Условия на древней Земле

Условия на древней Земле [c.189]

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]

В свое время А. И. Опарин и Дж. Холдейн высказали предположение о возможности моделирования процессов, происходивших на древней Земле. Это можно делать путем создания в лаборатории условий, имитирующих таковые, существовавшие на первобытной Земле. Выдвинутое положение стимулировало разра- [c.190]

Так как состав атмосферы Земли тех времен приблизительно известен, то вполне целесообразно поставить эксперимент, например с электрическим разрядом, попробовать воссоздать условия древних времен и исследовать, что же за соединения образуются в модельной установке. Экспериментально задача оказалась неожиданно простой. [c.203]

И все-таки были сделаны попытки воспроизвести условия добиологической Земли, но уже не атмосферы планеты, а ее почвы. Извержения вулканов, несомненно, одна из древнейших форм деятельности сил неживой природы почва в зонах их действия не только богата всевозможными соединениями, осадками и растворами, но нагрета, причем температура отдельных участков земли, примыкающих к вулкану, могут изменяться в широких пределах. С. Фокс высказал мнение, что аминокислоты, так легко образующиеся под влиянием различных факторов, могли превращаться в полипептиды в нагретых вулканических почвах н таким образом дать начало процессу синтеза белковоподобных веществ. Для проверки этих предположений С. Фокс с сотрудниками нагревали смесь сухих аминокислот в сосуде, сделанном из [c.209]

ВОССОЗДАНИЕ УСЛОВИЙ, СУЩЕСТВОВАВШИХ НА ДРЕВНЕЙ ЗЕМЛЕ [c.102]

ВОССОЗДАНИЕ УСЛОВИИ, СУЩЕСТВОВАВШИХ НА ДРЕВНЕЙ ЗЕМЛЕ ЮЗ [c.103]

ВОССОЗДАНИЕ УСЛОВИЙ, СУЩЕСТВОВАВШИХ ИА ДРЕВНЕЙ ЗЕМЛЕ Ю5 [c.105]

ВОССОЗДАНИЕ УСЛОВИЙ. СУЩЕСТВОВАВШИХ ИЛ ДРЕВНЕЙ ЗЕМЛЕ ИЗ [c.113]

ВОССОЗДАНИЕ УСЛОВИЙ, СУЩЕСТВОВАВШИХ ПА ДРЕВНЕЙ ЗЕМЛЕ 121 [c.121]

Одно из главных допущений, на которых базируется аргументация Юри, сводится к следующему оп считает, что накопление различных летучих элементов в осадочных породах и в океанах происходило на протяжении самого раннего периода истории Земли. Однако если это накопление происходило в основном, скажем, 3,5 млрд. лет назад, то геохимические данные, приводимые Юри, ие позволяют судить о температурных условиях на протяжении первого миллиарда лет. Далее, рассмотренная гипо-геза требует также наличия гидросферы, но сам Юри писал, что очень трудно решить вопрос о том, существовали ли па древней Земле устойчивые акватории [49]. Если температура в этот период превышала 100 °С, то вода должна была находиться в атмосфере в виде пара. И наконец, оценивая доводы Юри, необходимо помнить, что он обсуждает общие геохимические условия и не [c.137]

Здесь золото сопровождается небольпшми количествами урана порядка 0,01% по отношению к золотоносной руде. Частично уран присутствует здесь в виде минерала тухолита. Вопрос о происхождении золота в этом районе долгое время был предметом споров среди геологов. Геологические данные свидетельствуют об образовании золотых жил в виде россыпей, однако присутствие U (IV) ставило под сомнение правильность этого. Приводились доводы, что образование золота в виде россыпей происходит в результате окисления (вода, воздух). Однако в этих условиях уран должен был существовать в высшем состоянии окисления (UOY)- Ион уранила образует соли, растворимые в воде в тех условиях, где соли иона и почти пе растворимы, и, следовательно, уран в шестивалентном состоянии будет оставаться в водном растворе и вымываться из месторождения. Это доказательство является веским, однако одного его недостаточно, если учесть, что условия на земле в то время, когда происходило образование залежей Ранд, могли значительно отличаться. Эти золотые месторождения являются очень древними, их возраст насчитывает более 2 10 лет. Юри и другие исследователи [12], изучавшие этот вопрос, пришли к выводу, что атмосфера земли, весьма вероятно, имела восстановительные свойства и состояла из метана, аммиака, воды и водорода в отличие от существующей окислительной атмосферы из кислорода, воды, азота и углекислого газа. При восстановительных условиях уран мог концентрироваться в россыпях, так как отсутствовал химический механизм, который был бы способен окислить уран до растворимого состояния. Тот факт, что при обсуждении вопросов минералогии урана необходимо принимать во внимание различие химических условий, открывает новые пути [c.123]

Поскольку адсорбция органических веществ на внутренних поверхностях сопровождается вытеснением первоначально адсорбированных молекул воды [Й7], локальные субмикроскопические условия вблизи связывающих центров характеризуются пониженным содержанием воды, что в принципе может благоприятствовать протеканию реакций типа биологической полимеризации, а именно конденсации с дегидратацией. В связи с этим было высказано предположение, что глинистые минералы способствовали протеканию простых реакций полимеризации на древней Земле [56]. Однако здесь же следует отметить, что органические вещества очень трудно удалить с монтмориллонита, коль скоро они на нем адсорбировались для этого часто требуются очень значительные изменения pH 159]. Поэтому, рассматривая возможную роль глиноземов в процессах добиологической химической эволюции, мы не должны забывать и о другой вполне реальной возможности, а именно что эти минералы могли давать и негативный эффект, удерживая органические соединения в почти недоступных кристаллических ловушках. Мы вернемся к этому вопросу в гл. V. [c.144]

Условия на древней Земле............ [c.375]

Допустим, Вы назначены послом на Марс. Будем считать, что условия на этой планете — почти как на Земле. Люди и техника тоже почти такие жё. А управляет Марсом Аэлита, та самая Аэлита — из повести Алексея Толстого, Или, если хотите, ее правнучка, очень похожая на толстовскую Аэлиту. Посольство отправляется впервые, от успеха Вашей миссии зависит установление дружественных отношений между двумя планетами. Так вот. Вы — посол и по древним марсианским обычаям должны прежде всего преподнести Аэлите подарок — какое-нибудь новое украшение. Заметьте, золота на Марсе — как у нас железа. Алмазов и других драгоценных камней — как у нас булыжников. Поэтому дело вовсе не в пышности и стоимости подарка. Нужно придумать что-то необычное, свидетельствующее о тонком вкусе землян... и достойное Аэлиты. [c.36]

Тем не менее в нижних зонах земной коры, в ее магматических породах, там где температурные условия благоприятны, возможно образование некоторых количеств углеводородов в результате реакций синтеза из водорода, окиси углерода, углекислого газа, воды ж углерода. Концентрации этих углеводородов невелики. Они представлены главным образом метаном, так как жидкие углеводороды при высокой температуре (выше 200 — 250° С) не могут сохраняться. Образуются при этом некоторые битуминозные вещества. Следует, однако, иметь в виду, что жизнь на Земле возникла 2 — 3 млрд. лет назад и органические остатки и образовавшиеся из них углеводороды могут находиться в рассеянном состоянии в очень древних метаморфических породах. [c.80]

Метеориты являются обломками более крупных тел астероидов, большая ч сть которых движется в обширном поясе между орбитами Марса и Юпитера. Возраст метеоритов по Данным ядерной геохронологии 4,5—4,6 млрд. лет, что совпадает с возрастом Земли и Луны. Таким образом, метеориты представляют собой древнейшие космические породы Солнечной системы, отражающие в какой-то степени условия ее образования. Происхождение метеоритов — крупная научная проблема, которая находится в стадии решения. [c.102]

Исходным материалом для синтеза органических веществ служили щироко распространенные во Вселенной химические элементы углерод, водород, кислород, азот, сера и фосфор. Однако синтез биологически важных молекул из этих элементов мог происходить только при условии обеспечения реакций свободной энергией, источником которой на первобытной Земле (как и на современной) были солнечное излучение, электрические разряды, тепловая энергия земных недр и радиоактивное излучение. Наиболее мощный из них — солнечное излучение. Поскольку молекулярный кислород в первобытной атмосфере Земли практически отсутствовал, не было и озонового экрана, существующего в современной атмосфере на высоте примерно 25 км от поверхности Земли и сильно поглощающего коротковолновую часть УФ-излучения. Можно представить, что значительная часть коротковолнового УФ проникала через атмосферу первобытной Земли и достигала ее поверхности, поэтому в условиях древней Земли длинноволновая часть солнечного излучения ифала небольшую роль. [c.190]

Земле. Согласно этой гипотезе, на поверхности частиц глины могло происходить образование полипептидов из отдельных аминокислот, растворенных в окружающей воде. Предполагается, что поверхность алюмосиликатных пластин может служить и шаблоном, и катализатором при,образовании длинных пептидных цепей или белков. Эта гипотеза исследовалась экспериментально (см. в работе [20]). Добавляя к раствору различных глинистых минералов небольшое количество аминокислоты (глицина),авторы проводили затем циклическую гидратацию и дегидратацию при одновременном периодическом изменении температуры. В контрольных экспериментах проводились циклы нагрева и охлаждения без изменения влажности. Было обнаружено, что наибольшее количество пептидов возникало в условиях, когда глина подвергалась периодическим изменениям и температуры, и влажности. На основании этих экспериментальных данных авторы предположили, что флуктуации температуры и влажности приводили к распределению и перераспределению аминокислот на поверхности частиц глины, что спосо твовало связыванию аминокислот в пептидные цепи. При добавлении воды освобождаются активные места на поверхности алюмосиликатных пластин, в которых происходит каталю при образовании пептидов из аминокислот. При повышении температуры вода испаряется и возникают новые места для катализа, доступные для других аминокислот, которые присоединяются к существующим цепям или образуют новые цепи. Поскольку в условиях древней Земли в воде присутствовало несколько сортов аминокислот, эти циклы флуктуирующей температуры и влажности могли привести к образованию сложных пептидов и предшественников больших белковых молекул. [c.61]

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]

Опарин и Холдейн [1] высказали предположение, что события, происходившие на первобытной Земле, возможно имитировать с помощью модельных экспериментов [1]. Иными словами, явления, имевшие место на первобытной Земле, должны также наблюдаться и в лаборатории. В этой главе мы рассмотрим различные подходы, предлагавшиеся для объяснения хода химической эволюции, в процессе которой возникли вещества, необходимые для появления живых систем. Мы детально обсудим подходы различных школ и направлений, разработанные с целью выяснить и воспроизвести эти явления. В настоян1ей главе мы обсудим основные классы биомономеров, которые синтезировались в гипотетических условиях древней Земли. При этом мы будем опираться главным образом на данные, полученные экспериментальным путем, а не на те или иные умозрительные соображения. [c.149]

До сих пор мы не имеем прямых указаний на то, что пристан и фитан или вообще любые другие изопреноидные алканы могли образовываться преимущественно небиологическим путем в гипотетических условиях первобытной Земли. В лаборатории в довольно простых условиях, например при воздействии искровых разрядов на газовые смеси простых алканов, образуются сложные смеси нормальных и разветвленных углеводородов. Однако состав продуктов в таких смесях отличается от типичного состава углеводородных фракций органического материала, экстрагируемого из древних осадков [37]. В то же время некоторые свойства экстрактов, в частности такое распределение н-алканов, при котором чаще встречаются цени с нечетным числом углеродных атомов, чем с четным, характерны для явно биогенных углеводородов, экстрагированных из осадков более позднего происхождения. [c.96]

В этих экспериментах важная роль принадлежит цианиду и альдегидам. Модель добиологического развития, каковы бы ни были ее детали, можно принимать всерьез лишь в том случае, если в экспериментах, опирающихся на нее, наблюдается образование соединений, имеющих биологическое значение. Это требование обусловлено принципом биохимического подобия, который мы обсуждали в гл. I. Согласно этому принципу, соединения, имеющие общее биохимическое значение в настоящее время, были столь же важны и в ходе первичного биогенеза. В описанных экспериментах в числе прочих продуктов образовывались аминокислоты, причем этот результат был многократно подтвержден. При описываемом подходе эксперименты проводятся с простыми исходными реагентами и в таких условиях, которые с больнюй степенью вероятности существовали на первобытной Земле. Однако выходы продуктов были, как правило, невелики, хотя подводилось довольно большое количество энергии (табл. И и 12). Учитывая все это, нельзя с уверенностью утверждать, что электрические разряды служили важным источником энергии в процессе химической эволюции. Обсуждаемая нами модель основана на предположении, согласно которому атмосфера древней Земли имела восстановительный характер. Адекватность такой модели целиком зависит от надежности доказательств, приведенных в гл. III. [c.159]

Целью данной главы было рассмотрение различных подходов, разработанных для изучения тех путей, в результате которых в ходе химической эватюции возникали соединения, необходимые для появления биологических систем. Прежде всего каждый подход соответствует какой-либо частной модели первобытной Земли (с учетом природы доступных реагентов, источников свободной энергии и т. д.). Что касается синтеза аминокислот, то эксперименты оказались успешными при использовании самых разных смесей реагентов и источников энергии. После выяснения промежуточных и конечных продуктов этих реакций перед нами возникла довольно законченная картина. Тот факт, что в большом числе экспериментов по синтезу аминокислот из разнообразных реагентов и при участии самых разных источников энергии всегда образуются S качестве промежуточных продуктов нитрилы и альдегиды (в частности, H N и формальдегид), говорит о том, что Эти соединения играли весьма существенную роль в процессах химической эволюции. Таким образом, в тех условиях, которые почти наверняка были широко распространены па древней Земле, могли синтезироваться практически все основные классы биомономеров, Предполагаемая схема процессов, протекавших в условиях добиэлогической химической эволюции, представлена на фиг. 41. [c.189]

По-видимому, наиболее важный вывод, который мы можем сделать на основании всех экспериментов, обсуждавшихся в данной главе, касаются ли они джейвану , протеиноидных микросфер, коацерватов или даже воздушных пузырьков в морской воде [591, состоит в том, что те типы соединений, которые вполне могли существовать на древней Земле, проявляют морфогенетические свойства и способность к образованию систем, локально концентрирующих различные вещества. В этой главе было показано, что структуры, подобные клеткам, могут возникать в результате взаимодействия большого числа различных веществ, в том числе таких простых соединений, как тиоцианат и формальдегид. Более сложные реагенты, например полипептиды, могли возникать в результате процессов, обсуждавшихся в гл. V. Если на первобытной Земле существовали описанные сочетания условий, то появление протоклеток было, по-видимому, вполне вероятным событием. Эго не означает, что любая из моделей, обсуждавшихся в дайной главе, непосредственно отображает процесс появления самих живых клеток. Важно понять, что возникновение живых клеток, вероятнее всего, не было результатом какого-то одного внезапного события. Развитие шло постепенно, за счет многоступенчатого процесса, приведшего в конечном счете к появлению структур, обладающих специфическими свойствами живых клеток. Более подробно мы будем говорить об этом в гл. УП. [c.296]

В свое время А. И. Опарин и Дж. Холдейн (J. Haldane) высказали предположение о возможности моделирования процессов, проис-ходивших на древней Земле. Это можно делать путем создаиия в лаборатории условий, имитирующих условия, существовавш ие на первобытной Земле. Выдвинутое положение стимулировало разработку экспериментальных подходов к изучаемой проблеме и оказалось весьма плодотворным. В настоящее время ряд процессов абиогенного синтеза сложных органических молекул, входящих в состав клеточных организхмов, осуществлен в лабораторных условиях. [c.165]

Ответ, видимо, заключается в рассмотрении пути развития жизни на Земле. Предполагается, что на ранней стадии существования Земли она имела восстановительную атмосферу, состоявшую из таких газов, как Hj, СН4, NH3, Н2О и HjS, но содержавшую очень мало свободного О2 или вообще не имевшего его. В этих восстановительных условиях органические молекулы, которые образовывались небиологическими способами, не могли разрушаться в результате окисления, как это происходит в наше время, а продолжали накапливаться в течение тысячелетий. Первые формы живых организмов, по-видимому, питались тем, что они могли извлечь из этого химического супа в океанах, и получали энергию путем разложения встречающихся в естественных условиях соединений с большим запасом свободной энергии. Скорее всего, lostridia и родственные ей бактерии сегодня являются живыми ископаемыми, потомками тех древних способных к ферментации анаэробов, которые отступили в редкие анаэробные области мира, когда атмосфера в целом накопила большие количества свободного Oj и приобрела окислительный характер. [c.334]

Образование О2 по этому механизму ограничивается эффектом экранирования от уже образовавшегося О2. Молекулярный кислород имеет тенденцию распределяться в атмосфере над парами Н2О и поглощать излучение, ответственное за фотодиссоциацию воды (примерно для длин волн Ж195 нм). Основываясь на этом аргументе, можно провести количественный расчет и показать, что верхний предел концентрации кислорода в первичной атмосфере был меньше (возможно, значительно меньше) величины 10 от современного атмосферного уровня (САУ). Поглощение УФ-излучения СО2 должно увеличивать экранирующий эффект и еще более уменьшать предельную концентрацию О2. Геологические данные согласуются с предположением о [02]<10 САУ. Неполное окисление древних осадочных пород предполагает протекание процессов осаждения в восстановительных атмосферных условиях. Возникшие оксиды могли образоваться при окислении относительно малыми количествами озона, формирующегося вблизи поверхности Земли в ходе трехкомпонентного процесса [c.211]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология