаружения аминокислот. В образцах древних пород они преимущественно были обнаружены в /.-форме, как и аминокислоты в современных организмах. Образцы органических соединений, имеющие возраст 60 млн. лет, содержат лево- и правовращающие формы в равных количествах. Эти результаты, возможно, свидетельствуют о том, что органическое вещество древних пород возникло сравнительно недавно.
Одна из самых волнующих проблем современной геохимии связана с оценкой идентифицированных молекул: биогенны или абиогенны они по своему происхождению.
119
Здесь нет однозначного критерия. Хотя биологические маркеры, такие, как нормальные алканы, изопреноиды, порфирины и аминокислоты, часто используются в качестве доказательств присутствия жизни в соответствующую геологическую эпоху, эксперименты по абиогенным синтезам порождают сомнения в их ценности. В начале XIX в. виталисты 1 утверждали, что углеродсодержа-
хлорофилл
^хлоросриллин»
протопорсририн
с—с—с3—с—с3—с—с3—с с с с с
пристан__
С — С С-» С Са С С? С " с?
II I I
с с с с
_фитан_
N11_# О
СН2-С-0'
н2с=нс^Дсн^сн2-
сн3 сн3
сн3
сн3 13
сн3
си2-сивс-сн2-сн2-сн2-сн-сн2-сн2-сн2-сн-сн2-сн2-сн2-сн-сн8
Наличие в «химических ископаемых» линейных углеводородов рассматривается как признак биологической природы этих «ископаемых». Линейные углеводороды образуются из жирных кислот (вверху) при удалении атома углерода в виде С02; пристан и фитан (в центре) — продукты, образующиеся при разрушении «хвоста» молекулы хлорофилла, состоящего из 20 углеродных атомов (внизу); наличие этих продуктов, возможно, свидетельствует о процессах фотосинтеза.
1 Сторонники витализма — идеалистического направления в биологии, пытающегося объяснить явления и сущность жизни не материальными причинами, а при помощи особых сверхъестественных «сил» или «принципов». — Прим. перев.
120
Лаборатория фон Либиха в Гессене (1842 е.), где студенты-химики впервые помучили возможность выполнять практические работы. Ве-лер, ученик и друг Либиха, вошел в историю биохимии, синтезировав мочевину из неорганических веществ.
Отложения углеводорода, найденные в Маунтсорреле близ Лайкестера. Этот и ряд других встречающихся в природе углеводородов не обладают характерными признаками биогенного происхождения.
щие молекулы могут возникать лишь в процессах, связанных с жизнью. Работами первых химиков-органиков доказана несправедливость этого положения. В 1828 г. Велер синтезировал мочевину из цианата аммония. Это открытие послужило началом возникновения методов синтеза в органической химии.
121
Некоторые геохимики-органики утверждают, что нефть имеет абиогенное происхождение. Наличие же нормальных алканов, порфиринов и других биомолекул позволяет сделать заключение, что нефть в основном образовалась благодаря живым организмам. Однако некоторые отложения углеводородов, найденные в Маунтсорре-ле близ Лайкестера, или асфальтов на Тринидаде ре обладают характерными признаками веществ, имеющих биологическую природу. В частности, нормальные алканы и изопреноиды в них отсутствуют. На основе лишь одного такого критерия можно считать, что углеводороды в этих отложениях по происхождению абиогенны. С другой стороны, изучая распределение различных изотопов углерода (см. гл. 12), мы можем предполагать возможность биологического расщепления молекул (фракционирования). Все это говорит о необходимости продолжать поиски характерных признаков, которые помогут однозначно ответить на вопрос, являются ли некоторые молекулы продуктами процессов, характерных для жизни.
