Теории происхождения жизни на Земле

Другие христиане не относятся  к Библии как к научной книге  и считают, что в Книге бытия  изложено в понятной для людей  всех времен форме теологическое  откровение о сотворении всех живых  существ всемогущим Творцом. Для  них описание сотворения живых существ  относится к ответу скорее на вопрос «почему», а не «каким образом». Если наука в поисках истины широко использует наблюдения и эксперимент, то богословие постигает истину через  божественное откровение и веру (Айала, 2009).

В последнее время наблюдаются попытки совмещения христианских и научных взглядов. Но есть и сторонники креационизма, утверждающие невозможность такого синтеза.

На основании этого  все гипотезы креационистов можно изложить следующим образом:

1. Христиане верят, что Бог представляет собой активную силу, действующую как естественным, так и сверхъестественным образом. Бог — единственный творец мира, хотя Он, конечно, мог действовать посредством мутаций, естественного отбора и так далее.
2. В Библии сказано, что люди созданы приблизительно так же, как и другие животные, но только «по образу Божьему». Нет причин полагать, что процесс духовного сотворения должен был создать из нас особый вид с физическими и психологическими чертами, но христиане верят, что именно он отличает нас от других живых существ и связывает нас с Богом посредством души.
3. Люди, созданные «по образу Божьему», могут утратить это особое состояние. Это положение снимает одно из противоречий между христианством и эволюционной теорией: предположение о том, что эволюция продолжается, и что люди могут видоизменяться и дальше (Мортон, 2001).

Основная часть возражений против дарвинизма в наши дни исходит  как раз от креационистов, а не от ученых. Так в 1932 году в Великобритании было основано «Движение протеста против эволюции», ставящее целью распространение научной информации в пользу библейской теории сотворения мира и доказательство ложности эволюционной теории при помощи научных фактов (Маклинг, 1993). К 1970 году количество его членов достигло 850, и оно приобрело больший авторитет после того, как в 1963 году в США было основано Креационистское научно-исследовательское общество, а в 1970 году Креационистский научно-исследовательский институт. Дальнейшее развитие креационизма в Великобритании ознаменовало создание в 1972 году Научного объединения имени Ньютона (Мортон, 2001).

Как уже говорилось сейчас много говорят о необходимости синтеза науки и богословия. Знание Священного Писания способно в значительной степени направить поиски учёных (Войткевич, 1988).

Но слабость этой теории заключается в утверждении того, что процесс сотворения мира произошёл однократно и повторение его в эксперименте невозможно. Если учитывать, что наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению и в дальнейшем могут быть воспроизведены в опыте, то получается, что она никогда не сможет ни подтвердить, ни опровергнуть данную теорию.

2. 2. Теория самопроизвольного происхождения. Или спонтанного зарождения жизни

Теория спонтанного зарождения жизни возникла в Вавилоне, Египте и Китае как альтернатива креационизму. В ее основе лежит понятие о  том, что под влиянием естественных факторов живое может возникнуть из неживого, органическое из неорганического (Войткевич, 1988). Она восходит к Эмпедоклу и Аристотелю: определенные «частицы» вещества содержат некое «альтернативное начало», которое при определенных условиях может создать живой организм. Аристотель считал, что активное начало есть в оплодотворенном яйце, солнечном свете, гниющем мясе. У Демокрита начало жизни было в иле, у Фалеса – в воде, у Анаксагора – в воздухе (Аносов, 1999).

Идея самозарождения получила широкое распространение в средневековье и эпоху Возрождения, когда допускалась возможность самозарождения не только простых, но и довольно высокоорганизованных существ, даже млекопитающих (например, мышей из тряпок). Так, например, Ван Гельмот, весьма знаменитый и удачливый ученый, описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмот считал человеческий пот (Мортон, 2001).

Против теории самозарождения в XVII в. выступил Франческо Реди. В 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения (Чайковский, 2006). Реди установил, что маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе – это личинки мух (Теерикопи, 2010).

Положив мясо в закрытый горшок, Ф. Реди показал, что в гнилом мясе личинки мясной мухи не самозарождаются. Сторонники теории самозарождения не сдавались, они утверждали, что самозарождение личинок не произошло по той лишь причине, что в закрытый горшок не поступал воздух. Тогда Ф. Реди поместил кусочки мяса в несколько глубоких сосудов. Часть из них он оставил открытыми, а часть прикрыл кисеей. Через некоторое время в открытых сосудах мясо кишело личинками мух, тогда как в сосудах, прикрытых кисеей, в гнилом мясе никаких личинок не было (Поннамперума, 1977). Таким образом, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

В XVIII в. теорию самозарождения жизни продолжал защищать немецкий математик и философ Лейбниц. Он и его сторонники утверждали, что в живых организмах существует особая «жизненная сила». По мнению виталистов, «жизненная сила» присутствует всюду. Достаточно лишь вдохнуть ее, и неживое станет живым» (Чайковский, 2006).

Микроскоп открыл людям микромир. Наблюдения показывали, что в плотно закрытой колбе с мясным бульоном или сенным настоем через некоторое  время обнаруживаются микроорганизмы. Но стоило прокипятить мясной бульон в течение часа и запаять горлышко, как в запаянной колбе ничего не возникало. Виталисты выдвинули предположение» что длительное кипячение убивает «жизненную силу», которая не может проникнуть в запаянную колбу. В XIX в. даже Ламарк писал о возможности самозарождения грибков (Теерикопи, 2010).

С появлением книги Дарвина «Происхождение видов» вновь встал вопрос о том, как же все-таки возникла жизнь на Земле. Французская Академия наук в 1859 г. назначила специальную премию за попытку осветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении. Эту премию в 1862 г. получил знаменитый французский ученый Луи Пастер (Вернадский, 1989).

Пастер провел эксперимент, соперничавший по простоте со знаменитым опытом Реди. Он кипятил в колбе различные питательные среды, в которых могли развиваться микроорганизмы. При длительном кипячении в колбе погибали не только микроорганизмы, но и их споры. Помня об утверждении виталистов, что мифическая «жизненная сила» не может проникнуть в запаянную колбу, Пастер присоединил к ней S-образную трубку со свободным концом. (Фокс, 1975) Споры микроорганизмов оседали на поверхности тонкой изогнутой трубки и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо прокипяченная питательная среда оставалась стерильной, в ней не наблюдалось самозарождения микроорганизмов, хотя доступ воздуха (а с ним и пресловутой «жизненной силы») был обеспечен (Поннамперума, 1977).

Таким образом, именно Пастер подтвердил гипотезу биогенеза. Он доказал, что невозможно получение живых  организмов от неживых объектов. Все  предыдущие опыты не показали, что возможно спонтанное самозарождение организмов (Мортон, 2001).

Пока данная теория не утратила свой статус, она трансформировалась. На её основе выдвинута теория Опарина.

2. 3. Теория космического происхождения жизни или панспермии

С. Аррениус впервые выдвинул эту теорию. Они предусматривала занос спор микроорганизмов, расселённых по всей Вселенной, на Землю. Сейчас известно в космосе бактерий и вирусов не обнаружено, однако присутствуют различные органические химические соединения, аминокислоты, спирты, углеводороды и другие соединения, способные образовать клеточные мембраны первичных организмов. Такие соединения обнаружены в метеоритах и кометах, космической пыли, которой ежегодно выпадает на Землю до 40 тысяч тонн (Габдулин, 2005).

Либих же считал, что «атмосферы небесных тел, а также вращающихся космических туманностей можно считать как вековечные хранилища оживленной формы, как вечные плантации органических зародышей», откуда жизнь рассеивается в виде этих зародышей во Вселенной (Теерикопи, 2010).

В 1865 г. немецкий врач Г. Рихтер выдвинул гипотезу космозоев (космических зачатков), в соответствии с которой жизнь является вечной и зачатки, населяющие мировое пространство, могут переноситься с одной планеты на другую (Мортон, 2001). Эта гипотеза была поддержана многими выдающимися учеными. Подобным образом мыслили Кельвин, Гельмгольц и др. в начале ХХ века с идеей радиопанспермии выступил Аррениус. Он описывал, как с населенных другими существами планет уходят в мировое пространство частички вещества, пылинки и живые споры микроорганизмов. Они сохраняют свою жизнеспособность, летая в пространстве Вселенной за счет светового давления. Попадая на планету с подходящими условиями для жизни, они начинают новую жизнь на этой планете (Теерикопи, 2010).

Советские и американские исследователи в космосе позволяют  считать, что вероятность обнаружить жизнь в пределах нашей Солнечной системы ничтожна, однако они не дают никаких сведений о возможной жизни вне этой системы (Галимов, 2006).

Так при изучении материала метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого», такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших 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. Эта теория требует дополнительных исследований.

2. 4. Химическая теория происхождения жизни на Земле Опарина-Холдейна

В настоящее время наиболее, широкое признание получила гипотеза о происхождении жизни на Земле, сформулированная советским ученым А. И. Опариным и английским ученым Дж. Холдейном. Эта гипотеза исходит из предположения о постепенном возникновении жизни на Земле из неорганических веществ путем длительной абиогенной молекулярной эволюции (Симионеску, 1986). Теория А. И. Опарина представляет собой обобщение убедительных доказательств возникновения жизни на Земле в результате закономерного процесса перехода химической формы движения материи в биологическую (Поннамперума, 1977).

Первые сложные углероды могли возникнуть в океане из более  простых соединений, постепенно накапливаться  и приводить к возникновению «первичного бульона». Потом происходит дальнейшее усложнение. Этот процесс состоит из нескольких этапов (Габдулин, 2005).

1 Этап. Образование простых органических соединений. На начальных этапах своей истории Земля представляла собой раскаленную планету. Вследствие вращения при постепенном снижении температуры атомы тяжелых элементов перемещались к центру, а в поверхностных слоях концентрировались атомы легких элементов (водорода, углерода, кислорода, азота), из которых и состоят тела живых организмов. При дальнейшем охлаждении Земли появились химические соединения: вода, метан, углекислый газ, аммиак, цианистый водород, а также молекулярный водород, кислород, азот. Физические и химические свойства воды (высокий дипольный момент, вязкость, теплоемкость и т. д.) и углерода (трудность образования окислов, способность к восстановлению и образованию линейных соединений) определили то, что именно они оказались у колыбели жизни (Войткевич, 1988).

На этих начальных этапах сложилась первичная атмосфера  Земли, которая носила не окислительный, как сейчас, а восстановительный характер. Кроме того, она была богата инертными газами (гелием, неоном, аргоном). Эта первичная атмосфера уже утрачена. На ее месте образовалась вторая атмосфера Земли, состоящая на 20% из кислорода — одного из наиболее химически активных газов. Эта вторая атмосфера — продукт развития жизни на Земле, одно из его глобальных следствий (Теерикопи, 2010).

Дальнейшее снижение температуры  обусловило переход ряда газообразных соединений в жидкое и твердое состояние, а также образование земной коры. Когда температура поверхности Земли опустилась ниже 100 °С произошло сгущение водяных паров. Длительные ливни с частыми грозами привели к образованию больших водоемов. В результате активной вулканической деятельности из внутренних слоев Земли на поверхность выносилось много раскаленной массы, в том числе карбидов — соединений металлов с углеродом. При взаимодействии карбидов с водой выделялись углеводородные соединения (Галимов, 2006).

Горячая дождевая вода как  хороший растворитель имела в  своем составе растворенные углеводороды, а также газы (аммиак, углекислый газ, цианистый водород), соли и другие соединения, которые могли вступать в химические реакции. С особым успехом, видимо, протекали процессы роста молекул при наличии группы - N= C= N -. У этой группы большие химические возможности к росту за счет как присоединения к атому углерода атома кислорода, так и реагирования с азотистым основанием. Так постепенно на поверхности молодой планеты Земля накапливались простейшие органические соединения. Причем накапливались в больших количествах (Фокс, 1975).

Наличие довольно сложных углеводородов отмечено в ряде метеоритов, в которых не удалось установить никаких следов пребывания живых существ. Наконец, синтез углеводородов может быть осуществлен в эксперименте при наличии комплекса определенных физических и химических условий (температура, давление, электрическое поле и др.).