Возможен ли абиосинтез биомолекул?

Зубаир Османов
Для ответа на этот вопрос выделим следующие четыре уровня организации вещества: фрагменты биомолекул, биомолекулы, органоиды, целостный организм.
Под фрагментами биомолекул понимаются аминокислоты, многоатомные спирты, жирные кислоты, моносахариды, азотистые основания нуклеотидов (АОН), фосфаты.

Проблема возникновения жизни требует ответа на следующие вопросы. Могли ли в условиях безжизненной Земли возникнуть фрагменты биомолекул? Если да, то из этих фрагментов могли ли возникнуть биомолекулы? Станут ли биомолекулы, соединяясь друг с другом, образовывать структуры, выполняющие определённые функции, т. е. органоиды? Могут ли органоиды объединиться в целостный организм? Таким образом, возникновение жизни требует того, чтобы химические вещества древней Земли самостоятельно преодолели четыре рубежа: фрагменты биомолекул, биомолекулы, органоиды, целостный организм.

Во второй половине ХХ века учёным удалось синтезировать фрагменты биомолекул в условиях, предположительно имитирующих условия древней Земли. Встал вопрос о возможности реализации второго этапа, т. е. абиосинтеза биомолекул. Этот вопрос можно сформулировать так: насколько реальна возможность образования таких полимеров, как белки, полинуклеотиды, полисахариды, в результате стихийной поликонденсации аминокислот, нуклеотидов и моносахаридов соответственно, а также образования липидов в результате этерификации многоатомных спиртов жирными кислотами?

Проблема эта относится к ведению специального раздела химии, именуемого химией полимеров. Опыт, накопленный в данной отрасли науки, позволяет констатировать следующее. Для полимеризации и поликонденсации необходимыми условиями являются чистота среды, выражающаяся в отсутствии нежелательных примесей, высокая концентрация мономеров, энергоснабжение и катализ. Кроме того, необходима защита функциональных групп мономеров от нежелательных контактов.

Выполнение этих условий в доисторическую эпоху совершенно нереально. Эксперименты показывают, что концентрации мономеров, получаемых в условиях, имитирующих условия предбиологической эпохи, ничтожны, тогда как концентрации веществ, мешающих поликонденсации, в десятки тысяч раз больше. Кроме того, более половины получаемых мономеров представляют собой изомеры тех мономеров, которые требуются биополимерам. Грубо говоря, эти изомеры могут быть охарактеризованы как ложные мономеры, которые, попадая в цепочку мономеров, нарушают функциональную активность полимера, в результате чего он становится недееспособным.

С точки зрения термодинамики поликонденсация энергетически невыгодна, тогда как распад - выгоден. В таких условиях распад происходит легко и естественно, а синтез затруднён, поскольку требует механизмов вовлечения энергии извне и механизмов её утилизации для энергоснабжения синтетических реакций. Такие механизмы мы наблюдаем в уже сложившихся организмах, но откуда бы им взяться в добиологическую эпоху?
Не ясно, за счёт чего мог бы осуществляться катализ. О защите функциональных групп нет смысла говорить ввиду отсутствия факторов, которые могли бы её породить.

Всё это подробнее расписано в "Приложениях" с приведением множества цитат. Настоятельно рекомендую хотя бы просмотреть эту главу, чтобы ещё глубже прочувствовать всю степень абсурдности и научной несостоятельности идеи об абиосинтезе биомолекул и всей теории о стихийном зарождении жизни.
Для тех же, кому недосуг вникать в тонкости, приводится краткое резюме.

Резюме
Компоненты биомолекул - аминокислоты, нуклеотиды, моносахариды, многоатомные спирты, жирные кислоты, - если и могли возникнуть, должны были иметь ничтожную концентрацию, к тому же нарушая при этом хиральную чистоту. Тогда как концентрации веществ, могущих воспрепятствовать полимеризации биомолекул, несоизмеримо больше.

Даже если бы упомянутые компоненты биомолекул каким-то образом возникли в огромных концентрациях, нет ни малейших шансов на то, что пойдёт процесс полимеризации и что он возобладает над деполимеризацией.

Невозможно себе представить, что в результате стихийной полимеризации могли возникнуть хоть какие-нибудь белки или нуклеиновые кислоты.

И уж совершенно дико звучит идея о возникновении механизмов кодирования информации о строении биомолекул, его декодирования и воплощения в жизнь посредством сборки требуемых биомолекул.

Но если даже все необходимые биомолекулы будут иметься в наличии, станут ли они самоусложняясь объединяться в органоиды? Разумеется, нет.
А если собрать вместе различные органоиды, станут ли они кооперироваться в живой организм? Опять нет. Даже лучшие умы планеты, вооружённые всем научно-техническим потенциалом, имея в своём распоряжении все требуемые вещества, имея возможность варьировать как угодно параметры среды, не могут решить проблему создания живого организма.

Как же в таком случае расценить идею о возможности возникновения жизни из неживой матери в условиях, когда нет требуемых веществ, отсутствуют механизмы утилизации энергии, нет информационного обеспечения, нет требуемой среды, и все эти необходимые условия связаны в единый клубок взаимообусловленности?