Цифровой журнал «Компьютерра» № 88

Но описанные процессы происходят в условиях, контролируемых человеком. Нам скажут, что они требуют управления со стороны творца. А вот в условиях ранней Земли...

В условиях ранней Земли должны были происходить подобные процессы.

Планеты формируются при образовании звёздных систем. Большая часть вещества таких систем концентрируется в звёздах, где в результате гравитационного сжатия запускаются термоядерные процессы. Энергия звёзд излучается в космос, нагревая планеты. Так, в случае Солнца и Земли температура видимой поверхности звезды примерно равна 6000°К (внутри намного горячее!), поверхности планеты – порядка 300°К, а температура открытого космоса ненамного выше абсолютного ноля – около 4°К. Планета находится в потоке энергии звезды, поглощает и переизлучает его.

Вероятно, ситуация, при которой у звезды есть несколько планет, является вполне типичной. На тех, что ближе к звезде, будет жарко, на далеких – холодно, но некоторые окажутся в том диапазоне температур, где будут образовываться разнообразные органические вещества.

_{Планеты находятся в потоках энергии, идущих от звёзд. Из-за вращения планет интенсивность потока и температура на них могут периодически колебаться}

Органика часто образуется в результате обратимых реакций. Равновесие между синтезом и распадом сложных веществ зависит от условий среды, в частности – от температуры. Смена дня и ночи, зимы и лета будет порождать колебания состояния химического равновесия. Планета ведёт себя как ПЦР-амплификатор: то повышает, то снижает температуру!

В синтезе, а потом в разрушении сложной органики могут принимать участие конкурирующие автокаталитические реакции. Речь идёт о реакциях, протекание которых стимулируется их собственными продуктами. Такие реакции – редкость? Нет.

Классический пример таких реакций – реакция Бутлерова, синтез моносахаридов из формальдегида в щелочном растворе с катализаторами. Её открыл в середине XIX века Александр Михайлович Бутлеров, создатель теории строения органических веществ. В XX веке эту реакцию стали изучать с особым интересом, надеясь, что с её помощью можно получать пищу для космонавтов. Увы, кроме тех моносахаридов, которые пытаются получить с её помощью, помещая в реакционную смесь требуемые затравки, получаются и иные, делающие смесь на выходе токсичной. Зато изменчивость продуктов реакции и конкуренция между образующими их процессами делает реакцию Бутлерова замечательным объектом для изучения дарвиновской эволюции автокаталитических реакций!

_{На поверхности планет идут обратимые реакции, некоторые из которых являются автокаталитическими. Колебания потока энергии приводят к тому, что преимущество получает то синтез, то распад более сложных соединений}

То, какие сахара будут «побеждать» в конкуренции за реагенты в реакции Бутлерова, зависит от условий. В цитированной статье, например, сообщается, что при наличии апатитов (фосфорсодержащих пород) в реакции Бутлерова почти селективно получается рибоза – сахар, образующий основу цепочки РНК. В присутствии силикатов (чрезвычайно распространённых кремнийсодержащих пород) состав продуктов реакции Бутлерова стабилизируется, то есть возрастает наследуемость определённого состава продуктов реакции.

Главное, что в этих условиях наблюдается размножение, изменчивость, наследственность и отбор. Есть все основания ожидать преобразования геохимического круговорота в биогеохимический. И – о чудо! – биогенный круговорот оказывается организованным практически так же.

_{В современном мире можно увидеть удивительное совпадение. Существуют две группы организмов, соответствующие друг другу, как две половинки разбитой тарелки: отходы одной группы являются ресурсами для другой! И поддерживает их существование тот же поток энергии, который их и создал.}

С этой точки зрения вопрос, кто появился первым — гетеротрофы или автотрофы, лишён смысла. Жизнь возникала в виде экосистем, где реализовался круговорот веществ, и синтез органики, и её распад.

Так, допустимый объём колонки исчерпан... Как только что-то начинаешь объяснять подробнее, место для текста и время для объяснений утекают, как сухой песок сквозь неплотно сжатые пальцы. Уважаемые читатели, захотите – расскажу о возможных переходных этапах между миром автокаталитических реакций и миром жизни в следующий раз.

Запомните: размножение, изменчивость, наследственность, отбор!

К оглавлению