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?

Происхождение жизни во Вселенной

Как появилась органическая жизнь во Вселенной?

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.

Журнал: Тайны 20-го века №42, октябрь 2020 года
Рубрика: Тайны космоса
Автор: Ольга Строгова




Telegram-канал Багира Гуру

Метки: Тайны 20 века, теория, космос, вселенная, вещество, органика, белок, синтез, молекула, аминокислоты, углеводороды


Исторический сайт Багира Гуру; 2010-2022