ОСНОВНОЕ МЕНЮ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

КОНСПЕКТЫ УРОКОВ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

ВНЕКЛАССНАЯ РАБОТА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

ФАКУЛЬТАТИВЫ ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

РУССКИЙ ЯЗЫК

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

ЛИТЕРАТУРА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

АНГЛИЙСКИЙ ЯЗЫК

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

ИСТОРИЯ РОССИИ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

ЗАРУБЕЖНАЯ ИСТОРИЯ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

ОБЩЕСТВОЗНАНИЕ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

БИОЛОГИЯ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

ГЕОГРАФИЯ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

МАТЕМАТИКА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

 

Возникновение жизни — логическое продолжение той эволюционной линии, которая началась в момент Большого взрыва, продолжилась космической, потом геологической эволюцией, а затем естественно перетекла в эволюцию сложных органических веществ.

Надо отметить, что первые органические вещества начали образовываться даже не на планетах, а ещё в космосе, в облаках космической пыли под действием космического излучения. Например, в космосе найдено такое сложное вещество, как муравьиная кислота. По названию ясно, что вещество как-то связано с муравьями — и действительно, ещё в XVII веке английский учёный Джой Рей выделил ее из лесных муравьев. Муравьиная кислота вырабатывается у муравьёв в брюшках, и при нападении врагов муравьи дружно поднимают брюшки и опрыскивают противника этой кислотой.

Можно сунуть в муравейник травинку — муравьи воспримут это как вражеское проникновение и начнут с ним бороться с помощью своего химического оружия. Если потом стряхнуть муравьев с травинки, а травинку облизать, на вкус она окажется кисленькая. Это и есть муравьиная кислота. Между прочим, грозное оружие! Вам-то, такому огромному, ничего, а некоторые насекомые от опрыскивания ею сразу окочурятся.

Молекула муравьиной кислоты состоит из двух атомов водорода, одного атома углерода и двух атомов кислорода. И это не единственная относительно сложная молекулярная конструкция, которая обнаружена в космосе. Оказалось, разной органики в космосе предостаточно, есть там и формальдегид, и гликольальдегид, и прочее. Из-за этого даже появилась гипотеза, согласно которой эта самая органика не образуется исключительно на поверхности молодых планет, а заносится на них из космоса. Так что наша юная Земля вполне могла иметь достаточно привнесённой органики. А могла и сама её наработать — дурное дело нехитрое. Я-то считаю, что никакого «влияния сверху» приличной планете не нужно — под действием излучения от своей звезды она создаст сложность из собственного разнообразия элементов. Кстати, разные эксперименты с моделированием условий ранней Земли показывают, что это возможно — сделать аминокислоты, которые служат кирпичиками жизни, из той неорганики, что в изобилии присутствовала в первичной атмосфере планеты.

Одна из весьма перспективных гипотез — предположение, что первая жизнь, или, скажем так, преджизнь, зародилась в черных курильщиках. Вы не знаете, что такое черные курильщики?

Это подводные гейзеры.

Уж что такое гейзеры, вы должны знать! Так вот, эти гейзеры с очень горячей водой бьют прямо из океанского дна. А черными их назвали за их цвет — струя воды, вырывающаяся из донной расщелины, черного цвета и напоминает дым.

Впервые донные гейзеры были открыты лет тридцать назад. В извергаемой под огромным давлением воде содержится много растворённого сероводорода — это очень вонючий газ, пахнущий тухлыми яйцами (точнее, наоборот, тухлые яйца имеют такой запах, потому что выделяют при протухании сероводород). По названию понятно, что молекулы этого газа состоят из атомов серы и водорода. Хорошо хоть, на глубине в три километра нюхать эту вонь некому!

При этом в морской воде растворено много солей разных металлов… А что такое соли, кстати? Да ещё «разных металлов»?.. Я не буду сейчас слишком глубоко соваться в химию и постараюсь объяснить, как зародилась жизнь, буквально на пальцах, но все-таки какие-то вещи считаю нужным пояснить. Одну соль вы точно знаете — поваренную, которую на картошку сыплют. И если напряжёте память молодецкую, то вспомните, что каждая молекула этой соли сделана из одного атома металла натрия и одной молекулы газа хлора. Так вот, металлические соли — это металл плюс кислотный остаток. И не спрашивайте меня, что такое кислотный остаток, а то мне придется вместо «Эволюции на пальцах» писать «Химию на пальцах»!..

Так вот, сероводород начинает реагировать с морской солью, в результате реакции образуются вещества, именуемые сульфидами, а они густого черного цвета. Поэтому курильщики — черные.

Вообще в этих курильщиках и вокруг них — самые благодатные условия для химических реакций. Во-первых, курильщики вымывают из океанского дна уйму разного, да и в солёной морской воде также содержится предостаточно всяких веществ, а это — готовый строительный материал для производства. Во-вторых, температуры там высокие. Вода в этих природных реакторах перегрета до температуры в 250 градусов Цельсия. А высокая температура, как мы уже знаем, — это и есть необходимая для строительства энергия. Химикам давно известно: повышение температуры резко увеличивает скорость прохождения реакции. Наконец, в-третьих, большое количество разных примесей означает, что среди них наверняка есть катализаторы — вещества, которые сами в химических реакциях не участвуют, но способны их ускорять. И химические эксперименты, воссоздающие условия, которые присутствуют в черных курильщиках, показали: да, при этом действительно образуются аминокислоты.

Немного ранее я назвал аминокислоты «буквами жизни», а также «кирпичиками жизни». И это верные аналогии. Но как, по каким чертежам складывается из кирпичиков здание жизни? Кто и как сложил из них первый живой организм? Ведь между кирпичиками и зданием, как между аминокислотами и живой клеткой, — дистанция огромного размера.

Мы уже знаем от дядюшки Дарвина, что для возникновения жизни нужен естественный отбор. А какой отбор может быть у молекул, которым всё равно, выживут они или нет, потому что они не живут!? Как они могут бороться за энергию среды с другими молекулами? Как они могут размножаться и передавать признаки?

Всё это правильные вопросы! И эти вопросы как бы между делом позволили нам сформулировать, что же такое жизнь и чем она отличается от нежизни. Вот главные признаки жизни:

— живые объекты (субъекты или существа, зовите как хотите) функционируют, обмениваясь энергией и веществом с окружающей средой. Таким образом они активно поддерживают свою выделенность из среды;

— они копируются (размножаются);

— эволюционируют по Дарвину, то есть передают по наследству индивидуальные черты, а при копировании этих черт возможны ошибки.

Может быть, эти три фактора сложились постепенно? А когда собрались вместе все три признака жизни, тогда сложная химическая система и стала жизнью? Хорошая идея!

Давайте посмотрим, существует ли вообще в неживой материи то, что нужно для получения жизни. Например, есть ли среди химических веществ и реакций нечто такое, что можно назвать размножением? Потом поищем нечто такое, что можно было бы назвать обменом энергией. Тогда останется найти нечто похожее на естественный отбор в неживой природе, прибавить к нему два ранее найденных пункта, и вместо сложнейшей серии химических реакций, протекающих в среде, у нас получится то, что можно назвать жизнью.

Ну-ка, поищем.

О! Копирование в химии есть! Химикам известен класс реакций, которые называются автокаталитическими. Но для того, чтобы понять, как они проходят, нужно знать, что такое катализ и катализатор.

Катализатор — это ускоритель химической реакции. Что такое химическая реакция, надеюсь, понятно? Да, правильно, это процесс, при котором из одних химических веществ получаются другие. Вот пример простой химической реакции:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

Не запоминайте эту формулу ни в коем случае, а то вдруг станете умнее, чем положено ребёнку! Я вам и так, словами, расскажу, что здесь к чему.

Едкое вещество соляную кислоту — (HCl), молекулы которой состоят из одного атома водорода (Н) и одного атома хлора (Cl), смешали с другим едким веществом — щелочью (NaOH), молекулы которой состоят из одного атома металла натрия (Na), одной молекулы кислорода (О) и одной молекулы водорода (Н). И в результате бурной реакции получилась поваренная соль (NaCl), смешанная с водой (H2O), то есть просто солёная вода. По отдельности и соляная кислота и щелочь разъедают кожу при попадании на неё, я уж не говорю о том, чтобы их пить — это смерть в мучениях! А после их смешивания образуется то, что вполне можно пить — обычная солёная вода. Была агрессивная среда, а после реакции стала нейтральная. Поэтому такой тип реакций называется реакциями нейтрализации.

В химии — мириады разного рода реакций. И среди них есть, как мы уже сказали, группа реакций каталитических, то есть идущих только в присутствии катализатора. Катализатор — это вещество, которое само не участвует в реакции, то есть ни во что другое не превращается, но зато позволяет идти другим реакциям в своём присутствии. Ускоритель. Бросил в пробирку катализатор, и реакция пошла! Катализаторами разных реакций часто служат металлы.

Среди этой группы есть подгруппа реакций, которые называются автокаталитическими. В них катализатором выступают сами продукты реакции. То есть чем больше продуктов реакции, тем быстрее идёт реакция, потому что больше ускорителя. И это очень напоминает размножение. Собственно, это и есть размножение продуктов реакции в растворе. Молекула автокатализатора, которая сама есть продукт реакции, производит как катализатор, используя болтающиеся в растворе реактивы, другую точно такую же молекулу, как она сама. Она словно «поедает» вещества, содержащиеся в растворе, чтобы произвести себе подобные молекулы.

Вот вам размножение!

Если продукты реакции — вещества нестойкие, то есть могут со временем распадаться, то их количество в растворе зависит от количества «пищи». Много «пищи» — автокаталитическое воспроизводство идёт с нарастанием. А если количество реактива, из которого собираются автокатализаторы, в какой-то момент начало уменьшаться, то продукты реакции будут «вымирать» быстрее, чем автособираются, и в конце концов и в растворе их не останется вовсе. И даже если потом количество «пищи» вырастет, автокатализаторы не начнут самособираться — мы ведь помним, что для каталитической реакции нужен катализатор. А для автокаталитической катализатором служит сам продукт реакции. Нет его — не будет реакции при любом количестве «пищи»! Что же получается? Уменьшилось количество «пищи», и наш продукт реакции «вымер».

Что, если в сложном растворе идут несколько схожих реакций автокатализа одновременно? Это может происходить потому, например, что в результате начавшейся реакции образуются чуть-чуть отличающиеся друг от друга вещества. Вещества могут быть, например, идентичными химически, но отличаться пространственным строением, как левая и правая рука. Вроде бы и то рука, и это рука, но левая перчатки на правую руку отчего-то не налезает — а всё потому, что руки отличаются пространственным строением. Аналогичным образом могут отличаться и большие молекулы — в одной молекуле радикал (группа атомов) так присоединен, а в другой молекуле — эдак, с поворотом. И тогда изменённые вариации молекул начинают воспроизводить уже себя.

Вот вам случайная изменчивость!

А что, если характер разных автокаталитических реакций немного отличается, например, по скорости? Тогда при уменьшении количества исходного материала для реакции («пищи») более успешно пойдут те разновидности реакций, которые быстрее. То есть размножаться будут те виды молекул автокатализатора, которые быстрее других видов «пожирают» дефицитный ресурс. А остальные вымрут от «бескормицы».

Вот вам отбор!

Первой открытой химиками автокаталитической реакцией стала так называемая реакция Бутлерова, которую, как видно из названия, открыл российский химик Бутлеров. Это случилось еще в середине позапрошлого века. Отличный бородатый парень Бутлеров пронаблюдал, как в водном растворе формальдегида при добавлении в него соединений кальция и при одновременном нагревании (накачке энергией) вдруг начинает идти мощная химическая эволюция — сразу несколько реакций с образованием сахаров. Причем продукты этих реакций служат катализаторами самих себя, то есть комплекс реакций идёт с ускорением.

Что такое сахара, вы, без сомнения, должны себе представлять. Привычный сахар, который на кухне наполняет сахарницу, на самом деле лишь один из множества веществ, объединенных общими химическими признаками и называемых сахарами, — точно так же, как живые особи разных видов по общим свойствам объединяются в биологический отряд или семейство. Если построить древо химической эволюции, то привычный нам свекольный сахар можно уподобить одному животному виду, а все сахара вообще назвать семейством сахаров. Тогда это семейство можно разделить на три рода — моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Приведем для примера несколько часто встречающихся видов сахаров. Научное название свекольного (или тростникового) сахара, который мы кладём в чай и с помощью которого варим варенье, — сахароза.

Запомните: в сахарнице — сахароза!

Кроме сахарозы существует глюкоза — более простой по конструкции сахар. Именно глюкоза растворена в крови и служит топливом для работы наших клеток.



Рис. 16. Вот как устроена самая мелкая частичка кондитерского сахара



Лактоза — молочный сахар.

Фруктоза — фруктовый сахар.

Мальтоза — сахар, который содержится в солоде, то есть пророщенном зерне.

Целлюлоза — это древесина.

Уловили закономерность? Сахара узнать просто: если в названии химического вещества есть «оза» — это сахар.

На свете огромное количество сахаров. Далеко не все из них сладкие — попробуйте пожевать древесину или вспомните вкус молока. Но некоторые сахара не только не сладкие, но ещё и смертельно ядовитые! И тут самое время вернуться к Бутлерову, который наблюдает, как в колбе с раствором творится что-то непонятное — формальдегид превращается в сложную смесь разных сахаров, эта смесь постепенно густеет и карамелизуется, застывая и каменея.

Почему биологи обратили внимание на реакцию Бутлерова? Потому что основными носителями биологической информации (то есть информации о жизни) служат уже известные нам молекулы ДНК и пока ещё неизвестные нам молекулы РНК — рибонуклеиновой кислоты. ДНК — это книга записей обо всех свойствах организма, архив. А РНК помогает считывать наследственную информацию из этого архива. Именно эти две молекулы умеют накапливать и передавать при копировании информацию в виде набора биологических «букв». Но почему они так называются — рибонуклеиновая кислота и дезоксирибонуклеиновая кислота? Корень «рибо-" в их названиях образовался от слова «рибоза».

Чувствуете, куда ветер дует? «Оза»! Да, рибоза, которая лежит в основе РНК и ДНК, — это сахар. А каким образом в химических реакциях могут образовываться, размножаться и отбираться сахара, мы уже знаем — из формальдегида в смеси с соединениями кальция. Формальдегида в природе полно, он даже в космосе найден! Да и с соединениями кальция проблем нет, они в земной коре повсюду.

В последнее время стало ясно, какие именно природные примеси помогают отбирать нужные сахара и выводить из реакции ядовитые, помогая выживать именно тем, из которых теперь устроена основа нашей жизни. Эти вещества-помощники называются силикатами, и они тоже очень распространены в природе. Более того, экспериментируя с реакцией Бутлерова, учёные уточнили, что добавлением самого обычного апатита (природного минерала) реакцию Бутлерова удаётся сместить к накоплению почти одной только рибозы!

Но мы помним, что каталитические реакции идут только в присутствии катализатора, в том числе и реакции автокаталитические. Откуда же взялась затравка для реакции — самая первая молекула автокатализатора? На это есть ответ — первичные простые сахара, с которых начинается «сахарная эволюция», могут образовываться в растворе формальдегида, облученном ультрафиолетом. А ультрафиолет в изобилии излучает Солнце.

Так что в условиях Земли жизни просто некуда было деваться, кроме как возникнуть!

Поиск

ФИЗИКА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

Поделиться

ХИМИЯ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

МУЗЫКА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

ВСЕРОССИЙСКИЕ ПРОВЕРОЧНЫЕ РАБОТЫ

ОГЭ И ЕГЭ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

ГОЛОВОЛОМКИ, ВИКТОРИНЫ, ЗАГАДКИ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

НА ПЕРЕМЕНКЕ И ПОСЛЕ УРОКОВ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru