Эглинтон Дж., Мэрфи М.Т.Дж. (ред.) Органическая геохимия

Подождите немного. Документ загружается.

P'DB-стандарта. Так как геологические оценки, основанные на относитель-

ной распространенности сланцев, известняков и песчаников, а также на гео-

химическом балансе углерода (таблица) близки между собой, то величина

С = —23°/

, найденная для включений элементарного углерода в базаль-

тах, становится невероятной. Поэтому карбонатиты, некоторые графиты,

алмазы и GO

из термальных областей являются, по-видимому, наиболее

близкими представителями магматического углерода (рис. VII-12).

К сожалению, распределение изотопов углерода в магматических породах

изучено мало, и работы в этом направлении надо поощрять. Предполагается,

например, что граниты образуются при плавлении земной коры (анатексисе);

если таким образом гранитизируются и осадочные породы, это может нала-

гать отпечаток на величину S

C в гранитах.

Б. Метеориты

Метеоритный углерод разделяется на три отдельные группы, хотя и видна

•общая тенденция (рис. VII-13): большие значения 6

С характерны для мате-

риалов, наиболее богатых углеродом [50, 51]. Углистые хондриты типа I

имеют средние значения 5

С, со-

ответствующие земному магматиче-

скому углероду, тогда как нормаль-

ные хондриты попадают в интервал

наземных растений.

Из концепции, разработанной

Б. Мейсоном [49] и другими, сле-

дует, что углистые хондриты типа I

представляют собой примитивные

материалы, возможно агрегаты пыли

из предбиологической солнечной

туманности, из которой путем тер-

мического метаморфизма образова-

лись и другие хондриты. Метамор-

физм должен привести к частичной

или полной потере летучих соедине-

ний и снижению содержания угле-

рода. Эта потеря может сопровож-

даться фракционированием изото-

пов, вроде наблюдаемого по данным

рис. VII-13.

В этом отношении показательна работа Р. Клейтона [52], обнаружившего

обогащение

C метеоритных доломитов почти на 60°/

по сравнению со свя-

занным с ними органическим углеродом. Такое фракционирование возможно,

если источником образования доломитов служит выделяющийся при декарбо-

ксилировании CO

, обогащенный

C. Можно также предположить, что в от-

личие от земных условий образование органических веществ в этом случае

значительно превосходило образование карбонатов и что эта стадия истории

углистых хондритов проходила позже, в то время, когда остаточный углерод

уже мог быть сильно обогащен

C из-за некоторой предпочтительности исполь-

зования

G при неорганическом синтезе углеродсодержащих веществ. Во вся-

ком случае доломит найден только в углистых, но не в нормальных хондри-

тах, и, по всей вероятности, можно ожидать наличия самой тесной связи

между органическим веществом и карбонатами в метеоритах.

Рис. VII-13. Изотопный состав органиче-

ского углерода метеоритов [50, 51].

Хондриты; 1 — нормальные; 2 — углистые, тип I'

з — то же, тип II.

'222

Недавно появилось несколько статей, утверждающих биогенное происхо-

ждение органического вещества углистых хондритов. Высказывается даже

мысль о том, что образование этого внеземного органического материала свя-

зано главным образом с фотосинтезирующими организмами. Здесь нет места

для критического разбора этих заявлений, однако близкое соответствие

между величинами 6

С для земного магматического углерода и углистых

хондритов типа I должно убедить каждого, что изотопные данные не подтвер-

ждают этих мнений и больше согласуются с абиогенным происхождением

метеоритного углерода.

VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На рис. VII-14 собраны все сведения об изотопах, использованные для

воссоздания цикла углерода в природе. Для магматического углерода при-

нято б

С = —6°/

, что близко к изотопному составу современной атмосферы.

-J

-W

-/5

-20

-25

-JO

-JJ

Рис. VII-14. Круговорот углерода в природе.

А — полное плавление и обмен с магмой; Б — фотосинтез; В — метаморфизм и диагенез; 1 — магма-

тический углерод; 2 — атмосферный CO

; 3 — ионы HCOg" в морской воде; 4, — морские известняки;.

5 — глинистые сланцы, нефти, шиферные и аспидные сланцы; в — торф, лигнит, антрацит и сланцы

7 — морской органический углерод; 8 — континентальный органический углерод; 9 — современные

морские осадки; 10 — современные пресноводные осадки.

По этой причине значительные выносы углерода с вулканическими газами

не изменяют изотопного состава атмосферы и гидросферы. Только парциаль-

ное давление CO

и, следовательно, рН морской воды будет оказывать на него

влияние.

Постоянство соотношения изотопов для всех послекембрийских карбона-

тов и органических веществ может означать только то, что мы имеем дело

с довольно сложной биохимической системой, в которой хорошо сбалансиро-

вано образование органического вещества и известняков. Из более широких

пределов изменения изотопного состава докембрийского органического

вещества следует, что цикл углерода тогда был еще не вполне устойчив.

Диагенез и метаморфизм незначительно изменяют изотопный состав орга-

нического вещества. Для искажения изотопного распределения, соответству-

ющего пониженному содержанию

C, которое образуется при фотосинтезе,

требуются полное расплавление всей породы и обмен с магматическим

углеродом.

( * )

хС0

I *

"СО,

<- 1\

CZZZD

" cJ

у CO

в )

223-

*•

и =S ^

S ZS

fcf

I о О) I •

в а я- gs« ISJJD

нS a s Sg

HH HI

... U

° ® °о

й о

OO Щ И

. ft

QJ M

-Чт

S Scs

I 11=. В

Э о -

S^o

«R

§ аю G ° в о I

В о,

IM I •» -я °

- _i_

о,

Я — I SSb

',?+®"!

Й „_

UX I Oi „g o

ш SwO, о I Uo

gog^l g I н- +Sgg

S- й я -

SkS=C я- , к^и

^ S =S so..

I» Sa

ЯГО^ОЯ'^й

..„о

о й

..S«s

I -н

M й

P. S3

ACej

S •<

So"" ITS

s«i

M S

Ojg

• g g и B

idos

7Ип o»acsSi<»" «

!>>e<

• O

I = S

IB Ssa

О й i 3 i

i ^

P< E-<

Q,M

Hg I g I 11 gls

H cc

Bmi

о ft и a

'224

О ! I и I I ш .

а с ajQo « fts ч

S+gllglgsSg

SSSH SiDO

H I

gg'

-HI

S=s s

H Ы

_ S

SS^

P.©

-K=

Se „,

S SнЯйо

Ksffl «^aflK

,ЙОЛ5,ttgJS®

Вне; I

S и . <ч

Basg

Kg --

2 2 , ^

. S

..X

3f s I Sg^b

IS J^

vr a> ^

О)

c* a

-HO ЩСО Й.К

ass^iM

„

a# и Г

ОЩйэ

15 заказ 1038

gfsIfgSI

id Й M

о rt_

0 S

£ §

.. .

о I

р» „ ю

ID-

«O

1 S ш

sxw

и Й.

C^O I

sir s I. .""В

- sii-§

SSsIs

я S

SSftgS BEng

«s ..О Й

оонд

—

attro^q So^

W CC О, О

FFI

S и

»= О

S и <

H^lSlSs

M Mco

H 5 к©

= ° 2

F2ее

E- И м

18.."..-SBgiI

(. S

O or

I a&.-'&S'Ri

225

Этот раздел основан на суммировании всех данных по изотопам углерода,

использованных выше. Более 5000 индивидуальных анализов сгруппированы

так, чтобы облегчить сравнение различных образцов (рис. VII-15—VII-21).

Частота встречаемости,%

12 5 50 95 SS 99 ^

-I 1 I

--I I I I I I I—I—I—г-1 -36

99 9в Si 50 5 2 /

Рис. VII-21. Величина 6

С для

различных магматических, мета-

морфических и метеоритных ма-

териалов.

1 — нормальные хондриты (2); 2 —

графит (аспидные сланцы) (128); 3 —

вулканические породы (9); 4 — хон-

дриты типа II (6); 5 — магматический

(7); в — графит (16); 7 — СО,

термальных областей (18); 8 — угли-

стые хондриты типа I (12); 9 — алма-

зы (47); 10 — карбонатиты (48).

Список публикаций, из которых взяты данные по изотопам, включает около

500 наименований. Автор сожалеет, что из-за ограниченности объема не может

уделить внимание всем источникам информации. (Рекомендуем читателю

монографию Э. М. Галимова «Изотопы углерода в нефтегазовой геологии»

M., «Недра», 1973.—Ред.).

Список литературы

1. Urey Н. С. The thermodynamic properties of isotopic substances. — «J. Chem.

Soc.», 1947, 1947, p. 562—581.

2. N i e r A. O. A mass spectrometer for isotope and gas analysis. — «Rev. Sci.

Instr.», 1947, 18, p. 398—411.

3. McKinney C. R., McCrea J. M., Epstein S., Allen H. A.,

Urey H. C. Improvements in mass spectrometers for the measurement of small diffe-

rences in isotope abundance ratios. — «Rev. Sci. Instr.», 1950, 21, p. 724—730.

4. Baertshi P. Die Fractionierung der natiirlichen Kohlenstoffisotopen in

Kohlendioxydstoffwechsel griiner Pflanzen. — «Helv. Chim. Acta», 1953, 36, p. 773—781.

5. C r a i g H. The geochemistry of stable carbon isotopes. — «Geochim. Cosmochim.

Acta», 1953, 3, p. 53—92.

6. Landergren S. On the relative abundance of the carbon isotopes in the

marine sediments. — «Deep-Sea Res.», 1954, 1, p. 98—120.

7. N i e r A. O., Gulbransen E. A. Variation in the relative abundance

of the carbon isotopes. — «J. Amer. Chem. Soc.», 1939, 61, p. 697—698.

8. Rankama K. New evidence of the origin of Precambrian carbon. — Bull.

Geol. Soc. Amer., 1948, 59, p. 389—416.

'226

9. W e s t S. S. Relative abundance of the carbon isotopes in petroleum. — «Geo-

physics», 1945, 10, p. 406—420.

10. W i с к m a n F. E. Variations in the relative abundance of the carbon isotopes

in plants. — «Geochim. Cosmochim. Acta», 1952, 2, p. 243—254.

11. Park R., Epstein S. Carbon isotope fractionation during photosynthe-

sis. — «Geochim. Cosmochim. Acta», 1960, 21, p. 110—126.

12. P a г к R.,' E p s t e i n S. Metabolic fractionation of 13C and 12C in plants. —

«Plant Physiol.», 1961, 36, p. 133—138.

13. A b e 1 s о n P. H., Hoering Т. C. Carbon isotope fractionation in for-

mation of amino acids by photosynthetic organisms. — Proc. Nat. Acad. Sci. U. S., 1961,

47, p. 623—632.

14. Bigeleisen J. Tlie relative reaction velocities of isotopic molecules. — «J.

Chem. Phys.», 1949, 17, p. 675—678.

15. S i 1 v e r m a n S. R. Investigations of petroleum origin and evolution mecha-

nisms by carbon isotope studies. — In.: Isotopic and cosmic chemistry. H. Craig, S. Miller

and G. Wasserburg, eds. Amsterdam, North-Holland Publ. Co., 1964.

16. Sackett W., Nakaparksin S., Dalrymple D. Carbon iso-

tope effects in metane production by thermal cracking. 3rd Intern. Meet. Org. Geochim.,

Ld. Sept. 1966.

17. Sackett W. M., Thompson R. R. Isotopic organic carbon compo-

sition of recent continental derived clastic sediments of eastern Gulf Coast, Gulf of Me-

xico. — Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol., 1963, 47, p. 525—528.

18. Z a r t m a n R. E., Wasserburg G. J., Reynolds J. H. Helium,

argon and carbon in some natural gases. — «J. Geophys. Res.», 1961, 66, p. 277—306.

19. S i 1 v e r m a n S. R., Epstein S. Carbonisotopiccompositions of petro-

leums and other sedimentary organic materials. — «Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol.», 1958,

42, p. 998—1012.

20. Keeling C. D. The concentration and isotopic abundances of atmosphe-

ric carbon dioxide in rural areas. — «Geochim. Cosmochim. Acta», 13, p. 322—334.

21. Craig H. Isotopic standards for carbon and oxygen and correction factors

for mass spectrometric analysis of carbon dioxide. — «Geochim. Cosmochim. Acta», 1957,

12, p. 133—149.

22. Calvin M., Bassham J. A. The photosynthesis of carbon compounds.

N. Y., W. A. Benjamin, Inc., 1962.

23. B a s s h a m J. A. Photosynthesis; the path of carbon. — In: Plant bioche-

mistry. J. Bonner and J. E. Varner, eds. N. Y., Acad. Press, 1965.

24. В о n n e r J., V a r n e r J. E., Plant biochemistry. N. Y., Acad. Press,

1965.

25. Deuser W. G., Degens E. T. Carbon isotope fractionation in the system

(gas) — C0

(aqueous) — HCOj (aqueous). — «Nature», 1967, 215, p. 1033 — 1035.

26. Keeling C. D. Concentration and isotopic abundances of carbon dioxide in

rural and marine air. — «Geochim. Cosmochim. Acta», 1961, 24, p. 277—298.

27. V о g e 1 J. C., Enhalt D. In: Radioisotopes in hydrology. Vienna Intern.

Atomic Energy Agency, 1963, p. 383—395.

28. Miinnich K. O., Vogel J. C. Untersuchungen an pluvialen Wassern

der Ost-Sahara. — «Geol. Rundschau», 1962, 52, p. 611—624.

29. C r a i g H. Carbon-13 in plants and the relation between carbon-13 and car-

bon-14. — «J. Geol.», 1954, 62, p. 115—149.

30. Degens E. T., Guillard R. L., Sackett W. M., Helle-

bust J. A. Metabolic fractionation of carbon isotopes in marine plankton. Pt. 1. «Deep-Sea

Res.», 1968, 15, p. 1—9.

31. Sackett W. M., Eckelmann W. R.,Bender M. L., Be A. W. H.

Temperature dependence of carbon isotope composition in marine plankton and sediments. —

«Science», 1965, 148, p. 235—237.

32. Degens E. T., Behrendt M., Gotthardt B., ReppmannE.,

Metabolic fractionation of carbon isotopes in marine plankton. Pt. II. «Deep-Sea Res.».

1968, 15, p. 11—20.

33. P a г к e r P. L. The isotopic composition of the carbon of fatty acids. — Ann.

Rep. Dir. Geophys. Lab. Carnegie Inst. Wash., Year-Book, 1961—1962, 61, p. 187—190.

34. Campbell A. E., HeUebust J. A., WatsonS. W. Reductive

pentose phosphate cycle in Nitrosocystis oceanus.

—

«J. Bacterid.», 1966, 91, p. 1178—1185.

35. Kaplan I. R., Rittenberg S. C. Carbon isotope fractionation during

matabolism of lacate by Desulfovibrio desulfuricans. — «J. Gen. Microbiol.», 1964, 34,

p. 213—217.

36. O a n a S., Deevey E. S. Carbon-13 in lake waters and its possible bearing

on paleolimnology. — «Amer. J. Sci.», 1960, 258-A, p. 253—272.

15*

227

37. С г a i g Н. In: Nuclear geology on geothermal areas. Consiglio Nazionale Delle-

Richerche, Pisa, 1965, p. 17—53.

38. Wickman F. E. The cycle of carbon and the stable carbon isotopes. —

«Geochim. Cosmochim. Acta», 1956, 9, pp. 136—153.

39. С о m p s t о n W. Carbon isotopic compositions of certain marine invertebra-

tes and coals from the Australian Permian. — «Geochim. Cosmochim. Acta», 1960, 18,

p. 1-22.

40. R о s e n f e 1 d W. D., Silverman S. R. Carbonisotopefractionation

in bacterial production of methane. — «Science», 1959, 130, p. 1659.

41. Wasserburg G. J., Mazor E., Zartman R. E. In: Earth science

and meteoritics. J. Geiss and E. Goldberg, eds. Amsterdam, North-Holland Publ. Co., 1963,

p. 219—240.

42. N а к a i N. Carbon isotope fractionation of natural gas in Japan. — «J. Earth

Sci.», 1960, 8, p. 174-180.

43. Eckelmann W. R., Broecker W. S., Whitlock D. W., Al-

ls u p J. Implications of carbon isotope composition of total organic carbon of some re-

cent sediments and ancient oils.— «Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol.», 1962, 46, p. 699—704.

44. Krejci-Graf K., Wickman F. E. Ein geochemisches Profil durch

den Lias alpha (zur Frage der Entstehung des Erdols). — «Geochim. Cosmochim. Acta»,

1960, 18, p. 259—272.

45. Gavelin S. Variations in isotopic composition of carbon from metamorphic

rocks in Northern Sweden and their geological significance. — «Geochim. Cosmochim.

Acta», 1957, 12, p. 297—314.

46. В о г с h e r t H. Zur Geochemie des Kohlenstoffs. — «Geochim. Cosmochim.

Acta», 1951, 2, p. 62—75.

47. R у t h e r J. H. In: The ecology of algae. Symp. held at the Pymatuning

Laboratory of Field Biology, Univ. Pittsburgh, Spec. Pub., 1959, № 2, p. 72—83.

48. Weeks L. G. Habitat of oil. L. G. Weeks, ed. Tulsa, Oklahoma.—«Bull.

Amer. Assoc. Petrol. Geol.», 1958, 42, p. 1—61.

49. M a s о n B. The carbonaceous chondrites. — «Space Sci. Rev.», 1962, 1963,

1, p. 621—646.

50. В о a t о G. The isotopic composition of hydrogen and carbon in the carbona-

ceous chondrites. — «Geochim. Cosmochim. Acta», 1954, 6, p. 209—220.

51. Briggs M. H. Evidence of an extraterrestrial origin for some organic consti-

tuents of meteorites. — «Nature», 1963, 197, p. 1290.

52. Clayton R. N. Carbon isotope abundance in meteoritic carbonates. —

«Science», 1963, 140, p. 192—193.

ГЛАВА VIlI

УГЛЕВОДОРОДЫ - НАСЫЩЕННЫЕ,

НЕНАСЫЩЕННЫЕ И АРОМАТИЧЕСКИЕ

В. Г. Мейншейн

Индианский университет,

Блумингтон, Индиана

I. ВВЕДЕНИЕ

Углеводороды — это соединения, состоящие из атомов углерода и водо-

рода. В природе встречаются три основных класса углеводородов: насыщен-

ные, ненасыщенные и ароматические. Они различаются по химической и мета-

болической * активности и содержанию в организмах и породах. Насыщенные

углеводороды называют парафинами. В биологических липидах парафины,

или алканы **, содержатся в виде следов, но они являются в то же время

наиболее устойчивыми и представительными компонентами органических

веществ пород. Ненасыщенные углеводороды часто называют олефинами,

так как было найдено, что этилен — газообразный ненасыщенный угле-

водород, при взаимодействии с хлором и бромом дает маслянистые продукты.

Тривиальное название этилена — «маслородный» (olefiant gas) или масло-

образующий газ — породило термин «олефин», которым стали обозначать

родственные этилену соединения. Олефины содержатся в биологических

липидах в больших количествах, чем алканы.

Сквален — полиолефиновый тритерпен — является анаболическим про-

межуточным соединением при образовании растительных и животных сте-

роидов, которые могут быть предшественниками некоторых ароматических

углеводородов в земных породах [1]. Ароматические углеводороды содер-

жат по меньшей мере одно кольцо из 6 атомов углерода с чередующимися

одинарной и двойной связями, т. е. они имеют бензолоподобную кольцевую

* Метаболизм — это сумма процессов, протекающих при синтезе (анаболизме)

и разрушении (катаболизме) протоплазмы и ее молекулярных составляющих. Термины

«метаболический», «анаболический» и «катаболический», употребляемые в этой главе,

относятся соответственно к метаболизму, анаболизму и катаболизму биологических

соединений.

** Обычно к насыщенным углеводородам относят не только алканы, но и циклоал-

каны (циклопарафины). — Прим. ред.

'229

структуру *. Наименование этой группы углеводородов обусловлено тем, что

некоторые из его членов обладают приятным запахом. В осадочных породах

ароматических углеводородов больше, чем олефинов, но меньше, чем алка-

нов. Концентрация ароматических углеводородов в организмах пренебрежимо

мала. Большинство из них метаболически и химически менее активны, чем

олефины.

Научный интерес к происхождению углеводородов возник благодаря

открытию и промышленному использованию нефти. Углеводороды являются

основными компонентами нефтей, и изучение их происхождения обычно

является составной частью исследования происхождения нефти [2].

Установление того факта, что некоторые нефтяные углеводороды сходны но

структуре с биологическими соединениями [3], привело к широкому исполь-

зованию углеводородов при палеобиологических, экзобиологических и геоло-

гических исследованиях [4], однако некоторые возражения, возникшие

в связи с обнаружением углеводородов в метеоритах, указывают на необхо-

димость осторожной оценки различных теорий и соответствующих данных

о происхождении углеводородов [5]. В этой главе мы рассмотрим связь химии

углерода, эволюционных и метаболических процессов и природных условий

с составом, распределением и научной значимостью земных углеводородов

и их возможных предшественников.

Органические соединения вообще могут создаваться в результате анабо-

лических или абиотических реакций. Углеродные атомы химически

уникальны из-за их способности соединяться друг с другом и с атомами дру-

гих элементов неопределенно большим количеством способов. Из-за огром-

ного разнообразия органических реакций невозможно доказать, что данное

соединение образовалось с помощью какой-то определенной реакции или

последовательности реакций. Синтетические вещества, например пластики,

можно получать как из абиотических, так и из биологических соединений,

а любое биологическое вещество теоретически можно получить с помощью

абиотических реакций. Несмотря на то, что химическая многогранность

атома углерода мешает точному определению происхождения органических

веществ только на основе их состава, некоторые высокоселективные процессы,

несомненно, дают продукты, происхождение которых. можно установить

точно, а если допустить, что физические и химические законы универсальны,

то одни и те же критерии можно применять для оценки как земных, так и вне-

земных веществ.

Многие высокоселективные реакции непосредственно или косвенно свя-

заны с жизнью. Активные катализаторы и промежуточные вещества могут

давать высокие выходы органических продуктов специфического строения,

и если эти продукты сложны, то всегда можно отличить биогенные соединения

от артефактов. Реакции, протекающие в условиях имитации процессов моле-

кулярной эволюции, тоже иногда могут воспроизводить некоторые биологи-

ческие соединения. С. Фокс [6] считает, что такое воспроизведение может

ограничить ценность ископаемых органических веществ. Однако по мнению

Г. Уолда [7], влияние результатов исследований ученых и повсеместного

распространения биологических материалов способствует тому, что его можно

спутать с абиотическим влиянием. Многие исследователи согласны с тем фак-

том, что молекулярные компоненты живых организмов образовались абио-

тически. П. Моррисон пояснил, почему неразрывная связь между этими моле-

кулами, вероятно, не была ни важной количественно, ни устойчивой каче-

* В настоящее время принято считать распределение jx-электронов в бензольном

кольце равномерным и все 6 связей С—С эквивалентными. — Прим. ред.

'230

ственно. Он логично предположил, что жизнь возникла из «редких, но инте-

ресных исключений» в абиотическом наборе молекул в предбиологических

водах [8], и отметил, что в последующий период биологической эволюции

расхождение между кривыми распределения свободной энергии для абиоти-

ческих и самовоспроизводящихся молекул должно было создаться либо слу-

чайно, либо очень быстро. Это расхождение и разбросанность редких молеку-

лярных исключений, непосредственно ответственных за происхождение

жизни, по мнению П. Моррисона, должны обеспечить то, что биологические

молекулы аналитически различимы в любом природном наборе абиотических

соединений.

Дополнительное подтверждение различимости биологических молекул

по составу можно косвенно вывести из неравнозначности математических

соображений о воспроизводстве. Э. Вигнер [9] показал, что из-за быстро

нарастающего количества нарушений упорядоченности сохранить генетиче-

скую информацию при передаче невозможно; однако именно такие наруше-

ния, по мнению Г. Уолда, необходимы для осуществления эволюции. Для

того чтобы произошла природная селекция, нужны отклонения, и естествен-

ный отбор направлен, очевидно, на уменьшение беспорядка, который должен

возникать при передаче информации во время воспроизводства. Г. Уолд

установил, что «порядок в живых организмах введен не заблаговременно,

по заранее обдуманному проекту, а после свершившегося факта — факта

случайной мутации — с помощью процесса, сходного с редактированием»

[10].

По сути дела биологическая эволюция, очевидно, сохраняет и усиливает

упорядоченность переносимой генетической информации, которая в свою

очередь контролирует производство, соединение и расщепление метаболиче-

ских промежуточных веществ в организме. Метаболические реакции в отли-

чие от абиотических, определяющихся квантовой механикой, идут по строго

определенным и численно ограниченным путям. Организмы в большинстве

являются изолированными системами с направленным метаболизмом. Расте-

ния и животные при самых различных условиях среды создают и используют

много одинаковых соединений. Общее единство биологического кода ясно

показано в работе [11], а соответствие между морфологически и молекулярно

изученными представителями различных форм жизни свидетельствует, что

жизнь можно характеризовать как на клеточном, так и на молекулярном

уровпях [12].

IIo общему согласию загадка происхождения жизни может рождать

сомнения в справедливости тех'или иных объяснений эволюции. Отмеченные

выше различия во взглядах основаны на допущении, что живые организмы

подчиняются тем же химическим законам, что и неживые. Однако С. Фокс

[6] высказал мысль, что сложные соединения углерода создаются легче, чем

это можно предположить теоретически. Хотя имеющиеся данные и указывают,

что реакциями углерода управляют законы термодинамики, противоречивые

представления о возможности аналитического различения молекулярных

остатков ранее существовавших организмов и продуктов абиотических реак-

ций нельзя полность разрешить на основе теоретических выкладок.

Экспериментальные данные на природных образцах могут пролить свет

на состав живых организмов, возникающих в ходе метаболических и абиоти-

ческих реакций. Условия, существующие в различных областях Земли, обес-

печивают распространение различных соединений углерода, состав которых

определяется главным образом протеканием биологических или абиотических

процессов. Скорости метаболических и абиотических реакций в разной сте-

пени зависят от температуры и условий среды. Метаболическая активность

'231