Pochodzenie cząsteczek organicznych

Powszechnie przypuszcza się, że życie pochodzi z morza, którego skład we wczesnych stadiach historii Ziemi ma zatem pierwszorzędne zna­czenie. Niektórzy wprawdzie dowodzili, że życie mogło mieć początek na powierzchni lądu, który ?dostarcza niezliczonych nisz (ekologicznych), takich jak wolna przestrzeń między cząstkami pyłu czy szczeliny skał”, które ?mogą stwarzać idealne warunki dla abiogennej syntezy związków organicznych. W takich miejscach wysuszanie pozwoliłoby na występo­wanie wysokich stężeń związków chemicznych i mogłoby w ten sposób ułatwiać reakcje chemiczne, gdy związki te znalazłyby się w środowisku wilgotnym” (Hinton, 1968). Fakt, że życie może być sprowadzone wy­łącznie do stanu morfologicznego przez wysuszenie, z pew­nością usuwa pewne trudności powyższego poglądu. Bardziej jednak prawdopodobne wydaje się przypuszczenie, że tylko ciekłe środowisko mogło zapewnić ciągłość konieczną do osiągnięcia obecnego poziomu me­tabolicznego rozwoju w stosunkowo krótkim czasie. ?Również tylko swo­bodnie poruszające się w wodzie ciała (cząstki) mogły mieć zapewnione wymagania przestrzenne, w których wszelkiego rodzaju materia powinna być ciągle dostępna i dostarczana jednocześnie w celu wzajemnego od­działywania”. W każdym jednak przypadku biogeneza musiała się odbywać w wodzie i korzystać z roz­puszczonej w niej materii pochodzącej z atmosfery. Prawdopodobnie na­leży również założyć, że niektóre mechanizmy zwiększają stężenie sub­stancji w celu łącznego doprowadzenia ich do określonych miejsc.

Zagadnienie pochodzenia życia jest w wyraźny sposób ściśle związane z pochodzeniem substancji organicznych. Prawie aż do ostatnich czasów powszechnie utrzymywano, że wszystkie większe kompleksy cząsteczek organicznych były wytworzone przez żywe organizmy. Na przykład złoża węglowodorów, takich jak nafta oraz węgiel, który jak wiadomo, powstał z rozkładu roślin, są często uważane wyłącznie za produkty organizmów żywych. Jednakże istnieją pewne dowody na to, że takie substancje są dość szeroko rozprzestrzenione we wszechświecie oraz że mogą być one również i abiogennego pochodzenia. Mamy tu dwa rodzaje dowodów. Po pierwsze, analiza meteorytów wykazuje, że niektóre z nich zawierają o wiele więcej substancji organicznych, niż można to wyjaśnić ich za­nieczyszczeniem. Po drugie, liczne ostatnio przeprowadzone badania wy­kazały, że szereg cząsteczek organicznych mogło być wytworzonych z zu­pełnie prostych związków, zawierających węgiel i azot, w obecności od­powiedniego zapasu energii, pochodzącej np. z wyładowań elektrycznych lub promieniowania ultrafioletowego.

Zagadnienie prawdopodobnego składu pierwotnej atmosfery ziemskiej ma zatem decydujące znaczenie. Na szczęście w większości badacze zgod­ni są co do tego, że pierwotna atmosfera nie zawierała tlenu i że prze­ważały w niej warunki redukujące. Jest to sprawa podstawowa, gdyż w obecności tlenu wyładowania elektryczne np. powodowałyby spalanie, podczas gdy warunki redukujące umożliwiałyby syntezę. W pierwotnej atmosferze ziemskiej były zapewne: metan, amoniak, woda, tlenek węgla i dwutlenek węgla. Pierwsze trzy, nawiasem mówiąc, tworzą atmosferę Jowisza.

Tlen prawdopodobnie pojawił się dopiero jako wynik działania orga­nizmów. Najwcześniejsza fotosynteza mogła po prostu służyć jako proces wydzielniczy. Od tego czasu dalszy jej rozwój spowodował, że stała się jednym z pierwszorzędnych procesów syntezy i jest nim do dziś. Ale wytworzony w tym czasie tlen zrewolucjonizował życie. Część tlenu zmieniła się w ozon, który osłania Ziemię od promieniowania ultrafio­letowego. Promieniowanie to mogło być uprzednio podstawowym źródłem energii oraz źródłem mutacji. Jednakże kompleks układów mógł rozwi­nąć się tylko wtedy, gdy ich kształtujące się mechanizmy nie były za­kłócane przez promienie ultrafioletowe. Nie jest pewne, czy ma to jakieś znaczenie, ale przypadkowo cząsteczki nukleotydów bardzo silnie absor­bują promienie tej części widma.

Inny również ważny wpływ tlenu polegał oczywiście na tym, że umożliwiał on organizmom otrzymywanie dużych ilości energii w wy­niku oddychania. Obliczono, że zwierzęta stałocieplne (ciepłokrwiste) pro­dukują 10 000 razy więcej energii na gram masy niż Słońce (Revelle, 1964). Jeżeli ta liczba jest poprawna, to rzeczywiście sugeruje ona jedną z głównych właściwości, które pozwoliły organizmom utrzymywać tak fantastyczny kompleks stanów równowagi. Musimy jednak pamiętać, że stany te są tylko późniejszym produktem ewolucji. Dla syntez zacho­dzących wcześniej ustroje musiały otrzymywać energię bezpośrednio ze źródeł zewnętrznych lub z niektórych procesów beztlenowych.

Both comments and pings are currently closed.

Comments are closed.