Теории зарождения жизни

     Оглавление

Введение                                                                                                                      3

1 Биохимическая  эволюция                                                                                        4

2 Панспермия                                                                                                              7

3 Гипотеза  самозарождение жизни                                                                           8

4 Теория  стационарного состояния                                                                         10

5 Теория  креационизма                                                                                             11

Заключение                                                                                                                14

Список  использованной литературы                                                                       15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Жизнь — одно из сложнейших явлений природы. С глубокой древности  она воспринималась как таинственная и непознаваемая — вот почему по вопросам её происхождения всегда шла острая борьба между материалистами и идеалистами.

     Некоторые приверженцы  идеалистических взглядов считают  жизнь духовным, нематериальным началом, возникшим в результате божественного  творения. Материалисты же, напротив, полагают, что жизнь на Земле возникла из неживой материи путем самозарождения (абиогенез) или была занесена из других миров, т.е. является порождением других живых организмов (биогенез).

     Множество гипотез  и даже теорий о возникновении  жизни, объясняющих различные стороны  этого явления, неспособны пока что  преодолеть существенное обстоятельство появления жизни. Современная наука  не располагает прямыми доказательствами того, как и где возникла жизнь. Существуют лишь логические построения и косвенные свидетельства, полученные путем модельных экспериментов, и данные в области палеонтологии, геологии, астрономии и т. п. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 Биохимическая  эволюция

     Первую научную  теорию относительно происхождения  живых организмов на Земле создал советский биохимик А.И. Опарин (1894–1980). 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:

     - возникновение органических веществ;

     - образование из более простых органических веществ биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.);

     - 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 (до нескольких тысяч  градусов). 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 100ºС, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это  время, в соответствии с представлениями  А.И. Опарина, состоялся абиогенный синтез, то есть в первичных 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.

     Наиболее сложной  проблемой в современной теории эволюции является превращение сложных  органических веществ в простые  живые организмы. Опарин полагал, что  решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. По-видимому, белковые молекулы, притягивая молекулы воды, образовывали коллоидные гидрофильные комплексы. Дальнейшее слияние таких  комплексов друг с другом приводило  к отделению коллоидов от водной среды (коацервация). На границе между  коацерватом (от лат. coacervus — сгусток, куча) и средой выстраивались молекулы липидов — примитивная клеточная  мембрана. Предполагается, что коллоиды могли обмениваться молекулами с  окружающей средой (прообраз гетеротрофного питания) и накапливать определённые вещества. Ещё один тип молекул  обеспечивал способность к самовоспроизведению. Система взглядов А.И. Опарина получила название «коацерватная гипотеза».

     Гипотеза Опарина  была лишь первым шагом в развитии биохимических представлений о  возникновении жизни. Следующим  шагом стали эксперименты Л.С. Миллера, который в 1953 году показал, как из неорганических составляющих первичной  земной атмосферы под воздействием электрических разрядов и ультрафиолетового  излучения могут образовываться аминокислоты и другие органические молекулы.

     Академик В.Н. Пармон и ряд других ученых предлагают различные модели, позволяющие объяснить, как в среде насыщенной органическими молекулами могут протекать автокаталитические процессы, реплицирующие некоторые из этих молекул. Одни молекулы реплицируются успешнее, другие — хуже. Так запускается процесс химической эволюции, которая предшествует эволюции биологической.

     На сегодняшний  день среди биологов преобладает  гипотеза РНК-мира, утверждающей, что  между химической эволюцией, в которой  размножались и конкурировали отдельные молекулы и полноценной жизнью, основанной на модели ДНК—РНК—белок, был промежуточный этап, на котором размножались и конкурировали между собой отдельные молекулы РНК. Уже есть исследования, показывающие, что некоторые молекулы РНК обладают автокаталитическими свойствами и могут обеспечивать самовоспроизведение без участия сложных белковых молекул.

     Современная наука  еще далека от исчерпывающего объяснения, как конкретно неорганическое вещество достигло высокого уровня организации, характерного для процессов жизнедеятельности. Тем не менее, ясно, что это был  много ступенчатый процесс, в  ходе которого уровень организации  вещества шаг за шагом повышался. Восстановить конкретные механизмы  этого ступенчатого усложнения —  задачу будущих научных исследований. Эти исследования идут по два основным направлениям:

      сверху вниз: анализ биообъектов и изучение возможных механизмов образования их отдельных элементов,

     снизу вверх: усложнение «химии» — изучение всё более  сложных химических соединений.

     Пока добиться полноценного соединения этих двух подходов не удалось. Тем не менее, биоинженеры уже  сумели «по чертежам», то есть, по известному генетическому коду и структуре  белковой оболочки собрать из биологических  молекул простейший живой организм — вирус. Тем самым доказано, что  для создания живого организма из неживой материи не требуется  сверхъестественного воздействия. Так что необходимо лишь ответить на вопрос, как этот процесс мог  пройти без участия человека, в  естественной среде.

     Широкого распространено «статистическое» возражение против абиогенного  механизма возникновения жизни. Например, в 1966 г. немецкий биохимик Шрамм  подсчитал, что вероятность случайного сочетания 6000 нуклеотидов в РНК-вирусе табачной мозаики: 1 шанс из 102000. Это  чрезвычайно низкая вероятность, которая  указывает на полную невозможность  случайного образования подобной РНК. Однако в действительности это возражение построено некорректно. Оно исходит из предположения, что вирусная молекула РНК должна образоваться «с нуля» из разрозненных аминокислот. В случае ступенчатого усложнения химических и биохимических систем вероятность рассчитывается совершенно иначе. Кроме того, нет никакой необходимости получить именно такой вирус, а не какой-то другой. С учетом этих возражений получается, что оценки вероятность возникновения вирусной РНК занижены до полной неадекватности и не могут рассматриваться как убедительное возражение против абиогенной теории возникновения жизни. 

     2 Панспермия

     Панспермия (др.-греч. πανσπερμία — смесь всяких семян, от πᾶν (pan) — «всё» и σπέρμα (sperma) — «семя») — гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет каких-либо «зародышей жизни».

     Одним из первых идею о космическом (внеземном) происхождении  жизни высказал немецкий ученый Г. Рихтер в 1865 г. Согласно Рихтеру жизнь на Земле не возникла из неорганических веществ, а была занесена с других планет. В связи с этим возникали  вопросы, насколько возможно такое  перенесение с одной планеты  на другую и как это могло быть осуществлено. Ответы искали в первую очередь в физике, и неудивительно, что первыми защитниками этих взглядов выступили представители  этой науки, выдающиеся ученые Г. Гельмгольц, С. Аррениус, Дж. Томсон, П.П. Лазарев  и др.

     Панспермией называется гипотетическая причина возникновения  жизни на Земле. Ее связывают с  существованием "спор жизни" –  простейших микроорганизмов, пребывающих  в "законсервированном" состоянии. "Переносчиками" этих спор могут  являться ядра комет и метеороиды, которые очевидно присутствуют не только в Солнечной системе, но и перемещаются в межзвездном пространстве от звезды к звезде. Выпав из космического пространства на Землю, "споры жизни" могли бы вызвать развитие всей земной биосферы. Достоверных подтверждений  эта гипотеза пока не имеет.

     Однако самого серьезного к себе отношения требует техногенная  панспермия.

     Во-первых, это возможность "заражения" земными микроорганизмами атмосферы и поверхности других тел Солнечной системы, в первую очередь Марса, где есть условия  для существования земных форм жизни, при посадках земных космических  аппаратов. Опасность состоит не только в том, что возможно существующая там простейшая жизнь может погибнуть  под воздействием земной, но и в  том, что, выжив и развиваясь в  необычных условиях, земные микроорганизмы могут за сравнительно короткое время  породить совершенно неожиданные, возможно и опасные, формы живых организмов. Во избежание этого все космические  аппараты, отправляемые к космических  телам, условия на которых хоть отдаленно  напоминают земные, подвергаются стерилизации   химическому и радиационному  уничтожению земных микроорганизмов.

     Во-вторых, существует некоторая опасность для земной биосферы при доставке на Землю образцов грунта с других космических тел. При исследовании грунта с Луны, несмотря на то, что по всем данным биологическая  жизнь на ней невозможна, были предприняты  самые серьезные меры для предотвращения прямого контакта его образцов с  земными объектами. Эти образцы  до сих пор хранятся в герметичных  сосудах, хотя отсутствие в них какой-либо жизни доказано полностью. 

     3 Гипотеза самозарождение  жизни

     На протяжении тысячелетий  люди верили в самопроизвольное зарождение жизни, считая его обычным способом появления живых существ из неживой  материи. Полагали, что источником спонтанного  зарождения служат либо неорганические соединения, либо гниющие органические остатки (концепция абиогенеза). Эта  гипотеза была распространена в Древнем  Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым  она сосуществовала. Идея самозарождения высказывалась также философами Древней Греции и даже более ранними  мыслителями, т.е. она, по-видимому, так  же стара, как и само человечество. На протяжении столь длительной истории  эта гипотеза видоизменялась, но по-прежнему оставалась ошибочной. Аристотель, которого часто провозглашают основателем биологии, писал, что лягушки и насекомые заводятся в сырой почве. В Средние века многим «удавалось» наблюдать зарождение разнообразных живых существ, таких как насекомые, черви, угри, мыши, в разлагающихся или гниющих остатках организмов.