Абиогенные соединения

Вулканическая деятельность во всех ее проявлениях играла в этом отношении выдающуюся роль. Обогащая обширные зоны поверхности, в том числе и те, которые граничили с водоемами, соединениями металлов, вулканы способствовали развитию каталитических реакций. Вещества, выбрасываемые во время извержений, получаются в активном состоянии это, например, оксид кремния (IV) в форме высокопористой массы —пемзы, образующейся при застывании кислых лав (ее пористость достигает 80%) и др. Другой важной породой, которая могла функционировать и как адсорбент, фиксирующий на своей поверхности разнообразные частицы, и как катализатор, является глина. Глины относят к числу древнейших пород. Глинистые минералы (например, монтмориллонит) имеют пластинчатое строение силикатные слои, максимальное расстояние между которыми равно приблизительно 1,4 нм, разделены слоями молекул воды толщина этих слоев может изменяться в широких пределах. Глины обратимо связывают катионы и таким образом могут служить в качестве регулятора солевого состава окружающей водной среды. Скопление органических веществ на поверхности глинистых минералов, возможно, сыграло решающую роль в появлении предбиологических структур и возникновении жизни (Д. Бернал). По Акабори, из формальдегида, аммиака и циановодорода в абиогенную эру образовался амино-ацетонитрил, который подвергался гидролизу и полимеризации на поверхности глин, образуя вещества, близкие к белкам. Акабори показал, что нагревание аминоацетонитрила с кислой глиной ведет к появлению продукта, дающего биуретовую реакцию (реакция на белок). Твердые карбонаты, которые входят в большом количестве в состав земной коры, вероятно, катализировали процесс образования углеводов. Гидроксид кальция также может служить катализатором в таких процессах. Исходным веществом для синтеза углеводов служит формальдегид. Прямым опытом доказано (Г. Эйлер и А. Эйлер), что гликолевый альдегид и пентозы получаются из формальдегида в присутствии карбоната кальция. Схему образования углеводов из простейших соединений предложил М. Кальвин. [c.377]

Итак, на сегодняшний день налицо две точки зрения на природу происхождения нефти. Одна — биогенная. Согласно ей, нефть образовалась из остатков животных или растений. Вторая теория — абиогенная. Подробно разработал ее Д. И. Менделеев, предположивший, что нефть в природе может синтезироваться из неорганических соединений. [c.22]

Для изотопов углерода различие в изотопном составе метана и кальцита, расположенных на полярных точках диапазона изотопного фракционирования, достигает 60 —80 %о (или 6—8%). Вариации изотопного состава углерода в различных земных объектах, представленные в табл. 62, показывают, что наибольшая концентрация легкого изотопа С сосредоточена в углеводородных соединениях как биогенного, так и абиогенного синтеза, в ОВ и продуктах, генетически с ним связанных,—нефтях, углях, сланцах. Значение б С в них изменяется от —20 до —31 %о. Минимальная концентрация С сосредоточена главным образом в карбонатах. На рис. 133 дано содержание изотопов углерода в различных природных объектах. [c.407]

Но нам не так уж важен точный состав примитивной атмосферы и гидросферы. Важно, что на Земле не было свободного кислорода и были сравнительно простые абиогенные соединения углерода с другими элементами, такими, как О, Н, К, 8, Р и другие (фиг. 13). Сейчас такие соединения можно найти только в живых организмах или в продуктах их жизнедеятельности. Наряду с ними встречались и другие абиогенные соединения, такие, как СО, СО2, Н2О, 8102, силикаты, сульфаты и т. д., — они и сейчас образуются абиогенным путем. [c.77]

У современных организмов эти два акта разделены довольно сложной цепью реакций. Но сходные по своей сути очень простые реакции могли бы происходить уже с абиогенными соединениями на молекулярном уровне. На фиг. 39 схематически показано, как это могло бы выглядеть. Крупные глобулярные молекулы, адсорбированные мембраной, легко могут отдавать какую-либо свою группу ближайшей полярной молекуле, а та передает ее соседней молекуле. [c.134]

