Первобытные океаны

Остановимся кратко на вопросе о субстрате, в котором возникла жизнь. Большинство ученых полагают, что это совершилось в первобытном океане. Однако Вильямс считает наиболее вероятным появление живой материи в древнем рухляке. Аналогичного мнения придерживается и Холодный. [c.199]

Но даже и в этом случае условия, необходимые для коацервации, а не для образования гелеподобных осадков, все еще не выяснены. По-видимому, коацервация обусловлена менее интенсивным взаимодействием компонентов комплекса, так как полиэлектролитные коацерваты, как правило, растворяются при введении электролита. Это объяснение подтверждается также и тем, что альбумин бычьей сыворотки образует с поликислотами (которые являются высокоэффективными осадителями) гелеподобные осадки, а с поливиниламином, проявляющим более слабое взаимодействие с белком, коацерваты [198]. Коацервация представляет особый интерес вследствие предположения о том, что капельки коацерватов в первобытном океане, возможно, были предшественниками живых клеток [202]. [c.83]

Сине-зеленые водоросли 12, Е) были первыми организмами, начавшими выделять кислород в атмосферу, которая до того была в основном бескислородной. Понятно, что эти прокариотические водоросли были также первыми организмами, сумевшими выработать систему защиты от такого агрессивного элемента, каким является кислород, и стать толерантными к нему. Если первобытный океан содержал много ионов двухвалентного железа 24, А), то эти ионы могли быстро соединяться с высвобожденным кислородом, предоставляя, таким образом, водорослям длительное время для того, чтобы они привыкли к этому яду. [c.141]

Константа равновесия этой реакции при 25 °С в 8-10 раз превышает концентрацию ионов водорода при условии, что pH меньше 9. Принимая значение pH равным 8 (среднее значение pH в современных океанах составляет 8,1 [331, см. разд. 5 настоящей главы), а парциальное давление водорода па поверхности океанов равным 1,5-10 агм (значение, которое было принято выше при расчете содержания метана), Юри приходит к выводу, что большая часть азота находилась в первобытных океанах в виде иона аммония. [c.121]

Если прямые геологические данные о наличии СН4 в первобытной атмосфере фактически отсутствуют, то в еще большей степени это справедливо для аммиака и ионов аммония в первобытных океанах. Хлорид аммония был обнаружен среди летучих, [c.121]

Недавно было высказано предположение, что дополнительным, источником свободной энергии для добиологической эволюции могла служить тепловая и ультразвуковая энергия, выделявшаяся при прохождении метеорита через атмосферу и при столкновении с поверхностью гидросферы [51]. Хорошо известно, что поверхность метеорита сильно нагревается (до 16 ООО К) при торможении в атмосфере. В воздушной подушке перед падающим метеоритом могут возникать также высокие давления — до> 1500 атм. При таких температурах из веществ, входивших в состав первобытной атмосферы, могли образовываться свободные радикалы последние могли рекомбинировать в охлаждающемся пространстве после прохождения метеорита. Многие метеориты полностью испаряются до того, как проникают в глубокие слои атмосферы. Однако крупные метеориты долетают до поверхности и выпадают иа нее. Удары о поверхность первобытных океанов могли приводить к возникновению локальных областей с повышенной [c.138]

В этой главе, да и вообще на протяжении всей книги, многократно используются термины первобытный океан н первобытная гидросфера . Дело в том, что общепринято допущение, согласно которому на первобытной Земле существовали обширные водные пространства, которые возникли либо сразу же вслед за окончательным формированием земной поверхности, либо в течение но крайней мере первых 100 млн. лет после этого. В таком случае средняя температура поверхности, естественно, не должна была превышать 110 °С (учитывая поправку на значительное повышение температуры кипения воды при растворении в ней солей). Однако, как мы уже видели, вопрос о температуре поверхности на самых разных стадиях все еще не может быть решен однозначно, так что любые, даже предварительные, выводы о наличии или отсутствии жидкой воды преждевременны. Тем не менее геохимические данные, приводимые Руби (табл 8), свидетельствуют [c.139]

Было высказано предположение, что глинистые минералы могли служить концентрирующими агентами в первобытных океанах, так как они имеют необычайно высокую адсорбционную способность [56]. Эти минералы часто встречаются на современной Земле в различных образованиях, таких, как бессточные впадины, за- [c.143]

Все эти соображения привели к постановке многочисленных и очень разнообразных экспериментов. В них под воздействием различных видов энергии в условиях, моделирующих первичную атмосферу и первобытный океан, происходил неорганический синтез многих органических соединений. Как показано в гл. VI, в этих условиях легко образуются не только малые органические молекулы, но даже такие сложные соединения, как нуклеотиды и про- [c.381]

