Основные этапы развития биосферы на Земле

осуществляется по пути возникновения жизни.

За последние 20 лет были получены интересные сведения о наличии органических

соединений во Вселенной. Источники этих сведений  естественные посланцы

космоса на Землю, метеориты.

Все ранее рождавшиеся теории идеалистов, сторонников религиозных течений и

даже материалистов были несостоятельными и до конца необоснованными из-за

нехватки знаний тогдашних ученых.

И только с наступлением капитализма, который отличался прогрессом в науке и

технике, когда был накоплен большой научный потенциал, стали зарождаться

научно обоснованные теории о происхождении жизни на земле.

     

              2.2. Зарождение и развитие эволюционной  идеи.             

Первые проблески эволюционной мысли зарождаются в недрах диалектической

натурфилософии античного времени, рассматривавшей мир в бесконечном движении,

постоянном самообновлении на основе всеобщей связи и взаимодействия явлений и

борьбы противоположностей.

Выразителем стихийного диалектического взгляда на природу был Гераклид,

эфесский мыслитель (около 530-470 гг. до н. э.) его высказывания о том, что в

природе все течет все изменяется в результате взаимопревращений

первоэлементов космоса — огня, воды, воздуха, земли, содержали в зародыше

идею всеобщего, не имеющего начала и конца развития материи.

Взгляды крупнейших представителей ионийской школы философов: 1) Фалес из

Милета считал, что все возникло из первичного материала — воды в ходе

естественного развития. 2) Анаксимандр исходил из того, что жизнь возникла из

воды и земли под действием тепла. 3) Согласно Анаксимену основным элементом

является воздух, способный разрежаться и уплотняться, и этим процессом

Анаксимен объяснял причину различий веществ. Он утверждал, что человек и

животное произошли из земной слизи.

Представителями механистического материализма были философы более позднего

периода (460-370 гг. до н. э.). По Демокриту мир состоял из бесчисленного

множества неделимых атомов, расположенных в бесконечном пространстве. Атомы

находятся в постоянном процессе случайного соединения и разъединения. Атомы

находятся в случайном движении и различны по величине, массе и форме, то

тела, появившиеся вследствие скопления атомов, могут быть также различными.

Более легкие из них поднялись вверх и образовали огонь и небо, более тяжелые,

опустившись, образовали воду и землю, в которых и зародились различные живые

существа: рыбы, наземные животные, птицы.

Механизм происхождения живых существ первым пытался истолковать древнегреческий

философ Эмпедокл (490-430 гг. до н. э.). Развивая мысль Гераклида о первичных

элементах, он утверждал, что их смешение создает множество комбинаций, одни из

которых — наименее удачные — разрушаются, а другие — гармонирующие сочетания —

сохраняются. Комбинации этих элементов и создают органы животных. Соединение

органов друг с другом порождает целостные организмы. Примечательной была мысль,

что сохранились в природе только жизнеспособные варианты из множества

неудачных комбинаций.

Зарождение биологии как науки связано с деятельностью великого мыслителя из

Греции  Аристотеля (387-322 гг. до н. э.). В своих капитальных трудах он

изложил принципы классификации животных, провел сравнение различных животных

по их строению, заложил основы античной  эмбриологии.

В работе «О частях животных» приводится мысль о взаимосвязи (корреляции)

органов, о том, что изменение одного органа влечет за собой изменение

другого, связанного с ним функциональными отношениями.

В труде «Возникновение животных» Аристотель разработал сравнительно

анатомический метод и применил его в эмбриологических исследованиях. Он

обратил внимание на то, что у разных организмов эмбриогенез (развитие

эмбриона) проходит через последовательный ряд: в начале закладываются

наиболее общие признаки, затем видовые и, наконец, индивидуальные. Обнаружив

большое сходство начальных стадий в эмбриогенезе представителей разных групп

животных, Аристотель пришел к мысли о возможности единства их происхождения.

Этим выводом Аристотель предвосхитил идеи зародышевого сходства и эпигенеза

(эмбриональных новообразований), выдвинутые и экспериментально обоснованные в

середине XVIII в.

Таким образом, воззрения античных философов содержали ряд важных элементов

эволюционизма: во-первых, мысль о естественном возникновении живых существ и их

изменении в результате борьбы противоположностей и выживании удачных вариантов,

во-вторых, идею ступенчатого усложнения организации живой природы; в-третьих,

представление о целостности организма (принцип корреляции) и об эмбриогенезе

как процессе новообразования. Отмечая значение античных мыслителей в

развитии философии, Ф. Энгельс писал: «.в многообразных формах греческой

философии уже имеются в зародыше, и процессе возникновения  почти все

позднейшие типы мировоззрений».

Последующий период, вплоть до XVI в., для развития эволюционной мысли почти

ничего не дал. В эпоху Возрождения резко усиливается интерес к античной науке

и начинается накопление знаний, сыгравших значительную роль в становлении

эволюционной идеи.

Исключительной заслугой учения Дарвина явилось то, что оно дало научное,

материалистическое объяснение возникновению высших животных и растений путем

последовательного развития живого мира, что оно привлекло для разрешения

биологических проблем исторический метод исследования. Однако к самой проблеме

происхождения жизни у многих естествоиспытателей и после Дарвина сохранился

прежний метафизический подход. Широко распространенный в научных кругах Америки

и Западной Европы менделизм-морганизм выдвинул положение, согласно которому

наследственностью и всеми другими свойствами жизни обладают частицы особенного

генного вещества, сконцентрированного в хромосомах

клеточного ядра. Эти частицы будто бы когда-то внезапно возникли на Земле и

сохранили свое жизнеопределяющее строение в основном неизменным в течение всего

развития жизни. Таким образом, проблема происхождения жизни, с точки зрения

менделистов-морганистов, сводится к вопросу, как могла сразу внезапно

возникнуть наделенная всеми свойствами жизни частица генного вещества.

Большинство высказывающихся по этому вопросу зарубежных авторов (например,

Девилье во Франции или Александер в Америке) подходит к нему весьма

упрощенно. По их мнению, генная молекула возникает чисто случайно, благодаря

«счастливому» сочетанию атомов углерода, водорода, кислорода, азота и

фосфора, которые «сами собой» сложились в чрезвычайно сложно построенную

молекулу генного вещества, сразу же получившую все атрибуты жизни.

Но такого рода «счастливый случай» настолько исключителен и необычен, что он

мог якобы осуществиться всего лишь раз за время существования Земли. В

дальнейшем шло только постоянное размножение этой единожды возникшей, вечной

и неизменной генной субстанции.

Это «объяснение», конечно, ничего по существу не объясняет. Характерной

особенностью всех без исключения живых существ является то, что их внутренняя

организация чрезвычайно хорошо, совершенно приспособлена к осуществлению

определенных жизненных явлений: питания, дыхания, роста и размножения в

данных условиях существования. Как же в результате чистой случайности могла

возникнуть эта внутренняя приспособленность, которая так характерна для всех,

даже наипростейших живых форм?

Антинаучно отрицая закономерность процесса происхождения жизни, рассматривая

это важнейшее в жизни нашей планеты событие как случайное, сторонники

указанных взглядов ничего не могут ответить на этот вопрос и неизбежно

скатываются к самым идеалистическим, мистическим представлениям о первичной

творческой воле божества и об определенном плане создания жизни.

Так в недавно вышедшей книжке Шредингера «Что такое жизнь с точки зрения

физики», в книге американского биолога Александера «Жизнь, ее природа и

происхождение» и в ряде других произведений буржуазных авторов мы находим

прямое утверждение того, что жизнь могла возникнуть только в результате

творческой воли божества. Менделизм-морганизм пытается идеологически

разоружить ученых биологов в их борьбе с идеализмом. Он стремится доказать,

что вопрос о происхождении жизни — эта важнейшая мировоззренческая проблема —

неразрешим с материалистических позиций. Однако такого рода утверждение

насквозь ложно. Оно легко опровергается, если мы подойдем к интересующему нас

вопросу с позиций единственно правильной, подлинно  научной философии — с

позиций диалектического  материализма.

Жизнь как особая форма существования материи характеризуется двумя

отличительными свойствами — самовоспроизведением и обменом веществ с

окружающей средой. На свойствах саморепродукции и обмена веществ строятся все

современные гипотезы возникновения жизни. Наиболее широко признанные гипотезы

коацерватная и генетическая.

     Коацерватная гипотеза. В 1924 г. А. И. Опарин впервые сформулировал

основные положения концепции предбиологической

эволюции и затем, опираясь на эксперименты Бунгенберга

де Йонга, развил эти положения в

коацерватной гипотезе происхождения жизни. Основу гипотезы составляет

утверждение, что начальные этапы биогенеза были связаны с формированием

белковых структур.

Первые белковые структуры (протобионты, по

терминологии Опарина) появились в период, когда молекулы белков отграничивались

от окружающей среды мембраной. Эти структуры могли возникнуть из первичного

«бульона» благодаря коацервации —

самопроизвольному разделению водного раствора полимеров на фазы с различной их

концентрацией. Процесс коацервации приводил к

образованию микроскопических капелек с высокой концентрацией полимеров. Часть

этих капелек поглощали из среды низкомолекулярные соединения: аминокислоты,

глюкозу, примитивные катализаторы. Взаимодействие молекулярного субстрата и

катализаторов уже означало возникновение простейшего метаболизма внутри

протобионтов.

Обладавшие метаболизмом капельки включали в себя из окружающей среды новые

соединения и увеличивались в объеме. Когда коацерваты

достигали размера, максимально допустимого в данных физических условиях, они

распадались на более мелкие капельки, например, под действием волн, как это

происходит при встряхивании сосуда с эмульсией масла в воде. Мелкие капельки

вновь продолжали расти и затем образовывать новые поколения

коацерватов.

Постепенное усложнение протобионтов осуществлялось отбором таких

коацерватных капель, которые обладали преимуществом в лучшем использовании

вещества и энергии среды. Отбор как основная причина совершенствования

коацерватов до первичных живых существ — центральное положение в гипотезе

Опарина.

     Генетическая  гипотеза. Согласно этой гипотезе, вначале возникли

нуклеиновые кислоты как матричная основа синтеза белков. Впервые ее выдвинул в

1929 г. Г. Мёллер.

Экспериментально доказано, что несложные нуклеиновые кислоты могут

реплицироваться и без ферментов. Синтез белков на

рибосомах идет при участии транспортной (т-РНК)

и рибосомной РНК (р-РНК). Они способны строить не просто случайные сочетания

аминокислот, а упорядоченные полимеры белков. Возможно, первичные рибосомы

состояли только из РНК. Такие безбелковые рибосомы могли синтезировать

упорядоченные пептиды при участии молекул т-РНК, которые связывались с р-РНК

через спаривание оснований.

На следующей стадии химической эволюции появились матрицы, определявшие

последовательность молекул т-РНК, а тем самым и последовательность

аминокислот, которые связываются молекулами т-РНК.

Способность нуклеиновых кислот служить матрицами при образовании

комплементарных цепей (например, синтез и-РНК на ДНК) — наиболее убедительный

аргумент в пользу представлений о ведущем значении в процессе биогенеза

наследственного аппарата и, следовательно, в пользу генетической гипотезы

происхождения жизни.

Основные этапы биогенеза. Процесс биогенеза включал три основных этапа:

возникновение органических веществ, появление сложных полимеров (нуклеиновых

кислот, белков, полисахаридов), образование первичных живых организмов.

     Первый этап  — возникновение органических  веществ. Уже в период

формирования Земли образовался значительный запас абиогенных органических

соединений. Исходными для их синтеза были газообразные продукты докислородной

атмосферы и гидросферы (СН4, СО2, H2О, Н2, NH3, NО2). Именно эти продукты

используются и в искусственном синтезе органических соединений, составляющих

биохимическую основу жизни. Экспериментальный синтез белковых компонентов —

аминокислот в попытках создать живое «в пробирке» начался с работ С. Миллера

(1951-1957). С. Миллер провел  серию опытов по воздействию  искровыми

электрическими разрядами на смесь газов СН4, NH3, H2 и паров воды, в результате

чего обнаружил аминокислоты аспарагин, глицин, глютамин. Полученные Миллером

данные подтвердили советские и зарубежные ученые.

Наряду с синтезом белковых компонентов экспериментально синтезированы

нуклеиновые компоненты — пуриновые и пиримидиновые основания и сахара. При

умеренном нагревании смеси цианистого водорода, аммиака и воды Д. Оро получил