Кроме явления оптической активности (разд. 2 этой главы), мы коснемся и некоторых других аспектов различия между биогенными и абиогенными соединениями. Это различие, столь явное в наши дни, совсем не обязательно существовало в раннюю эпоху геологической истории. Например, сейчас биогенное и абиогенное вещества могут различаться по соотношению в них стабильных изотопов какого-либо элемента. Но это еще не означает, что это справедливо также для органических и органических веществ раннего и среднего докембрия. [c.285]

В предыдущей главе был рассмотрен ряд групп прокариот, относящихся к эубактериям, получающих энергию в реакциях субстратного фосфорилирования и не зависящих от молекулярного кислорода. Их предки появились на Земле, когда в ее атмосфере отсутствовал Оз. Единственным источником свободной энергии, доступным первобытным организмам, была химическая энергия органических молекул, возникших в основном абиогенным путем. Увеличение численности популяций приводило к возрастанию использования органических молекул в окружающей среде, которое на определенном этапе стало превышать их накопление. В результате органические вещества постепенно исчерпывались из среды. Создавалась критическая ситуация, вызываемая нехваткой соединений, которые могли бы служить источником свободной энергии для организмов. Перед ними возникла проблема поиска новых источников углеродного питания и свободной энергии. В энергетическом плане необходимо было найти способ получения энергии за счет постоянно действующего источника. Такой источник энергии представляет собой солнечная радиация. Глобальное значение развившейся способности использовать световую энергию в том, что фотосинтез — единственный процесс, приводящий к увеличению свободной энергии на нашей планете. Таким образом, фотосинтез обязан своим происхождением экологическому кризису, возникшему в результате исчерпания на определенном этапе развития жизни органических ресурсов планеты. [c.262]

СООТНОШЕНИЕ СТАБИЛЬНЫХ ИЗОТОПОВ В БИОГЕННЫХ И АБИОГЕННЫХ СОЕДИНЕНИЯХ [c.305]

Соотношение стабильных изотопов в биогенных и абиогенных соединениях..................................305 [c.409]

Однако неожиданно карбидная или, как ее еще называют, абиогенная теория о происхождении нефти получила новые доказательства — от астрофизиков. Исследования спектров небесных тел показали, что в атмосфере Юпитера и других больших планет, а также в газовых оболочках комет встречаются соединения углерода с водородом. Ну, а раз углеводороды широко распространены в космосе, значит в природе все же идут и процессы синтеза органических веществ из неорганики. Но ведь именно на этом предпо.пожении и построена теория Менделеева. [c.22]

Кроме вулканической гипотезы у сторонников абиогенного происхождения нефти есть еще и космическая. Геолог В. Д. Соколов в 1889 году высказал предположение, что в тот далекий период, когда вся наша планета еще представляла собой газовый сгусток, в составе этого газа присутствовали и углеводороды. (Помните, что в атмосфере некоторых планет были обнаружены соединения углерода с водородом.) По мере охлаждения раскаленного газа и перехода его в жидкую фазу, углеводороды постепенно растворялись в жидкой магме. Когда же из жидкой магмы стала образовываться твердая земная кора, она, согласно законам физики, уже не могла удержать в себе углеводороды. Они стали выделяться по трещинам в земной коре, поднимались в верхние ее слои, сгущаясь и образуя здесь скопления нефти и газа. [c.24]

При низких температурах окисление парафина протекает медленно, и в природных условиях нарафинистая нефть в естественных выходах на поверхности образует, в результате испарения летучих фракций, твердые темные массы, заключающие много парафина. В подходящих условиях этот парафин вместе с другими соединениями может частично окисляться за счет бактериальной деятельности. Однако ни в опытах с абиогенным, ни с биогенным окислением не получено доказательств селективного воздействия окислителей именно на высокомолекулярные парафины при наличии в смеси других классов органических веществ. [c.57]

