Происхождение жизни

Основу всякого растительного или животного организма, основу тел разнообразных бактерий, амеб, грибков и всех других наипростейших организмов составляет протоплазма — тот материальный субстрат, в котором и развертываются жизненные явления. По своему внешнему виду протоплазма представляет сероватую полужидкую слизистую массу, в состав которой, помимо воды, входят главным образом белки, а также ряд других органических веществ и неорганических солей. Но это не простая смесь этих веществ. Протоплазма обладает весьма сложной организацией. Эта организация выражается, во-первых, в ее определенном строении, структуре, пространственном взаиморасположении частиц составляющих ее веществ, а во-вторых, в определенной гармонии, в известной последовательности и закономерном сочетании происходящих в ней физических и химических процессов.

Живая материя представлена в настоящее время отдельными организмами — индивидуальными системами, обладающими как определенной формой, так и тонким внутренним строением, организацией. Ничего подобного, конечно, не могло быть в водах того первичного океана, историю которого мы разбирали в предыдущей главе. Изучение разнообразных растворов, в том числе и растворов органических веществ, показывает, что в них частицы вещества распределены более или менее равномерно во всем объеме растворителя и находятся в постоянном беспорядочном движении. Таким образом, здесь интересующее нас вещество, во-первых, неразрывно слито с окружающей его средой и, во-вторых, не обладает какой-либо структурой, основанной на закономерном расположении его частиц по отношению друг к другу. Но мы не можем себе представить организм, лишенный определенного строения, полностью растворенный в окружающей среде. Поэтому на пути между органическими веществами и живыми существами должно было произойти возникновение каких-то индивидуальных образований — систем, пространственно отделенных от окружающей среды и обладающих известным расположением частиц материи внутри своего тела.

Низкомолекулярные органические вещества, как, например, спирт или сахар, при их растворении в воде подвергаются чрезвычайно высокой степени раздробления. Они равномерно рассеяны в растворе в виде отдельных молекул, которые существуют более или менее независимо друг от друга. Поэтому их свойства в основном определяются в данном случае лишь строением самих молекул, расположением в этих молекулах атомов углерода, водорода, кислорода и т. д.

Но по мере увеличения размеров молекул на эти простые закономерности органической химии накладываются новые, более сложные отношения, составляющие предмет изучения коллоидной химии. Более или менее разведенные растворы низкомолекулярных веществ являются системами вполне устойчивыми, где степень раздробления вещества и равномерность его распределения в пространстве сама по себе не нарушается. Напротив, частицы высокомолекулярных соединений дают коллоидные растворы, для которых характерна их сравнительно малая устойчивость. Эти частицы имеют тенденцию под влиянием разнообразных факторов соединяться между собой в целые рои, комплексы или агрегаты. Очень часто это объединение частиц заходит так далеко, что коллоидное вещество выпадает из раствора в виде осадка, происходит так называемая коагуляция.

В других случаях дело не доходит до образования осадка, но все же происходит коренное нарушение равномерности распределения веществ в растворе. Растворенные органические вещества концентрируются в определенных точках пространства, создаются сгустки, где отдельные молекулы, или частицы, каким-то образом взаимосвязаны между собой и где вследствие этого возникают новые сложные отношения, определяемые не только расположением атомов в молекулах, но и взаиморасположением самих этих молекул.

Возьмем растворы каких-нибудь высокомолекулярных органических веществ: например, водный раствор желатины и такой же раствор гуммиарабика. Эти растворы являются прозрачными и однородными. В них органическое вещество полностью слито с окружающей средой. Частицы взятых веществ равномерно распределены, рассеяны в растворителе. Но смешаем между собой указанные выше растворы. Сейчас же можно заметить, что наша смесь замутится. Рассматривая ее под микроскопом, мы увидим, что из однородных ранее растворов выделились капельки, отделенные от окружающей среды резкой границей.