Как современная наука представляет себе очередные этапы происхождения первых форм жизни на нашей планете? В течение длительных периодов времени, предшествующих развитию субстанции, обладающей уже свойствами жизни, происходила постепенная химическая эволюция, приведшая к образованию первых органических соединений. Согласно современным взглядом, первичная атмосфера нашей планеты была совершенно лишена кислорода. Кислород был связан с водородом в форме воды и с металлами в окисях этих металлов. Первые химические соединения возникали, как считает Г. Юри (Н. Urey), в результате электрических разрядов в атмосфере.
Взгляды Юри нашли свое подтверждение в экспериментах одного из его сотрудников, Стэнли Миллера (S. H. Miller). В этих экспериментах смесь газов, которая вероятно имелась в первичной атмосфере Земли, а именно: паров воды, метана, аммиака и водорода, обращалась в течение недели в закрытом сосуде, в котором постоянно происходили электрические разряды.
Затем произведен хроматографический анализ состава смеси и в ней обнаружены различные аминокислоты, которые, как известно, являются строительными кирпичиками белка. Таким образом, доказана возможность образования органических соединений, являющихся составными частями белка, из очень простых химических соединений, которые, по мнению большинства авторов, находились в первичной земной атмосфере.
Следует проанализировать, возможен ли дальнейший синтез более сложных химических соединений, образующихся прежде всего из взаимосвязанных аминокислот? Как известно, синтез разных химических соединений в живом организме происходит благодаря действию ферментов, являющихся катализаторами живого организма. Ферменты, однако, сами являются белками, и потому в первом периоде химической эволюции еще не могли существовать.
Известно, что действие ферментов ограничивается, по существу, только влиянием на скорость течения химических реакций. Ферменты или ускоряют, или тормозят течение химических реакций. Те же реакции, которыми нормально руководят ферменты, могут также происходить в их отсутствии. Однако в этом случае для их завершения необходимо длительное время. Поэтому можем принять, что и без участия ферментов реакции синтеза происходили и в давние времена. Они только нуждались в длительном времени, которое, однако, химическая эволюция имела в своем распоряжении. Но имеется следующая трудность.
Почти каждое органическое соединение в современных условиях подвергается разложению микроорганизмами, которые тем самым делают невозможным синтез более сложных химических соединений. Ясно, что в эти древнейшие времена микроорганизмов еще не было, если же в первичной земной атмосфере имелся кислород, то образующиеся химические соединения должны были подвергнуться окислению, а тем самым дальнейшие процессы синтеза не могли происходить. Однако большинство геологов и астрономов считают, что первичная атмосфера Земли была полностью лишена кислорода. Таким же образом обстояло дело с двуокисью углерода. Углерод был связан главным образом с металлами в виде карбида металлов, и с водородом в виде углеводородов.
Известно, что в настоящее время, как кислород, так и двуокись углерода являются продуктами живых организмов. Отсутствие кислорода в первичной атмосфере являлось очень существенным моментом в дальнейшей химической эволюции. В первичной атмосфере не было также и двуокиси углерода, и, как увидим, как кислород, так и двуокись углерода, так необходимые теперь для жизни, возникли в результате реакций, связанных с жизнедеятельностью первых живых существ.
Современная наука еще окончательно не выяснила многих вопросов химической эволюции, ведущей к образованию первых систем, проявлявших уже первые свойства живой материи. Хотя отсутствие кислорода и микроорганизмов позволяет нам понять, почему возникавшие органические соединения не подвергались быстрому разложению, остается еще выяснить, каким образом, в первичных океанах Земли возникали все более сложные химические соединения. Реакции синтеза всегда обратимы, то есть им всегда сопутствуют реакции анализа, разложения. В течении химических реакций в конце концов устанавливается химическое равновесие, однако пункт этого равновесия всегда сдвинут в сторону процессов распада.
Цитируем слова Wald: “Самопроизвольное и постепенное соединение аминокислот, образующих белок, очень мало вероятно, поэтому оно могло иметь место только в течение очень длительных периодов времени. Зато разложение белка или промежуточных продуктов на составные части, то есть аминокислоты, является гораздо более правдоподобным, и поэтому происходить гораздо быстрее”.