Происхождение жизни - страница 7

Ещё одной проблемой для учёных стал вопрос наличия или отсутствия в первичной атмосфере свободного кислорода. Холдейн предполагал, что атмосфера Земли была восстановительной (бескислородной), поскольку кислород моментально окислил бы всю органику, а метан и аммиак разложились бы до N_>2, СО_>2 и Н_>2О. Кроме того, если в атмосфере не было кислорода, то не существовало и озонового слоя, следовательно, ультрафиолет свободно достигал бы Земли, способствуя синтезу органических веществ. Однако Холдейн не учёл, что ультрафиолет с ещё большей лёгкостью разрушит только что синтезированную органику, в том числе и в воде на глубине до 10 м. Не был принят во внимание и тот факт, что под действием УФ-лучей происходит фотолиз паров воды (как сейчас над озоновым слоем атмосферы Земли), и уровень кислорода за относительно короткий период времени поднялся бы до современного4 (Гусев, 2004; Крик, 2002).

Сегодня это предположение находит своё подтверждение. Российский учёный из Института космических исследований РАН, профессор Л. Мухин (1933—2009), многие годы занимавшийся проблемой первичной атмосферы Земли и газового состава метеоритов, пишет: «О составе атмосферы [Земли] можно судить по газам, содержащимся в земных породах и метеоритах на период времени их формирования. Интересно, что эта атмосфера неравновесна: в ней есть полностью окисленные компоненты, такие как СО_>2, и есть компоненты восстановленные: нет аммиака, а есть только свободный азот. Тем не менее, эти данные приводят к выводу о том, что 3,8—3,9 млрд. лет назад не было никакой восстановительной атмосферы. Наблюдаются следы кислорода, который должен был образовываться во время высокотемпературных процессов и очень быстро реагировать с другими [веществами]. Это важно потому, что в присутствии кислорода не проходят никакие абиогенные синтезы органических соединений» (Мухин, 2009).

Поэтому на сегодняшний день сценарий восстановительной, метаново-аммиачной атмосферы считается наименее правдоподобным (Крик, 2002; Розанов, 2010; Dose, 1988; Shapiro, 1999). Тем не менее, как мы уже отметили, даже отсутствие кислорода в ранней атмосфере делает невозможным абиогенный синтез органических веществ на Земле.

2.3.1 Синтез аминокислот. Для образования важнейших биополимеров – белков и нуклеиновых кислот – первичный бульон должен содержать по крайней мере 20 аминокислот, 5 азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил), 2 сахара (рибозу и дезоксирибозу). В опытах Миллера и Юри из всех перечисленных компонентов было синтезировано только 4 аминокислоты. Причём в бульоне их оказалось всего 2% (если учитывать только L-формы, см. далее), хотя концентрации газов в смеси были неестественно высокими, а количество энергии, пропущенной через данную смесь, эквивалентно периоду в 50 млн лет пребывания на древней Земле (Фолсом, 1982). На сегодняшний день не было продемонстрировано ни одного эксперимента, в котором удалось бы получить все 20 природных аминокислот. Интересно, что в опытах в наибольших количествах синтезируются аминокислоты, не входящие в состав белков, например β-аланин и саркозин; под действием искрового разряда легко синтезируются все 7 изомеров аминокислоты с общей формулой С