Фотосинтез на комплексных соединениях - самый первый шаг к жизни
Дело в том, что все цветные вещества, по сути, непосредственно близко взаимодействуют со светом, раз так “неравнодушны” к малым изменениям частоты колебаний света (одних частот отражают, а других поглощают). При этом большинство тут же возвращаются в исходное положение, каждый по-своему “разделавшись” с лучом. Но есть и так называемые флоуресценты и люминесценты, которые достаточно надолго поглощают квант энергии от света, перенося свой электрон на более высокий уровень, а потом, много погодя, излучают этот квант уже в виде собственного спектра. (Сувениры, сделанные с их применением, очень долго светятся в темноте после погашения лампочки.) Водные растворы солей меди, хрома, никеля, железа, кобальта ярко светятся своим особым светом: в них электроны атома металла довольно сильно перетянуты в сторону молекул воды и легче возбуждается от фотона, “заряженный” электрон при этом весьма долго “блуждает” в водном комплексе, прежде чем излучить лишнюю энергию обратно. Но есть и более сложные комплексные соединения, вроде “красной кровяной соли”, которые способны передать возбужденный электрон в новые, устойчивые химические связи, то есть являются эффективными катализаторами. Кстати, по той самой причине весьма ядовитые... При удачном стечении обстоятельств они, хотя и редко, могут и воду с углекислым газом соединить (если, например, их молекулы тоже окажутся заранее несколько возбужденными, или столкнутся в непосредственной близости к облаку возбужденного светом электрона). Такие реакции, правда, нетипичны, их не покажешь на уроке химии, но они все же постоянно происходят. ...А для интересующего нас вопроса как раз важно не количество, а принципиальное наличие таких реакций, ведь времени у нас, вернее той древней природы, практически не ограничено. Миллион таких реакций в стакане раствора в день, к примеру, - полное ничто по степени вероятности и количеству, - но для “эксперимента” природы даст миллион опытных образцов! (На самом деле будет далеко не только миллион.)
Итак, в нашей теории мы предполагаем, что путь к возникновению жизни начался в каком-то мелком светлом водоеме, дно которого выстилали цветные пески. Атомы металла из них понемногу растворялись в воде, не это не так важно - они могли просто выступать на поверхность песчаных крупинок (для атомов и молекул - целые континенты, однако). Водоем этот, скорее всего - пресноводное озеро, чистое от ядовитого железа, проточное, чтобы избавляться от тысячелетних накоплений таких ядов, но весьма крупное, чтобы в его мелких заливах достаточно долго держались частицы зарождающейся жизни. Для этой цели сейчас хорошо подходили бы Великие озера Америки, или Ладога, может и Байкал, хотя там маловато мелководий. Таких много, и в древнем мире их должно было быть не меньше. Вот в таких местах и должны были происходить те самые единичные, случайные реакции фотосинтеза. В результате их должны были образоваться самые разные, случайные новые вещества. Если взять для примера упомянутую уже реакцию воды и углекислого газа, то при этом образуются метиловый спирт и молекула кислорода, оба очень активные реагенты для дальнейших процессов. Но это лишь самый наглядный пример, на самом же деле в той воде должны были присутствовать метан, аммиак, сероводород, соли фосфора и очень многие другие вещества, которые могли образовать и более эффективные комплексные соединения с металлами, и большое разнообразие активных веществ со “схваченной” долей энергии. Недостатка с вариантами у природе там наверняка не было.
Так, самым естественным, можно сказать, неизбежным образом должны были возникать первые органические вещества для начала развития по пути возникновения жизни. Накопления густого “бульона” при этом вовсе не требовалось - вещества могли концентрироваться прямо на месте своего синтеза, адсорбируясь на поверхности песчинок. Процесс дальнейшего развития по времени тоже начинался тотчас же, не дожидаясь каких-то запасов.
Вот, собственно, и все решение вопроса “первоначального толчка”, включая “первичный бульон”, “коацерватов”, источник дальнейшего непрерывного питания, спокойного и теплого места... Сомнения могут, пожалуй, возникнуть только относительно достаточной стартовой эффективности фотосинтеза на случайных камнях - что ж, это ведь можно проверить экспериментально. Современные методы смогут выявить возможные малые накопления органических веществ на поверхности подходящих камней... Лично я заранее уверен в полной успешности таких проверок... При этом еще “тихонько” предполагаю и обнаружение первых признаков копирования “по наследству”. Очень даже может быть, ведь химическая эволюция, в отличие от человеческой, происходит с невероятной быстротой. То, о чем будет написано далее, в принципе может произойти и за считанные дни... Никаких миллионов лет...
Зароджающаяся жизнь должна была питаться сытно, каждый день и со своего огорода
Если на время отбросить из головы все вышесказанное, и представить, что жизнь все-таки, каким-то образом возникла до фотосинтеза, и вот уже такая клетка плавает в воде, шевелит усиками - то мы опять окажемся перед полным абсурдом: чем же она тогда питалась? Все так же дожидалась подачек от случайных гроз в атмосфере? А ведь внутри клетки, даже если она совсем не шевелится, не тратит энергию, должны иметься весьма активные и притом нежные органические соединения, которые так и рвутся с чем-нибудь отреагировать и нейтрализоваться. Даже сухое пшеничное зерно через два-три года становится из-за этого мертвой... Не говоря уже о всевозможных посторонних ядах... Не говоря о том, что так долгожданная новая порция активного вещества от грозы в девяносто девяти случаях от ста просто придет и разрушит, нежели разовьет дальше... Съедать соседей слишком накладно в том же энергетическом плане: как же их нагнать, откусить или отсосать без большого и уверенного запаса энергии? И много ли от них отсосешь без “обработки” кислородом? Это же все равно что открыть две консервные банки, слить в одно и законсервировать снова... Собирать остатки “первичного бульона” тоже нет смысла - ведь они уже (при допущении, что вообще были) давно нейтральны, находятся на самом дне “энергетической ямы”, чтобы выжать из них еще хоть что-то, обязательно нужен тот же кислород...
Ну конечно, древнюю жизнь “спасают”, сводя ее к анаэробному питанию, даже школьные учебники твердят об этом... Но, что же это такое на самом деле? На самом деле - современные анаэробные бактерии просто ловко пользуются высокоактивными, предостаточно насыщенными кислородом веществами, созданными аэробами и фотосинтезаторами, производят небольшую внутреннюю перестройку, окисляя один недоокисленный атом углерода рядом стоящим недовосстановленным атомом кислорода. Даже это они могут проделать только со строго ограниченными видами органических соединений, главным образом с углеводами.
Даже если, уже который раз, отставить все сказанные возражения - где и в каком этапе неорганического развития могли образоваться вещества с почти лишними, “висячими” атомами кислорода? И как они могли выжить в адских условиях расплавленного металла, так жадного до окислителей? Ну хорошо, закроем глаза и на это... Но тогда еще вопрос - так ли уж трудно было умеющим хоть как-то размножаться живым существам-анаэробам перебродить все, что бродится? Представьте себе океан свежего молока - сколько дней потребуется, чтобы из него получился океан простокваши? А дальше что? Очень вовремя, день-в-день подоспел фотосинтез, до которого природа не могла додуматься вот уже много миллионов лет? - Сколько, однако, полных абсурдов, а ведь при всем при том - живут и процветают в серьезной науке...
Из уже упомянутых здесь вскользь возражений против “классических” абсурдов, следует, пожалуй, особо остановиться на двух наиболее важных, способных поставить под сомнение вообще любое возникновение жизни.
Первое из них - проблема высокой мутагенности всякого внешнего спонтанного питания. Для первых ступеней возникновения жизни мы ведь рассматриваем питание именно, главным образом как средство для мутаций. А мутагены, как известно, в тысячах и миллионах случаев разрушают, прежде чем в одном случае хотя бы не навредить. Если, к примеру, вероятность невредности мутаций равно 1/1000, то две невредные мутации подряд выпадут с вероятностью 1/1000000 - в грубом приближении, вот в такую “игру” играла вновь возникающая жизнь, питаясь даже “нашими” самыми мягкими случайными веществами из фотосинтезирующих комплексов. Есть только одна “лазейка” - чем примитивнее уже имеющееся строение, тем меньше вероятности вреда от мутаций - вот и должна была новая жизнь как-то “проскочить” случайное мутагенное питание и успеть дорасти до “натурального”, то есть четко налаженного способа питания, прежде чем упомянутая “игра” стала уж совсем безнадежной. Все современные живые существа, как известно, питаются или себе подобными, или строго конкретными веществами от фото- и хемосинтеза. Доразвиться до такого уровня - едва ли не самая рискованная стадия при возникновении жизни. Но, раз вот мы сидим-пишем об этом, значит, доразвились как-то, “проскочили”...
Высокая мутагенность веществ, получаемых от гроз, от космического жесткого излучения, от жара или яда земных недр, делает их, даже не учитывая все уже сказанные другие возражения, совершенно непригодными для питания первичной жизни. Вдобавок этому, “классические” теории ведь ничего нового не предлагают уже как-то удачно возникшим живым существам, оставляя их дожидаться все тех же остро мутагенных веществ в течение долгих миллионов лет.
Вторая, не менее критическая проблема - вскользь упомянутый случай с пшеничным зерном... Очень тонко устроенные молекулы живой жизни, тем более в воде, никак не могут спокойно дожидаться своей следующей удачи в течение долгих тысяч и миллионов лет... Из физики широко известно, что даже в теплой воде в двадцать градусов, имеются отдельные частицы со скоростью, соответствующей многим сотням градусов - их удар по живой молекуле будет адекватным приложению каленого железа. Даже современные, имеющие много специальных защитных механизмов живые существа спасаются от такой напасти только постоянным обновлением внутренних структур и быстрой сменой поколений. Правда, могут возразить, что некоторые бактерии десятки тысяч лет остаются жизнеспособными под толщей вечных льдов, или выживают на лунной поверхности... Но ведь это не сами бактерии, ах их специально на то приспособленные споры, где все необходимое скручено в плотный сухой клубочек, а мы ведем речь о самых примитивных, едва возникших, вернее, еще возникающих существах, свободно распластанных в жидкой среде.
Так что, жизнь должна была, во-первых - с самого начала иметь “свое собственное”, местное питание и быстро успеть выработать единообразность, стандартность этого питания, а во-вторых - очень быстро успеть доразвиться от неживого к живому, с активным обменов веществ и сменой поколений, а не растягивать этот процесс на миллионы лет.
Всем вышеупомянутым жестким требованиям, по нашему мнению, отвечает только один путь развития - путь, которая сразу же начинается с фотосинтеза, основного источника питания почти всех живых существ и по сей день.
Фотосинтетическое питание и коррелятивное наследование - два ключевых свойства первоначальной жизни
Слишком наивным было бы также считать, что хлорофилл возник однажды сразу в результате какой-то чудесной мутации в уже процветающем живом организме, это невозможно хотя бы из-за слишком большой сложности этого соединения. Фотосинтез, то есть световые реакции, широко распространены и в неживой природе, ему способны очень многие вещества. Здесь мы уже предположили, что синтез земной органики начался именно на них. Одновременно должен был начаться и длинный путь эволюции хлорофилла.
Страницы: 1, 2, 3
