Теории зарождения жизни на земле – А Дарвин против! 8 странных теорий о зарождении жизни на Земле | Наука | Общество

Семь научных теорий о происхождении жизни. И пять ненаучных версий — Naked Science

Чтобы оценить это чудо по достоинству, надо познакомиться с рядом современных теорий, описывающих разные варианты и этапы рождения жизни. От бойкого, но безжизненного набора несложных органических соединений и до протоорганизмов, познавших смерть и вступивших в бесконечную гонку биологической изменчивости. В конце концов, не эти ли два слагаемых – изменчивость и смерть – порождают всю сумму жизни?..

 

1.Панспермия

 

Гипотеза о занесении жизни на Землю с других космических тел имеет массу авторитетных защитников. На этой позиции стоял великий немецкий ученый Герман Гельмгольц и шведский химик Сванте Аррениус, российский мыслитель Владимир Вернадский и британский лорд-физик Кельвин. Однако наука – область фактов, и после открытия космической радиации и ее губительного действия на все живое панспермия, казалось, умерла. 

 

Но чем глубже ученые погружаются в вопрос, тем больше всплывает нюансов. Так, теперь – в том числе и поставив многочисленные эксперименты на космических аппаратах – мы с куда большей серьезностью относимся к способностям живых организмов переносить радиацию и холод, отсутствие воды и прочие «прелести» пребывания в открытом космосе. Находки всевозможных органических соединений на астероидах и кометах, в далеких газопылевых скоплениях и протопланетных облаках многочисленны и не вызывают сомнений. А вот заявления об обнаружении в них следов чего-то подозрительно напоминающего микробы остаются недоказанными. 

 

Легко заметить, что при всей своей увлекательности теория панспермии лишь переносит вопрос о возникновении жизни в другое место и другое время. Что бы ни занесло первые организмы на Землю – случайный ли метеорит или хитрый план высокоразвитых инопланетян, они должны были где-то и как-то родиться. Пусть не здесь и гораздо дальше в прошлом – но жизнь должна была вырасти из безжизненной материи. Вопрос «Как?» остается.

 

©Getty Images 

 

1.Ненаучно: Самозарождение

 

Спонтанное происхождение высокоразвитой живой материи из неживой – как зарождение личинок мух в гниющем мясе – можно связать еще с Аристотелем, который обобщил мысли множества предшественников и сформировал целостную доктрину о самозарождении. Как и прочие элементы философии Аристотеля, самозарождение было доминирующей доктриной в Средневековой Европе и пользовалось определенной поддержкой вплоть до экспериментов Луи Пастера, который окончательно показал, что для появления даже личинок мух нужны мухи-родители. Не стоит путать самозарождение с современными теориями абиогенного возникновения жизни: разница между ними принципиальная.

 

©Flickr 

 

2. Первичный бульон 

 

Это понятие тесно связано с успевшими обрести статус классических экспериментами, поставленными в 1950-х Стэнли Миллером и Гарольдом Юри. В лаборатории ученые смоделировали условия, которые могли существовать у поверхности молодой Земли, – смесь метана, угарного газа и молекулярного водорода, многочисленные электрические разряды, ультрафиолет, – и вскоре более 10% углерода из метана перешло в форму тех или иных органических молекул. В опытах Миллера – Юри было получено больше 20 аминокислот, сахара, липиды и предшественники нуклеиновых кислот. 

 

Современные вариации этих классических экспериментов используют куда более сложные постановки, которые точнее соответствуют условиям ранней Земли. Имитируются воздействия вулканов с их выбросами сероводорода и двуокиси серы, присутствие азота и т. д. Так ученым удается получать огромное и разнообразное количество органики – потенциальных кирпичиков потенциальной жизни. Главной проблемой этих опытов остается рацемат: изомеры оптически активных молекул (таких как аминокислоты) образуются в смеси в равных количествах, тогда как вся известная нам жизнь (за единичными и странными исключениями) включает лишь L-изомеры. 

 

Впрочем, к этой проблеме мы еще вернемся. Здесь же стоит добавить, что недавно – в 2015 году – кембриджский профессор Джон Сазерленд (John Sutherland) со своей командой показал возможность образования всех базовых «молекул жизни», компонентов ДНК, РНК и белков из весьма нехитрого набора исходных компонентов. Главные герои этой смеси – циановодород и сероводород, не столь уж редко встречающиеся в космосе. К ним остается добавить некоторые минеральные вещества и металлы, в достаточном количестве имеющиеся на Земле, – такие как фосфаты, соли меди и железа. Ученые построили детальную схему реакций, которая вполне могла создать насыщенный «первичный бульон» для того, чтобы в нем появились полимеры и в игру вступила полноценная химическая эволюция.

 

Гипотезу абиогенного происхождения жизни из «органического бульона», которую проверили эксперименты Миллера и Юри, выдвинул в 1924 году советский биохимик Александр Опарин. И хотя в «темные годы» расцвета лысенковщины ученый принял сторону противников научной генетики, заслуги его велики. В знак признания роли академика имя его носит главная награда, вручаемая Международным научным обществом изучения возникновения жизни (ISSOL), – Медаль Опарина. Премия присуждается каждые шесть лет, и в разное время ее удостаивались и Стэнли Миллер, и великий исследователь хромосом, Нобелевский лауреат Джек Шостак. Признавая громадный вклад и Гарольда Юри, в промежутках между вручениями Медали Опарина ISSOL (тоже каждые шесть лет) присуждает Медаль Юри. Получилась уникальная, настоящая эволюционная премия – с изменчивым названием.

 

3.Химическая эволюция

 

Теория пытается описать превращение сравнительно простых органических веществ в довольно сложные химические системы, предшественницы собственно жизни, под влиянием внешних факторов, механизмов селекции и самоорганизации. Базовой концепцией этого подхода служит «водно-углеродный шовинизм», представляющий эти два компонента (воду и углерод – NS) в качестве абсолютно необходимых и ключевых для появления и развития жизни, будь то на Земле или где-то за ее пределами. А главной проблемой остаются условия, при которых «водно-углеродный шовинизм» может развиться в весьма изощренные химические комплексы, способные – прежде всего – к саморепликации. 

 

По одной из гипотез, первичная организация молекул могла происходить в микропорах глинистых минералов, которые выполняли структурную роль. Эту идею несколько лет назад выдвинул шотландский химик Александер Кейрнс-Смит (Alexander Graham Cairns-Smith). На их внутренней поверхности, как на матрице, могли оседать и полимеризоваться сложные биомолекулы: израильские ученые показали, что такие условия позволяют выращивать достаточно длинные белковые цепочки. Здесь же могли скапливаться нужные количества солей металлов, играющих важную роль катализаторов химических реакций. Глиняные стенки могли выполнять функции клеточных мембран, разделяя «внутреннее» пространство, в котором протекают все более сложные химические реакции, и отделяя его от внешнего хаоса. 

 

«Матрицами» для роста полимерных молекул могли служить поверхности кристаллических минералов: пространственная структура их кристаллической решетки способна вести отбор лишь оптических изомеров одного типа – например, L-аминокислот, – решая проблему, о которой мы говорили выше. Энергию для первичного «обмена веществ» могли поставлять неорганические реакции – такие как восстановление минерала пирита (FeS2) водородом (до сульфида железа и сероводорода). В этом случае для появления сложных биомолекул не требуется ни молний, ни ультрафиолета, как в экспериментах Миллера – Юри. А значит, мы можем избавиться от вредных аспектов их действия.

 

Молодая Земля не была защищена от вредных – и даже смертельно опасных – компонентов солнечного излучения. Даже современные, испытанные эволюцией организмы были бы неспособны выдержать этого жесткого ультрафиолета – притом что само Солнце было значительно моложе и не давало достаточно тепла планете. Из этого возникла гипотеза о том, что в эпоху, когда творилось чудо зарождения жизни, вся Земля могла быть покрыта толстым – в сотни метров – слоем льда; и это к лучшему. Скрываясь под этим ледяным щитом, жизнь могла чувствовать себя вполне в безопасности и от ультрафиолета, и от частых метеоритных ударов, грозивших погубить ее еще в зародыше. Относительно прохладная среда могла также стабилизировать структуру первых макромолекул.

 

4. Черные курильщики

 

В самом деле, ультрафиолетовое излучение на молодой Земле, атмосфера которой еще не содержала кислорода и не имела такой замечательной штуки, как озоновый слой, должно было быть убийственным для любой зарождающейся жизни. Из этого выросло предположение о том, что хрупкие предки живых организмов были вынуждены существовать где-то, скрываясь от непрерывного потока стерилизующих все и вся лучей. Например, глубоко под водой – конечно, там, где имеется достаточно минеральных веществ, перемешивания, тепла и энергии для химических реакций. И такие места нашлись. 

 

Ближе к концу ХХ века стало ясно, что океанское дно никак не может быть пристанищем средневековых монстров: условия здесь слишком тяжелые, температура невелика, излучения нет, а редкая органика способна разве что оседать с поверхности. Фактически это обширнейшие полупустыни – за некоторыми примечательными исключениями: тут же, глубоко под водой, поблизости от выходов геотермальных источников, жизнь буквально бьет ключом. Насыщенная сульфидами черная вода горяча, активно перемешивается и содержит массу минералов. 

 

Черные курильщики океана – весьма богатые и самобытные экосистемы: питающиеся на них бактерии используют железосерные реакции, о которых мы уже говорили. Они являются основой для вполне цветущей жизни, включая массу уникальных червей и креветок. Возможно, они были основой и зарождения жизни на планете: по крайней мере, теоретически такие системы несут в себе все необходимое для этого.

 

©Wikimedia Commons

 

2.Ненаучно: Духи, боги, первопредки

 

Любые космологические мифы о происхождении мира всегда венчаются антропогоническими – о происхождении человека. И в этих фантазиях можно лишь позавидовать воображению древних авторов: по вопросу о том, из чего, как и почему возник космос, откуда и каким образом появилась жизнь – и люди, – версии звучали самые разные и почти всегда красивые. Растения, рыбы и звери вылавливались с морского дна громадным вороном, люди выползали червями из тела первопредка Паньгу, лепились из глины и пепла, рождались от браков богов и чудовищ. Все это удивительно поэтично, но к науке, конечно, не имеет никакого отношения.

