Укажите условия, необходимые для абиогенного образования органических соединений

Введение: древний мир

В начале своего формирования, около четырех миллиардов лет назад, атмосфера планеты пополнялась лишь газами, исходящими из падающих астероидов и расплавленных геологических структур. При движении магмы в ядре магнитное поле благоприятствовало осаждению карбонатов и сдерживало целостность атмосферы. Барьер из озона, образовавшийся в процессе реакции под действием ультрафиолета (фотолиза), создал нужный тепловой баланс к концу архейского эона [1], [2]. В этот период, в атмосфере содержались:

  1. Водород (H2).
  2. Метан (CH4).
  3. Аммиак (NH3).
  4. Азот (N2).
  5. Диоксид углерода (CO2).
  6. Монооксид углерода (CO).
  7. Вода (H2O).
  8. Сероводород (H2S).
  9. Диоксид серы (SO2).

В атмосфере соединения серы неустойчивы, но при поступлении из глубин, содержание сохраняется.

Видео

РНК: решение в виде репликаторов

В конце XX века произошло открытие рибозимов. До того времени РНК считалась только связующим элементом ДНК и белков, но последующие исследования показали способность РНК заменять белки в качестве катализаторов реакций, а также их ключевое значение в организации синтеза белка. Появилась гипотеза «РНК мира». Согласно этой теории, реплицирующиеся рибозимы стали первыми органическими соединениями начавшими эволюцию. Спустя поколения, репликаторы предоставили каталитические функции белкам, а хранение генома практически полностью — ДНК [14]. Это стало величайшим прыжком мысли через синаптическую щель, однако без клеточных систем получение полноценных белков в водной среде невозможно. Вопрос решается нахождением условий, где участие воды в реакции снижено или у нее отсутствуют химически свободные молекулы — благо, примеры таких локаций мы уже с вами рассмотрели в предыдущих главах.

Гипотеза абиогенного синтеза

По данным на сегодняшний день возраст Земли равен приблизительно 4,55 миллиарда лет. В соответствии с большим количеством гипотез в течение большого промежутка времени Земля была безжизненной и на ее поверхности, в атмосфере и океане происходил абиогенный синтез органических соединений, который привел к образованию первых примитивных организмов.

Так на нашей планете происходила длительная химическая эволюция, предшествовавшая биологической и охватившая временной интервал не менее 1 миллиарда лет. Абиогенный синтез исходит из того, что первые образованные жизненные формы были крайне примитивными, постепенно становясь все более сложными. Со временем, когда атмосфера нашей планеты приобрела свой современный состав абиогенез стал невыполним. Жизнь на Земле стала появляться в результате репродукции другой жизни (биогенез).

Абиогенный синтез биополимеров

При возникновении некоторых положительных обстоятельств из простых органических веществ осуществляется синтез биополимеров. При этом аминокислоты соединяются в полипептиды, полисахариды образуются из простых сахаров и нуклеиновые кислоты образуются из нуклеотидов. Карбоновые кислоты соединяясь со спиртами, образуют липиды, покрывающие поверхности водоёма жирной плёнкой.

Коллоидные комплексы, образующиеся сформировавшими

Коллоидные комплексы, образующиеся сформировавшимися белками, подтягивают к себе молекулы воды. Так происходит появление коацерватов, представленных сгустками органических веществ, обособленных от остальной массы воды. В коацерваты не переставая происходит поступление органических соединений и в конечном итоге осуществляется синтез более сложных веществ. Возникает возможность сливания и увеличения в размерах.

Возникновение биополимеров и коацерватов в древних условиях нашей планеты нашло свое экспериментальное подтверждение в работах британского химика Лесли Илизер Орджела и японского химика Сиро Акабори, которые смогли получить простейшие белки и нуклеотидные цепи.

Теги

Adblock
detector