Если бы мы взяли четыре различные аминокислотные молекулы, то число возможных комбинаций равнялось бы уже 24. Каждая новая аминокислота, включаемая в состав полипеитидной цепи, ещё во много раз увеличивает число возможных комбинаций. Для белковой молекулы оно возрастает до совершенно необозримых величин. Ж. Лиф подсчитал, что если взять цепь, состоящую всего из 50 звеньев, из которых только 19 будут разными, то число возможных перестановок составных частей цепи будет равняться 1048. (десять в сорок восьмой степени, т. с. единица с сорока восемью нулями). Если бы мы взяли от каждой комбинации всего только по одной молекуле и сложили эти молекулы в жгут толщиной в палец, то такой жгут можно было бы протянуть от одного конца Млечного пути до другого.

Но полипептидная цепь белковой молекулы средней величины состоит не из 50, а из нескольких сот звеньев, и она включает не 19, а до 27 различных аминокислот. Поэтому

количество возможных комбинаций здесь возрастает ещё во многие квадриллионы раз. Положительно всей материи нашего звёздного мира не хватило бы на то, чтобы изготовить хотя бы по одной молекуле всех этих разнообразных белковых веществ.

Для того чтобы синтезировать, воспроизвести тот или иной белок, мы должны из всех этих бесчисленных комбинаций выбрать одну, получить именно такое расположение аминокислот в полипептидном каркасе, которое действительно имеет место у данного конкретного белка, от чего и зависят его химические и физические свойства. В этом заключается исключительная трудность белкового синтеза. Мы в настоящее время сравнительно легко можем искусственно получить разнообразные аминокислоты. Как это мы видели выше, вполне доступным для органической химии является связывание этих аминокислот в длинные полипептидные цепи. Но этого мало. Для того чтобы получить тот или иной конкретный белок, нужно нанизать на полипептидную цепь многие сотни и тысячи разнообразных аминокислот в совершенно определённой последовательности, именно в той, которая соответствует данному белку.Читаем далее

Иначе дело обстояло при тех более высоких температурах, которые существовали на поверхности Земли. Здесь первично возникшие углеводороды обязательно должны были войти в химическое взаимодействие с окружающими их веществами, в первую очередь с водяным паром земной атмосферы. Как показали исследования целого ряда химиков и в особенности работы академика А. Фаворского и его школы, углеводороды обладают способностью сравнительно легко гидратироваться, т. е. присоединять к своей молекуле целую молекулу воды. Нет никакого сомнения, что и те углеводороды, которые первично возникли на земной поверхности, в главной своей массе должны были соединиться с водой; благодаря этому в атмосфере Земли образовались новые вещества — продукты окисления углеводородов кислородом воды. Это разнообразные спирты, альдегиды, кетоны, кислоты и другие простейшие органические вещества, в молекулах которых сочетаются между собой три элемента: углерод, водород и кислород. Последний вошёл сюда в составе молекулы воды. Вскоре к этим трём присоединился ещё и четвёртый элемент — азот.Читаем далее

В настоящее время карбиды центрального ядра Земли одеты такой мощной корой горных пород, что их появление на поверхности нашей планеты может происходить только при исключительно редких условиях. Не то было в прошлом Земли. В раннюю эпоху её существования расплавленные карбидные массы легко вырывались на земную поверхность, так как, во-первых, земная кора в то время была ещё сравнительно тонкой, а во-вторых, тогда имели место чрезвычайно мощные перемещения и сдвиги земных масс. Вследствие этого карбиды извергались или изливались на земную поверхность и здесь приходили в соприкосновение с тогдашней атмосферой Земли. Эта атмосфера существенно отличалась от современной нам. В ней не могло находиться ни свободного кислорода, ни свободного азота.Кислород чрезвычайно жадно поглощается не насыщенными в отношении егогорными породами. Даже теперь извергнутые из сравнительно небольших глубин лавы всегда бывают окрашены в чёрный, зелёный и серый цвета, что указывает на содержание в них закисного железа. Напротив, глины, песок и прочие осадочные породы обладают красным и жёлтым цветом. В них железо находится в виде окиси. Таким образом, даже при существующих в настоящее время условиях при образовании вторичных горных пород происходит частичное связывание свободного кислорода. Свободный кислород нашей атмосферы образуется только в результате жизнедеятельности зелёных растений. Если бы на Земле погибла вся растительность, то весь свободный кислород был; бы очень быстро поглощён из атмосферы горными породами. Как указывает академик В. Вернадский, азот нашей современной атмосферы точно так же образовался в результате жизнедеятельности организмов.Читаем далее

Весьма существенным с точки зрения разбираемого нами вопроса является то, что, согласно обеим гипотезам, при формировании нашей планеты основная масса углерода должна была войти в состав центрального ядра Земли в виде карбидов, соединении углерода с железом и другими тяжёлыми металлами. Если материалом для образования Земли послужили метеоритные массы, то, как мы видели выше, карбиды присутствовали в них в уже готовом виде, в виде минерала когенита. Если наша планета формировалась из раскалённых газов солнечной атмосферы, то углерод, войдя в состав центрального ядра Земли, обязательно должен был встретиться здесь с тяжёлыми металлами и вступить с ними в химическое взаимодействие. При этом неизбежно образование карбидов — этих чрезвычайно устойчивых по отношению к высоким температурам соединений углерода.Читаем далее

Наряду с другими элементами солнечной атмосферы в состав того газового сгустка, из которого формировалась будущая Земля, вошёл и углерод. Как мы уже говорили, среди всех других элементов углерод выделяется своей исключительной тугоплавкостью. Уже при температурах в несколько тысяч градусов газовые частички углерода начинают слипаться, соединяться между собой, образуя капельки или маленькие кристаллы. Это и должно было произойти при охлаждении газового сгустка. Углерод из пара перешёл в жидкое или твёрдое состояние и в виде раскалённого углеродного дождя или снега выпал и вошёл в состав первичного земного ядра. Наряду с углеродом сюда же вошли и другие наиболее тугоплавкие вещества, в первую очередь различного рода тяжёлые металлы, в частности железо, которое в громадных количествах находится в солнечной атмосфере и которое составляло существенную часть породившего Землю газового сгустка.