На первобытной Земле основная масса воды находилась в связанном гидратированными породами состоянии, поэтому первоначально Мировой океан содержал меньше 10% того количества воды, которое содержат современные океаны. Остальные 90% образовались позднее за счет выделения паров воды из внутренних слоев Земли. Считается, что pH Мирового океана на протяжении всей истории Земли был довольно стабильным, в пределах 8 — 9. Формирование Мирового океана происходило, таким образом, постепенно, в тесной связи с формированием земной коры. [c.189]

Предварительный ответ можно дать сразу первобытная атмосфера Земли почти буквально отражалась в составе первичного океана. Он ведь уже существовал на Земле и содержал, между прочим, воду (а не углеводороды, как на холодном Юпитере). Это, конечно, была не чистая вода так как океан образовался на поверхности земной коры, в нем были растворены самые разные неорганические соли. Однако различные вещества попадали в океан не только снизу , но и сверху, из атмосферы. Дожди и грозы в те времена бывали, по-видимому, еще чаще и сильнее, чем сейчас. А с дождевой водой в первичный океан попадали и составные части атмосферы аммиак в виде МН ОН (гидроокиси аммония) и циан в ви- [c.383]

В 1923 г. А. И. Опарин высказал мнение, что атмосфера первобытной Земли была не такой, как сейчас, а примерно соответствовала данному выше описанию. Исходя из теоретических соображений, он предположил, что органические вещества, возможно углеводороды, могли возникать в океане из более простых соединений энергию для этих реакций синтеза, по-видимо-му, поставляла интенсивная солнечная радиация (главным образом ультрафиолет), падавшая на Землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать большую ее часть. По мнению Опарина, разнообразие находившихся в океанах простых соединений, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы времени позволяют предположить, что в океанах постепенно накапливались органические вещества и образовался тот первичный бульон , в котором могла возникнуть жизнь. Эта идея была не нова — в 1871 г. сходную мысль высказал Дарвин [c.275]

Соединение, которое живая клетка содержит в наибольшем количестве, - это вода Она составляет около 70% массы клетки, и большинство внутриклеточных реакций протекает в водной среде. Жизнь на нашей планете возникла в океане, и условия этой первобытной среды наложили неизгладимый отпечаток на химию живых существ. Конструкция всех живых организмов связана с уникальными свойствами [c.59]

Однако многие детали первобытных условий не только неизвестны, но, возможно, непознаваемы в принципе так, сейчас совершенно невозможно выяснить точный состав атмосферы, pH океанов, виды поверхностных минералов, их количество и распределение, а также тонкую структуру высокоспециализированного микроокружения. Между тем некоторые из этих конкретных свойств поверхности первобытной Земли, возможно, были необходимы для возникновения жизни. В частности, возникновение жизни могло определяться весьма характерной совокупностью суточных циклов, таких, как морские приливы и отливы, колебания температуры, а также изменения в отложении органических веществ на отмелях в устьях рек, в интенсивности солнечного излучения и в локальных концентрациях различных соединений. Из-за неопределенности геохимических данных, касающихся условий на примитивной Земле, у некоторых ученых появилось пессимистическое отношение к любым планам экспериментальных исследований в этой области, которые они считали совершенно неоправданными. Другие исследователи попытались несколько иначе сформулировать саму проблему, чтобы для постановки эксперимента не требовалось детального знания первобытных условий [46]. [c.52]

Задаваясь вопросом о преобладающей молекулярной форме, в которой мог находиться азот в первобытной атмосфере, мы вновь обнаруживаем, что наши доводы в большой степени зависят от того, достигалось ли термодинамическое равновесие или оно отсутствовало. Юри утверждает [17], что основным фактором, контролировавшим относительное содержание молекулярного азота и аммиака в примитивной атмосфере и океанах, служила, вероятно, следующая реакция, протекавшая в водной фазе [c.121]

Индивидуальный организм — это нечто, чье существование большинство биологов принимают как не требующее доказательств, возможно потому, что его части так тесно сотрудничают, образуя единое и интегрированное целое. Вопросы о жизни — это всегда вопросы об организмах. Биологов интересует, почему организмы делают то или это. Они часто задают себе вопрос, почему организмы группируются в сообщества. Однако при этом они не спрашивают, хотя им следовало бы сделать это, почему живая материя группируется в организмы. Почему мировой океан не остался первобытным полем битвы свободных и независимых репликаторов Почему древние репликаторы объединяются. [c.182]

Однако, прежде чем проводить модельные лабораторные эксперименты, необходимо решить вонрос о том, из каких простых газов состояла первобытная атмосфера Земли и каковы были здесь источники свободной энергии. Далее мы обсудим другие, не менее важные факторы, такие, как объем, температура и среднее значение pH первобытных океанов. Для того чтобы заложить некоторые основы, необходимые для понимания современных концепций о характере примитивной атмосферы, мы [c.104]

На основе анализа девятифазиой модели равновесия для современных океанов, в которой помимо четырех вышеупомянутых глинистых минералов учитываются атмосфера, сам водный раствор, а также кварц, кальцит (СаСОд) и цеолитовый минерал фил-лнпсит, Силлен [33] приходит к выводу, что pH океанов, вероятно, оставался близким к 8 на протяжении если не всей, то большей части истории гидросферы иначе говоря, по Силлену, состав атмосферы не оказывал существенного влияния на среднюю величину pH гидросферы. Если на основании модели Холленда для самой ранней стадии развития атмосферы (табл. 9) можно было бы ожидать, что в первобытных океанах присутствовало значительно больше ионов ЫН , нежели в совре.менных океанах, то, согласно модели Силлена, эти ноны распределялись между водной и алю-мосиликатной фазами примерно в тех же соотношениях, что и ион К в настоящее время, и, следовательно, ионы ЫН4 не оказывали заметного влияния на уровень pH. [c.140]

У нас нет особых причин исключить ту возможность, что минорные источники свободной энергии, имеющиеся в настоящее время на нашей планете (табл. 6), существовали также на первобытной Земле. Однако количество энергии, поставлявшееся этими источниками в первобытные времена, трудно поддается оценке. Мы можем, правда, представить себе количество энергии, доступной 4,5 млрд. лет назад за счет радиоактивности самого верхнего-СЛОЯ земной коры (толщиной 1 км), поскольку скорости распада-основных долгоживущих радиоактивных изотопов известны. Буллард [50] произвел соответствующий расчет для нестабильных изотопов урана, тория и калия, которые распадаются с испусканием а- и Р-частиц и 7-лучей. Согласно результатам Булларда [50], этот источник мог давать в 3—4 раза больше энергии за единицу времени, чем в настоящее время. Однако большая часть этой энергии поглощалась, вероятно, кристаллической решеткой, тех минералов, в которых находились эти изотопы, и, следовательно, превращалась в тепло, вместо того чтобы использоваться в химических реакциях, протекавших в первобытной атмосфере и океанах. Поскольку на примитивной Земле существовали, по-видимому, все условия для гроз, вполне вероятно, что электрические разряды могли послужить значительным источником свободной энергии для процессов химической эволюции (табл. 6). [c.138]

Одно из следствий беспорядочного теплового движения молекул, растворенных в гидросфере, заслуживает специального обсуждения, так как в связи с ним возникает одна серьезная трудность. Кратко проблема сводится к следующему. Даже простейише формы современной жизни представляют собой сильно обособленные (сосредоточенные в очень небольшом пространстве, ограниченном плазматической мембраной) системы взаимодействующих циклов реакций. Если мы считаем, что компоненты первобытной атмосферы подвергались простым химическим превращениям, приводящим к образованию менее летучих соединений, которые попадали далее в гидросферу и растворялись в ней, то в результате диффузии они должны были заполнять весь объем воды, т. е. локальные их концентрации были очень невелики. Соответственно малой была и вероятность последующего взаимодействия между растворенными однотипными молекулами с образованием более сложных, полимерных соединений. Конечно, для того чтобы оценить серьезность этого затруднения, необходимо знать хоть что-нибудь о вероятных скоростях образования различных соединений в примитивной атмосфере, скоростях их переноса в первобытные океаны и объеме этих океанов. [c.143]

Экспериментальный материал, приведенный в этой главе, свидетельствует о том, что в условиях первобытной Земли могли легко образовываться разнообразнейпше биологически важные соединения. Хотя многие продукты этих реакций, возможно, пе принимали участия в биогенезе, важно отметить, что в этих реакциях могли возникать также биомопомеры, т. е. соединения, необходимые для современных живых организмов. В следующей главе мы увидим, что свойства продуктов этих простых реакций очень важны для эволюции более сложных соединений и для процессов биогенеза. Первичные реакции протекали, вероятно, с участием простых компонентов газовой фазы в верхних слоях атмосферы. Реакции происходили с поглощением энергии и приводили к образованию промежуточных продуктов с высокой реакционной способностью. Последние растворялись далее в водной фазе (океанах) и реагировали с образованием биомопомеров. Практически невозможно установить, какая нз предлагаемых моделей первобытной Земли верна, однако в этом, в сущности, нет необходимости, ибо совершенно очевидно, что химическая эволюция могла протекать в самых разных условиях. [c.190]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология