Появление жизни на Земле. Основные концепции

Эта теория приобрела в научном мире много  сторонников, между которыми были даже такие выдающиеся умы, как Г. Гельмгольц, С. Аррениус, Дж. Томсон, П. П. Лазарев  и др. Ее защитники стремились, главным  образом, научно обосновать возможность  такого переноса зародышей с одного небесного тела на другое, при котором  сохранялась бы жизнеспособность этих зародышей. Ведь на самом деле, в конце концов, главный вопрос заключается именно в том, может ли спора совершить такое длительное и полное опасностей путешествие, как перелет из одного мира в другой, не погибнув, сохранив способность прорасти и развиться в новый организм. Разберем подробно, какие опасности встречаются на пути зародыша.

Прежде  всего, это холод межпланетного  пространства (220° ниже нуля). Отделившись  от родной планеты, зародыш обречен  долгие годы, столетия и даже тысячелетия  носиться при такой ужасающей  температуре, прежде чем счастливый случай даст ему возможность опуститься на новую землю. Невольно является сомнение, способен ли зародыш выдержать такое  испытание. Для решения этого  вопроса обращались к исследованию устойчивости по отношению к холоду современных нам спор. Опыты, произведенные  в этом направлении, показали, что  холод зародыши микроорганизмов  выносят превосходно. Они сохраняют  свою жизнеспособность даже после шестимесячного пребывания при 200° ниже нуля. Конечно, 6 месяцев не 1000 лет, но все же опыт дает нам право предполагать, что, по крайней мере, некоторые из зародышей  могут перенести страшный холод  межпланетного пространства.

Гораздо большую опасность для зародышей  представляет их полная незащищенность от световых лучей. Их путь меж планетами  пронизан лучами солнца, губительными для большинства микробов. Некоторые  бактерии погибают от действия прямых солнечных лучей уже в течение  нескольких часов, другие более устойчивы, но на всех без исключения микробов очень сильное освещение действует  неблагоприятно. Однако это неблагоприятное  действие в значительной степени  ослабляется в отсутствие кислорода  воздуха, а мы знаем, что в межпланетном пространстве воздуха нет, и потому можем не без основания предполагать, что зародыши жизни выдержат и  это испытание.

Но вот  счастливый случай дает возможность  зародышу попасть в сферу притяжения какой-либо планеты с благоприятными для развития жизни условиями температуры и влажности. Скитальцу осталось только, подчиняясь силе тяжести, упасть на его новую Землю. Но как раз тут, почти уже в мирной гавани, и ждет его грозная опасность. Ранее зародыш носился в безвоздушном пространстве, но теперь, прежде чем упасть на поверхность планеты, он должен пролететь через довольно толстый слой воздуха, окутывающий со всех сторон эту планету.

Есть  основания предполагать, что, по крайней  мере, некоторые из зародышей, попавшие в атмосферу той или иной планеты, доберутся до ее поверхности жизнеспособными.

Вместе  с тем не нужно забывать о тех  колоссальных астрономических промежутках  времени, в течение которых Земля  могла засеваться зародышами из других миров. Эти промежутки исчисляются  миллионами лет! Если за это время  из многих миллиардов зародышей хотя бы один добрался благополучно до поверхности  Земли и нашел здесь подходящие для своего развития условия, то этого  было бы уже достаточно для образования  всего органического мира. Эта  возможность при современном  состоянии науки представляется хотя и маловероятной, но допустимой; во всяком случае, у нас нет фактов, которые ей прямо противоречили  бы.

Однако  теория панспермии является ответом  только на вопрос происхождении земной жизни, а отнюдь не на вопрос о происхождении  жизни вообще, перенося проблему в  другое место Вселенной.

"Одно  из двух, — говорит Гельмгольц. — Органическая жизнь или когда-либо  началась (зародилась), или существует  вечно". Если признать первое, то теория панспермии теряет  всякий логический смысл, так  как если жизнь могла зародиться  где-либо во Вселенной, то, исходя  из однообразия мира, мы не  имеем никаких оснований утверждать, что она не могла зародиться  и на Земле. Поэтому сторонники  разбираемой теории принимают  положение о вечности жизни.  Они признают, что "жизнь только  меняет свою форму, но никогда  не создается из мертвой материи".

В конце 60-х годов возобновилась популярность этой теории. Это было связано с  тем, что при изучении метеоритов и комет были обнаружены многие "предшественники  живого" - органические соединения, синильная кислота, вода, формальдегид, цианогены. В 1975 году в лунном грунте и метеоритах были найдены предшественники  аминокислот. Сторонники панспермии считают  их "семенами, посеянными на Земле". В 1992 году появились работы американских ученых, где они на основании исследования материала, подобранного в Антарктиде, описывают наличие в метеоритах остатков живых существ, напоминающих бактерии.

Современные приверженцы концепции панспермии (в числе которых – лауреат  Нобелевской премии английский биофизик Ф. Крик) считают, что жизнь на Землю  занесена случайно или преднамеренно  космическими пришельцами с помощью  летательных аппаратов. Доказательством  этого являются многократные появления  НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на космодромы, а также  сообщения о произошедших встречах с инопланетянами.

К гипотезе панспермии примыкает точка зрения астрономов Ч. Викрамасингха (Шри-Ланка) и Ф. Хойла (Великобритания). Они считают, что в космическом пространстве, в основном в газовых и пылевых  облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы. Далее эти микроорганизмы захватываются кометами, которые  затем, проходя вблизи планет, "сеют зародыши жизни".

Другие  учёные высказывают мысль о перенесении "спор жизни" на Землю светом (под  давлением света).

В общем, интерес к теории панспермии не угасает  до сего времени. 

5.БИОХИМИЧЕСКАЯ  ЭВОЛЮЦИЯ

Первую  научную теорию относительно происхождения  живых организмов на Земле создал советский биохимик А. И. Опарин. В 1924 г. он опубликовал работы, в которых  изложил представления о том, как могла возникнуть жизнь на Земле. Согласно этой теории, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли и рассматривается Опариным как закономерный результат химической эволюции соединений углерода во Вселенной.

По Опарину, процесс, приведший к возникновению  жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

1. Возникновение  органических веществ.

2. Образование  из более простых органических  веществ биополимеров (белков, нуклеиновых  кислот, полисахаридов, липидов и  др.).

3. Возникновение  примитивных самовоспроизводящихся  организмов.

Теория  биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных  учёных. Земля возникла около пяти миллиардов лет назад; первоначально  температура её поверхности была очень высокой (4000 – 80000С). По мере её остывания образовались твёрдая  поверхность (земная кора - литосфера). Атмосфера, первоначально состоявшая из лёгких газов (водород, гелий), не могла  эффективно удерживаться недостаточно плотной Землёй, и эти газы заменялись более тяжёлыми: водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном. Когда  температура Земли опустилась ниже 1000C, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это  время, в соответствии с представлениями  А. И. Опарина, состоялся абиогенный синтез, то есть в первоначальных земных океанах, насыщенных разными простыми химическими соединениями, "в  первичном бульоне" под влиянием вулканического тепла, разрядов молний, интенсивной ультрафиолетовой радиации и других факторов среды начался  синтез более сложных органических соединений, а затем и биополимеров. Образованию органических веществ  способствовало отсутствие живых организмов – потребителей органики – и  главного…окислителя…–…кислорода. Сложные молекулы аминокислот случайно объединялись в пептиды, которые, в  свою очередь, создали первоначальные белки. Из этих белков синтезировались  первичные живые существа микроскопических размеров.

Система взглядов А. И. Опарина получила название "коацерватная гипотеза".

      Теория  была обоснована, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза  почти все специалисты в области  происхождения жизни. Если спонтанно, путем 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. 
 
 
 
 
 
 

Заключение.

      Из  того, что мы знаем о происхождении  жизни на Земле, ясно, что процесс  возникновения живых организмов из простых органических соединений был крайне длительным. Чтобы на Земле зародилась жизнь, понадобился  длившийся много миллионов лет  эволюционный процесс, в течение  которого сложные молекулярные структуры, прежде всего нуклеиновые кислоты  и белки, прошли отбор на устойчивость, на способность к воспроизведению  себе подобных.

Несомненно, в модели происхождения жизни  будут включаться новые знания, и  они будут всё более обоснованными. Но чем более качественно новое  отличается от старого, тем труднее  объяснить его возникновение. Исследование, анализ и развитие данных концепций, на мой взгляд, одна из главных задач науки, а от решения данной задачи зависят многие извечные вопросы, способные перевернуть все сознание человечества. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература

1 А.И.Опарин «Жизнь, её природа, происхождение и развитие» М. 1960 г.

2  А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник «Биология. Общая биология. 10-11 классы» 2005 г.