Как появилась органическая жизнь во Вселенной?
Как появилась органическая жизнь во Вселенной?
Существует множество теорий «космического» происхождения жизни на Земле. Самая популярная, вероятно, теория панспермии, согласно которой зародыши жизни были занесены на нашу планету метеоритами. Немногим уступает панспермии и гипотеза о том, что нашими предками были инопланетяне, в незапамятные времена прилетевшие на Землю и волею судьбы оставшиеся на ней навсегда. Всё это, конечно, очень интересно и даже кажется вполне возможным. Но проблема в том, что ни одна из «космических» теорий не даёт ответа на вопрос: а как зародилась жизнь на той планете, с которой к нам прибыли метеориты с зародышами или вполне уже сформировавшиеся инопланетяне?

Малиновая туманность

Жизнь, подобная земной, основана на органических веществах — химических соединениях, в составе которых обязательно присутствуют углерод, водород и кислород. Эти же элементы входят в «первую пятёрку» по уровню распространённости во Вселенной.
Простое совпадение? Едва ли.
Помимо того, что атомы углерода, водорода и кислорода присутствуют в космосе в чистом виде (к примеру, звёзды типа нашего Солнца на 70 процентов состоят из водорода), там достаточно много и органических соединений.
Так, почти в самом центре нашей галактики — Млечного Пути — расположено газопылевое облако Стрелец В2. По обилию органических соединений, обнаруженных там за последние десятилетия, учёные назвали облако Большой колыбелью молекул.
Но у Стрельца В2 есть и неофициальное название, которое гораздо романтичнее: «Малиновая туманность». Оказывается, среди органических соединений в облаке преобладают этилформиат и n-пропилцианид. Первое вещество «отвечает» за запах малины. Второе является основной составляющей рома. Есть в Стрельце В2 и вода, хотя и в несколько меньшем количестве, чтобы «ромовое» соотношение спирта и воды было идеальным, 40-градусным. Очень крепкий ром в Стрельце В2, забористый… и при этом отдаёт малиной.
Факт замечательный не только для любителей крепких напитков в космических масштабах. Важно то, что в космосе, судя по всему, органических соединений не меньше (а то и больше!), чем на Земле. Правда, не всегда они хорошо пахнут и приемлемы на вкус — но об этом чуть позже.
Откуда же берутся в космосе органические соединения? Учёные считают, что они синтезируются из неорганических в особых условиях, которые присутствуют как при рождении, так и при столкновении или взрыве звёзд.
А уж потом из простых органических соединений могут синтезироваться более сложные — вплоть до аминокислот, основного строительного материала белка.
Значит, первооснова жизни, органические соединения, присутствует в космосе повсюду? И жизнь на нашей планете вполне могла зародиться простым и естественным путём, без привлечения фантастических или мистических сил?
Совсем недавно в пользу такого предположения был получен ещё один весомый аргумент.

Всюду смог?

Как оказалось, в космосе помимо «благовонных» присутствует огромное количество органических веществ, которые дурно пахнут, совершенно несъедобны и даже ядовиты, но… гораздо более активно участвуют в образовании аминокислот.
Речь идёт о так называемом «космическом смоге», или полициклических ароматических углеводородах (ПАУ), ПАУ, в отличие от других углеводородов, представляют собой замкнутые структуры — два (или больше) соединённых друг с другом бензольных кольца.
На Земле ПАУ встречаются в пластах каменного и бурого угля, в дыме от лесных пожаров — и, разумеется, как продукт техногенной деятельности человечества. Вся химическая и нефтеперерабатывающая промышленность, автомобильный транспорт, а также все, что связано со сжиганием и переработкой органического сырья — нефтепродуктов, древесины, угля, мусора и т.п., — щедро снабжают природу разновидностями ПАУ. Вносят свой «неоценимый» вклад в увеличение количества полициклических ароматических углеводородов и курильщики табака.
По сути ПАУ — это и есть смог, бич крупных городов.
Однако, как оказалось, достаточное количество ПАУ имеется и в космосе — где по определению нет ни нефтеперерабатывающей промышленности, ни автомобилей, ни курильщиков. Присутствие «космического смога» помог установить структурный анализ углистых хондритов — особой разновидности метеоритов, структура которых не претерпела изменений с самого их «рождения» миллиарды лет назад. Эти невзрачные каменные обломки, падающие на нашу планету в очень большом количестве (до 80 процентов от общего количества метеоритов), и стали ещё одним аргументом в пользу теории «естественно-космического» происхождения жизни на Земле.

