Возможность самозарождения живых организмов

Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел.

Ф. Энгельс

В холодном и безжизненном космосе миллиарды лет существуют органические вещества — сегодня насчитывают свыше 36 видов молекул. Астрохимики Австралии установили, что микроволновое излучение газового облака вблизи центра Галактики обязано молекуле HNC, «перевёртышу» синильной кислоты HCN, вполне устойчивой на Земле. Но вещество вида HCN в наших условиях не просуществует и секунды, оно реактивно.

Исходного химического материала для формирования живого вещества в космосе достаточно. Условия образования живого организма самого простого вида, видимо, зависят не только от химического состава среды. Для этого вначале должна была образоваться Земля.

Ученые самым серьезным образом спорят об уникальности или обычности населенных планет. Давно уже не применяются аргументы спора типа костра на площади Цветов в Риме, но, скажем, современный астроном И. Шкловский с его представлениями об единственной очаге жизни во Вселенной объективно на стороне противников Джордано Бруно. Конечно, среди миллиардов галактик, состоящих из миллиардов звездных систем, не исключены земные аналоги, где могут происходить самые невероятные процессы, например возникновение жизни.

Пределы внешних условий осуществления необходимых биохимических реакций невелики, но живые системы способны их резко расширить.

Крупный рогатый скот выдерживает 24 часа температуру —40°С, утки — 16 суток, американский таракан живет 24 часа при —49°С, растения оживали после охлаждения до —62°С, семена растений прорастают, перенеся охлаждение до —190° С, бактерии остаются жизнеспособными после двадцатичасового пребывания в жидком водороде при —252 °С.

Естественная зона комфорта для человека от +4 до +27 °С, водяная змея живет при температуре 0—43 °С, сине-зеленые водоросли в воде до +85°С, споры грибов в сухой среде до +180°С. Процесс фотосинтеза идет в интервале от +6 до +40 °С, пик максимальной интенсивности процесса +25 °С.

Естественный фон Земли 480 микрогрэев, т. е. 10 микрогрэев в год, но бактерии выдерживают облучение в атомном реакторе до 30 000 грэев.

Жизнь установлена на дне глубоководных впадин Мирового океана при давлении свыше 110 000 килопаскалей. Напротив, дрожжи не погибают при давлении только на 5 порядков выше давления в космическом пространстве.

Минусовые отметки развития жизни 11022 метров, положительные — высота Гималаев. Но бактерии заносятся в составе аэрозоля в высокие слои атмосферы. Основная зона жизни находится в слое от +150 метров (рост эвкалиптов) до — 200 метров (граница фотосинтеза в воде). Иными словами, толщина пленки жизни ничтожна.

Жизнь — генератор тепла. Единичная клетка, казалось бы, маломощна; ее тепловыделение всего 20*10-10 джоулей в час. Но один грамм бактерий выделяет уже 1672 джоуля в час на грамм тепла, что выше теплоотдачи улитки или человека в 400 раз. Бегущий человек выделяет столько же тепла, сколько океанский пароход, если пересчитать его на грамм массы. Дрозофилла выделяет тепло как автомобиль на полной скорости, а бактерия — как реактивный самолет!

Если Солнце излучает 1672*10-27 джоуля в час при массе 2*10-33 грамма, то его относительное тепловыделение лишь 836*10-2 джоуля в час на грамм массы. По тепловому излучению наше Солнце уступает человеку, не говоря уже о бактерии, которая излучает тепла в 4 миллиона раз больше на единицу массы. Излучение Земли всего 150*10-8 джоуля в час на грамм массы.

Любое живое существо как генератор тепла в миллиард раз мощнее планеты. В этом мощь и сила жизни.

Академик А. П. Виноградов полагал, что признаки происхождения живого вещества сохраняются в его химическом составе. Всего в живых организмах установлено 70 химических элементов, часть из которых обязательна. Это биофилы: бор, ванадий, железо, медь, цезий, молибден, кобальт, селен и другие (см. статью «Железо, сталь и прочие металлы»). Оптимально в организме человека содержится не более 0,2 процента микроэлементов, но от их присутствия зависит нормальная работа всех органов. Например, суточная потребность в витамине В12 всего 0,001 миллиграмма, в этом витамине 4 процента кобальта.

Любой элемент в повышенных дозах вреден. Кадмий, к примеру, регулирует содержание сахара в крови, но тот же элемент вызывает восемь видов рака. Ртуть убивает все живое, но некоторые биохимики считают, что она участвует в передаче наследственной информации, так как входит в состав ДНК. Природный набор химических элементов — результат многолетнего отбора, жесткой дрессировки живого по принципу «да — нет». «Нет» означает выпадение из цепи жизни, гибель.

Живое вещество обладает невероятными возможностями сложнейшего синтеза. Мятное масло представляет собой комбинацию из 83 химических соединений, причем концентрации 21 из них ниже 0,1 процента. Не раскрыты секреты синтеза в простейшей кибернетической системе — клетке.

Главные конструкционные элементы клетки — вода и углерод, которые совместно с биофилами формируют ансамбли молекул-гигантов с функциями строительных блоков, топливных элементов, среды обмена веществ. Внутриклеточные фабрики белков называются рибосомами. Это плотные сферы размером 100—150 нанометров, в которых сконцентрировано 9/10 всей рибонуклеиновой кислоты (РНК). При недостатке магния рибосомы распадаются. Многие виды белков содержат всего 20 видов аминокислот; они различаются только содержанием азота, которого в животном коллагене 18,6 процента, а в белке картофеля 16 процентов.

Система взаимодействующих клеток организма, особи, максимально открыта, неравновесна, ритмична; она содержит дублирующие органы и различные каналы информации. Механизм внутриклеточных процессов поразителен: скорость раскручивания двойной спирали ДНК до 10 тысяч оборотов в минуту, зрительное ощущение вызывается всего одним-двумя квантами света (механизм усиления сигнала работает с коэффициентом 106), ферменты в тысячи раз ускоряют ход химических реакций.

Скелетная основа нашего тела концентрирует (в процентах): кальция 99, фосфора 87, магния 58 (у взрослого человека это соответственно 1200, 530 и 11 граммов. Площадь ажурной поверхности костной ткани до 2 квадратных километров. Чтобы ее поддерживать в норме, взрослый человек должен потреблять в день (в миллиграммах): кальция 800, фосфора 1600, магния 500, желе­за 15. У беременных и кормящих женщин потребность в кальции, магнии и фосфоре вдвое выше. Активность процессов минерализации и декальцинации стимулируется разными химическими элементами (стронций и ванадий — минерализаторы, цинк и барий — декальцинаторы, размягчающие кость). Различные виды рахита вызваны переизбытком марганца, алюминия, бериллия; рост трубчатых костей зависит от меди, а формирование детского скелета связано с потреблением поваренной соли.

Организм остро реагирует на внешнее химическое воздействие даже в малых дозах. Поэтому так важно изучать окружающую среду, химический мониторинг.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.