Теории происхождения Земли

- Уникальность  физических условий. Определенная  масса Земли (1/20 массы Солнца), расстояние от Солнца и других  планет и другие физические  параметры, которые позволяли  удержать атмосферу.

- Наличие в  ранней атмосфере химических  элементов в восстановительной форме, без существования кислорода в газообразном, химически несвязанном состоянии.

- Образование  воды на Земле, играющей огромную  роль в жизни живого.

- Целая совокупность  физических, химических и геологических  факторов (относительно высокая температура поверхности Земли), возможность возникновения мощных электрических разрядов в ранней ее атмосфере, отсутствие озонного слоя, препятствующего губительному воздействию ультрафиолетового излучения на живые организмы. Главнейшей ступенью предбиологической эволюции живого в концепции А. Опарина считается объединение способных к самовоспроизведению комплексов нуклеотидов (структуры, составляющие ДНК и РНК) с каталитической активностью белков (полипептидов).

В 1953 г. С. Миллер, молодой американский исследователь, под руководством своего знаменитого соотечественника Нобелевского лауреата Г. Ори выполнил работу, результаты которой глубоко заинтересовали ученых. С. Миллер создал установку, с помощью которой моделировались химический состав предполагаемой первичной атмосферы Земли и ее физические условия, способствовавшие возникновению электрических разрядов в этой атмосфере. Газовая смесь, через которую пропускались электрические разряды, состояла из паров воды, метана, аммиака и водорода. Изучение состава жидкости, полученной в результате эксперимента, обнаружило в ней органические мономеры: мочевина, несколько аминокислот и молочная кислота.

Результаты  С. Миллера проверялись другими  исследователями, которые использовали такие факторы воздействия на смесь газов в установке С. Миллера, как ударная волна, радиация, ультрафиолетовое излучение и тепловое излучение. Во всех опытах получались сходные результаты. Из неорганических соединений синтезировались органические соединения. Например, при гамма-излучении обнаружили рибозу и дезоксирибозу.

На современном  уровне идеи концепции биохимической  эволюции живого с учетом информации о двух факторах эволюционного процесса (естественный отбор и наследственная изменчивость) успешно развиваются  симбиотической теорией образования эукариотической клетки и эволюции одноклеточных и многоклеточных эукариотов (современного царства живых организмов). Эта теория учитывает способы питания первых организмов, уровень структурности их генетического материала, способы воспроизводства и другие факторы.

Согласно этой теории свободный кислород в атмосфере  Земли появился в результате фотосинтетической  деятельности зеленых растений. До этого ультрафиолетовое излучение  являлось основным источником энергии  для синтеза органических веществ. Далее высказывается предположение, что образованный древний белок (полипептид) обладал повышенной активностью, которая способствовала образованию молекул ДНК. Представители этой концепции полагают, что первые организмы (пробионты) уже имели главные атрибуты жизни: ДНК, РНК, мембранные структуры, деление и некоторые другие. Действительно, все существующие сегодня живые организмы осуществляют обмен веществ или брожением, или фотосинтезом, или дыханием. По отношению к кислороду организмы делятся на анаэробные организмы, гибнущие в кислородной среде и на аэробные организмы, обязательно нуждающиеся в кислороде, и на те промежуточные, которые могут жить в кислородной и бескислородной среде (часть бактерий и грибов). В симбиотической теории много допущений, некоторые из них имеют подтверждение.

Кратко об этих допущениях:

- В восстановительной  атмосфере Земли (без свободного  кислорода) первые организмы должны  были быть анаэробными и гетеротрофами  (греч. heteros - разный, trohe - пища) (т. е.  питались органическими соединениями из «первичного бульона» океанов).

- По мере  их размножения органический  ресурс океана истощался. Это  привело к образованию автотрофных  организмов, способных непосредственно  использовать световую энергию  Солнца и энергию химической  связи из неорганических соединений.

- Жизнедеятельность  анаэробов на первичной стадии  возникновения живого приводила  к возникновению свободного кислорода  в атмосфере Земли, что вело  к созданию условий возникновения  аэробных организмов.

- Увеличение  роста кислорода в атмосфере усложнило жизнь первичных анаэробов-гетеротрофов (появился озонный слой защиты аэробов и т.п.).

- Некоторые  первичные анаэробы вымерли, другие  нашли бескислородные ниши для  своего существования (например, метанобразующие бактерии существуют  и сегодня в горячих источниках), некоторые из них вступили во взаимодействие с аэробами. Это привело к образованию первых клеток эукариотов. Эти утверждения основываются на исследовании строения, функций, структур современных организмов-анаэробов и организмов-аэробов, для которых необходима определенная норма концентрации кислорода в газообразном состоянии. Многие сохранившиеся роды прокариотов состоят исключительно из анаэробных организмов.

- Вскоре после  возникновения простейших организмов  сформировались три надцарства жизни: архебактерии, эубактерии (включая синезеленые водоросли) и эукариоты (грибы, растения, животные). Для обоснования своих положений симбиотическая теория использует также сравнение геномов современных представителей этих царств и их прародителей.

- Во временном  масштабе считается, что первые  фотосинтезирующие прокариотические  бактерии возникли 3,5-3 млрд лет  тому назад. 2-1,5 млрд лет назад  возникли организмы-эукариоты. У  этих организмов механизм обмена  веществ эффективнее механизма  обмена веществ у организмов-анаэробов в 18 раз. 2 млрд лет назад в атмосфере возник кислород.

Таким образом, согласно этой теории эволюция привела  к возникновению анаэробов-прокариотов, затем деятельность анаэробов создала  возможность возникновения аэробов-эукариотов, для которых необходима определенная норма свободного кислорода. К сожалению, современный человек делает все, чтобы изменить норму содержания кислорода в атмосфере (сжигает, загрязняет и вырубает «легкие» Земли), и тем самым способствует возникновению исторически первой среды обитания для анаэробных бактерий. В современных условиях они усилят борьбу с ныне существующими живыми организмами, которым нужен свободный кислород. В последнем случае речь идет о возможных массовых эпидемиях. Антропогенный фактор современного человека ведет к деградации современной окружающей среды.

В конце прошлого века было сделано интересное открытие на дне рифтовых впадин океанов - «черных  курильщиков». Это образования, напоминающие вулканы с кратером, возвышающиеся  на десятки метров над океаническим дном. Они состоят из готовой руды. Черный дым, исходящий из них, является нагретой до 350°С взвесью из железа, марганца, меди и серы. На поверхности «черных курильщиков» обнаружены живые организмы, живущие при температуре до +400°С. Они создают из неорганических веществ собственные органические соединения и способны синтезировать так же неорганические соединения в виде конечных продуктов своей жизнедеятельности, например золото. Эти существа напоминают кольчатых червей, достигающих 1 м в длину. Этот факт используется для доказательства правильности теории симбиоза и концепции «2К».

ГЛАВА III. СОВРЕМЕННЫЙ ВЗГЛЯД НА ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ НА  
           ЗЕМЛЕ.

У теории А.И. Опарина и других подобных гипотез  есть один существенный недостаток: нет  ни одного факта, который бы подтвердил возможность абиогенного синтеза  на Земле хотя бы простейшего живого организма из безжизненных соединений. В многочисленных лабораториях мира осуществлены тысячи попыток такого синтеза. Например, американский ученый С. Миллер, исходя из предположений относительно состава первичной атмосферы Земли, в специальном приборе пропускал электрические разряды через смесь метана, аммиака, водорода и паров воды. Ему удалось получить молекулы аминокислот - тех основных «кирпичиков», из которых складывается основа жизни - белки. Эти опыты были многократно повторены, кое-кому из ученых удалось получить довольно длинные цепочки пептидов (простых белков). Ни одного хотя бы простейшего живого организма никому не посчастливилось синтезировать. Ныне среди ученых популярностью пользуется принцип Реди: «Живое - лишь от живого».

Но предположим, что такие попытки когда-то увенчаются успехом. Что докажет такой опыт? Лишь то, что для синтеза жизни нужны ум человека, сложная развитая наука и современная техника. Ничего этого на первоначальной Земле не было. Больше того, синтез сложных органических соединений из простых противоречит второму закону термодинамики, который запрещает переход материальных систем от состояния большей вероятности к состоянию меньшей, а развитие от простых органических соединений к сложным, потом от бактерий к человеку происходил именно в этом направлении. Здесь мы наблюдаем ничто иное, как творческий процесс. Второй закон термодинамики непреложный закон, единственный закон, который ещё ни разу не был подвергнут сомнению, нарушен или опровергнут. Поэтому порядок (генная информация) не может стихийно возникнуть из беспорядка случайных процессов, что и подтверждается теорией вероятности.

В последнее  время сокрушительный удар гипотезе абиогенного синтеза нанесли  математические исследования. Математики подсчитали, что вероятность самозарождения живого организма из безжизненных блоков практически равняется нулю. Так, Л. Блюменфельд доказал, что вероятность случайного образования за все время существования Земли хотя бы одной молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты - одной из важнейших составных частей генетического кода) составляет 1/10800. Ведь в знаменателе его находится цифра, где после единицы тянется ряд из 800 нулей, а это число в невероятное количество раз больше общего количества всех атомов во Вселенной. Современный американский астрофизик Ч. Викрамасингхе так образно высказал невозможность абиогенного синтеза: «Быстрее ураган, который пронесется над кладбищем старых самолетов, соберет новенький суперлайнер из кусков лома, чем в результате случайного процесса возникнет из своих компонентов жизнь»²¹.

Противоречат  теории абиогенного синтеза и  геологические данные. Как бы далеко мы не проникали вглубь геологической  истории, не находим следов «азойской  эры», то есть периода, когда на Земле  не существовало жизни.

Сейчас палеонтологи в породах, век которых достигает 3,8 млрд. лет, то есть близкий ко времени  образования Земли (4-4,5 млрд. лет  тому по последним оценкам), нашли  ископаемые остатки довольно сложно организованных существ - бактерий, сине-зеленых  водорослей, простых грибков. В. Вернадский был уверен, что жизнь геологически вечна, то есть в геологической истории не было эпохи, когда наша планета была безжизненной. «Проблема абиогенеза (спонтанного зарождения живых организмов), - писал ученый в 1938 г., - остается бесплодной и парализует действительно назревшую научную работу».

Земная форма  жизни чрезвычайно тесно связанная  с гидросферой. Об этом свидетельствует  хотя бы тот факт, что вода является основной частью массы любого земного  организма (человек, например, большее чем на 70 % состоит из воды, а такие организмы, как медуза - на 97-98 %). Очевидно, что жизнь на Земле сформировалось лишь тогда, когда на ней появилась гидросфера, а это, по геологическим сведениям, произошло почти с начала существования нашей планеты. Многие из свойств живых организмов обусловленные именно свойствами воды, самая же вода есть феноменальное соединение. Так, по данными П.Привалова, вода - это кооперативная система, в которой всякое действие распространяется «эстафетным» путем на тысячи междуатомных расстояний, то есть имеет место «далекодействие».

Некоторые ученые считают, что вся гидросфера Земли, в сущности, есть одна гигантская «молекула» воды. Установлено, что вода может  активироваться естественными электромагнитными  полями земного и космического происхождения (в частности искусственного). Чрезвычайно интересным было недавнее открытие французскими учеными «памяти воды». Возможно, то, что биосфера Земли есть единый суперорганизм, и обусловлено этими свойствами воды? Ведь все  
организмы - это составные части, «капли» этой супермолекулы земной воды.

Хотя нам  до сих пор известна лишь земная белково-нуклеиново-водная жизнь, это  не означает, что в безграничном Космосе не могут существовать другие  его   формы.    Некоторые    ученые,    в    частности     американские, Г. Файнберг и Р.Шапиро, моделируют такие гипотетично возможные его варианты:

- плазмоиды  - жизнь в звездных атмосферах  за счет магнитных сил, связанных  с группами подвижных электрических  зарядов;

- радиобы - жизнь в межзвездных облаках на основе агрегатов атомов, которые находятся в разных состояниях возбуждения;

- лавобы - жизнь  на основе соединений кремния,  который может существовать в  озерах расплавленной лавы на  очень горячих планетах;

- водоробы - жизнь,  которая может существовать при низких температурах на планетах, покрытых «водоемами» из жидкого метана, и черпать энергию из преобразований ортоводорода на параводород;

- термофаги  - разновидность космической жизни,  которая получает энергию из  градиента температур в атмосфере или океанах планет.

Конечно, такие  экзотические формы жизни пока что  существуют лишь в воображении ученых и писателей-фантастов. Тем не менее, не исключена возможность реального  существования некоторых из них, в частности плазмоидов. Есть некоторые основания считать, что на Земле параллельно с «нашей» формой жизни существует другая ее разновидность, похожая на упомянутых плазмоидов. К ним относят некоторые виды НЛО (неопознанных летающих объектов), образования, похожие на шаровые молнии, а также невидимые для глаза, но фиксируемые цветной фотопленкой летающие в атмосфере энергетические «сгустки», которые в ряде случаев проявляли разумное поведение.