Молекулярные ископаемые

Сведения о порфиринах используются и в геохимической науке, роль которой при проведении поисковых работ на нефть в последнее время резко возросла. Состав порфиринов как общепризнанных молекулярных ископаемых отражает особенности протекания всех этапов преобразования органического вещества в геологических условиях и может выступить независимым показателем условий осадконакопления и степени катагенных и гипергенных превращений, а также миграции нефтей. Можно согласиться с мнением ведущих геохимиков, что любая группа соединений, отобранная для корреляции, должна легко идентифицироваться, но быть однородной по физико-химическим свойствам, например, полярности, растворимости и молекулярному весу... Полезными корреляционными параметрами могут служить отношения порфиринов... [68]. [c.318]

Хотя утверждать что-либо определенное, по-видимому, еще рано, следует отметить, что установление такого критерия представляется задачей чрезвычайной трудности — в первую очередь в связи с тем, что различные виды молекул, прежде чем их идентифицировать, необходимо отделить друг от друга, а при этом исчезают малейшие следы (буде они сохранились) их первоначальной организации. Далее, единственным доступным нам критерием, позволяющим отнести данный тип органических молекул к категории молекулярных ископаемых, служит их структурное сходство с теми или иными современными биологическими молекулами. Условием применимости того же самого критерия к возможным предбиологическим молекулярным ископаемым служит знание структуры тех молекул, которые характерны исключительно для предбиологических систем. [c.23]

Однако, несмотря на все эти ограничения, поражает удивительная логическая согласованность основных экспериментальных результатов в интересующей нас области исследований (эти результаты будут подробно обсуждаться в гл. IV—VI). Такая согласованность свидетельствует о том, что проводимые исследования и выводы, сделанные на их основе, и в самом деле позволяют, по крайней мере в общих чертах, судить о тех процессах, которые составляли основу биогенеза. В дополнение к этому обнаруженные недавно молекулярные ископаемые, идентифицированные в отложениях, относимых к докембрийскому периоду, могут до некоторой степени возместить нам отсутствие прямых данных, касающихся возникновения жизни на Земле [11]. [c.51]

Газовая хроматография позволяет определять малейшие количества органических веществ — до 10 2 г, а иногда и до г [40]. Она сыграла главную роль в обнаружении инсектицидов в нашей пище, о чем широкая публика узнала из книги Рэйчел Карсон Безмолвная весна . В интересующей нас области газовая хроматография была успешно применена для обнаружения молекулярных ископаемых в очень древних докембрийских породах (см. гл. ХП, разд. 10—12). [c.122]

В центре этих сложных молекул находится атом металла, окруженный четырьмя атомами азота. В молекулу гема входит атом железа, а в молекулу хлорофилла — атом магния. Длинный хвост молекулы хлорофилла химически устойчив. Эта цепочка атомов способна более или менее полно сохраняться миллиарды лет. Именно она служит основой пристана и других соединений, входящих в состав молекулярных ископаемых (гл. XII, разд. 10—12). [c.140]

Молекулярные ископаемые — это молекулы биологического происхождения. Впервые они были обнаружены совсем недавно, в [c.191]

Продвигаясь дальше в глубь истории Земли, мы находим лишь очень небольшое число окаменелостей. Первая находка этого рода была сделана в Южной Родезии Мак-Грегором [51] в 1940 году. Это биогенные известняки (см. следующий раздел), до сих пор остающиеся одним из самых древних свидетельств существования жизни на Земле, — их возраст составляет более 2,7 млрд. лет. Затем появилось описание первых настоящих ископаемых остатков — они были найдены на Канадском щите ([80] см. разд. 12 этой главы). Их возраст известен лишь приблизительно считается, что 1ГМ около 2 млрд. лет. Следовательно, они почти на 1 млрд. лет моложе биогенных известняков из Южной Родезии. За этой важной находкой ископаемых совершенно немыслимой ранее древности последовало обнаружение молекулярных ископаемых ([24] СМ. разд. 9 этой главы). Эти органические молекулы, но мнению специалистов, имеют биогенную природу. Они также найдены в Канаде, их возраст более 2,7 млрд. лет. Итак, древнейшие макроскопические биогенные отложения — известняки Мак-Грегора — й древнейшие из молекулярных биогенных отложений попадают в одну возрастную группу. [c.200]

Сейчас мы рассмотрим ископаемые остатки ранней жизни в следующем порядке макроскопические биогенные отложения, молекулярные биогенные отложения, или молекулярные ископаемые, [c.201]

Как мы узнали из первого раздела этой главы, молекулярные ископаемые — это химически распознаваемые остатки биологических соединений. Они обычно состоят из химически стойких фраг- [c.203]

Вначале был изучен сланец из формации Грин-Ривер (Колорадо, США), возраст которого не более 60 млн. лет на нем были проверены и отработаны методы анализа. Природные углеводороды были затем найдены и в гораздо более древних осадочных породах. И, что еще важнее, сейчас мы умеем не просто обнаруживать в породе углеводороды, но и точно идентифицировать отдельные соединения в многочисленных углеводородных фракциях. Природа некоторых молекулярных ископаемых будет описана в следующем разделе. Метод, испробованный на сланцах из Грин-Ривер, применили и к докембрийским кремнистым и обычным сланцам. Результаты сведены в табл. 14. [c.205]

Как явствует из данных, приведенных в табл. 14, возраст самых древних пород, в которых до сих пор удалось обнаружить молекулярные ископаемые, составляет более 2,7 млрд. лет. Эти породы принадлежат к тому же возрастному классу, что п докембрийские породы Южной Родезии, в которых Мак-Грегор нашел биогенные отложения (см. предыдущий раздел.). Обе даты указаны [c.205]

ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ИСКОПАЕМЫХ [c.207]

Из молекулярных ископаемых лучше всего изучены предельные углеводороды (алканы), аминокислоты и жирные кислоты. Наиболее интенсивно изучались нормальные, разветвленные и циклические алканы с самым разным числом атомов углерода. [c.207]

В двух предыдущих разделах мы показали, что присутствие некоторых типов молекул в древних и очень древних осадочных породах может служить доказательством существования жизни в тот период, когда происходило их отложение. Для читателей, пропустивших эти два раздела из-за слишком специального характера изложенного в них материала, даю сжатое резюме жизнь существовала на Земле уже в самый ранний период геологической истории, и молекулярные ископаемые могут дать нам ключ к восста- [c.219]

Мы смогли приблизительно оценить возраст нашей современной атмосферы. Бескислородная атмосфера просуществовала примерно до периода, удаленного от нас на 1,8 млрд. лет, а кислородная атмосфера сформировалась около 1,4 млрд. лет назад. Значит, за промежуток времени между этими двумя датами произошел переход от бескислородной к кислородной атмосфере. Мы видели также, что Земля — единственная планета Солнечной системы, в атмосфере которой имеется значительное количество свободного кислорода. Мы приняли, что кислород этот имеет биогенное происхождение он создан (и продолжает создаваться) организмами, способными к органическому фотосинтезу, например зелеными растениями. Далее, мы узнали, что жизнь существует на нашей планете уже гораздо более 1,8 млрд. лет, а значит, она присутствовала уже в условиях бескислородной атмосферы. Более того, судя по молекулярным ископаемым, уже тогда были организмы, способные проводить органический фотосинтез. [c.325]

Древнейшие свидетельства жизни, обнаруженные в этих осадочных породах, можно разделить на две группы 1) биогенные отложения — макроскопические (водорослевые известняки) и молекулярные (так называемые молекулярные ископаемые) — и [c.382]

Быть может, прямые дагшые о состоянии организации пред- иологического органического вещества можно получить, коль скоро удастся обнаружить определенные виды органических соединений, сохранившихся в древних отложениях, относящихся к докембрийскому периоду Недавно появились весьма многочисленные сообщения, в которых описывается выделение и очистка нескольких классов сложных органических молекул из очень древних осадков [11]. Высокая степень упорядоченности обнаруженных структур наводит на мысль об их биологическом происхождении. Возможное значение этих захватывающих результатов будет обсуждаться в следующей главе. Такого рода открытия оставляют нам единственную надежду на то, что мы сможем получить прямые данные о характере предбиологических агрегатов органического вещества. В этом случае главная трудность состоит в том, что мы должны иметь некий критерий, позволяющий отнести данный вид молекулярных ископаемых именно к предбиологическим (т. е. непосредственно вовлеченным когда-то в процессы, приведшие к возникновению жизни), а не к биологическим (т. е. произошедшим из каких-то предсу-ществовавших, полностью сформированных организмов в результате последовательных стадий их геохимической деградации) системам. [c.22]

Из гл. XI читатель узнает, что неметаморфизированные горные породы докембрия можно найти только в некоторых районах Земли, в так называемых древних щитах. В гл. XII описываются основные типы ископаемых остатков, которые находят в таких породах. Живые существа оставляют напоминание о себе или в виде макроскопических биогенных отложений, образовавшихся в результате их метаболизма (например, водорослевые известняки), или в виде молекулярных биогенных отложений, т. е. органических молекул, частично сохранившихся в современных им осадочных породах, или, наконец, в виде настоящих окаменелостей. Настоящие окаменелости встречаются в породах не старше 2 млрд. лет, а биогенные отложения и молекулярные ископаемые найдены даже в породах древнее 2,7 млрд. лет, что служит доказательством существования жизни на Земле уже в ту эпоху. Более того, окаменелости и молекулярные ископаемые иногда встречаются в осадочных породах древнее 3,2 млрд, лет, т. е. в самых древних из известных осадочных пород. Но эти находки еще требуют подтверждения. [c.15]

Проф. Эглинтон использует термин химические ископаемые . Я заимствовал его в СВ0811. выступлении в 1965 году [71] (см. также [23]). Но в специальной литературе чаще используется термин молекулярные ископаемые [15, 17]. По-В1Димому, лучше придерживаться второго термина. [c.191]

Таково в общих чертах мое мнение по этому вопросу, высказанное еще в 1962 году. Эти выводы приложимы и к молекулярным ископаемым. Все мы представляем себе различие между органическими и неорганическими соединениями. Но мы знаем теперь, что это различие справедливо лишь для сравнительно новой части геологической истории, для позднего докембрия и фанерозоя, когда неорганический синтез органических соединений ввиду наличия кислородной атмосферы стал невозможным. Однако цитированные выше рассуждения неприложимы к раннему и среднему докембрию, когда Земля еще обладала бескислородной атмосферой. Тогда положение было совершенно иным. Во-первых, как мы видели, мог идти неорганический синтез органических соединений. Во-вторых, жизнь в то время была еще настолько примитивной, что на основании одних морфологических признаков часто нельзя сказать, имеем ли мы перед собой подвергшиеся фоссили-зацпи остатки живых форм или остатки неорганически синтезированных организованных элементов . [c.193]

Примерно так же обстоит дело и на молекулярном уровне. Водь неорганический синтез органических соединений не только был возможен, но и наверняка происходил во время раннего и среднего докембрия, причем в разных местах он протекал разными ггу-тями. Успешные эксперименты (гл. VI) доказали, что все необходимые для жизни соединения, вплоть до нуклеотидов и белков, могли тогда создаваться без участия организмов. Поэтому соединение, найденное в этих древних пластах, должно обладать целым рядом особых свойств, чтобы мы могли с уверенностью отнести его к биогенным, органическим (без кавычек) соединениям и утверждать, что оно входило в состав живого организма. Подробнее об этом мы поговорим в разд. 9—11, когда речь пойдет о молекулярных ископаемых. То, что было сказано о морфологически сохранных ископаемых остатках раннего докембрия, относится и к молекулярным ископаемым они также пока не дают недвусмысленного дока.эательства существования жизни в то время. [c.193]

Еще недавно специалисты относились к ископаемым остаткам раннего докембрия с большим энтузиазмом, но в последнее время преобладает осторожное отношение к ним. Это становится понятным в свете некоторых новых результатов, полученных при изучении геохронологии докембрия в последнее десятилетие. Но и сейчас еще некоторые авторы, ничтоже сумняшеся, описывают и морфологические, и молекулярные ископаемые из очень древних пластов, не отвечающие более строгим критериям, принятым сегодня. [c.194]

Сейчас известен только один район, каким-то чудом не затронутый сильными геологическими пертурбациями с самого раннего докембрия. Это район, занимаемый системой Свазиленд, охватывающей серии Онвервахт и Фиг-Три (Южная Африка), возраст которых превышает 3 млрд. лет. Породы этой формации, несмотря на свой солидный возраст, подверглись лишь слабому метаморфизму. В них найдены и истинные, и молекулярные ископаемые. Все же, как мы узнаем из разд. И и 17 этой главы, нельзя с уверенностью утверждать, что эти так называемые органические молекулы и структуры, определенные как ископаемые остатки, имеют действительно биогенное происхождение. [c.201]

Поиски молекулярных ископаемых были начаты Дж. Эглинто-ном и М. Кальвином совсем недавно — в начале 60-х годов [8, 23, 24, 46]. Находки их подтверждены с тех пор другими исследователями [7, 63]. Полный обзор вопроса можно найти в новой книге Кальвина [17] и в статье Эглинтона [22] (см. также [54, 81]. [c.205]

Впрочем, я думаю, не так уж важно, в какой формации хранятся древнейшие из известных нам молекулярных ископаемых — в формации Соуден, возраст которой более 2,7 млрд. лет, или в сериях Онвервахт и Фиг-Три, которые старше 3,2 млрд. лет. Ведь все три формации так или иначе относятся к самой ранней эпохе истории жизни, к раннему докембрию. Можно с полной уверенностью сказать, что дальнейшие исследования в этой быстро развивающейся области скоро принесут нам много нового. Лично я считаю, что мы еще получим доказательства существования жизни в ту эпоху, хотя сейчас надежных свидетельств практически нет. Поэтому из осторожности мы ограничим наше обсуждение молекулярными ископаемыми из формации Соуден и более молодых пород. Как уже сказано в предыдущем разделе, возраст древнейших макроскопических биогенных отложений равен возрасту древнейших молекулярных биогенных отложений — им свыше 2,7 млрд. лет следовательно, можно считать, что жизнь на Земле существовала уже 2 700 ООО ООО лет назад. [c.207]

Важно еще вот что среди молекулярных ископаемых обнаружены два изонреноидных алкана — фитан и нристан. Их наличие доказывает, что уже тогда существовали молекулы, сходные с хлорофиллом. Значит, 2,7 млрд. лет жизнь не только существовала, но и обладала уже способностью к органическому фотосинтезу. Как мы узнаем из гл. XV, это не означает, что Земля тогда уже имела кислородную атмосферу, но биологическое образование кислорода началось. [c.207]

Среди молекулярных ископаемых найдены не только изонре-нопдные алканы, но и другие вещества. О них мы поговорим в следующем разделе. Сложное строение этих углеводородов доказывает, что уже 2,7 млрд. лет назад жизнь обладала замечательным разнообразием. А если мы примем, что жизнь могла существовать и во время образования системы Свазиленд, то этот срок увеличится более чем до 3,2 млрд. лет. Поскольку возраст древнейших из известных нам пород составляет 4,5 млрд. лет, можно сделать вывод, что ранняя эволюция жизни — от органических веществ первичного бульона до ранних организмов — протекала в самом начале истории нашей планеты. [c.207]

Фиг. 64. Сравнение масс-спектров стерановых молекулярных ископаемых С27 (мол. масса 372), Сгз (мол. масса 386) и С29 (мол. масса 400) с масс-спектром стандарта — ситостана (С29), синтезированного в лаборатории [13]. Все четыре соединения сначала теряют группу СНз(М-15) (мол. масса 15). Образуются довольно стабильные фрагменты с молекулярными массами 217 и 149. Спектры молекулярных ископаемых Сгэ и синтетичесгюго ситостана очень сходны, что говорит об их близком родстве.

Фиг. 66. Сравнение масс-спектров тритерпанового молекулярного ископаемого Сзо (мол. масса 412) с масс-спектром синтетического лупана

Существование молекулярных ископаемых открывает широкие перспективы для применения современных методов химического анализа. Даже если исходные крупные молекулы в процессе диагенеза разложились, то при некоторых обстоятельствах удается по структуре сохранившихся фрагментов понять, от молекулы какого типа происходят эти фрагменты. Когда химики-органики получат достаточно фактов, они смогут, подобно детективу, по нескольким уликам восстанавливающему события, или археологу, рисующему мертвый город по нескольким обломкам камней, воссоздать вероятную модель ранней жизни. Среди других соединений будут исследованы, например, пигменты. Из них наиболее многообещающими надо считать порфирины [10], к которым относится также хлорофилл и хлорофиллоподобные соединения (нетропорфприн упоминается на фиг. 61). Другое важное направление исследований — дальнейший анализ растворимых фракций керогена пока он выполнен лишь на сланцах Грин-Ривер, которым, как мы знаем, всего 0,06 млрд. лет [12, 14]. [c.220]

Итак, изучение молекулярных ископаемых дополняет экспериментальный подход к проблеме происхождения жизни, о котором рассказано в гл. VI. С помощью экспериментов удалось выявить множество путей, по которым синтез органических молекул может происходить в условиях, имитирующих первичную атмосферу, без участия организмов. В то же время изучение молекулярных ископаемых позволяет понять, какие из этих путей осуществлялись на деле. Такое наступление на проблему происхождения жизни с двух сторон предложил еще в 1937 году голландский микробиолог Клюйвер [47]. Он с умыслом вынес эту идею в заголовок публичной речи, которая получила широкую известность в [c.221]

Первые ископаемые остатки среднего докембрия были описаны в формации Ганфлинт группы Анимики (Канадский щит см. табл. 14). О них рассказано в следующем разделе. С тех пор подобные ископаемые были найдены и на других древних щитах. В сериях Онвервахт и Фиг-Три из системы Свазиленд (Южная Африка) обнаружены гипотетические ископаемые, относящиеся к раннему докембрию. О них мы поговорим в разд. 17 этой главы. Как мы уже знаем из разд. 9 и 10, из этих пород удалось извлечь некоторые молекулы, которые, как полагают, по крайней мере для формации Ганфлинт, рассматриваются как молекулярные ископаемые однако пока неясно, можно ли считать подобные соединения из формаций Онвервахт и Фиг-Три биогенными или это органические вещества, синтезированные неорганическим путем (см. табл. 14). [c.222]

Если морфология вновь найденных структур с несомненностью будет признана живой , то это послужит доказательством того, что найденные соединения углерода действительно можно назвать органическими. И наоборот, если будут найдены несомненные молекулярные ископаемые, доказывающие наличие жизни в период образования серий Онвервахт и Фиг-Три, то сильно возрастет вероятность того, что организованные элементы действительно представляют собой фосоилизированные остатки ранней жизни. Но пока вопрос остается открытым. [c.233]

Менее десяти лет назад я заключил обзор скудных остатков жизни, известных в то время из докембрия, оптимистическими словами о том, что значительное усиление интереса к докембрию, наметившееся в последние годы, несомненно, в скором времени принесет много нового. Эти ожидания вполне оправдались. Мы не только гораздо лучше познакомились с ископаемыми остатками среднего докембрия, но и узнали о существовании целой новой группы ископаемых остатков раннего докембрия (речь идет о спорных пока находках из системы Свазиленд). Более того, кроме этих истинных или псевдоископаемых, за истекшее время был открыт совершенно новый вид ископаемых остатков — молекулярные ископаемые. [c.237]

Ископаемые остатки докембрия — окаменелости и биогенные отложения — обычно могут лишь свидетельствовать о ирпсутстви [ жизни на Земле во время их образования. Ископаемые остатки, относящиеся к более поздним эпохам, рассказывают нам гораздо больше например, о том, где жил соответствующий организм — в море, в озере или на суше. По молодым ископаемым можно даже судить о том, тепло или холодно, сыро или сухо было в том месте, где они подверглись захоронению. Но узнавать все это по остаткам раннеа жизни мы пока не умеем. Организмы той эпохи были настолько примитивны, что могли, видимо, существовать в любой среде. Даже когда мы обнаруживаем молекулярные ископаемые, указывающие на возможность органического фотосинтеза, мы не можем сделать заключение о присутствии в среде свободного кислорода, поскольку у нас нет данных о кислородном балансе, о соотношении выделения и поглощения кислорода. [c.243]

В общем я бы поостерегся утверждать, что, поскольку в наши дни оптическая активность связана только с живым веществом, присутствие оптически активных соединений углерода в древних осадочных породах доказывает существование жизни в то время. Мы уже видели, что сами по себе соединения углерода не могут служить свидетельс ром существования жизни, так как они могли быть синтезированы абиогенным путем. Вполне вероятно, что дополнительные эксперименты докажут возможность абиогенного возникновения оптической активности в условиях первичной атмосферы. К )печно, важно еще и то, у каких молекулярных ископаемых обнаружена оптическая активность — у небольших и относительно простых или у более сложных. Например, сообщение [c.291]

Можно ожидать прогресса и в изучении молекулярных ископаемых. Здесь открываются две области для изысканий это исследование других органических соединений, помимо уже знакомых нам алканов, например липидов и пигментов другая возможность — исследование того, какие соединения (или какие комбинации соединений), входящие в состав молекулярных ископаемых, должны считаться биогенными, а какие могут быть созданы и неорганическим путем и должны относиться к преджизни. Употребляя модное сейчас слово, можно назвать эту область работы исследованием биогенности . Главной точкой приложения усилий в изучении молекулярных ископаемых является анализ керогена, начатый только недавно (см., например, [3]). [c.389]

Происхождение жизни Естественным путем (1973) -- [ c.18 , c.140 , c.191 , c.194 , c.200 , c.201 , c.203 , c.204 , c.205 , c.206 , c.207 , c.208 , c.209 , c.210 , c.211 , c.212 , c.213 , c.214 , c.215 , c.216 , c.217 , c.218 , c.233 , c.237 , c.243 , c.291 , c.325 , c.382 , c.389 , c.390 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология