ГДЕ ВОЗНИКЛА ЖИВАЯ МАТЕРИЯ? НОВАЯ ГИПОТЕЗА ПОЯВЛЕНИЯ ЖИЗНИ
В.Е.Островский кандидат химических наук, Е.А.Кадышевич кандидат физико-математических наук
Происхождение живой материи, земной атмосферы и залежей углеводородов — три фундаментальные загадки природы, которые пытаются разгадать многие исследователи. Наша гипотеза увязывает воедино эти, казалось бы, независимые процессы. Здесь мы коснемся только происхождения жизни. Согласно нашим предположениям, простейшие элементы живой материи многократно образовывались и, возможно, сегодня образуются в недрах Земли из метана (или другого углеводорода), селитры и фосфата в полостях газовых гидратов, а монохиральность нуклеиновых кислот - прямое следствие геометрии структурной матрицы, в которой они формируются. Некоторые природные явления и опыты свидетельствуют в пользу нашей гипотезы, но для полной достоверности нужны новые химические и компьютерные эксперименты.
Беспозвоночные организмы появились на Земле в течение верхнего архейского периода (1,2-2,7 млрд. лет назад). Древнейшие остатки одноклеточных водорослей имеют возраст 3,9 млрд. лет. До них должны были возникнуть молекулы нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), а еще раньше - более простые по составу азотистые основания (N-основания) и рибозы, входящие в состав ДНК и РНК. Это означает, что после сформирования нашей планеты (около 4,57 млрд. лет назад), по геологическим масштабам прошло не так уж много времени, прежде чем появились мономерные звенья будущих нуклеиновых кислот. Неясно, как начался этот процесс, по какому пути шла природа после взрыва сверхновой, чтобы из пылающего хаоса элементарных частиц появился упорядоченный мир.
Известно множество особенностей живой материи, которые, скорее всего, объяснятся только после того, как будет разгадана тайна возникновения жизни. Например, оптическая активность биоорганических веществ, открытая Л.Пастером; закрученность почти всех раковин моллюсков справа налево (об этом писал еще Жюль Верн в романе "20 тысяч лье под водой"); существование высокоразвитых организмов под слоем воды около 11 км (Д.Вальш и Дж.Пиккард около 40 лет назад увидели вблизи дна Марианской впадины рыб, креветок и моллюсков, давление внутри которых должно уравновешивать внешнее давление, превышающее 1000 атм).
Почему ни одна из структур ДНК, РНК и белков не обладает зеркальной симметрией, не имеет ни плоскости, ни центра симметрии и все биологически активные молекулы монохиральны, то есть состоят из молекул только одного зеркального антипода? По неведомой причине все молекулы ДНК и РНК содержат только D-конфигурацию рибозы и потому вращают плоскость поляризации света вправо, а все энзимы содержат только L-конфигурации аминокислот и потому вращают плоскость поляризации света влево. Вряд ли монохиральность возникла как борьба двух тенденций. По-видимому, должен существовать какой-то простой и жесткий, скорее всего геометрический, механизм отбора. Где провести границу между живым и неживым? Общепринятого мнения по этому вопросу не существует. Мы будем называть ДНК и РНК простейшими формами доклеточной живой материи,а N-основания, рибозы, нуклеозиды и нуклеотиды, которые входят в состав нуклеиновых кислот, — простейшими элементами живой материи. В такой терминологии вирусы и даже вироиды следует рассматривать как живые субстанции.
История проблемы
Автор первой научной гипотезы возникновения живой материи на Земле — российский биохимик А.И.Опарин. Некоторые исследователи до сих пор поддерживают эту гипотезу, но есть и другие версии. Например, есть мнение, что жизнь привнесена на Землю из космоса метеоритами, пришельцами, "спорами жизни" и другими неведомыми путями. Гипотезы о внеземном происхождении жизни называют общим термином "панспермия". Все они пытаются угадать, откуда могла прийти жизнь на планету Земля, но не решают проблему механизма возникновения живой материи. Поэтому мы не будем подробно останавливаться на панспермии. Многие аспекты проблемы возникновения жизни описаны в монографии Э.М.Галимова, где изложена и собственная гипотеза автора, а также в других монографиях, опубликованных в разных странах.
Бесспорная заслуга А.И.Опарина перед мировой наукой состоит в том, что он впервые подошел без мистики или, как сейчас говорят, без креационизма к проблеме происхождения живой материи. Благодаря его работам ученые впервые задумались о том, можно ли в лаборатории синтезировать простейшую живую субстанцию из минеральных веществ.
А.И.Опарин исходил из того, что живая материя, как ему казалось, чрезвычайно упорядочена и имеет очень низкую энтропию по сравнению с исходными простыми минеральными веществами. По его мнению, чтобы образовались биологически активные вещества и их компоненты, нужен был приток внешней энергии, которая заставила упорядочиться исходные атомы и молекулы и уменьшила их энтропию. Он предположил, что источником внешней энергии были грозовые разряды, под действием которых в атмосфере и на поверхности архейских океанов образовались простейшие органические вещества. Они, в свою очередь, превратились в белки и нуклеотиды, из которых по какому-то неведомому механизму возникла метаболирующая живая материя, а позднее — одноклеточные организмы.
Согласно предположениям А.И.Опарина, архейская атмосфера содержала СН4, NH3, H2 и пары Н2О, то есть имела атомы Н, С, N и О, а атомы Р в составе фосфат-ионов были растворены в океанской воде. Все виды живой материи состоят из этих пяти химических элементов с небольшими примесями некоторых других атомов. А.И.Опарин предложил схему эксперимента, который должен был доказать, что биологически активные вещества могут получиться из СН4, NH3, H2, Н2О и фосфатов под действием электрических разрядов. Более 50 лет назад такие опыты начали выполнять С.Миллер и Г.Юри, а вслед за ними — экспериментаторы во многих лабораториях мира. Они получали простые органические вещества и простейшие аминокислоты, но ни рибозы, ни азотистые основания не были синтезированы. К тому же плотность электрических разрядов в этих экспериментах была очень велика по сравнению с той, которая могла реально существовать в древней атмосфере Земли.
Дж.Оро и С.Камата синтезировали простые аминокислоты и N-основания в водных растворах NH3 и HCN под действием электрических разрядов. Однако состав архейских морей, видимо, существенно отличался от растворов, использованных ими. Таким образом, никто из экспериментаторов, проверявших гипотезу А.И.Опарина, не достиг решающих успехов. Пятьдесят лет — большой срок, и, наверное, можно констатировать, что подтвердить представления А.И.Опарина не удалось. Впрочем, самое худшее для гипотезы — даже не неудача экспериментов, поскольку отрицательный результат сам по себе не может опровергнуть гипотезу.
Гипотеза А.И.Опарина не объясняет, почему при образовании N-оснований не происходили реакции замещения и присоединения в их боковых группах (то есть почему N-основания ограничены в размерах), почему молекулы ДНК и РНК — это регулярные последовательности N-оснований, рибоз и фосфатных групп, почему все молекулы нуклеиновых кислот сходны по химическому составу и структуре, но имеют определенные различия, и многое другое. Трудно себе представить, чтобы на границе раздела атмосферы и почвы или атмосферы и океана, где условия постоянно меняются (день и ночь, изменение температуры, направления и силы ветра), могли образовываться полимерные молекулы с правильным чередованием функциональных групп, характерным для нуклеиновых кислот.
Российский физик, химик и биолог Л.А.Блюменфельд в 1996 году однозначно показал методами статистической физики, что "согласно физическим критериям, любая биологическая система упорядочена не больше, чем кусок горной породы того же веса".
Из этого следует, что внешняя энергия (в том числе энергия электрических разрядов) — отнюдь не необходимое условие для синтеза биологически активных веществ. Возможно, существовали (и существуют) какие-то простые вещества, из которых биологически активные молекулы могут образовываться за счет внутренней энергии. Надо иметь в виду, что не только изменение энтропии при какой-либо химической реакции определяет, может ли данная реакция протекать без подвода внешней энергии. Условие самопроизвольного реагирования веществ — это убыль так называемой свободной энергии, которая зави-сит не только от энтропии, но также и от теплосодержания (энтальпии) исходных веществ и конечных продуктов. При жизни А.И.Опарина ни энтропия, ни энтальпия, ни другие термодинамические функции азотистых оснований, рибозы и тем более сложных биологически активных веществ не были известны. Лишь в последние 10-20 лет Р.Альберти, Дж.Боэрио-Гоатес и другие исследователи экспериментально определили для них значения энтропии и энтальпии. Вывод Л.А.Блюменфельда подтвердился. Оказалось, что стандартная мольная энтропия биологически активных веществ, например тимина, цитозина, гуанина, аденина и урацила, равна 160,1, 140,8, 160,2, 152,0 и 128,0 Дж/моль К соответственно. Для сравнения: стандартная мольная энтропия минералов силлиманита и интерита равна 113,0 и 112,1 Дж/моль К. Тепловой эффект реакций синтеза N-оснований, рибоз, нуклеозидов и аминокислот из метана и нитратов настолько велик, что свободная энергия сильно убывает, и поэтому реакции могут протекать в широком интервале условий без подвода энергии извне. Взаимодействие нуклеозидов с фосфатами и полимеризация нуклеотидов тоже происходят с убылью свободной энергии. Таким образом, синтез живого вещества из указанных минеральных веществ не требует внешней энергии; больше того, в ходе таких синтезов выделяется значительное количество энергии.
Большинство более поздних гипотез происхождения живой материи тоже придавали особое значение тому, что для синтеза биологически активных веществ необходима внешняя энергия. В качестве ее источников, помимо молний, привлекали энергию геотермальных вод, внутреннее тепловыделение Земли, ультрафиолетовое излучение Солнца и т. п. Но ни одна из гипотез так и не ответила на вопрос о том, как получилось, что молекулы пяти азотистых оснований, рибоз и фосфатов оказались в одном месте в одно время и почему они образовывали упорядоченные линейные полимерные цепи с регулярно чередующимися мономерными звеньями.
Гидратная гипотеза
По нашему мнению, жизнь возникла не в результате случайного события или случайного стечения обстоятельств, а как следствие термодинамически обусловленных неизбежных химических реакций и физических процессов, которые регулируются универсальными химическими и физическими законами. Мы назвали нашу гипотезу гидратной гипотезой возникновения жизни (Life Origination Hydrate Hypothesis, или LOH-гипотеза). Согласно ей, простейшие элементы живой материи — N-основания, рибозы, ДНК- и РНК-подобные молекулы, а также протоклетки — возникали и, возможно, возникают сейчас из СН4 (или других метановых углеводородов), нитратов и фосфатов под поверхностью Земли или под морским дном внутри сотовых структур гидратов углеводородов, наиболее вероятно — гидрата метана. Залежи гидрата метана могли образоваться из Н2 и СО2 внутри подземных полостей в течение раннего архея. Последовательность процессов, которые привели к образованию первых протоклеток, могла быть такой, как показано на рис. 1.
На основании LOH-гипотезы можно непротиворечиво и более или менее определенно ответить на многие вопросы о происхождении живой материи. Вот некоторые из них. Из каких веществ и как образовались азотистые основания и рибозы? Как возникли протоклетки? Как встретились метан и нитрат-ионы NO3- (рис. 1)? Как из нуклеотидов образовались ДНК- и РНК-подобные молекулы? Почему только атомы С, О, N, Р и Н входят обычно в состав ДНК и РНК? Почему только пять азотистых оснований чаще всего участвуют в образовании нуклеиновых кислот?..
Перед тем как перейти к деталям, напомним некоторые сведения о газовых гидратах и нуклеиновых кислотах.
Газовые гидраты — это твердые сотовые структуры, в которых матрица из водородно-связанных молекул воды-"хозяина" образует почти шаровые полости, содержащие молекулы "гостя". Полости могут быть ограничены 20, 24, 28 или 36 молекулами воды. Возможность образования газового гидрата с какими-либо гостевыми частицами (атомами, молекулами или атомными группами) определяется их размерами и внешними условиями и почти не зависит от химической природы этих частиц. Гидратные структуры не имеют строго определенной стехиометрии "гость/хозяин"; они стабильны до тех пор, пока гостевых частиц не меньше 75-80% от полного заполнения полостей. Таким образом, газовые гидраты — это своеобразный кристаллический "рыхлый" лед, насыщенный гостевыми частицами. Если их удалить, молекулы воды перестраиваются и образуется обычный лед. Гидраты могут иметь различные структуры, которые перестраиваются одна в другую в зависимости от внешних условий и природы гостя (рис. 2).
Теперь немного о молекулах ДНК и РНК. Они представляют собой линейные полимеры (рис. 3), состоят из однотипных звеньев (нуклеотидов) и образованы в основном из атомов Н, С, О, N и Р. Все атомы, кроме водорода, связаны между собой весьма прочно и не диссоциируют в водной среде. Каждый нуклеотид состоит из фосфатной группы, рибозы и N-основания. Нуклеотидные звенья связаны между собой через фосфатные группы и образуют цепи длиной от долей микрометра у бактерий и вирусов до нескольких сантиметров у человека и более чем 10 см у некоторых других эукариот.
В молекулы ДНК входят в основном четыре N-основания: аденин (Ad), гуанин (G), цитозин (Су) и тимин (Th). Каждое из них присоединено к дезокси-Р-рибозе. Продукт соединения N-основания с рибозой называют нуклеозидом. Между каждыми двумя рибозами включена фосфатная группа. Молекулы ДНК связываются попарно водородными связями между пуринами (Су и Th) одной молекулы и пиримидинами (G и Ad) другой молекулы и образуют двойные спирали. Связывание происходит в основном благодаря взаимодействию между амидогруппами -C(O)NH2 одной молекулы ДНК с такими же амидогруппами другой молекулы ДНК. Некоторый вклад в энергию образования димеров вносят связи =NH • • • • N≡, однако он невелик.
Молекулы РНК отличаются от молекул ДНК тем, что они не содержат Th, а содержат другое пиримидиновое основание — урацил (U). Также они содержат вместо Th другое пиримидиновое основание — урацил (U) и, вместо дезокси-Р-рибозы, D-рибозу. ДНК и РНК дополняют друг друга в передаче наследуемых признаков от поколения к поколению.
LOH-гипотеза была инициирована результатами наших исследований механизма взаимодействия водяного пара с полимерами и мономерами, содержащими H2N-, 0= и другие функциональные группы. В качестве субстратов мы использовали полиакриламид, акриламид и аминокислоты глицин и аланин.
Полиакриламид — это водорастворимый линейный неразветвленный полимер с амидогруппами -C(O)NH2, которые связаны с каждым вторым атомом углеродной цепи. Система полиакриламид—вода — налучшая модель, по которой можно судить о том, как и при каких условиях образуются и диссоциируют двойные спирали ДНК-ДНК. Сходство между механизмами димеризации ДНК и полиакриламида видно на рис. 4а и 46. Оба соединения содержат подобные группы, и связи между ними приводят к образованию димеров. Но систему полиакриламид—вода изучать гораздо легче.
Эксперимент показал, что при очень низкой концентрации воды молекулы полиакриламида димеризованы (рис. 46). По мере обводнения полимера вокруг амидогрупп образуются полости из молекул воды, аналогичные тем, которые существуют в газовых гидратах, то есть возникает ближний порядок в расположении молекул воды. При еще большем количестве воды, когда образуется трехмерный водный континуум, структуризация воды вблизи амидогрупп оказывается термодинамически невыгодной, и димер диссоциирует на отдельные молекулы. Мы предположили, что нечто подобное может происходить и в системе ДНК-вода в средах, подобных протоплазме, где концентрация воды низка.
Затем мы сравнили размеры полостей газовых гидратов с размерами N-оснований и рибоз и обнаружили, что любое из N-оснований может плотно разместиться в большой полости гидратной структуры II или Н, а фосфатные группы и рибозы — в малых или в средних полостях этих структур. Таким образом, гидратные структуры содержат как бы формочки, в которых можно "лепить" молекулы ДНК и РНК (рис. 4а и рис. 5).
Общеизвестно, что в земной коре имеется множество локализаций гидрата метана. Большая часть залежей природного газа находится в виде гидрата. Гидрат метана содержит атомы С и Н и воду. Мы поставили перед собой вопрос: существует ли в природе какое-либо распространенное вещество, которое, провзаимодействовав с метаном, могло бы дать N-основания, рибозу и аминокислоты? Почему одно вещество? Дело в том, что природа любит простоту и выбирает простейшие пути для достижения результатов. Как писал И.Ньютон, "природа ничего не делает напрасно, и было бы напрасным совершать многим то, что может быть сделано меньшим; природа проста и не роскошествует в излишествах". Если достаточно одного вещества, то вероятность того, что именно оно, прореагировав с метаном, дало N-основания и рибозы, гораздо больше, чем вероятность того, что несколько веществ одновременно или последовательно реагировали с метаном.
Оказалось, что такое вещество существует — это нитрат-ионы NO3-, другими словами, селитра. Мы предположили, что сначала нитрат-ионы продиффундировали в фазу гидрата метана, затем из метана и нитрата в больших структурных полостях образовались N-основания, а в малых — рибозы. Взаимодействие N-оснований с рибозами привело к образованию нуклеозидов. После этого в систему продиффундировали фосфат-ионы, которые разместились в свободных малых полостях между нуклеозидами и замкнули цепи, образовав ДНК- и РНК-подобные молекулы. Отметим, что в земной коре есть много районов, где нитраты соседствуют с газовыми гидратами, а апатиты (поставщики фосфат-ионов) распространены весьма широко.
Что было потом, как получились протоклетки, как и почему они начали делиться? Мы полагаем, что в какой-то период времени или температура в слое гидрата метана начала повышаться, или концентрация воды повысилась выше нормы, и залежи гидрата начали подтаивать. Образовался бульон (мы называем его суперцитоплазмой), содержавший ДНК- и РНК-подобные молекулы, нуклеозиды, нуклеотиды, а также аминокислоты, которые, как и нуклеиновые кислоты, образовались из метана и нитрат-ионов. В этот бульон продолжало поступать "питание" — оставшийся в залежах метан, а также нитрат и фосфат из окружающей среды и вода из тающего гидрата. И тут произошло то, что обычно воспринимается как некое таинство: молекулы ДНК начали самовоспроизводиться (реплицироваться), и возникли простейшие клетки (протоклетки). На самом деле репликация полимеров с функциональными группами известна, и ничего сверхъестественного в подобных процессах нет. На это явление ссылается, например, С.Кауфман, который считает, что саморепликация сложных органических молекул может протекать без каких-либо катализаторов. Мы полагаем, что вначале возникли рибонуклеиновые кислоты, а белки — вторичный побочный продукт их функционирования. Гипотетический механизм появления первых клеток и их деление мы подробно описали в журналах "Успехи физических наук" и "Thermochimica Acta" (ссылки — в конце этой статьи).
Почему же молекулы ДНК монохиральны, то есть почему все рибозы, входящие в их состав, имеют D-конфигурацию? По нашему мнению, это не что иное, как эффект матрицы. Дело в том, что заполимеризованная система термодинамически выгоднее, чем набор мономеров, и, по-видимому, молекулы L-рибозы не могли соединить N-основания с фосфатными группами вследствие геометрических особенностей структурной матрицы. Поэтому входе полимеризации молекулы рибозы, синтезированные внутри малых полостей, переструктурировались в D-форму.
Термодинамически это вполне возможно. Рассмотрим две ситуации. Пусть в ходе какой-то реакции синтезируются рибозы. Тогда они (если равновесие в ходе синтеза достигается) будут находиться в равновесном соотношении. Теперь предположим другой вариант, который нам более интересен. Рибозы синтезируются, но D-рибозы все время расходуются в какой-то реакции (в данном случае — в реакции образования нуклеозидов). Этот процесс начнет сдвигать равновесие, будут образовываться все новые D-рибозы. Отбраковка L-рибоз, по-видимому, определяется геометрией матрицы, то есть L-рибоза геометрически не может связать N-основания с фосфатными группами. Это предположение можно проверить с помощью компьютерного моделирования.
Итак, LOH-гипотеза основана на трех главных предположениях. Во-первых, в природе существует трехмерная геометрическая матрица с полостями разных размеров, соответствующими размерам функциональных групп молекул ДНК и РНК, которая способна формировать сразу много молекул нуклеиновых кислот, сходных по строению, но различающихся по последовательности присоединения N-оснований. Матрица довольно широко распространена в природе и строго детерминирована, но вместе с тем может несколько видоизменяться в зависимости от окружающих условий. Глубоко под поверхностью земли условия гораздо стабильнее, чем на границе раздела фаз Земля-атмосфера, и это благоприятно для протекания длительных однонаправленных процессов. Во-вторых, в ячейках матрицы изначально присутствуют атомы, которые в результате химических реакций с веществами, диффундирующими внутрь матрицы, способны образовывать молекулы ДНК и РНК. Поэтому достаточно лишь одного добавочного вещества для синтеза N-оснований, рибоз и аминокислот и еще одного вещества — для синтеза нуклеиновых кислот и белков. В-третьих, монохиральность, присущая биологическим объектам, задана геометрией матрицы, в которой образуются нуклеиновые кислоты.
Формулируя гипотезу, мы исходили из того, что живая материя зародилась именно на нашей планете, а не в недрах Вселенной и что она возникла из неорганических и простейших органических веществ. Мы полагаем, что живая материя возникала многократно и, возможно, образуется и в наше время там, где есть подходящие условия и соседствуют необходимые исходные минеральные вещества.
В этой статье невозможно рассказать о том, как в суперцитоплазме образовались первые клетки. Об этом написано в наших научных публикациях. В одной из них мы предложили гипотетический механизм функционирования и воспроизводства клеток (митоза эукариот и двойного деления прокариот).
Мы упоминали, что природа идет по простейшему пути. Простейший путь — это путь, ведущий неуклонно к убыли свободной энергии системы. Природе некуда спешить, и после каждого шага она дожидается установления термодинамического равновесия и затем делает следующий шаг. Поэтому, по нашему мнению, термодинамический подход необходим при проверке возможности предпола¬гаемых шагов, сделанных природой в прошлом. И мы широко используем этот подход. Оговоримся, что, анализируя направление, в котором шла природа при создании живой материи, мы можем использовать лишь приближенные термодинамические расчеты, но степень приближения достаточна, чтобы сделать определенные выводы и выявить тенденции.
Главный вывод, который следует из термодинамических расчетов, состоит в том, что образование любых биомолекул (включая ДНК, РНК и белковые тела) из метана, нитратов и фосфатов возможно без притока энергии извне, причем относительные концентрации N-оснований в ДНК и РНК могут варьировать в очень широких пределах. Расчеты также показали, что именно по термодинамическим критериям природа отбирала N-основания (среди тех из них, которые могут разместиться в больших полостях гидрата), чтобы включить их затем в состав нуклеиновых кислот.
Что дальше?
LOH-гипотеза кардинально решает вопрос о том, какие нуклеиновые кислоты появились раньше — ДНК или РНК. Мы полагаем, что ДНК и РНК возникали одновременно и были локализованы в одних и тех же местах, причем таких мест было немало на протяжении истории Земли. Вначале возникли ДНК и РНК, затем белки, а не наоборот! Первые элементы живой материи и нуклеиновые кислоты образовались в недрах Земли в твердой фазе, это был синтез множества молекул ДНК и РНК с разным набором N-оснований, но одинаковой структурой, которая задавалась структурой матрицы.
Известны природные явления, которые свидетельствуют в пользу LOH-гипотезы. В акватории Тихого океана и вдоль побережья Центральной Америки, где дно находится под слоем воды от 427 до 5086 м, живут огромные колонии микроорганизмов в грунте под дном океана. В каждом кубическом сантиметре находится до нескольких миллионов бактерий Bacteria и Archaea. Бурение грунта проводили до глубины 400 м, и концентрация бактерий не уменьшалась в интервале глубин 100—400 м. Поддонные грунты, в которых обитают бактерии, содержат гидрат метана, а на материке вдоль береговой линии находятся локализации нитратов натрия и калия. Вполне вероятно, что именно взаимодействие гидрата метана с селитрой под океанским дном привело к образованию N-оснований и D-рибоз, которые затем реагировали с фосфатами с образованием ДНК и т. д. В этом случае наличие бактерий под океанским дном подтверждает нашу гипотезу.
Другой факт, свидетельствующий в пользу LOH-гипотезы, состоит в следующем. Согласно публикациям, газ, отобранный для анализа из поддонных локализаций гидрата метана, содержит значительные количества азота и очень небольшие количества кислорода. В одном месторождении газ содержал 4% N2 и 0,005% О2, а в другом — 11,4% N2 и 0,2% О2. Отношения между концентрациями N2 и О2 много выше, чем соответствующие отношения концентраций в атмосферном воздухе, и очевидно, что азот не мог попасть в образцы из атмосферы в процессе отбора или хранения проб. Возможные источники элементарного азота внутри земной коры немногочисленны, и вполне вероятно, что он был восстановлен из нитратов метаном или другим углеводородом в соответствии с предполагаемыми нами реакциями, которые привели к образованию элементов живой материи.
Известны и эксперименты, которые могут быть объяснены на основании LOH-гипотезы.
Нельзя исключить, что в наши дни существуют подземные или подводные природные биолаборатории где-нибудь в прибрежных районах Юго-Восточной Евразии, в районе великих китайских рек или где-то еще. Возможно, именно они являются источниками новых вирусов, которые обнаруживают время от времени в природе.
Одна из важных особенностей нашей гипотезы состоит в том, что ее можно проверить с помощью компьютерных и лабораторных экспериментов. С помощью трехмерного компьютерного моделирования можно выяснить, насколько совместимы структуры гидрата метана и нуклеиновых кислот, и проверить наше предположение о природе монохиральности. Лабораторный эксперимент может привести к синтезу элементов живой материи. Такой эксперимент прост по идейному содержанию, хотя и не столь прост по приборному оформлению. Надо создать соответствующее давление метана над водой, селитрой и фосфатом в абиотическом автоклаве, термостатированном при температуре чуть выше, чем 273 К (при 273 К равновесное давление метана над его гидратом равно 25,9 атм.) и снабдить его клапаном сброса избыточного давления и оборудованием, позволяющим многократно выполнять химические анализы. А дальше — запастись терпением. Конечно, сначала надо решить технические проблемы: придумать, как долгое время поддерживать абиотические условия, отладить аналитические методики и т. д. Однако игра стоит свеч.
Что еще можно почитать на эту тему:
"Успехи физических наук", 177 (2007) 183-206. "ThermochimicaActa", 441 (2006) 69-78.
Источник: "Химия и жизнь" http://www.hij.ru/ http://www.inauka.ru/analysis/article92653.htmlMy WebPage