 

5.Мир РНК

 

В соответствии с принципами диалектического материализма жизнь – это «единство и борьба» двух начал: изменяющейся и передающейся по наследству информации, с одной стороны, и биохимических, структурных функций – с другой. Одно без другого невозможно – и вопрос о том, с чего жизнь началась, с информации и нуклеиновых кислот или с функций и белков, остается одним из самых сложных. А одним из известных решений этой парадоксальной задачи является гипотеза «мира РНК», появившаяся еще в конце 1960-х и окончательно оформившаяся в конце 1980-х. 

 

РНК – макромолекулы, в хранении и передаче информации не столь эффективные, как ДНК, а в выполнении ферментативных функций – не столь впечатляющие, как белки. Зато молекулы РНК способны и на то, и на другое, и до сих пор они служат передаточным звеном в информационном обмене клетки, и катализируют целый ряд реакций в ней. Белки неспособны реплицироваться без информации ДНК, а ДНК неспособна на это без белковых «умений». РНК же может быть полностью автономной: она способна катализировать собственное «размножение» – и для начала этого достаточно. 

 

Исследования в рамках гипотезы «мира РНК» показали, что эти макромолекулы способны и к полноценной химической эволюции. Взять хотя бы наглядный пример, продемонстрированный калифорнийскими биофизиками во главе с Лесли Оргелом (Lesley Orgel): если в раствор способной к саморепликации РНК добавить бромистый этидий, служащий для этой системы ядом, блокирующим синтез РНК, то понемногу, со сменой поколений макромолекул, в смеси появляются РНК, устойчивые даже к очень высоким концентрациям токсина. Примерно так, эволюционируя, первые молекулы РНК могли найти способ синтезировать первые инструменты-белки, а затем – в комплексе с ними – «открыть» для себя и двойную спираль ДНК, идеальный носитель наследственной информации.

 

©Wikimedia Commons

 

3.Ненаучно: Неизменность

 

Не более научными, нежели истории о первопредках, можно назвать и взгляды, носящие громкое имя Теории стационарного состояния. По мнению ее сторонников, никакая жизнь вовсе никогда не возникала – как не рождалась и Земля, не появлялся и космос: они просто были всегда, всегда и пребудут. Все это не более обосновано, нежели черви Паньгу: чтобы всерьез принять такую «теорию», придется забыть о бесчисленных находках палеонтологии, геологии и астрономии. А по сути, отказаться от всего грандиозного здания современной науки – но тогда, наверное, стоит отказаться и от всего того, что полагается его жителям, включая компьютеры и безболезненное лечение зубов.

 

6.Протоклетки

 

Однако простой репликации для «нормальной жизни» недостаточно: любая жизнь – это, прежде всего, пространственно изолированный участок среды, разделяющий процессы обмена, облегчающий течение одних реакций и позволяющий исключать другие. Иначе говоря, жизнь – это клетка, ограниченная полупроницаемой мембраной, состоящей из липидов. И «протоклетки» должны были появляться уже на самых ранних этапах существования жизни на Земле – первую гипотезу об их происхождении высказал хорошо знакомый нам Александр Опарин. В его представлении «протомембранами» могли служить капельки гидрофобных липидов, напоминающие желтые капли масла, плавающего в воде. 

 

В целом идеи ученого принимаются и современной наукой, занимался этой темой и Джек Шостак, получивший за свои работы Медаль Опарина. Вместе с Катаржиной Адамалой (Katarzyna Adamala) он сумел создать своего рода модель «протоклетки», аналог мембраны которой состоял не из современных липидов, а из еще более простых органических молекул, жирных кислот, которые вполне могли накапливаться в местах возникновения первых протоорганизмов. Шостаку и Адамале удалось даже «оживить» свои структуры, добавив в среду ионы магния (стимулирующие работу РНК-полимераз) и лимонную кислоту (стабилизирующую структуру жировых мембран). 

 

В итоге у них получилась совершенно простая, но в чем-то живая система; во всяком случае это была нормальная протоклетка, которая содержала защищенную мембраной среду для размножения РНК. С этого момента можно закрыть последнюю главу предыстории жизни – и начать первые главы ее истории. Впрочем, это уже совсем другая тема, так что мы расскажем лишь об одной, но чрезвычайно важной концепции, связанной с первыми шагами эволюции жизни и возникновением громадного разно­образия организмов.

 

©Getty Images

 

4.Ненаучно: Вечное возвращение

 

«Фирменное» представление индийской философии, в западной философии связанное с трудами Иммануила Канта, Фридриха Ницше и Мирчи Элиаде. Поэтическая картина вечного странствия каждой живой души по бесконечному множеству миров и их обитателей, ее перерождения то в ничтожное насекомое, то в возвышенного поэта, а то и в существо, неизвестное нам, демона или бога. Несмотря на отсутствие идей реинкарнации, Ницше эта идея действительно близка: вечность вечна, а значит, любое событие в ней может – и должно повториться вновь. И каждое существо без конца вращается на этой карусели всеобщего возвращения, так что только голова кружится, а сама проблема первичного происхождения исчезает где-то в калейдоскопе бесчисленных повторений.

 

7. Эндосимбиоз 

 

Взгляните на себя в зеркало, всмотритесь в глаза: существо, с которым вы переглядываетесь, это сложнейший гибрид, возникший в незапамятные времена. Еще в конце XIX века немецко-английский естествоиспытатель Андреас Шимпер (Andreas Schimper) заметил, что хлоропласты – органеллы растительной клетки, ответственные за фотосинтез, – реплицируются отдельно от самой клетки. Вскоре появилась гипотеза о том, что хлоропласты – это симбионты, клетки фотосинтезирующих бактерий, когда-то проглоченные хозяином – и оставшиеся жить здесь навсегда. 

 

Разумеется, хлоропластов у нас нет, иначе бы мы могли питаться солнечным светом, как предлагают некоторые псевдорелигиозные секты. Однако в 1920-е гипотеза эндосимбиоза была расширена, включив митохондрии – органеллы, которые потребляют кислород и поставляют энергию всем нашим клеткам. К сегодняшнему дню эта гипотеза приобрела статус полновесной, многократно доказанной теории – достаточно сказать, что у митохондрий и пластид обнаружился собственный геном, более или менее независимые от клетки механизмы деления и собственные системы синтеза белка. 

 

В природе обнаружены и другие эндосимбионты, не имеющие за плечами миллиардов лет совместной эволюции и находящиеся на менее глубоком уровне интеграции в клетке. Например, у некоторых амеб нет собственных митохондрий, зато есть включенные внутрь и выполняющие их роль бактерии. Есть гипотезы и об эндосимбиотическом происхождении других органелл – включая жгутики и реснички, и даже клеточное ядро: согласно мнению некоторых исследователей, все мы, эукариоты, стали результатом небывалого слияния между бактериями и археями. Эти версии пока не находят строгого подтверждения, однако ясно одно: едва возникнув, жизнь стала поглощать соседей – и взаимодействовать с ними, рождая новую жизнь. 

 

5.Ненаучно: Креационизм

 

Само понятие креационизма возникло в XIX веке, когда этим словом стали называться сторонники различных версий появления мира и жизни, предложенных авторами Торы, Библии и других священных книг монотеистических религий. Однако по сути ничего нового в сравнении с этими книгами креационисты не предложили, раз за разом пытаясь опровергнуть строгие и основательные находки науки – а на самом деле раз за разом теряя одну позицию за другой. К сожалению, идеи современных псевдоученых-креационистов куда легче понять: на осознание теорий настоящей науки требуется-таки потратить немало усилий. 

 

naked-science.ru

А Дарвин против! 8 странных теорий о зарождении жизни на Земле | Наука | Общество

Пожалуй, все знакомы с теорией Дарвина. Её преподают в школах как научный факт происхождения человека на Земле. По мнению Чарльза Дарвина, Homo Sapiens появился в результате эволюции и естественного отбора, превратившись из обычной обезьяны в человека разумного. Однако до сих пор эта теория подвергается критике. Противники дарвинизма считают, что автор теории недостаточно убедителен в своих научных трудах.

Однако есть значительно более странные теории.

Самозарождение

Теории спонтанного зарождения жизни на Земле придерживался Аристотель. К подобному мнению также склонялись и мыслители в Древнем Китае, Египте и Вавилоне. Все они были уверены, что определённые «частицы» вещества несут в себе некое «активное начало», и именно оно в необходимых условиях может сотворить живой организм. В качестве примера приводилось куриное яйцо, солнечный свет и гниющее мясо.

Одним из приверженцев теории самозарождения был Аристотель. Фото: www.globallookpress.com

«Жизненная сила»

Учёный В. Гельмонт в XVII веке утверждал, что за три недели самостоятельно сотворил мышей. Этого ему удалось добиться с помощью грязной рубашки, тёмного шкафа и пшеницы. Он был уверен, что решающее значение в производстве мыши имеет… человеческий пот. Именно он, по мнению Гельмонта, и был той «жизненной силой», заставляющей зарождаться живое от неживого. В частности, учёный был уверен, что подобным образом лягушки произошли от болота, мухи — от мяса, а черви — от почвы. От чего же, в конце концов, произошёл человек, Гельмонт сказать затруднился.

Всё так и было?

Другая группа учёных активно отстаивала идеи о том, что Земля и всё живое на ней вовсе никогда не возникали, а так всегда и существовали сами по себе. Правда, против этой гипотезы выступают современные астрофизики, которые доказали, что время существования любых звёзд, в том числе и планетарных систем, конечно.

Космическая теория

Одна из популярных теорий возникновения жизни на Земле — космическая. Фото: nasa.gov

Ещё в 1865 году немецкий учёный Герман Эбергард Рихтер предположил, что жизнь на Землю была занесена из космоса, а живые клетки попали к нам на планету с метеоритами и космической пылью. Косвенно эта теория подтверждается высокой резистентностью некоторых организмов к радиации и экстремально низким температурам. Но тем не менее и у этой гипотезы недостаточно фактов, доказывающих внеземное происхождение микроорганизмов.

Мы — вирус

Другой вариант космического происхождения жизни на Земле предложили в 1973 году Фрэнсис Крик и Лэсли Оргел. Они были уверены, что живые клетки на Земле появились в результате преднамеренного заражения ими планеты. Якобы они были доставлены с помощью беспилотных космических аппаратов развитой инопланетной цивилизацией, которую на этот шаг вынудила пойти грядущая глобальная катастрофа. Таким образом, как следствие, современные люди на Земле — это потомки тех самых пришельцев.

Всё ненастоящее

Но есть приверженцы и куда более шокирующих версий. Так, некоторые учёные на полном серьёзе полагают, что наш мир не настоящий, а матрица. Люди в нём — бестелесные сущности, которые отрабатывают в матрице определённые навыки.

Теория водного происхождения

Биолог Алистер Харди, взяв за основу теорию Дарвина, предположил, что люди произошли от водных существ. В качестве подтверждения своих домыслов он приводит данные об обезьяне-амфибии (гидропитеке), которая вела водный образ жизни.

Теория рукокрылых

Согласно ещё одной теории, люди на Земле — потомки неких рукокрылых существ, когда-то обитавших на планете. Интересно, что изображения подобных созданий есть у шумеров. Именно такие люди-птицы присутствуют на печатях древней исчезнувшей цивилизации.

Люди-андрогины

Человек-андрогин. Иллюстрация из Нюрнбергской хроники 1493 года издания. Источник: Public Domain

Эта теория больше не научная, а мифологическая. Согласно древнегреческой легенде, боги сами сотворили первую расу людей, которые имели одинаковые признаки как женского, так и мужского пола. Именно их описывает в своём диалоге «Пир» Платон. В его произведении эти люди обладали шаровидным телом, имели по четыре руки и ноги и два одинаковых лица на голове. Чтобы наказать андрогинов за посягательство на власть, Зевс разрубил их надвое. Возможно, именно поэтому мы, современные люди, теперь всю жизнь мучаемся, ища по свету свою «вторую половинку».

www.aif.ru

теории, гипотезы, концепции :: SYL.ru

Жизнь – величайшее чудо, которое только существует на нашей планете. Проблемы ее изучения в настоящее время занимают не только биологов, но также физиков, математиков, философов и прочих ученых. Конечно же, наиболее сложная загадка – само зарождение жизни на Земле.

До сих пор исследователи спорят о том, как же это произошло. Как ни странно, но немалый вклад в изучение данного феномена внесла философия: эта наука позволяет делать правильные выводы, обобщая огромные объемы информации. Какими версиями сегодня руководствуются ученые во всем мире? Вот какие в настоящее время существуют теории зарождения жизни на Земле:

• Концепция самопроизвольного зарождения.
• Креационизм, или теория божественного сотворения.
• Принцип стационарного состояния.
• Панспермия, сторонники которой утверждают о естественной «продуктивности» любой планеты, где существуют подходящие условия. В частности, эту идею в свое время развивал небезызвестный академик Вернадский.
• Биохимическая эволюция по А. И. Опарину.

Рассмотрим все эти теории зарождения жизни на Земле несколько более подробно.

Материализм и идеализм

Еще в Средние Века и ранее, в арабском мире, некоторые ученые, пусть даже с риском для собственной жизни, предполагали, что мир мог быть создан в результате каких-то природных процессов, без участия божественной сущности. Это были первые материалисты. Соответственно, все прочие точки зрения, которые предусматривали Божественное вмешательство в создание всего сущего, относились к идеалистическим. Соответственно, и зарождение жизни на Земле вполне возможно рассматривать с этих двух позиций.

Креационисты утверждают, что жизнь могла быть создана только Богом, в то время как материалисты продвигают теорию появления первых органических соединений и жизни из неорганических веществ. Их версия базируется на сложности или невозможности понимания тех процессов, результатом которых стала жизнь в современном ее виде. Интересно, но современная Церковь эту гипотезу поддерживает только частично. С точки зрения наиболее дружественных к ученым деятелей, основной Замысел Творца понять и правда невозможно, зато мы можем определить явления и процессы, благодаря которым возникла жизнь. Впрочем, от истинно научного подхода это все равно очень далеко.

В настоящее время превалирует точка зрения материалистов. Впрочем, они далеко не всегда выдвигали современные теории происхождения жизни. Так, изначально была популярна гипотеза о том, что зарождение и эволюция жизни на Земле произошли спонтанно, причем сторонники этого феномена встречались еще в начале 19-го века.

Сторонники данной концепции утверждали, что существуют некие законы естественной природы, которые обуславливают возможность произвольного перехода неорганических соединений в органические с последующим произвольным же формированием жизни. Сюда же относится и теория о создании «гомункула», искусственного человека. Вообще самопроизвольное зарождение жизни на Земле до сих пор рассматривается кое-какими «специалистами» всерьез… Хорошо хоть, что говорят они о бактериях и вирусах.

Конечно, впоследствии была доказана ошибочность такого подхода, но он сыграл важную роль, дав огромный объем ценного эмпирического материала. Заметим, что окончательный отказ от версии самостоятельного зарождения жизни произошел только в середине XIX века. В принципе, невозможность такого процесса была доказана еще Луи Пастером. За это ученый даже получил немалую премию от Французской Академии наук. Вскоре на передний план выдвигаются основные теории зарождения жизни на Земле, которые мы опишем ниже.

Теория академика Опарина

Современные представления о зарождении жизни на Земле базируются на теории, которая была выдвинута отечественным исследователем, академиком Опариным, еще в 1924 году. Он опроверг принцип Реди, который говорил о возможности только лишь биогенного синтеза органических веществ, указав, что эта концепция справедлива только для современного положения дел. Ученый указал на то, что в самом начале своего существования наша планета представляла собой гигантский каменистый шар, на котором в принципе не было органики.

Гипотеза Опарина состояла в том, что зарождение жизни на планете Земля – продолжительный биохимический процесс, сырьем для которого служат обычные соединения, которые могут встречаться на любой планете. Академик предположил, что переход этих веществ в более сложные оказался возможен под воздействием экстремально сильных физических и химических факторов. Опарин впервые выдвинул гипотезу о непрерывном превращении и взаимодействии органических и неорганических соединений. Он назвал его «биохимической эволюцией». Ниже приведены основные этапы зарождения жизни на Земле по Опарину.

Этап химической эволюции

Около четырех миллиардов лет тому назад, когда наша планета представляла собой огромный и безжизненный камень в глубинах космоса, на ее поверхности уже шел процесс небиологического синтеза углеродистых соединений. В этот период вулканы выбрасывали титаническое количество лавы и раскаленных газов. Остывая в первичной атмосфере, газы превращались в облака, из которых беспрестанно шли ливневые дожди. Все эти процессы протекали на протяжении миллионов лет. Но, позвольте, когда же началось зарождение жизни на Земле?

В то же самое время ливни дали начало огромным первичным океанам, воды которых были чрезвычайно насыщены солями. Туда же попадали первые органические соединения, образование которых шло в атмосфере под действием сильнейших электрических разрядов и УФ-облучения. Постепенно их концентрация увеличивалась, пока моря не превратились в этакий «бульон», насыщенный пептидами. А вот что произошло дальше и как из этого «супа» возникли первые клетки?

Образование белковых соединений, жиров и углеводов

И только на втором этапе в «бульоне» появляются истинные белки и прочие соединения, из которых построена жизнь. Условия на Земле смягчались, появлялись углеводы, белки и жиры, первые биополимеры, нуклеотиды. Так шло образование коацерватных капель, которые были прообразом настоящих клеток. Грубо говоря, так назывались капли из белков, жиров, углеводов (как в супе). Эти образования могли впитывать, поглощать те вещества, которые были растворены в водах первичных океанов. В то же время шла своеобразная эволюция, итогом которой стали капли, обладающие повышенной устойчивостью и стабильностью к воздействиям внешней среды.

Появление первых клеток

Собственно, на третьем этапе это аморфное образование превращалось в нечто более «осмысленное». То есть в живую клетку, способную к процессу самовоспроизводства. Естественный отбор капель, о котором мы уже говорили выше, становился все более жестким. Первые «продвинутые» коацерваты уже имели пусть примитивный, но метаболизм. Ученые предполагают, что капля, достигнув определенного размера, распадалась на более мелкие образования, которые обладали всеми чертами материнской «клетки».

Постепенно вокруг ядра коацервата возникал слой липидов, давший начало полноценной клеточной мембране. Так образовались первичные клетки, археклетки. Именно этот момент с полным на то правом можно рассматривать как зарождение жизни на Земле.

Реален ли небиологический синтез органики?

Что касается гипотезы зарождения жизни на Земле от Опарина… У многих сразу возникает вопрос: «Насколько вообще реально образование в природных условиях органики из неорганики?» Такие мысли посещали многих исследователей!

В 1953 году американский ученый Миллер смоделировал первичную атмосферу Земли, с ее невероятными температурами и электрическими разрядами. В эту среду были помещены простые неорганические соединения. В результате там образовалась уксусная и муравьиная кислоты, прочие органические соединения. Вот так происходило зарождение жизни на Земле. Кратко этот процесс может охарактеризовать философский закон «Перехода количества в качество». Проще говоря, при накоплении определенного количества белков и прочих веществ в первичном океане эти соединения приобретают другие свойства и способность к самоорганизации.

Сильные и слабые стороны теории Опарина

У рассмотренной нами концепции есть не только сильные, но и слабые моменты. Сильной стороной теории является ее логика и экспериментальное подтверждение абиотического синтеза органических соединений. В принципе, так могло произойти зарождение и развитие жизни на Земле. Огромной же слабостью является тот факт, что пока никто не может объяснить, как же коацерваты смогли переродиться в сложную биологическую структуру. Даже сторонники теории признают, что переход от белково-жировой капли к полноценной клетке весьма сомнителен. Вероятно, мы что-то упускаем, не принимая во внимание неизвестные нам факторы. В настоящее время все ученые признают, что имел место какой-то резкий скачок, в результате которого стала возможной самоорганизация вещества. Как вообще такое могло произойти? Пока неясно… Какие еще существуют основные теории зарождения жизни на Земле?

Теория панспермии и стационарного состояния

Как мы уже говорили, в свое время эту версию горячо поддерживал и «продвигал» знаменитый академик Вернадский. В общем-то, теорию панспермии нельзя обсуждать в отрыве от концепции стационарного состояния, так как они рассматривают принцип зарождения жизни с одной и той же точки зрения. Следует знать, что впервые данную концепцию предложил еще немец Рихтер в конце 19 века. В 1907 году его поддержал шведский исследователь Аррениус.

Ученые, которые придерживаются этой концепции, считают, что во Вселенной жизнь попросту существовала и будет существовать всегда. С планеты на планету она переносится при помощи комет и метеоритов, которые играют роль своеобразных «семян». Недостаток такой теории в том, что сама Вселенная, как предполагают, образовалась примерно 15-25 миллиардов лет тому назад. На «Вечность» это никак не похоже. Учитывая же то, что потенциально пригодных для образования жизни планет во много крат меньше обычных каменистых планетоидов, вполне закономерным можно считать возникновение вопроса: «Когда и где образовалась жизнь и как она с такой скоростью распространилась по Вселенной, учитывая нереальные расстояния?»

Следует помнить, что возраст нашей планеты – не более 5 миллиардов лет. Кометы и астероиды летят намного медленнее скорости света, так что им могло бы просто не хватить времени для занесения «семян» жизни на Землю. Сторонники панспермии предполагают, что некие семена (споры микроорганизмов, к примеру) переносятся «на световых лучах» с соответствующей скоростью… Вот только десятилетия работы космических аппаратов позволили доказать, что в космосе довольно-таки мало свободных частиц. Слишком уж мала вероятность такого способа распространения живых организмов.

Некоторые исследователи сегодня предполагают, что на любой планете, которая подходит для жизни, в конце концов могут образоваться белковые тела, но механизм этого процесса нам неизвестен. Другие ученые говорят, что во Вселенной, быть может, существуют какие-то «колыбели», планеты, на которых может образовываться жизнь. Звучит, конечно, как какая-то научная фантастика… Впрочем, как знать. В последние годы у нас и за рубежом постепенно стала оформляться теория, положения которой гласят об изначально закодированной в атомах веществ информации…

Якобы эти данные и дают тот самый толчок, который приводит к превращению простейших коацерватов в археклетки. Если рассуждать логически, то это – та же теория самопроизвольного зарождения жизни на Земле! Вообще, концепцию панспермии сложно считать завершенным научным тезисом. Ее сторонники только лишь могут сказать, что на Землю жизнь была занесена с других планет. Но как она образовалась там? На это ответа нет.

«Подарок» с Марса?

Сегодня доподлинно известно, что на Красной планете действительно была вода и были все условия, благоприятствующие развитию белковой жизни. Данные, которые это подтверждают, были получены благодаря работе на поверхности сразу двух спускаемых аппаратов: Spirit и Curiosity. Но до сих пор ученые с жаром спорят: а была ли там жизнь? Дело в том, что информация, полученная с тех же марсоходов, говорит о кратковременном (в геологическом аспекте) существовании воды на этой планете. Насколько высока вероятность того, что там в принципе успели развиться полноценные белковые организмы? Опять-таки, ответа на этот вопрос нет. Опять-таки, даже если жизнь попала на нашу планету с Марса, это никак не объясняет процесс ее развития там (о чем мы уже писали).

Итак, мы рассмотрели основные концепции зарождения жизни на Земле. Какие из них абсолютно верные, неизвестно. Проблема еще и в том, что пока нет ни одного экспериментально подтвержденного теста, который бы мог подтвердить или опровергнуть хотя бы концепцию Опарина, не говоря уже про другие тезисы. Да, мы можем без особых проблем синтезировать белок, но белковую жизнь получить не можем. Так что работы ученым припасено еще на долгие десятилетия вперед.

Есть и другая проблема. Дело в том, что мы усиленно ищем жизнь, основанную на углероде, и пытаемся понять, как именно она возникла. А что, если понятие жизни куда шире? Что, если основана она может быть на кремнии? В принципе, такая точка зрения не противоречит положениям химии и биологии. Так что на пути поиска ответов нас встречают все новые и новые вопросы. В настоящее время ученые выдвинули несколько основополагающих тезисов, руководствуясь которыми, люди ищут потенциально обитаемые планеты. Вот они:

• Планета должна обращаться в так называемой «зоне комфорта» вокруг звезды: на ее поверхности не должно быть ни слишком жарко, ни слишком холодно. В принципе, хотя бы одна-две планеты в каждой звездной системе этому требованию отвечают (Земля и Марс, в частности).
• Масса такого тела должна быть средней (в пределах полутора размеров Земли). Слишком большие планеты или имеют нереально высокую силу тяжести, или представляют собой газовые гиганты.
• Более-менее высокоорганизованная жизнь может существовать только близ достаточно старых звезд (не менее трех-четырех миллиардов лет).
• Звезда не должна серьезно менять своих параметров. Искать жизнь около белых карликов или красных гигантов бесполезно: если она там и была, то уже давно погибла из-за крайне неблагоприятных условий среды.
• Желательно, чтобы звездная система была одинарной. В принципе, современные исследователи возражают против этого тезиса. Вполне возможно, что двойная система с двумя звездами, расположенными в противоположных концах, может содержать даже больше потенциально обитаемых планет. Более того, сегодня все больше говорят о том, что где-то на окраинах Солнечной системы есть газово-пылевое облако, предтеча так и не рожденного второго Солнца.

Итоговые выводы

Итак, что можно сказать в заключение? Во-первых, нам экстренно не хватает данных о точных условиях среды на только что возникшей Земле. Чтобы получить эти сведения, в идеале следует пронаблюдать за развитием планеты, которая аналогична нашей по прочим показателям. Кроме того, исследователи до сих пор затрудняются сказать, какие именно факторы стимулируют переход архекапель коацерватов в полноценные клетки. Быть может, дальнейшие углубленные исследования генома живых существ дадут какие-то ответы.

www.syl.ru

Теории происхождения жизни на Земле

Представление о возникновении жизни на Земле, да и во всей Вселенной, разнообразны и далеко не достоверны. Все описанные здесь понятия не следует понимать как теории в научном смысле, в большинстве случаев они не выдерживают научной критики и могут рассматриваться только с точки зрения культур, их породивших. Слово «теория», присутствует в названиях некоторых из этих представлений, не следует понимать в его научном смысле, здесь оно означает «идея» или «концепция».

Основные представления и теории

Согласно теории стационарного состояния, Вселенная существовала вечно. Согласно другим гипотезам, Вселенная могла возникнуть из сгустка нейтронов в результате «Большого взрыва», родилась в одной из черных дыр или же был создан Творцом. С исключительно философской точки зрения, наука не может опровергнуть тезис о божественном сотворении Вселенной, потому что само понятие «доказательства» может трактоваться очень отлично от принятого в современной науке.

Среди множества ненаучных представлений о возникновении жизни на Земле основные такие:

1. жизнь была создана сверхъестественным существом в определенное время (креационизм)
2. жизнь возникала неоднократно из неживого вещества (самопроизвольное зарождение)
3. жизнь существовала всегда (теория стационарного состояния)
4. жизнь занесена на нашу планету извне (панспермия)
5. жизнь возникла из неживой природы в результате биохимических процессов (эволюция)

Многие из этих представлений для объяснения существующего разнообразия видов используют одни и те же данные, но делают упор на разные их аспекты. Научные теории могут быть фантастическими с одной стороны, и скептическими — с другой. Теологические рассуждения также могут найти себе место в этих рамках в зависимости от религиозных взглядов их авторов. Одним из главных пунктов разногласий, даже еще в додарвинивськи времена, был вопрос отношений научных и теологических воззрений на происхождение жизни.

Креационизм

Креационизм считает, что жизнь возникла в результате акта творения, совершенного высшей силой. Однако представления о время этого акта творения, а также о возможности и характер биологической эволюции для различных направлений креационизма существенно отличными. Одни направления признают биологическую эволюцию, другие считают ее возможной только в узких пределах или полностью отрицают; одни признают данные современной науки о возрасте Земли, небесных тел и живых существ, другие настаивают на буквальном толковании библейской хронологии или придерживаются компромиссных взглядов.

Креационизм «молодой Земли»

«Буквалистски» направления христианского креационизма настаивают, что описание акта творения мира, Земли и жизни в библейской Книге Бытия нужно понимать буквально, и мир действительно было создано в течение шести дней. Момент сотворения мира также рассчитывается через буквальное толкование священных текстов (например, в 1650 англиканский архиепископ Джеймс Ашер подсчитал, что Бог сотворил мир в октябре 4004 до Р. Х.). Популярна также цифра 6000 лет, которая выводится из слов Апостола Петра (2Пет 3: 8) «Одно то не должно быть сокрыто от вас, возлюбленные, что у Господа один день, как тысяча лет, и тысяча лет, как один день». Другие методики подсчетов дают несколько иные цифры, но в целом промежуток времени от сотворения мира до настоящего, описан Библией, не выходит за пределы десяти тысяч лет. Такие взгляды называют креационизмом «молодой Земли».

Креационизм «молодой Земли» отрицает биологическую макроэволюцию, или признает ее только в узких пределах: например, некоторые близко родственные виды могут развиться от общих предков, но предки отдаленных видов были созданы отдельно, и общее разнообразие живых форм на Земле заложено на этапах творения и « Ноева ковчега ». Человека также были созданы отдельно от всех других живых существ. Данные современной науки о датировке геологических структур и ископаемых биологических объектов, найденных на Земле, отрицаются. Ископаемые остатки вымерших биологических видов, следы динозавров т.п. могут интерпретироваться как остатки от животных, уничтоженных несколько тысяч лет назад Всемирным Потопом. Таким образом, во время исторического периода от сотворения мира до Потопа динозавры и другие вымершие животные имели сосуществовать с человечеством.

Для критики научных свидетельств о возрасте Земли часто используются аргументы о некоторых процессах, происходящих на Земле и в космосе (в частности, накопление гелия в атмосфере Земли, уменьшение уровня магнитного поля Земли, накопление пыли на Луне, накопления металлов в океане, эрозия материков приливами и отливами и т.д.). Поскольку экстраполяция нынешней скорости этих процессов на миллионы или миллиарды лет в прошлое дает абсурдные результаты, это, по мнению креационистов, свидетельствует в пользу модели «молодой Земли». (С точки зрения научной критики креационизма, такие аргументы являются некорректными, поскольку не учитывают действие всех и экстраполируют в прошлое процессы, которые являются неравномерными — в частности, не учитывается возможность утечки гелия из атмосферы, неравномерность и даже немонотонность изменения магнитного поля Земли во времени и др.).

Креационизм «старой Земли»

Другие направления (креационизм «старой Земли») считают, что Книгу Бытия можно рассматривать в метафорическом смысле — например, каждый «день» Божьего творения может соответствовать миллионам или миллиардам человеческих лет (целым геологическим или биологическим «суткам»), и тогда Земля оказывается « старой », как и с точки зрения современной геологии.

Одно из направлений креационизма «старой Земли» толкует Книгу Бытия таким образом, что между моментом, когда «В начале сотворил Бог небо и землю» (Бытие 1: 1) и когда «земля была пуста и пуста, и тьма над бездною» ( Бытие 1: 2) существовал значительный промежуток времени. За этот период Земля подверглась опустошению и упадка, и затем была преобразована актом творения. Таким образом тоже можно объяснить данные современной геологии, по которым возраст Земли составляет не несколько тысяч, а несколько миллиардов лет, но современные виды живых существ считаются «молодыми».

Другое направление креационизма «старой Земли» считает, что возникновение новых видов растений и животных в ходе земной истории не было естественным процессом, а каждый раз обуславливало вмешательством божественной силы (так называемый «прогрессивный креационизм»). Сторонники идеи «теистической эволюции» (или «эволюционного креационизма») признают естественную биологическую макроэволюцию, рассматривая ее как инструмент, с помощью которого Бог осуществляет свой ​​замысел и творит новые виды живых существ.

Защитники креационизма «молодой Земли» критикуют креационизм «старой Земли» за слишком вольное толкование Библии, которое может повлечь богословские проблемы: в частности, если бы возраст ископаемых остатков живых существ действительно составлял миллионы лет, как это предполагают «прогрессивные креационисты», то это означало бы , что смерть и страдания существовали раньше библейское Грехопадение; по мнению «младоземельные» креационистов, это противоречит основам христианского учения.

Неокреационизм

Существуют также попытки отделить креационизм от конкретной религиозной доктрины и толкование канонических текстов, превратив его в «научную теорию», которая могла бы изучаться в школах как альтернатива эволюционной теории (так называемый «неокреационизм», известный в виде теории «разумного замысла»). Апеллируя к «неспрощуванои сложности» систем, которыми являются живые существа, сторонники этой концепции стремятся доказать, что возникновение и развитие жизни невозможно объяснить без вмешательства понадприроднои силы, оказывала определенное «Разумный замысел».

Теория спонтанного зарождения

Эта теория была распространена в древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384-322 до н. Э.), Которого часто называют основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения. На основе собственных наблюдений он развивал эту теорию дальше, связывая все организмы в непрерывный ряд — «лестницу природы» (scala naturae).

Этим утверждением Аристотель поддержал более ранние высказывания Эмпедокла об органической эволюции. Согласно гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные «частицы» вещества содержат некое «активное зародыш», который при соответствующих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что этот зародыш содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно считал, что он в солнечном свете, тине и гнилом мясе. С распространением христианства теория самозарождения была не в почете; ее признавали те, кто верил в колдовство и т.п. Но эта идея продолжала существовать где-то на заднем плане в течение еще многих веков. Ван Гельмонт (1577 1644), весьма знаменитый и удачный ученый, описал эксперимент, в котором он якобы создал за две недели мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы. Активным зародышем он считал человеческий пот.

В 1688 г.. Итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе — личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза). Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя она несколько отошла на задний план, она продолжала оставаться главной теорией в неклерикальной среде. В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергли теорию спонтанного зарождения, первые микроскопические исследования Антони ван Левенгука усилили эту теорию применительно микроорганизмов. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и спонтанного зарождения, однако его наблюдения под микроскопом оставляли наследство обеим теориям и в конце концов побудили других ученых поставить эксперименты для решения вопроса о возникновении жизни путем спонтанного зарождения. В 1765 г.. Ладзаро Спаланцани провел следующий опыт: подвергнув мясные и овощные отвары длительному кипению, он сразу же их запечатал, а затем снял с огня. Исследуя жидкость через несколько дней, Спалланцани не выявил никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая температура убила все формы живых существ, и без них ничто живое уже не могло возникнуть.

В 1860 г.. Проблемой происхождения жизни занялся Луи Пастер. К тому времени он успел уже многого достичь в микробиологии, сумел решить проблемы, угрожавшие шовкопряддству и виноделию. Он показал также, что бактерии существуют везде и неживые материалы легко могут быть заражены ими, если их должным образом не простерилизовать.

Вследствие ряда экспериментов, в основе которых лежали методы Спаланцани, Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию самозарождения.

Однако подтверждение теории биогенеза породило новую проблему. Если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда же взялся самый живой организм? Было ли это первичным самозарождением?

Теория стационарного состояния

Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно, она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало. Виды также существовали всегда. Оценки возраста земли сильно варьировали — от примерно 6000 лет по расчетам архиепископа Ашера до 5 млрд лет по современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада. Более совершенные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, позволяет сторонникам теории стационарного состояния считать, что Земля существовала вечно. По этой теории виды также никогда не возникали, они существовали всегда и у каждого вида есть лишь две альтернативы — либо изменение численности, либо вымирание.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя хордовых рыб — латимерию. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая виды, которые существуют сейчас, и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать вывод о вымирании, так и в этом случае вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, ее немногочисленные сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте (увеличение численности, миграции в места благоприятные для сохранения остатков и т.д.). Большая часть доводов в пользу этой теории связана с такими непонятными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи, и она наиболее подробно разработана именно в этом направлении.

Теория панспермии

Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место Вселенной.

Теория панспермии утверждает, что жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время в разных частях Галактики или Вселенной. Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения о якобы встречах с инопланетянами. Советские и американские исследования в космосе позволяют считать, что вероятность обнаружения жизни в пределах Солнечной системы ничтожна, однако они не подают никаких сведений о возможной жизни вне этой системы. При изучении материалов метеоритов и комет в них были выявлены различные «предшественники живого» — такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, возможно сыграли роль «семян», падавший на голую землю. Появился ряд сообщений о нахождении в метеоритах объектов, напоминающих примитивные формы жизни, однако доводы в пользу их биологической природы пока не кажутся ученым убедительными. Также некоторые сторонники теории панспермии полагают, что жизнь занесена инопланетянами ради эксперимента. И что сейчас иностранные существа наблюдают за жизнью и развитием человечества.

Изображения по теме

• 
• 

info-farm.ru

Теории происхождения жизни на Земле

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа № 45

Теории происхождения жизни на Земле

Выполнила : ученица 11 «В» класса

Нигматуллина Мария

Провеила : учитель биологии

Трапуева Л. С.

г. Челябинск

2010 г.

Содержание

1. Введение

2. Гипотезы о возникновении жизни

3. Генобиоз и голобиоз

4. Теория Опарина – Холдейна

5. Мир РНК как предшественник современной жизни

6. Панспермия

7. Самозарождение жизни

8. Теория стационарного состояния

9. Креационизм

10. Теория эволюции

11. Дарвиновская теория

12. Заключение

Введение

Теории, касающиеся возникновения Земли и жизни на ней, да и всей Вселенной, разнообразны и далеко не достоверны. Согласно теории стационарного состояния, Вселенная существовала вечно. Согласно другим гипотезам, Вселенная могла возникнуть из сгустка нейтронов в результате «Большого взрыва», родилась в одной из черных дыр или же была создана Творцом. Вопреки бытующим представлениям, наука не может опровергнуть тезис о божественном сотворении Вселенной, так же как теологические взгляды не обязательно отвергают возможность того, что жизнь в процессе своего развития приобрела черты, объяснимые на основе законов природы.

Гипотезы о возникновении жизни

В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие Гипотезы:

• Гипотеза биохимической эволюции
• Гипотеза панспермии
• Гипотеза стационарного состояния жизни
• Гипотеза самозарождения

Теории самозарождения и стационарного состояния представляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований противоречат выводам этих теорий.

Теория панспермии не решает принципиального вопроса о возникновении жизни, она только отдаляет его в ещё более туманное прошлое Вселенной, хотя и не может исключаться как гипотеза о начале жизни на Земле.

Генобиоз и голобиоз

В зависимости от того, что считается первичным, различают два методологических подхода к вопросу возникновения жизни:

Генобиоз — методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода.

Голобиоз — методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на идее первичности структур, наделённых способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма.

Теория Опарина – Холдейна

В 1924 году будущий академикОпарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения . Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их Коацерватные капли , или просто коацерваты .

Согласно его теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа:

• Возникновение органических веществ
• Возникновение белков
• Возникновение белковых тел

Астрономические исследования показывают, что как звёзды, так и планетные системы возникли из газопылевого вещества. Наряду с металлами и их оксидами в нём содержались водород, аммиак, вода и простейший углеводород — метан.

Условия для начала процесса формирования белковых структур установились с момента появления первичного океана. В водной среде производные углеводородов могли подвергаться сложным химическим изменениям и превращениям. В результате такого усложнения молекул могли образоваться более сложные органические вещества, а именно углеводы.

Наука доказала, что в результате применения ультрафиолетовых лучей можно искусственно синтезировать не только аминокислоты, но и другие биохимические вещества. Согласно теории Опарина, дальнейшим шагом по пути к возникновению белковых тел могло явиться образование коацерватных капель. При определённых условиях водная оболочка органических молекул приобретала чёткие границы и отделяла молекулу от окружающего раствора. Молекулы, окружённые водной оболочкой, объединялись, образуя многомолекулярные комплексы — коацерваты.

Коацерватные капли также могли возникать при простом смешивании разнообразных полимеров. При этом происходила самосборка полимерных молекул в многомолекулярные образования — видимые под оптическим микроскопом капли.

Капли были способны поглощать извне вещества по типу открытых систем. При включении в коацерватные капли различных катализаторов (в том числе и ферментов) в них происходили различные реакции, в частности полимеризация поступающих из внешней среды мономеров. За счёт этого капли могли увеличиваться в объёме и весе, а затем дробиться на дочерние образования. Таким образом, коацерваты могли расти, размножаться, осуществлять обмен веществ.

Далее коацерватные капли подвергались естественному отбору, что обеспечило их эволюцию.

Подобные взгляды также высказывал британский биолог Джон Холдейн.

Проверил теорию Стэнли Миллер в 1953 году в эксперименте Миллера — Юри. Он поместил смесь H₂ O, NH₃ , CH₄ , CO₂ , CO в замкнутый сосуд(рис. 1) и стал пропускать через неё электрические разряды. Оказалось, что образуются аминокислоты. Позднее в разных условиях были получены другие сахара и нуклеотиды. Он сделал вывод, что эволюция может произойти при фазовообособленном состоянии из раствора (коацерватов). Однако, такая система не может сама себя воспроизводить.

Теория была обоснована, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза почти все специалисты в области происхождения жизни. Если спонтанно, путём случайных безматричных синтезов в коацервате возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то как они могли копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам? Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения — внутри коацервата и в поколениях — единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур. Однако, было показано, что первые коацерваты могли образоваться самопроизвольно из липидов, синтезированных абиогенным путем, и они могли вступить в симбиоз с «живыми растворами» — колониями самовоспроизводящихся молекул РНК, среди которых были и рибозимы, катализирующие синтез липидов, а такое сообщество уже можно назвать организмом.

Александр Опарин (справа) в лаборатории

Мир РНК как предшественник современной жизни

К XXI веку теория Опарина—Холдейна, предполагающая изначальное возникновение белков, практически уступила место более современной. Толчком к её разработке послужило открытие рибозимов — молекул РНК, обладающих ферментативной активностью и поэтому способных соединять в себе функции, которые в настоящих клетках в основном выполняют по отдельности белки и ДНК, то есть катализирование биохимических реакций и хранение наследственной информации. Таким образом, предполагается, что первые живые существа были РНК-организмами без белков и ДНК, а прообразом их мог стать автокататилический цикл, образованный теми самыми рибозимами, способными катализировать синтез своих собственных копий.

Панспермия

Согласно теории Панспермии, предложенной в 1865 году немецким ученым Г. Рихтером и окончательно сформулированной шведским ученым Аррениусом в 1895 году, жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с метеоритами и космической пылью. Это предположение основывается на данных о высокой устойчивости некоторых организмов и их спор к радиации, глубокому вакууму, низким температурам и другим воздействиям. Однако до сих пор нет достоверных фактов, подтверждающих внеземное происхождение микроорганизмов, найденных в метеоритах. Но если бы даже они попали на Землю и дали начало жизни на нашей планете, вопрос об изначальном возникновении жизни оставался бы без ответа.

Фрэнсис Крик и Лесли Оргел предложили в 1973 году другой вариант — управляемую панспермию, то есть намеренное «заражение» Земли (наряду с другими планетными системами) микроорганизмами, доставленными на непилотируемых космических аппаратах развитой инопланетной цивилизацией, которая, возможно, находилась перед глобальной катастрофой или же просто надеялась произвести терраформирование других планет для будущей колонизации^[4] . В пользу своей теории они привели два основных довода — универсальность генетического кода (известные другие вариации кода используются в биосфере гораздо реже и мало отличаются от универсального) и значительную роль молибдена в некоторых ферментах. Молибден — очень редкий элемент для всей Солнечной системы. По словам авторов, первоначальная цивилизация, возможно, обитала возле звезды, обогащённой молибденом.

Против возражения о том, что теория панспермии (в том числе управляемой) не решает вопрос о зарождении жизни, они выдвинули следующий аргумент: на планетах другого неизвестного нам типа вероятность зарождения жизни изначально может быть намного выше, чем на Земле, например, из-за наличия особенных минералов с высокой каталитической активностью.

В 1981 году Ф. Крик написал книгу «Life itself: its origin and nature», в которой он более подробно, чем в статье, и в популярной форме излагает гипотезу управляемой панспермии.

mirznanii.com

7 интересных теорий происхождения жизни на Земле

Жизнь на Земле началась три миллиарда лет назад. С тех пор эволюция превратила элементарные одноклеточные организмы в разнообразие форм, цветов, размеров и функций, которое мы наблюдаем сегодня. Но каким именно образом возникла жизнь в первичном бульоне – воде, содержащейся в неглубоких источниках и насыщенной аминокислотами и нуклеотидами?

Существует масса теоретических ответов на вопрос, что именно стало причиной возникновения жизни, от удара молнии до космического тела. Вот только некоторые из них.

Искра электричества

Той самой метафорической искрой жизни могла стать вполне буквальная искра или множество искр, источником которых была молния. Электрические искры, попадающие в воду, могли стать причиной образования аминокислот и глюкозы, преобразуя их из богатой метаном, водой, водородом и аммиаком атмосферы. Эта теория даже была подтверждена экспериментально в 1953 году, доказывая, что молния вполне могла оказаться причиной формирования основных элементов, необходимых для возникновения первых форм жизни.

После проведения эксперимента ученым удалось доказать, что ранняя атмосфера нашей планеты не могла содержать достаточное количество водорода, однако вулканические облака, покрывающие поверхность Земли, могли включать в себя все необходимые элементы и, соответственно, достаточно электронов, чтобы вызывать молнию.

Подводные гидротермальные источники

Сравнительно сильные глубоководные жерла могли стать необходимым источником водорода для формирования первых живых организмов на их каменистых поверхностях. Даже сегодня вокруг гидротермальных источников, даже на большой глубине, развиваются разнообразнейшие экосистемы.

Глина

Первые органические молекулы могли встретиться на глиняной поверхности. В глине всегда содержится достаточное количество органических компонентов, кроме того, она могла бы стать своего рода организатором этих компонентов в более сложные и эффективные структуры, похожие на ДНК.

Фактически ДНК является своеобразной картой для аминокислот, указывающей, как именно они должны быть организованы в клетках сложных жиров. Группа биологов из Университета Глазго в Шотландии утверждает, что глина могла бы стать такой картой для простейших полимеров и жиров, до тех пор пока они не научились «самоорганизации».

Панспермия

Эта теория заставляет задуматься над возможностью космического происхождения жизни. То есть, согласно ее постулатам, жизнь возникла не на Земле, а всего лишь была принесена сюда с помощью метеорита, например, с Марса. На земле было найдено достаточно осколков, которые предположительно попали к нам с красной планеты. Еще одним способом «космического такси» для неизвестных форм жизни являются кометы, которые способны путешествовать между звездными системами.

Даже если это правда, панспермия все равно не способна ответить на вопрос, как именно зародилась жизнь там, откуда ее принесло на планету Земля.

Под ледяным покровом

Вполне возможно, что океаны и материки три миллиарда лет назад были покрыты толстым слоем льда, ведь Солнце светило не так ярко, как сегодня. Лед мог стать защитным слоем для хрупких органических молекул, не позволяя ультрафиолетовым лучам и космическим телам, сталкивающимся с поверхностью, причинять вред первым и слабым формам жизни. Кроме того, более низкая температура могла стать причиной эволюции первых молекул в более крепкие и продолжительные.

Мир РНК

Теория мира РНК основана на философском вопросе яйца и курицы. Дело в том, что для образования (удвоения) ДНК нужны белки, а белки не могут самовоспроизводиться без той самой карты, заложенной в ДНК. Так каким же образом возникла жизнь, если одно не может появиться без другого, но оба прекрасно существуют в настоящем? Ответом может стать РНК – рибонуклеиновая кислота, которая способна хранить информацию, как ДНК, и служить в качестве белковых энзимов. На основе РНК образовалась более совершенная ДНК, затем более эффективные белки полностью заменили собой РНК.

Сегодня РНК существует и выполняет несколько функций в сложных организмах, например, отвечает за работу некоторых генов. Эта теория вполне логична, однако она не отвечает на вопрос, что послужило катализатором для образования самой рибонуклеиновой кислоты. Предположение, что она могла появиться сама собой, отвергает большинство ученых. Теоретическим объяснением является формирование простейших кислот ПНК и ТНК, которые затем развились в РНК.

Простейшее начало

Эта теория называется голобиозом и происходит из идеи о том, что жизнь началась не из сложных молекул РНК и первичного генетического кода, а из простейших частиц, взаимодействующих между собой ради обмена веществ. Возможно, эти частицы со временем развили защитную оболочку, вроде мембраны, а затем и эволюционировали в один, более комплексный, организм. Эту модель называют «ферментной моделью обмена веществ», в то время как теорию мира РНК называют «моделью первичного генетического кода».

fb.ru

Возникновение и происхождение жизни на Земле: основные гипотезы

Если свести в таблицу гипотезы происхождения жизни на Земле, придуманные в разные времена, для нее не хватит листа А4, так много разных вариантов и теорий было разработано людьми с давних пор. Три основные и самые крупные группы предположений – это связь с божественной сущностью, естественная эволюция и космическое заселение. У каждого варианта есть последователи и противники, но основной научный вариант – это теория биохимии. Рассмотрим разные системы и представления о том, как зародилась органическая жизнь на нашей планете.

Оно само!

Один из вариантов объяснения происхождения и развития жизни на Земле – самопроизвольное зарождение. Впервые такие идеи родились очень и очень давно. Как считают ученые, стартом всему была неживая материя, и именно из нее появилась органика. Были организованы многочисленные опыты, задачей которых было либо подтвердить правильность предположения, либо опровергнуть его. В свое время Пастеру дали премию за эксперименты с кипящим в колбе бульоном, поскольку они позволили доказать, что жизнь происходит лишь только из живого. Но это не отвечало на вопрос о том, откуда взялись те самые организмы, давшие старт процессу.

Внешние силы

С давних пор бытуют в обществе представления о происхождении жизни на Земле, объясняющие все божественным вмешательством. Предположительно, все живое на планете появилось одномоментно, а случилось это, потому что некое высшее существо изъявило свою волю и задействовало свое уникальное могущество. Это существо должно обладать невероятной силой, способностями, непостижимыми для человека. Кто именно создал жизнь, мнения расходятся. Иные называют создателя Абсолютом, другие – верховным божеством, неким великим разумом.

Впервые такое объяснение придумали в древние времена. Мировые религии базируются именно на таком предположении. В настоящий момент не удалось опровергнуть предположение, так как нет однозначного научного ответа, позволяющего объяснить все те процессы, явления, которые наблюдаются на нашей планете.

Панспермия и стационарность

Один из вариантов, дающий представление о том, каково происхождение жизни человека на Земле, как появились другие виды и формы органической жизни, предполагается рассматривать космос как некий постоянный, стабильный объект. Вечность становится постоянным состоянием, а жизнь лишь есть внутри него. Она способна перемещаться между разными планетами. Предположительно, путешествия реализованы через метеориты. Правда, астрофизики доказали, что вселенная сформировалась 16 миллиардов лет, а причиной этого стал первичный взрыв. Такие научные выкладки противоречат теории панспермии, что не мешает ряду последователей отстаивать свою правоту.

Биохимия

Если говорить кратко, гипотеза происхождения жизни на Земле, связанная со спецификой биохимических процессов – это доминирующая в научном мире в наши дни. Впервые ее сформулировал известный биохимик Опарин. Исходя из его работ, жизненные формы появились за счет эволюции химических взаимодействий. Такие реакции – база органической жизни. Вероятно, сначала сформировалось космическое тело (наша планета), затем – атмосфера. Следующим шагом эволюции стал органический синтез, реакции, результатами которых были незаменимые для нашей жизни вещества. Миллионы, миллиарды лет ушли на эволюционирование видов и формирование того разнообразия жизни, которое можно наблюдать в настоящее время.

Корректность этой теории подтверждается рядом научных экспериментов. Хотя в настоящее время она и считается основной, есть ряд противников, не согласных с объяснением.

Дарвин: начало

Впервые знаковый труд этого ученого, навсегда вписавшего себя в историю науки нашей цивилизации, увидел свет в 1860-ом. Именно тогда на прилавках книжных магазинов появилось издание, в котором рассматривалась научная теория происхождения жизни на Земле. В наши дни про идеи Дарвина слышал любой образованный человек. Как считал этот выдающийся ученый, человек – это продукт эволюции, результат жесточайшего естественного отбора. Предположительно, наш вид произошел от обезьян, причем условия существования и нюансы развития, случайные особенности и среда позволили зародиться разуму. Прав ли был Дарвин или ошибался, мнения и по сей день расходятся. Многие убеждены, что доказательства теории неубедительны, поэтому принимать ее к сведению неразумно.

Эксперименты и теории: бывают и странные

Если свести все известные теории происхождения жизни на Земле в таблицу, отдельные строки в ней, наверняка, вызовут улыбку или немалое удивление у образованного человека. К примеру, в семнадцатом столетии научный деятель Гельмонт сообщил, что он смог сотворить мышь заново и у него на это ушло всего лишь три недели. Чтобы добиться успеха, пришлось взять пшеницу, испачканную рубашку, а эксперимент проводился в темном шкафу. Согласно теории Гельмонта, ключевым фактором успеха стал человеческий пот, являющийся основной движущей силой жизни. По мнению этого ученого семнадцатого века, за счет пота неживое перерождается в живое. Развивая свою теорию, исследователь посчитал, что источником происхождения лягушек было болото, а черви появились из почвы. Правда, так и не удалось выяснить, что стало фундаментом появления человека.

В 1865-ом впервые озвучили кратко теорию происхождения жизни на Земле, предлагающую искать объяснение в космических пространствах. Автором выступил ученый из Германии — Рихтер. Согласно его предположению, живые клетки на нашу планету проникли с метеоритами и пылью из космического пространства. Один из факторов, позволяющих предположить, что в этой гипотезе есть зерно истины – повышенная стойкость ряда организмов к радиации и пониженным температурам. Впрочем, реальных фактов, которые бы могли составить заслуживающую внимания доказательную базу, нет.

Больные и здоровые, истинные и ложные

Как можно узнать из мировой истории, о происхождении жизни на Земле говорили и спорили, дискутировали очень много, не меньше ставили экспериментов. В 1973 году свет увидела новая теория, авторами которой выступили Оргел, Крик. Они предположили, что органическая жизнь на планете – результат преднамеренного заражения. Ученые посчитали, что на Землю были посланы беспилотники, приспособленные для космических полетов, и именно с ними проникли клетки. Вероятно, все это организовала некая инопланетная высокоразвитая цивилизация, которой грозила катастрофа, возможно, полное уничтожение в силу непреодолимого фактора. Люди, которые населяют нашу планету сегодня, как считали Крик и Оргел – отдаленные потомки той инопланетной цивилизации.

Поскольку развитие представлений о происхождении жизни на Земле имело многоэтапный характер, в разные периоды прогресса социальных, естественных наук рождались самые удивительные предположения. К примеру, некоторые убеждены, что ничего настоящего вокруг нет, и на самом деле вселенная — лишь матрица. Если следовать этому предположению, люди на самом деле не имеют тел. Это некие своеобразные сущности, которые за счет нахождения в матрице лишь нарабатывают навыки.

Вода и воздух

Удивительный взгляд на происхождение жизни на Земле был у Харди, специалиста в сфере биологии. В качестве фундамента для своих рассуждений он использовал выкладки Дарвина. Харди предположил, что предок человека – обитавшая в воде обезьяна гидропитек.

Не менее странной многим ученым кажется идея, предполагающая, что ранее на планете существовали рукокрылые существа, и именно от них ведет род человек. В качестве доказательства этой теории приводятся дошедшие до наших дней артефакты шумерской цивилизации. С тех времен сохранилось немало изображений странных рукокрылых людей. В основном их можно видеть на печатях.

Еще одна любопытная теория предполагает, что человек изначально был сотворен богами, причем первые особи имели признаки обоих полов. До наших дней это представление о происхождении и начальных этапах жизни на Земле дошло благодаря мифам Древней Греции. Из них можно узнать, что божественные сущности сотворили человека, и прочитать описание этого первого вида можно в платоновском «Пире». Тело каждой особи было шаровидным, рук и ног – по четыре штуки, а на голове присутствовала пара идентичных лиц. Существа оказались горделивыми и властолюбивыми, попытались занять положение богов, за что были наказы разделением. Как гласит легенда, Зевс разрубил каждого пополам, и с тех пор и по сей день каждый человек живет в поисках своей второй половинки.

Гено-, голобиоз

Генобиоз – такой вариант объяснения происхождения жизни, базой которого считается первичность молекул, в которые записан генетический код. Голобиоз – термин, которым обозначают идею первичности структур, способных на метаболизм посредством ферментов. Эти два подхода отличаются в первую очередь оценкой первичности того или иного фактора. Оба они считаются научными и заслуживают определенного внимания.

Идеи Опарина

Это научное происхождение жизни на Земле также связано с именем выдающегося ученого Холдейна. Еще в 24-ом Опарин, тогда еще не обладавший статусом академика, опубликовал статью, в которой рассмотрел особенности формирования органической жизни. В 38-ом материал перевели на английский, и он сразу всколыхнул интерес общественности. Опарин посчитал, что при использовании концентрированной жидкости с высокомолекулярными соединениями, можно получить зоны особенно высокой концентрации, формирующиеся самопроизвольно. Такие участки выделяются из общей среды и могут вступать с ней в химический и энергетический обмен. Было решено назвать такие формирования коацерватами.

Опарин предположил, что возникновение органической жизни произошло поэтапно. Сперва появились органические соединения, следующим этапом стало формирование белковых молекул, а заключительным шагом посчитали белковые тела. Во многом эта теория базируется на проведенных ранее исследованиях космических тел. Работы астрономов показывают, что системы планет, звезды сформированы газопылевым веществом, в котором есть металлы, оксиды, аммиак, метан, вода, водород. Когда на нашей планете появился первичный океан, вместе с ним создались условия, в которых могла появиться органическая жизнь. Углеводороды в жидкости могли вступать в химические взаимодействия, включая сложноструктурированные реакции и трансформации. Постепенно молекулы становились все более сложными, что привело к формированию углеводов.

Шаг за шагом – к истине

Развивая свою теорию о происхождении жизни на Земле, Опарин смог доказать, что ультрафиолетовое излучение – достаточное условие для формирования аминокислот и ряда иных биохимических соединений, важных для органической жизни. Удалось добиться протекания реакции в искусственных условиях. Чтобы белковые тела могли сформироваться, должны были появиться коацерваты. Известно, что при специфических условиях водная оболочка может быть четко очерченной, отгораживая молекулу от среды, в которой она находится. Имеющие такую оболочку молекулы могли взаимодействовать, соединяясь, и это стало механизмом появления многомолекулярных структур, названных коацерватами. Как показали дальнейшие исследования, простое смешение полимеров также позволяет получить такие формирования. Полимерные молекулы самостоятельно собирались в сложные структурные формирования, которые можно было разглядеть в микроскоп.

Согласно теоретической биологии, происхождение жизни на Земле стало возможным, так как коацерваты способны забирать из окружающей среды вещество. Такой тип назвали открытыми системами. В каплю коацервата можно включить катализатор (именно к этой категории относятся ферменты), и это инициирует ряд биохимических реакций. Среди прочего разнообразия доступна полимеризация мономеров, взятых из окружающего пространства. Капли получают возможность разрастаться, прибавлять вес, дробиться. Коацерваты, как показали исследования, в силах расти и размножаться, им доступны метаболические процессы. Эволюция реализовалась за счет естественного отбора.

Продолжая исследования

В биологии гипотезы происхождения жизни на Земле были проверены в 53-ем, когда за эксперименты взялся Миллер. Была создана смесь из четырех молекул, которую поместили в замкнутое пространство и начали обрабатывать электрическим током. Как показал анализ результатов, при участии такого катализатора формируются аминокислоты. Продолжение серии экспериментов позволило получить реакции, результатами которых были нуклеотиды, сахара. Это позволило ученым авторитетно заключить, что эволюция возможна в случае, если существуют коацерваты, но самостоятельное воспроизводство системе не присуще.

Хотя гипотеза происхождения жизни на Земле получила официальное обоснование, все еще оставались некоторые неясности. Первое время ученые просто закрывали на них глаза. Было известно, что в коацервате может появиться удачная молекулярная протеиновая структура, причем процесс не имеет четкой системы и протекает случайно. Таким образом могли образоваться, например, эффективные катализаторы, за счет которых конкретный коацерват мог активно расти и размножаться. В то же время не удалось объяснить, каким образом можно копировать такие катализаторы, дабы следующее поколение коацерватов также могло ими пользоваться. Не существовало объяснения точному воспроизведению единичных структур белка, оказавшихся особенно эффективными.

Наука и жизнь

Хотя идея Опарина и стала основной гипотезой происхождения жизни на Земле, нельзя признать, что в ней, особенно в первое время, хватало неясностей. В то же время ученые доказательно установили, что возможно самопроизвольное формирование высококонцентрированных капель на базе жировых соединений, появляющихся абиогенным способом. При этом появлялась возможность реакции с так называемыми живыми растворами, то есть молекулами РНК, способными самостоятельно воспроизводиться. В их числе – рибозимы, под влиянием которых активизируется жировой синтез. Подобное молекулярное сообщество может полноправно считаться живым организмом.

Происхождение жизни на Земле в современной науке базируется на теории Опарина, из которой следует, что первоначальными структурами были протеиновые, в то же время в умах ученых доминирует более прогрессивный вариант гипотезы. Его базой стали исследования рибозимов, то есть таких молекул, которым присуща активность ферментного характера. Эти структуры одновременно могут нести белковую функциональность и ДНК, они хранят генетические сведения и активизируют биохимические реакции. Ученые предположили, что сперва появились РНК, в которых вовсе не было белковых компонентов, ДНК. Именно тогда впервые появился автокаталитический цикл, возможность существования которого объясняется рибозимами, катализирующими копирование себя.

Самозарождение и версии событий

Если вернуться к давно сформировавшимся концепциям происхождения жизни на Земле, необходимо упомянуть об идеях, доминировавших у вавилонян, китайцев и египтян. Теории, появившиеся в тех древних социумах, были близки по своей сути к креационизму, хотя и имели ряд отличий. Аристотель заверял, что есть такие частицы, в которых присутствует активное начало. Из него, если соблюсти подходящие внешние условия, может появиться что-то живое. В некоторой степени сложно оспорить его выкладки. К примеру, Аристотель был убежден, что оплодотворенное яйцо содержит такое активное начало. С другой стороны, древний ученый считал, что оно есть и в разлагающемся мясе, и в лучах солнечного света – а это уже далеко от истины.

Если оценивать историю развития гипотез кратко, происхождение жизни на Земле как научную тему придется признать продолжительное время практически запрещенной. Это было связано с распространением христианства как доминирующего мировоззрения. Священные книги того периода давали подробное описание появления жизни с точки зрения религии, и идея самозарождения ушла в тень, хотя и не была отринута полностью. В 1688-ом Реди, биолог из Италии, поставил интересный эксперимент, посвященный такой гипотезе. Ему показалось сомнительным, что возможно спонтанное зарождение жизни из чего угодно. Так, исследовав разлагающееся мясо, он установил, что червяки в нем – мушиные личинки. Дальнейшее изучение живого показало, что жизнь формируется из другой жизни. Это назвали биогенезом.

В поисках истины

Хотя эксперименты Реди, казалось бы, давали определенные представления о невозможности спонтанного самопроизвольного происхождения жизни на Земле, сама по себе такая теория все еще привлекала пытливые умы своего времени. Левенгук начал свои первые исследования с применением микроскопа. Изучение микроскопических форм жизни позволило предположить, что самозарождение все же возможно. В то же время Левенгук воздерживался от прений между придерживавшимися разных вариантов, лишь проводя интересующие его эксперименты и отчитываясь перед научным сообществом в их итогах. И все же каждая новая порция сведений становилась пищей для горячих дискуссий.

Новые шаги в этом направлении стали возможны благодаря исследованиям Пастера. Пытаясь определить особенности происхождения жизни на Земле, ученый проводил эксперименты с водными средами и обнаружил, что бактерии есть практически везде и всюду. Даже в неживой среде могут оказаться такие формы жизни, если предварительно не провести тщательную стерилизацию. Проводилось кипячение разнообразных сред, в которых могли появиться микроорганизмы, и, как показало исследование, при определенных условиях все споры гибли. Если при этом удавалось обеспечить условия непоступления бактерий снаружи, жизнь не зарождалась. Для своих экспериментов Пастер изобрел специальную стеклянную установку. Его работы оказались той доказательной базой, благодаря которой идея самозарождения живого окончательно отступила, и на смену ей пришла теория биогенеза.

Теория эволюции

Объясняющая происхождение жизни на Земле эволюция до недавнего времени была основной теорией, принятой в научном сообществе. Она базируется на работах представителей семейства Дарвинов. Немалый вклад внес Эразм, доктор и натуралист по специальности, предложивший в 1790-ом эволюционирование как основную теорию развития жизни, и его внук Чарльз, чье имя сегодня известно каждому образованному жителю планеты. Естествоиспытатель жил в девятнадцатом столетии и привлек внимание к своей персоне систематизацией значимых сведений об особенностях существования живого.

Эволюционная теория была изобретена не с нуля. Ко времени жизни известного ученого, многие считали правильными идеи Канта о космологии, а также его представления о времени, бесконечности, механических законах, доминирующих в нашем мире. Описание этих законов уже сделал Ньютон. Лайель подтвердил рожденную в 18-ом веке идею униформизма, из которой следовало, что Земля формировалась миллионы лет, это происходило постепенно и медленно, а некоторые процессы продолжаются и по сей день. Было издано трехтомное сочетание, посвященное геологическим основам. Оно впервые начало публиковаться в 1830-ом, к 33-ему выпустили все три тома.

Дарвин: научные выкладки

Рассматривая происхождение жизни на Земле, ученый постановил, что эволюция органической жизни обусловлена взаимным влиянием друг на друга естественного отбора, генетики и изменчивости. Все три фактора вносят свою лепту, а в итоге организмы получают уникальные особенности, позволяющие приспособиться к жизни в этом мире. Таким образом формируются новые виды. Чтобы аргументировать позицию, достаточно было упомянуть наличие рудиментарных органов, а также теорию рекапитуляции эмбриона. Всего ученый сформировал перечень 180 рудиментов, присущих человеку. Так называют органы, которые по мере развития особи перестали быть значимыми, их можно удалить. Впрочем, постепенно ученые, занимавшиеся рудиментами, выявляли новую функциональность разных участков тела, обнаруживая, что ненужных частей у человека нет в принципе. Долгое время считалось, что классический рудимент – аппендикс, но сегодня известно, что он во многом определяет силу иммунитета, и исследования, позволяющие установить его значимость для здоровья, продолжаются.

Теория Дарвина о происхождении жизни на Земле апеллировала к идее рекапитуляции эмбриона, но и она в обозримом будущем была развеяна. Впервые такую идею предложил Геккель в 1868-ом. Основным догматом был факт сходства собачьего, человеческого четырехнедельных эмбрионов. Как показали исследования того времени, у эмбриона человека есть зародыш хвоста и жаберных щелей. Но продолжение исследований дало понять, что Геккель подделывал изображения, за что был признан научным мошенником. Вместе с тем теория стала несостоятельной. Впрочем, в советских учебниках, вплоть до самого прекращения существования державы, можно было видеть иллюстрации, показывающие, что теория рекапитуляции верна. А вот в остальном мире научное сообщество давно отвергло такие идеи.

Биоэнергоинформационный обмен

Хотя многие теории появились давно, а со временем работа ученых сводится к доказательству их несостоятельности, есть и такие предположения и гипотезы, которые зародились недавно. Конечно, это не космическое происхождение жизни на Земле, а более сложные концепции. Один из примеров – биоэнергоинформационный обмен. Впервые такой термин предложили биофизики, биоэнергетики и экологи. Автором словосочетания считается Волченко, в 89-ом выступавший с докладом перед аудиторией в рамках специализированной всесоюзной конференции. Мероприятие проходило в столичном регионе. Биоэнергоинформационный обмен оказался довольно любопытной областью исследований, ученые предположили, что вселенная – это единое информационное пространство. Предположили, что существует некий субстрат, одновременно представляющий собой сведения и сознание. Эта субстанция является третьей формой наравне с материей, энергией.

Согласно теории биоэнергоинформационного обмена, есть некий всеобщий план. В рамках подтверждения приведены выкладки астрофизиков, доказавших, что есть закономерности между вселенской структурой, возможностью органической жизни и фундаментальными особенностями мира. Кроме того, все это тесно связано с константами, формами и закономерностями, выявленными астрофизиками. Согласно идее биоэнергоинформационного обмена, вселенная представляет собой живую систему, в которой сознание – один из важнейших факторов.

Подводя итоги

О том, откуда произошла и как появилась на нашей планете органическая жизнь, возможно, ученые точно и детально узнают в ближайшем будущем. Многое будет зависеть от того, каким путем пойдет наука. В биологические, физические, астрофизические исследования вкладываются немалые ресурсы, особенно интеллектуальные и временные, поэтому в последнее время отмечается определенный прогресс. В то же время нельзя сказать, что ученые буквально завтра дадут окончательный ответ на вопрос, волнующий человеческие умы вот уже тысячелетия.

fb.ru