Чем больше разнообразие возникших путем абиогенного синтеза соединений азота, тем выше темп дальнейшего усложнения молекул, содержащих этот элемент. Эта особенность соединений азота имеет огромное значение для биохимии. Абиогенный синтез, кажется, создал все, что нужно для того, чтобы дальнейшее развитие химических систем могло пойти по биологическому пути. Отсюда следует, что изучение химии азота должно включать прежде всего вопрос о реакционной способности его соединений и о той роли, которую играют атомы азота в сложных структурных образованиях, характерных для биохимически активных веществ. [c.179]

Важный шаг на пути химической эволюции — синтез нуклео-зидов и нуклеотидов, и в первую очередь адениновых. Американскому биохимику К. Поннамперума (К. Ponnamperuma) удалось показать, что при УФ-облучении смеси водных растворов аденина и рибозы при температуре 40 °С в присутствии фосфорной кислоты происходит реакция конденсации, приводящая к образованию аденозина. Если реакцию проводить при добавлении к реакционной смеси этилметафосфата, имеет место образование также и нуклеотидов АМФ, АДФ, АТФ. Функция фосфорных соединений в этих химических синтезах двоякая они играют каталитическую роль и могут непосредственно включаться в продукты реакции. Абиогенный синтез АТФ, представляющий собой результат нескольких относительно простых химических реакций, говорит о возможном раннем появлении этого соединения. Первые живые структуры могли получать АТФ из окружающей среды. [c.193]

Химический синтез соединений углерода разной степени сложности мог привести только к накоплению органического вещества в гидросфере древней Земли. Для клеточной жизни характерно, что она всегда представлена в виде определенных структур, пространственно обособленных от внешней среды, но постоянно взаимодействующих с ней по типу открытых систем. Поэтому можно предполагать, что следующим этапом эволюции на пути возникновения жизни было формирование определенной структурной организации абиогенно синтезированных органических соединений. Этот этап эволюции также не является в настоящее время плодом умозрительных построений. Пространственно обособленные открытые системы можно получить экспериментальным путем из различных исходных компонентов. [c.194]

Однако подобные работы позволяют установить основные направления превращений ОВ и нефти под действием природных факторов. Поэтому следует ставить и расширять исследования в лабораторных условиях процессов термолиза и термокатализа различных компонентов ОВ, кислородных соединений и нефтяных УВ, а также процессов их биогенного и абиогенного окисления, фазовых превращений, изменения нефтей под влиянием сорбционных и термодиффузионных факторов и т. д. [c.15]

Сейчас не вызывает сомнений абиогенное возникновение органических соединений в добиологический период, протекавшее в плазменном облаке и при дальнейшей эволюции вещества Земли. Считается, что органические молекулы первоначально появились в результате реакций в газовой фазе в первичной солнечной туманности в равновесных или близких к равновесным условиям. Анализ диаграммы состояния и исследования плазмы, полученной высокочастотным нагревом, состоящей из радикалов, ионов и атомов, по- [c.5]

Все оптически активные соединения первоначально образовались в виде рацематов первозданный органический мир был миром смесей право- и левовращающих изомеров. Абиогенное возникновение органических соединений, осуществляемое путем простых реакций и при участии неорганических катализаторов, резко отличалось от биосинтеза этих веществ в современных условиях, протекающего при участии ферментных систем, в результате многостадийных сопряженных реакций. [c.6]

Синтез полипептидов в процессе эволюции органических соединений в абиогенных условиях древней Земли, по-видимому, происходил в результате простых и прямых реакций без применения защитных групп и без помощи сложной химическ ой техники. [c.278]

Значения [—Д2] 293 для некоторых соединений столь велики, что не остается сомнений в том, что они были термодинамически устойчивыми уже в ранние периоды абиогенной эры. К таким соединениям относятся двуокись кремния, силикаты, некоторые окислы и др. (см. табл. 2 [I]). [c.42]

