Происхождение жизни. Владимир Воронцов
как мы уже отметили, даже отсутствие кислорода в ранней атмосфере делает невозможным абиогенный синтез органических веществ на Земле.
2.3 Первичный бульон
2.3.1 Синтез аминокислот. Для образования важнейших биополимеров – белков и нуклеиновых кислот – первичный бульон должен содержать по крайней мере 20 аминокислот, 5 азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил), 2 сахара (рибозу и дезоксирибозу). В опытах Миллера и Юри из всех перечисленных компонентов было синтезировано только 4 аминокислоты. Причём в бульоне их оказалось всего 2% (если учитывать только L-формы, см. далее), хотя концентрации газов в смеси были неестественно высокими, а количество энергии, пропущенной через данную смесь, эквивалентно периоду в 50 млн лет пребывания на древней Земле (Фолсом, 1982). На сегодняшний день не было продемонстрировано ни одного эксперимента, в котором удалось бы получить все 20 природных аминокислот. Интересно, что в опытах в наибольших количествах синтезируются аминокислоты, не входящие в состав белков, например β-аланин и саркозин; под действием искрового разряда легко синтезируются все 7 изомеров аминокислоты с общей формулой С4H9NO2, однако ни одна из них не является компонентом белковых молекул (Майр, 1981). В связи с этим возник вопрос, почему в состав живого вошли те аминокислоты, которые труднее всего получить путём абиогенного синтеза?
2.3.2 Синтез азотистых оснований. Схожие проблемы возникают и с синтезом азотистых оснований. Например, аденин можно получить из цианистого водорода (HCN) – побочного продукта опытов Миллера и Юри – при облучении электронами полученного от линейного ускорителя газовой смеси, состоявшей из метана, аммиака и воды. Однако при чрезвычайно высоких концентрациях HCN (порядка 0,01 М) выход аденина составляет, по некоторым оценкам, всего 0,04%, причём ни в одной реакции не удалось получить чистый аденин, а лишь его производные (Ferris, 1978; Shapiro, 1995). Другое основание – цитозин при искровом разряде не образуется, а образуются только его предшественники: цианоацетилен и цианоацетальдегид. Однако если в растворе присутствуют, к примеру, аминокислоты, то они охотнее будут реагировать с ними, чем образовывать цитозин. Следовательно, прежде чем начнут накапливаться предшественники нуклеиновых кислот, исчезнут предшественники белков и другие важные соединения. (Кроме этого цианоацетилен с большим «удовольствием» прореагирует с аммиаком и циановодородом, которые в больших количествах присутствуют в колбах Миллера-Юри). Под действием УФ-излучения цитозин быстро разрушается с образованием фотогидратов и фотодимеров циклобутана (Shapiro, 1999). Выделить из конечных продуктов экспериментов, моделирующих первичную атмосферу, другие пурины, кроме аденина, не удалось. Не увенчались успехом и попытки обнаружения пиримидинов (Поннамперума, 1977; Orgel, 2004; Spirin, 2007).
2.3.3 Синтез сахаров. Что касается сахаров, то в опытах, аналогичных таковым Миллера и Юри, не удалось обнаружить даже