Аминокислоты из вулканического пепла




Аминокислоты в вулканическом пепле

Среди множества гипотез, объясняющих, как возникла и развилась жизнь на Земле, особое место занимает гипотеза химической эволюции — у нее, пожалуй, больше всего приверженцев в научном мире.

Эта гипотеза предполагает, что в первобытной атмосфере Земли, насыщенной «простыми» газами — водородом, аммиаком, окисью углерода и другими, постепенно могли образовываться все более сложные молекулы. Венцом такой химической эволюции был синтез белка и нуклеиновых кислот.

Уже первые роботы, проведенные в лаборатории академика А. И. Опарина, одного из основоположников этой гипотезы, экспериментально подтвердили, что аминокислоты, те «кирпичики», из которых построен белок, можно получить путем абиогенного синтеза. 

Вулканологи, исследуя механизмы извержения, высказали мысль о том, что условия в пепло-газовых тучах сходны с условиями биохимических экспериментов по абиогенному синтезу аминокислот.



Действительно, когда на острове Кунашир в июле 1973 года началось извержение вулкана Тятя, исследователи обнаружили, что во всей массе тепла, выброшенного за две недели, содержалось огромное количество— 140 тысяч тонн — органического вещества вулканического происхождения.

Это вещество состояло не только из углеводородов, в его состав входили и так называемые гетероатомные соединения, молекулы которых содержат, кроме углерода и водорода, еще и кислород, азот и другие.

Зарождение жизни на земле

В свежем пепле содержались и аминокислоты, общее количество их составило 26 тонн.

Аминокислоты и пептиды были обнаружены и в пепле вулкана Толбачек на Камчатке, извержение которого началось в июле 1975 года.

Откуда взялись эти вещества в вулканическом пепле? Может быть, они вместе с микроорганизмами были захвачены пеплом из атмосферы?

А может быть, эти аминокислоты — результат жизнедеятельности микроорганизмов на вулканических пеплах?

На эти и другие вопросы ответили исследователи из Хабаровского комплексного научно-исследовательского института Дальневосточного научного центра.

На Камчатке и на Курильских островах была определена микрофлора в свежих пеплах вулканов Тятя, Алаид, Толбачек и микрофлора воздуха над вулканом Тятя.

Образцы пепла собирались в условиях, не допускавших никакого заражения и загрязнения, в самый момент извержения вулканов. Многочисленные микробиологические анализы, проведенные на основе современных, очень тонких методов, показали, что в отобранных образцах пепла микроорганизмов нет. Свежевыпавший пепел оказался стерильным.

Исследования воздуха на расстояниях до 23 километров от вулкана и на высоте до восьми метров над ним позволили определить количество микроорганизмов во всем объеме воздуха над вулканом и узнать, сколько микробных клеток из воздуха оседает вместе с пеплом.

Дальнейший расчет привел к такому выводу: общий вес всех белков или углерода микробного происхождения в пепле не превышает 10 килограммов. Эта цифра в 1000 раз меньше того количества аминокислот, которое обнаружено в пепле вулкана.

Результаты проведенных анализов и расчеты полностью подтвердили предположение о том, что в вулканической туче из пепла и газа идут процессы синтеза сложных предбиологических соединений.

Эти соединения в процессе дальнейшей химической эволюции, образуя гигантские микромолекулы, могли положить начало живому на нашей планете.