Про хімічну основу життя

Дослідження останнього років показали можливість синтезу різноманітних біологічно важливих речовин із простих вихідних з'єднань типу аміаку, метану, пар води, що входили до складу первинної атмосфери Землі.

У лабораторних умовах у якості необхідної для такого синтезу енергії використовується іонізуюча радіація, електричні розряди, ультрафіолетове світло. Таким шляхом були отримані амінокислоти, органічні кислоти, цукри, нуклеотіди, нуклеозидфоссфати, ліпіди, речовини порфиринової природи і цілий ряд інших. Очевидно, можна вважати встановленим, що більшість характерних для життя молекул відбулася на Землі абіогенним шляхом і, що ще важливіше, їхній синтез може відбуватися і зараз в умовах інших планет без участі живих систем.

Отже, сама наявність складних органічних речовин на інших планетах не може служити достатньою ознакою наявності життя. Прикладом у цьому відношенні можуть бути вуглецеві хондрити метеоритного походження, у яких міститься до 5−7% органічної речовини (більш докладно про хондрити нижче).

Найбільш характерна риса хімічного складу живих систем земного походження полягає в тім, що усі вони включають вуглець. Цей елемент утворить молекулярні ланцюжки, на основі яких побудовані всі головні біоорганічні з'єднання, і насамперед білки і нуклеінові кислоти, а біологічним розчинником служить вода. Таким чином, єдина відома нам життя, її основа вуглецевоорганічна білково-нуклеінова — водяна. У літературі обговорюється питання про можливість побудови живих систем на іншій органічній основі, коли, наприклад, замість вуглецю в кістяк органічних молекул включається кремній, а роль води як біологічного розчинника виконує аміак. Такого роду теоретичну можливість практично було б дуже важко врахувати при виборі методів виявлення і конструювання відповідної апаратури, оскільки наші наукові представлення про життя засновані тільки на вивченні властивостей земних організмів.

Роль і значення води в життєдіяльності організмів також широко обговорюється в зв’язку з можливою заміною чи аміаком іншими рідинами, що киплять при низьких температурах (сірководень, фтористий водень). Дійсно, вода володіє поруч властивостей, що забезпечують її роль як біологічний розчинник. Сюди відносяться амфотерний характер води і її здатність до самодисоціації на катіон Н+ і аніон ВІН-, високий дипольний момент і діелектрична постійна, мала в’язкість, високі питома теплоємність і схована теплота перетворення, що охороняють організми від швидких змін температури. Крім того, роль води в біологічних системах включає фактори стабілізації макромолекул, що забезпечуються загальними структурними особливостями води.

У цілому можна вважати, що вуглецевоорганічна — водяна хімічна основа життя є загальною ознакою живих систем.

Характерною ознакою структурної організації живих систем є одночасне включення в їхній склад, крім основних хімічних елементів З, Н, ПРО, N, цілого ряду інших, і насамперед сірки і фосфору. Ця властивість може розглядатися як необхідну ознаку існування живої матерії. Специфічність живої матерії, не дивлячись на все це, не можна зводити лише до особливостей фізико — хімічного характеру її основних складених елементів — структурних одиниць живого, що мають абіогенне походження.