О пользе нафталина

Самое простое соединение ПАУ, состоящее всего из двух сцеплённых друг с другом бензольных колец, хорошо нам известно и широко используется как в быту, так и в химической промышленности. Оно совершенно несъедобно, даже ядовито, обладает резким неприятным запахом и вообще, как и все ПАУ, является канцерогеном. Но наши прабабушки и прадедушки, не знакомые с синтетикой и потому «вынужденные» носить одежду из натуральной шерсти и меха, прямо-таки молились на него.
Речь идёт, конечно же, о нафталине.
Именно нафталин, которому теперь практически нет места в наших шкафах из-за непревзойдённого по въедливости запаха и который мы — с переменным, правда, успехом — заменяем цветочными эфирными маслами, оказал очень важную услугу исследователям метеоритов — углистых хондритов.
Учёные Стэнфордского университета (Калифорния, США) долгое время изучали хондриты, возраст которых составляет примерно 4,6 млрд. Лет, то есть «родившиеся» одновременно с нашей Солнечной системой.
В составе таких метеоритов было найдено около 50 процентов ПАУ. Но значит ли это, что органические соединения присутствовали в протопланетном диске, окружающем новорождённое Солнце уже тогда? Или они появились в обломках того «первобытного» вещества позднее, под влиянием солнечной радиации и другого присутствующего в космосе излучения?
Ответ на этот вопрос получил химик из Стэнфорда Ричард Зар.
С помощью лазера он взял пробы со срезов различных метеоритов на разной глубине — как в их периферической, так и в центральной области. Учёного в первую очередь интересовало содержание в них нафталина по отношению к другим, более сложным ПАУ. Нафталин, как мы помним, состоит всего из двух соединённых бензольных колец; более же сложные ПАУ имеют структуру трёх колец (антрацен), четырёх (тетрацен) и так далее.
Тщательный анализ проб дал следующий результат: относительная доля нафталина одинакова на всех глубинах. Это означает, что химический состав метеоритов — хондритов — оставался неизменным на протяжении всей их миллиардолетней «жизни»; иначе относительное содержание нафталина на периферии метеорита отличалось бы от его содержания в центральных областях.

Всё началось с ПАУ

Почему же доказанное наличие ПАУ в протопланетном диске 4,6 млрд. лет назад так важно для теории возникновения жизни? Ведь этих ядовитых углеводородов, этого «космического смога» нет в составе живой клетки?
Химики отвечают на этот вопрос так... ПАУ, начиная с нафталина и заканчивая кекуленом, состоящим из 12 бензольных колец, легко преобразуются в другие органические вещества, без которых жизнь невозможна. Они вступают в химические реакции, образуя «строительные элементы» белка — аминокислоты. А под действием ультрафиолетового излучения Солнца превращаются в другие необходимые для функционирования живых организмов вещества — спирты и хиноны (спирты, вырабатываемые организмом человека, нужны ему для регуляции деятельности нервной системы и защиты от стресса; хиноны же являются переносчиками электронов в процессах биологического окисления).
Кроме того, считается, что именно ПАУ помогли примитивным анаэробным организмам освоить такой мощный эволюционный процесс, как фотосинтез — получение энергии из солнечного света. А если бы не фотосинтез, постепенно наполнивший кислородом атмосферу Земли, мы с вами до сих пор плавали бы в первобытном океане в виде амёб и других простейших.
…Да, в протопланетном веществе, из которого 4,6 млрд. лет назад родились Земля и другие планеты, не было «зародышей жизни» как таковых. Но были её предвестники — ПАУ, которые, оказавшись в благоприятных условиях, сыграли роль «спускового механизма». Это означает, в частности, что изначально все планеты получили одинаковые возможности для возникновения жизни; но не все, в силу своих индивидуальных особенностей, смогли эти возможности реализовать.Автор: О.Строгова
Источник: "Тайны ХХ века" №42, 2020 г.
Опубликовано 21 ноября 2020 | Комментариев 0 | Прочтений 580

Ещё по теме...
Добавить комментарий
Периодические издания






Информационная рассылка:

Рассылка X-Files: Загадки, Тайны, Открытия



Электронный журнал:

THE X-FILES...
Все тайны эпохи человечества