Александр Опарин - Возникновение жизни на Земле

К этим элементам присоединился еще четвертый элемент — азот, который тогда находился в атмосфере Земли в виде аммиака (соединение азота и водорода), точно так же, как он сейчас находится в атмосфере больших планет. Эти соединения, составленные из углерода, водорода, кислорода и азота, представляют собой простейшие органические вещества. В основном они были подобны некоторым из тех веществ, которые и сейчас входят в состав всех животных и растений.

Когда Земля остыла настолько, что явилась возможность для образования жидкой воды, на поверхность нашего земного шара из атмосферы хлынули ливни, которые затопили эту поверхность и образовали первородный сильно нагретый океан. В водах этого океана растворились те соединения углерода, водорода, кислорода и азота, которые, как я сказал, являлись простейшими органическими веществами.

Что же при этом произошло? На основании работ в наших лабораториях мы можем дать на этот вопрос определенный ответ. При этом простейшие органические вещества, находящиеся в водном растворе, усложнялись: их отдельные частички соединялись между собой и образовывали более сложные соединения. Для пояснения этого приведу такой пример: если мы возьмем водный раствор формалина, добавим туда немного извести или мела и оставим такой раствор стоять, то через некоторое время, как это доказал наш знаменитый химик Бутлеров, в этом растворе из формалина образуется сахар. Получается так, что шесть частичек формалина соединяются между собой и образуют одну крупную частицу — сахар.

Другой пример. Старейший член нашей Академии наук Алексей Николаевич Бах в свое время оставлял стоять раствор формалина вместе с раствором цианистого калия. Через некоторое время в этом растворе образуются белковоподобные вещества — не те самые белки, которые можно сейчас выделить из растений или животных, но подобные им вещества. В частности, если эти вещества выделить и очистить, то на них можно разводить гнилостные бактерии, которые обычно могут питаться только белковыми веществами; полученные Бахом вещества заменяли белки при питании бактерий.

Таких примеров можно привести сотни. Они показывают, что и в водах первородного океана находящиеся там сравнительно простые органические вещества должны были постепенно превращаться в более сложные, более громоздкие молекулы. Именно таким путем в первородной водяной оболочке Земли должны были образовываться все те органические вещества, из которых построены тела животных и растений. Однако это был лишь тот строительный материал, то вещество, из которого построены живые существа, но это еще не были сами живые существа. Это был тот камень и цемент, из которого можно построить здание. Но это не было еще само здание, а только его материал. Для того чтобы стать живым существом, организмом, ему нехватало определенного строения, организации.

Посмотрим теперь, как же возникла эта свойственная живым существам организация. Первоначально органические вещества находились в водах тогдашних морей и океанов просто в виде растворов. Их частицы были рассеяны, равномерно распределены в растворителе, полностью слиты с окружающей средой. Но сравнительно недавно удалось показать, что при смешивании водных растворов сложных органических веществ, например белков, эти последние могут выделяться в виде мелких, видимых под микроскопом капелек, так называемых коацерватов.

Мы можем получить коацерваты искусственным путем. Если мы, например, смешаем растворы яичного белка или желатина с гуммиарабиком, у нас растворы замутятся, и из них выделятся капельки коацерватов. Изучая эти капельки, мы увидим, что внутри них частицы органического вещества располагаются уже не беспорядочно, не как-нибудь, а определенным образом по отношению друг к другу. Следовательно, здесь уже появляются зачатки некоторого строения, организации. Конечно, эта организация еще очень простая и неустойчивая.

Но благодаря ей капельки-коацерваты обладают удивительной способностью улавливать из окружающего их раствора различные вещества. При этом происходит не простое механическое присоединение, а химическое взаимодействие между веществами коацервата и веществами, притекающими к нему извне. Вследствие этого коацерватная капелька может увеличиваться в объеме и весе, то есть расти.