При последующем охлаждении на первичное земное ядро стали отлагаться и другие, более трудно сжижаемые соединения различных элементов. Они образовали выше лежащие оболочки Земли, так называемые геосферы.Читаем далее

Из других соединений, в которых углерод встречается в метеоритах, нужно указать на углеводороды. Ещё в 1857 году Вёлеру удалось из каменистого метеорита, упавшего в Венгрии близ Кабы, выделить некоторое количество органического вещества,похожего на горный воск. Анализ этого вещества показал, что оно действительно представляет собой высокомолекулярный углеводород. Подобного же рода соединения, содержащие в своих молекулах многие атомы углерода и водорода, а иной раз кислорода и серы, были выделены и другими учёными из ряда разнообразных метеоритов.

В то время, когда впервые был установлен факт нахождения углеводородов в метеоритах, ещё существовало ложное убеждение, что органические вещества (а следовательно и углеводороды) в естественных условиях могут образовываться только живыми организмами. Поэтому многие учёные высказывали тогда предположение, что углеводороды метеоритов образовались вторично, путём разложения организмов, живших когда-то на этих небесных телах. Однако позднейшие весьма тщательные исследования полностью опровергли это предположение, и мы в настоящее время знаем, что углеводороды метеоритов, так же как и углеводороды звездных атмосфер, возникли неорганическим путём, т. е. вне какой-либо связи с органической жизнью.Читаем далее

Таким образом, мы видим, что на Солнце в процессе его эволюции уже совершился переход интересующего нас элемента — углерода из одной формы существования в другую. В атмосфере наиболее горячих звёзд углерод находится в виде свободных разрозненных атомов. На Солнце он частично представлен уже в виде химических соединений, в виде молекул углеводородов, циана и дикарбона.

С разбираемой нами точки зрения большой интерес представляет вопрос, в какой форме существования, в виде каких соединений находится углерод на уже остывших небесных телах. Примером таких тел могут служить метеориты, те «небесные камни», которые время от времени залетают к нам на Землю из межпланетных пространств. Метеориты являются единственными «неземными» телами, которые с исключительной полнотой и надёжностью могут быть изучены нетолько в отношении их химического состава, но и в отношении минерального строения.Обычно различают две главнейшие группы метеоритов; железные (металлические) и каменные. Первые в основном состоят из железа (90%), никеля (8%) и кобальта (0,5%). В каменных метеоритах процент железа значительно меньше (около 25° 0). В них содержится большое количество окисей различных металлов: магния, алюминия, кальция, натрия, марганца и др.Читаем далее

Атмосферы звёзд светящихся ярким голубовато-белым светом и обладающих температурой поверхности 15 000—20000°, также содержат в себе раскалённые пары углерода. Но и здесь этот элемент ещё не вступает ни в какие химические соединения и существует в виде отдельных быстро двигающихся мельчайших частичек материи — атомов.

Лишь в спектре белых звёзд типа А с температурой поверхности 12 000° впервые удаётся обнаружить следы полос, указывающих на возникновение в атмосфере этих звёзд первичных химических соединений — углеводородов. Здесь впервые атомы двух элементов — углерода и водорода — соединились между собой, в результате чего возникло более сложное образование — химическая молекула.Читаем далее

Разлагая тела животных и растений, мы легко можем убедиться, что они построены из тех же химических элементов, которые встречаются и в неорганической природе. Эти элементы существовали ещё задолго до образования нашей планеты и теперь могут быть обнаружены на Солнце и на других звёздах вне какой-либо зависимости от жизни. Жизнь представляет собой лишь особую форму существования этих элементов, возникающую в процессе эволюции всякий раз, когда для этого создаются надлежащие условия в том или ином уголке вселенной.

Поэтому для того, чтобы представить себе процесс становления жизни, нужно прежде всего обратиться к изучению истории тех элементов, которые составляют материальную основу всех известных нам организмов. Среди этих элементов особое место принадлежит углероду. Органические вещества, являющиеся основным материалом для построения живых существ, всегда содержат в себе углерод. В этом легко убедиться, нагревая различные материалы животного или растительного происхождения без доступа воздуха. При этом все они обугливаются, наглядно показывая присутствие интересующего нас элемента.

В органических веществах углерод соединён с другими элементами — с водородом, кислородом, азотом, серой, фосфором и т. д. Разные органические вещества представляют собой очень различные соединения этих элементов, но в основе их всех всегда лежит углерод. Без углерода нет органических веществ, нет и живых организмов. Поэтому, если мы хотим понять, как возникла жизнь, мы должны прежде всего обратиться к изучению истории углерода, проследить, какие изменения претерпевал этот элемент и в какие соединения он вступал ещё задолго до образования нашей планеты.Читаем далее