После того как эта книга в рукописи была закопчена, в Понт-а-Муссон (Франция) состоялась III Международная конференция по проблеме происхождения жизни, а в Льеже (Бельгия) — Международная конференция по биохимической эволюции. Па этих конференциях обсуждалось современное положение проблем, освещенных в гл. VI и VII этой книги, но я не успел включить результаты конференций в рукопись. Интересующихся отсылаю к трудам конференций, опубликованным в двух томах под названием Молекулярная эволюция [5, 26]. Из классических экспериментов Миллера [14] выросло целое направление, изучающее возможные способы энергетического обмена, способы образования абиогенных соединений, последующей полимеризации и, наконец, биопоэза. [c.85]

Совмещенные гибридные процессы могут представлять интерес еще и потому, что в них могут быть смоделированы и реализованы процессы са-моочистки, протекающие в природных средах. В природных условиях трансформация и разложение органических веществ биогенного происхождения и антропогенных органических поллютантов, а также естественная самоочистка экосистем происходят, как правило, в результате одновременного протеканрм биологических, химических и фотохимических процессов [9, 22, 23]. В абиогенной трансформации соединений, в частности, известна важная роль перекиси водорода [22,23], металлов переменной валентности (Ре, Мп), титан содержащих минералов, ультрафиолетовой составляющей солнечного излучения [9, 23]. В биогенной трансформации различных органических соединений в почвенных и водных средах ведущая роль гфинадлежит микроорганизмам. [c.230]

Данные полевых исследований отчасти противоположны предположениям, основанным на химии равновесий. Абиогенное осаждение СаСОз представляется ограниченным и привязанным к географически и геохимически необычным условиям. Причины того, почему карбонаты неохотно выпадают из морской воды, до сих пор плохо поняты, но, по-видимому, включают в себя ингибирующие эффекты растворенных ионов и соединений. Даже в местах, где предполагается абиогенное выпадение — например, на знаменитых отмелях ооидов и белесых отложениях Багамов (вставка 4.6) — обычно трудно не принимать в расчет влияние посредничества микроорганизмов в процессе осаждения. [c.173]

В XX в. внимание к этой проблеме было привлечено советским биохимиком А. И. Опариным и английским исследователем Дж. Холдейном (J. Haldane), которые выдвинули предположение, что жизнь возникла в результате взаимодействия органических соединений, образовавшихся в бескислородных условиях на первобытной Земле. Согласно этой гипотезе, биологический синтез органических веществ происходит только на современном этапе существования Земли. На первобытной безжизненной Земле могли происходить химические (абиогенные) синтезы углеродистых соединений и их последующая предбиологическая эволюция. В результате этой эволюции имело место постепенное усложнение органических соединений, формирование из них пространственно обособленных систем и превращение последних в предшественников жизни, а затем и в первичные живые организмы. В последующие годы эти идеи получили широкое признание. [c.188]

Одним из первых в 1953 г. провел опыты по абиогенному синтезу биохимически важных соединений С. Миллер (S. Miller). Через газовую смесь, содержащую метан, аммиак, молекулярный водород и пары воды, т. е. имитирующую атмосферный состав первобытной Земли, он пропускал электрические разряды, а затем анализировал образующиеся продукты реакции. [c.191]

Источником энергии и всех органических соединений, необходимых для построения веществ клетки, первоначально служили органические субстраты абиогенного происхождения. Поскольку извлечение энергии из органического субстрата (преимущественно углеводов) при его метаболизировании по гликолитическому пути было весьма незначительным, это привело к довольно быстрой переработке доступных органических субстратов и обеднению ими окружающей среды. [c.437]

Гипотезы неорганического происхождения нефти имеют много серьезных возражений и к началу XX столетия почти забыты. Некоторый интерес к ним появился снова после появления в 1926 году синтеза углеводородов из синтез-газа по методу Фишера-Тропша, однако научно-обосно-ванной и достаточно полной теории абиогенного происхождения нефти не создано. Наибольшее распространение получила органическая теория. Нефть образовалась из остатков морских животных, низших организмов или растительных остатков, которые скапливались в течение миллионов лет и под действием и находившихся над ними пород тепла превращались в углеводороды и гетероатомные соединения. [c.24]

Смолисто-асфальтовые вещества, найденные в нефти, имеют разное происхождение. Часть их составляют вещества, и.меющие, по всей вероятности, реликтовый характер. Другая часть - продукгы окисления и осернения высокомолекулярных углеводородов или абиогенного преобразования некоторых малоустойчивых гетероатомных соединений и углеводородов, преимущественно высокоциклической природы. [c.87]

Все алканы, содержащиеся в нефтях, можно с точки зрения их генезиса разделить на две основные группы. Первая группа углеводородов носит явно реликтовый характер и имеет черты строения, характерные для исходных биологических природных соединений. К таким углеводородам относятся изопреноидные алканы, некоторые 2,3-дизамещенпые алканы, геминально-замещенные углеводороды и нормальные алканы. Правда, последние иногда рассматриваются как представители абиогенного синтеза, так как в принципе, конечно, возможен синтез их и до реакции Фишера—Тропша. Однако хорошая корреляционная связь между нормальными алканами и углеводородами, имеющими, без сом- [c.233]

Следует отметить, что в проекте Викинга предпринята попытка совместить две линии в развитии методов обнаружения жизни. Одна из них связана с констатацией роста и развития микроорганизмов, другая — с обнаружением в грунте Марса органических веществ. Детальный химический анализ необходим и было бы не верным недооценивать его значения. Однако он не имеет прямого отношения к индикации жизни на планете (Имшенецкий, 1971). Во-первых, на поверхности Марса могут быть органические вещества абиогенной природы. Их присутствие связано или с падением углистых хондритов, или с ходом абиогенного синтеза на самой планете, или представлять собой остатки бывшей ранее жизни. Во-вторых, количество органической массы на поверхности планеты может быть настолько незначительным, что обнаружение органических веществ в грунте не позволит получить определенных данных о присутствии живых организмов. В-третьих, доказанная экспериментально возможность абиогенного синтеза аденозина, аминокислот, нуклеотидов и других важных в биологическом отношении веществ затруднит оценку природы обнаруженных соединений. Поэтому индикация органических венщств не может быть бесспорным доказательством существования жизни (Имшенецкий, 1971 Bieman et al., 1972). Его результаты могут дать. лишь допо.лни-тельные и косвенные сведения о существовании жизни на других планетах. [c.113]

Теоретическое основание абиогенная гипотеза получила после открытий в области химии, в которых бьмо показано, что тяжелые углеводородные соединения могут синтезироваться из простьк органических соединений. [c.51]

Синтез аденина, воспроизводящий его образование в процессе абиогенной эволюции органических соединений в условиях древней Земли (И. Оро, 1960 г.), сводится к взаимной конденсации цианистого водорода в присутствии аммиака. Главной стадией этой конденсации является образование трехуглеродной цепи в обрамлении амино- и иминогрупп. Образовавшийся аминомалоимидин ступенчатой гетероциклизацией превращается сначала в 4-аминоимидазол-5-карбокси-имид и далее в аденин [c.611]

Из всех гетероциклических оснований, встречающихся в природе, наибольшей энергией сопряжения обладает аденин, имеющий исключительное значение в биохимии. Аденин, по-видимому, легче всего синтезировался абиогенным путем в процессе эволюции органических соединений. Энергетические затраты, не превышающие 210—252 кдж, компенсируются его высоко11 энергией сопряжения. [c.614]

Общепринято, что наиболее древними формами биологических систем были гетеротрофы, поглощавшие из окружающей водной среды находившиеся в ней в избытке органические вещества, образовавщиеся в основном абиогенным путем. По мере увеличения количества таких протобионтов должна была обостряться конкуренция за фганическое вещество. Решающую роль могли играть 1Лгечники энергии для осуществления синтеза различных д стшточно сложных органических соединений в самих )иологических системах. В связи с тем, что ат- [c.17]

Эти процессы восстановл ения СО2 не могут считаться строго автотрофным типом питания, так как сопряжены с обязательным использованием органических соединений. Можно предположить, что следствием обеднения первичной биосферы свободными органическими веществами абиогенного происхождения было появление нового типа углеродного питания, представляющего собой фотоавтотрофное восстановление СО2, сопряженное с окислением неорганических соединений. К числу таких современных строгих фотоавтотрофов относятся многие пурпурные и зеленые серобактерии, способные окислять сероводород в соответствии с реакцией. [c.18]

Мы уже указывали, что соединения, послуживщие основой для биохимической эволюции, получались в абиогенный период многими путями и в то же время далеко не все в первичном океане и на поверхности земли оказалось подходящим для ранних стадий метаболизма. Уникальность исходного набора веществ требует анализа вопроса о том, какими же качествами должны были обладать вещества, чтобы они были вовлечены в совокупность реакций, необходимых для возникновения жизни. [c.64]

Авторы допускают терминологическую неточность, когда пишут, что нефть имеет biologi al origin . Нефть во многом является продуктом абиогенных процессов преобразования биогенного углеродистого ( органического ) вещества. Она содержит немного соединений, непосредственно и целиком унаследованных от организмов, но сравнительно много более или менее крупных фрагментов молекулярных структур, создаваемых живым веществом (например, изопреноидные углеводороды) не менее половины нефти, все ее низкокинящие фракции, являются результатом абиогенного термолиза и (или) термокаталпза Прим. ред.). [c.224]

Поскольку живые организмы синтезируют пристан и, очевидно, фитан, и так как эти соединения не были получены из фитола с помощью таких абиогенных реакций, которые могли бы протекать в породах, то пристан и фитан являются менее надежными доказательствами существования древних фотосинтезирующих организмов, чем порфирины. Изучение метаболизма живых организмов показывает, что дополнительные данные о путях биосинтеза в древних организмах могут быть получены путем исследования порфиринов и алканов в осадочных породах свиты Нансач. [c.228]

Сейчас о<бщи.м признанием пользуется теория абиогенного происхождения жизни, ее самопроизвольного возникновения из первичных, сравнительно простых веществ, содержавшихся в архаической атмосфере Земли и в океанах. Эта теория была особенно подробно развита и аргументирована Александром Ивановичем Опариным. По-видимому, первичная атмосфера Земли содержала небольшие количества углекислого газа, воды, азота, аммиака, сероводорода, метана. Свободного кислорода ие было. Как доказано прямыми опытами, из этих простых молекул может получиться сложная органика. Так, под действием электрического разряда (гроза ) и ультрафиолетовых лучей (солнце ) из смесей таких простых веществ во,31Никают различные органические соединения, в том числе и аминокислоты. Образование примитив1ных предшественников живых систем, вероятно, про.исходило в водной среде,, в прибрежных зонах океана из этой органики. Как это происходило, мы не знаем, хотя наука и располагает здесь рядом гипотез. Мы этого, очевидно, и не узнаем до тех пор, пока не удастся получить живые клетки искусственно. Думаю, что это фантастическое событие не за горами. [c.215]

Они считают, что, хотя начальные стадии абиогенного синтеза могли протекать на земной поверхности в очень разных условиях и при участии различных источников энергии (ультрафиолетовый свет, электрические разряды, тепло и т. д.), все они в конечном итоге приводили к возникновению очень сходных межо,у собой органических соединений, ибо в модельных экспериментах ход реакций скорее определяется природой самих реагирующих молекул, чем общими условиями окружающей среды. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология