ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О химических формах существования живого вещества во Вселенной из "Не только в воде" Еще несколько лет назад вопрос о возможных формах существования жизни во Вселенной проходил по ведомству научной фантастики. При этом у фантастов сложились две, можно сказать, взаимно исключающие тенденции. Одни, опираясь на исходное положение о тождественности путей развития материи во Вселенной, населяли далекие миры обитателями, ничем не отличающимися от жителей Земли. Отступления допускались лишь в степени, близкой к вариациям летней и осенней моды этого года. Зато другая группа фантастов населяла страницы своих произведений такими созданиями, что читатели, обладающие достаточно развитым воображением, старались не читать эти сочинения на ночь. [c.68] Интересно, что при этом фантазия авторов большей частью обращалась к формам жизни, построенным на различных неводных растворителях жидком аммиаке (С. Лем), жидком фтористом водороде (И. Ефремов) и т. д. И уже это одно дает основания вспомнить об этой пышной ветви научной фантастики на страницах книги, посвященной неводным растворам. [c.68] Эта проблема, как очевидно, имеет множество аспектов, начиная от астрономических и кончая философскими. Мы же, понятно, затронем лишь один из них — химический. И менее того — лишь ту часть, какая касается физико-химических условий протекания реакций, предшествовавших самопроизвольному синтезу живого вещества. [c.69] Известно, что каждый живой (добавим — земной) организм с достаточно высокой степенью справедливости и строгости может рассматриваться как водный раствор. Именно отсюда проистекают различного калибра остроумия шутки, что если человек чем-либо и отличается от огурца, то лишь несколько меньшим содержанием воды. Но факт остается фактом практически все химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность любого живого организма от амебы до слона — это процессы в водных растворах. Отсюда следует как логичное, так и бесспорное заключение о том, что и те химические реакции, предшествующие возникновению живого вещества, также протекали в воде. [c.69] Эта недлинная цепочка рассуждений сразу вызывает вопрос следует ли считать наличие воды общим и категорически необходимым условием возникновения и развития живого вещества Ведь химические процессы протекают и в неводных растворах. И в конце концов вода — лищь одна из внушительного числа жидкостей, которые могут заполнять моря и океаны далеких планет. [c.69] Таковы исходные предпосылки, от которых отталкиваются специалисты, обсуждающие проблемы внеземных форм жизни и допускающие (уже не на научно-фантастическом, а просто на научном уровне обсуждения проблемы) существование аммиачных, фторидных и т. д. форм жизни. Итак, предстоит выяснить, насколько существенны опасения, что от инопланетянина, которого, возможно, когда-нибудь повстречают земляне, будет нести густым запахом нашатырного спирта или, что было бы уже совсем неприятно, плавиковой кислоты. [c.69] Для решения вопроса об условиях образования живого вещества в общем-то несущественно, образовалось ли оно на нашей планете или было занесено извне. Так или иначе, живое вещество хотя бы однажды должно было возникнуть во Вселенной. [c.70] Истина вторая. Сколь-нибудь сложные реакции, приводящие к образованию сложных соединений, могут протекать только в растворах, или в жидкой фазе. Реакции между твердыми фазами, во-первых, весьма немногочисленны по сравнению с жидкофазными и уже хотя бы поэтому не могут быть настолько разнообразны, чтобы привести к возникновению живого вещества, а во-вторых, и это самое главное, протекают в сотни, в тысячи раз медленнее, чем реакции жидкофазные. [c.70] Но ведь возможны еще реакции в газовой фазе. Увы, в данном случае невозможны, потому что... [c.70] Истина третья.. ..потому что сколь-нибудь сложные соединения принципиально не могут существовать в газообразном состоянии. Причина нестабильности сложных соединений сурова и драматична чем сложнее молекула органического соединения, тем меньше величина энергии, приходящаяся в среднем на одну химическую связь. С другой стороны, чем сложнее молекула, тем больше энергии надо ей придать, чтобы перевести в газовую фазу. И наступает предел, за которым попытка перевода сложного органического соединения в пар приводит к разрушению его молекул. [c.70] Без труда можно перевести в пар простенькую молекулу уксусной кислоты. Намного труднее превратить в пар глюкозу. Но вот испарить таракана, чтобы он при этом остался тараканом, не удалось еще никому, и, не боясь прослыть ретроградом, можно утверждать с предельной категоричностью, что никому и не удастся. [c.70] Истина четвертая. Для того, чтобы реакция могла протекать в жидкой фазе, необходим подходящий растворитель. [c.70] С первых страниц этой книги проводится мысль о том, что в принципе любой химический процесс в растворах может быть описан с позиций кислотно-основного взаимодействия, протекание которого зависит от растворителя не в меньшей степени, чем от растворенных соединений. [c.71] В растворителе, обладающем сильно выраженными основными свойствами, например, в жидком аммиаке, который активно притягивает к себе протон, заставляя многие растворенные в нем соединения выступать в роли кислот, число оснований будет относительно невелико. Аналогично, в сильно кислотном растворителе, например, в жидком фтористом водороде, который навязывает протон растворенным соединениям, заставляя их проявлять свойства оснований, число кислот намного уступает числу оснований. [c.71] Если читатель, заинтересовавшийся свойствами растворов в сильнокислых либо сильноосновных растворителях, пожелает прочитать посвященные этому вопросу книги или статьи в журналах, он прежде всего обратит внимание на то, что при рассмотрении свойств соединений в кислотных растворителях речь преимущественно будет идти об основаниях. В обзорах же, посвященных основным растворителям будут описываться кислоты, об основаниях авторы вспомнят, можно сказать, мимоходом. [c.71] Очевидно, что в сильнокислых либо сильноосновных растворителях не может осуществиться то разнообразие химических процессов, какое необходимо для самопроизвольного возникновения живого вещества. Итак, важнейшее условие, которому должен удовлетворять жизненный растворитель, ставший средой для процессов, приводящих к синтезу живого вещества,— это демократичность . Слово в данном контексте неожиданное но, по-видимому, верное. Обеспечить разнообразие кислотно-основных процессов может только такой растворитель, число кислот в котором соизмеримо с числом оснований. Такой растворитель, с одной стороны, должен реагировать химически с растворенными веществами, ибо без сольватации нет кислот и оснований. С другой стороны, это взаимодействие не должно быть слишком уж навязчивым и не должно диктаторски превращать растворенные соединения только в кислоты, либо только в основания. [c.71] Существует хорошее и уже вспоминавшееся на страницах этой книги определение такой особенности жизненного растворителя — амфотерность. Требование амфотерности сильно сужает круг возможных претендентов на должность жизненного растворителя. Настолько сильно, что приводившееся выше оптимистическое определение множество сводится к минорному — немного . [c.71] Не приходится сомневаться, что жизненный растворитель должен растворять самые разнообразные соединения и неорганические, и органические. Можно сказать, что по растворяющей способности он должен быть близок к тому идеальному растворителю, который так истово искали еще алхимики. Как известно, перепробовав множество комбинаций, начиная от смеси всех жидкостей, которые могут быть извлечены из человеческого организма, до коктейлей из вин самых разнообразных сортов и возрастов, алхимики в конце концов набрели на царскую водку (смесь HNO3 и H I). Но очевидно также и то, что подобная адская смесь, конечно же, не может быть жизненным растворителем. [c.72] Читателю, уже усвоившему, что растворяющая способность растворителя в достаточно явной форме связана с его диэлектрической проницаемостью, ясно жизненный растворитель, помимо амфотерности, должен обладать еще и достаточно высокой диэлектрической проницаемостью. Последнее условие становится тем более настоятельным, если учесть, что механизм передачи раздражений в живом организме,— электрохимический, связанный с переносом ионов через биологические мембраны. Для того же, чтобы ионная концентрация была достаточно большой, высокая диэлектрическая проницаемость является, как мы видели, условием совершенно необходимым. (Можно, конечно, представить себе и иные механизмы передачи раздражений, например, механический или с помощью радиоволн, но каждый биолог, обладающий даже весьма широкими взглядами на возможную организацию живого вещества, предложит длинный перечень аргументов, которые докажут неосновательность таких предположений). [c.72] Вернуться к основной статье