1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. География
  3. Изменение взглядов на проблему происхождения жизни на Земле

Изменение взглядов на проблему происхождения жизни на Земле

Среди наиболее интересных проблем, так привлекают ученых всего мира и просто мыслящих людей, – проблема о происхождении жизни на Земле. Академик А. Опарин (1894-1980), автор популярной “коацерватных (coacervatio – с лат. Накопления) теории” о происхождении жизни, отмечал: “Жизнь – это самое прекрасное и, наконец, самое важное из всего, что существует на нашей планете. чем глубже человеческий ум проникает в тайну жизни, тем более полноценным, плодотворным и длительным становится жизнь людей. Поэтому проблема сущности жизни, познания организации живой материи, скрывает в себе очевидное и неодолимое захвата всего человечества ”

Идея спонтанного (spontaneus – с лат. Произвольный) возникновения живого из неживой материи, лежащий в основе современных научных взглядов на эту проблему, своими корнями уходит глубинных веков. Еще древнегреческие ученые предполагали, что жизнь свойственно материи и самозарождения живых существ возможно из ила, навоза, земли. Выдающийся древнегреческий ученый Аристотель считал, что одновременно с рождением живых существ происходит их самозарождения из неживой материи. По его мнению, организмы объединяют “пассивное начало – материю” с “активным – формой”. Для существующих организмов такой формой жизнь, которое и “формирует” живые организмы и “движет ими”. Такие или близкие к ним представления о происхождении жизни были использованы для формирования тогдашнего мировоззрения.

В раннем средневековье такое мнение было почти абсолютным. В “научных трактатах” (tractatus – с лат. Обсуждение, рассмотрение) можно было прочитать утверждение о зарождении уток и гусей из морских раковин, которые, соответственно, возникли из плодов деревьев и тому подобное. Конец этим утверждением положил итальянский врач Ф. Реди (1626-1698), который доказал, что самозарождения невозможно. С тех пор в научный обиход введен “принцип Реди” – “Omne vivum evivo” (“Все живое из живого»).

Демонстрация во второй половине XVII в. голландским натуралистом и изобретателем А. Левенгук микроскопа позволило впервые увидеть невидимый мир микроорганизмов. Это стало основанием для переноса идеи о самозарождении живых существ в микромир. Эту идею поддерживали такие выдающиеся ученые, как Г. Лейбниц (1646-1716), Ж. Бьюфон (1707-1778) и др.

Итальянский биолог Л. Спаланцани (1729-1799) экспериментально доказал ошибочность гипотез о самозарождения микроорганизмов. Несмотря на это, споры среди ученых на эту тему не утихали. Чтобы положить им конец, Французская академия наук объявила конкурс на лучший эксперимент, которым будет решена эта проблема. Рядом убедительных доказательств в 1860-1861 годах этот конкурс выиграл французский ученый Л. Пастер (1822-1895). Практическим следствием этого стала пастеризация пищевых продуктов (термическая, ультразвуковая и др.), Что позволило их длилось безопасно хранить.

Решение вопроса о невозможности самозарождения организмов не решило проблемы о происхождении жизни на Земле. Если живет не возникает из неживого, то каким образом оно здесь появилось? Ответ на этот вопрос ученые ищут до сих пор.

Еще в 1865 году Г. Рихтер предлагает “теорию етернизму” (aeternus -с лат. Вечный), то есть вечности жизни в Космосе, которое на нашу Землю была занесена метеоритами. Занесения на Землю организмов Вселенной – космозоев (коо ^ от – с греч. Вселенная – жизнь) – называют панспермией (nav – с греч. Все, опёрла – семена). По Г. Рихтером, организмы в состоянии анабиозу1 (avaftmoig- с греч. Оживание) могут длительное время путешествовать в открытом космосе. Попав в благоприятные условия, они могут дать начало жизни.

Следующей была гипотеза шведского ученого С. Аррениуса (18591927) – радиопанспермии (radius – с лат. Луч). В основу гипотезы положено тогдашние новейшие открытия К. Максвелла и П. Лебедева. К. Максвелл обосновал существование, а П. Лебедев измерил давление солнечного света (равна 0,5 мг / м2 земной поверхности). Микроспоры или цисти2 (киощ – с греч. Сундук), организмов, попав в открытый космос, двигаться от света, например от Солнца, с очень большой скоростью. За 14 месяцев спора с Земли может выйти за пределы Солнечной системы, а за 9 тыс. Лет – достичь ближайшей звезды альфа центаво-ры. Итак, можно считать, что такие переселения возможны, но вищезазначенни гипотезы не дают ответа на главный вопрос – о происхождении жизни.

Значительное количество ученых разных стран считают, что жизнь возникла на Земле. Среди них А. Опарин, Дж. Холдейн, Г. Юри и др. В частности, по мнению А. Опарина, такие органические вещества, как углеводороды, жирные кислоты и их производные, аминокислоты, мочевина, глутаминовая кислота и другие могли синтезироваться в абиогенному среде. Для первичной атмосферы Земли характерными были восстановительные процессы. Добиогенна атмосфера состояла из углекислого газа, метана, аммиака, сероводорода, циана (CN). В ней не было озонового горизонта, поэтому ультрафиолетовые лучи свободно проникали на Землю. Именно они и грозовые разряды были источником энергии для органического синтеза. Длительная и сложная полимеризация органических соединений в условиях высоких температур, ультрафиолетового излучения Солнца, электрических разрядов, вулканической деятельности в атмосфере из метана, аммиака, водорода и паров воды могли образовать молекулы сахаров, аминокислот и азотистых соединений, то есть молекулы, из которых состоят белки, нуклеиновые кислоты и вещества – энергоносители группы аденозинтрифосфатозив1 (aSsvog – с греч. железа, Тp ^ a – три и фосфатоза). Вследствие гравитационного осаждения органические молекулы оказались в водной среде мелководной водоемы, которым тогда был первичный океан. Водная толща защищала органические молекулы от разрушительного воздействия ультрафиолетовых лучей и от кислорода, который их также разрушает, надхо-дячы результате дегазации недр в атмосферу. Дальнейшие преобразования привели к образованию фазово-обособленных систем – пробионты, а затем и простейших клеток – проклитин, которые уже имели свойства живого. Такие системы еще не были живыми организмами, но достаточно близкими к ним. Их А. Опарин назвал коацерватами.

Коацерваты имели оболочку, которая защищала их от окружающей так называемой “уравновешенного жидкости”. Они могли разрушаться, снова образовывать “рои” и, наконец, делиться – в случае достижения определенных размеров. Такой процесс получил название “коацервации”. Вследствие взаимодействия с окружающей средой коацерваты приобрели способность избирательно поглощать необходимые им вещества и выделять те, что им не нужны. Так за миллионы лет пробионты превратились в примитивные живые организмы, которые с помощью генетического кода передавали наследственную информацию от предков к потомкам. Изложенные выше соображения получили поддержку многих ученых, дали им название гипотезы Опарина-Холдейна1 о происхождении жизни на Земле. Дж. Бернал отмечал, что именно эта гипотеза “вывела проблему происхождения жизни из сферы чистых спекуляций и начала эру поисковых экспериментов в области синтеза пред- биологических систем” 2.

В то же время “коцерватна теория” (или гипотеза Опарина-Холдейна) содержала “узкие места”, которые подлежали критике. Среди критиков следует назвать академиков В. Вернадского, М. Холодного, а также генетика Н. Дубинина, кибернетика У.Эшби, астронома И. Шкловского и др. Самым большим недостатком было то, что, как и предыдущие гипотезы, ее не удалось подтвердить факту абиогенного синтеза простейшего организма в земных условиях. Ученые выполнили тысячи экспериментов. Отдельным из них, в частности американскому ученому С. Миллеру, внутри ХХ в. удалось получить молекулы аминокислот, которые образуют белки и является, по мнению многих, основой жизни. Для этого он проработал много опытов на специальном приборе, который воспроизводил природные условия добиогенного периода, для того, чтобы доказать возможность образования важнейших соединений из простых газов (водород, аммиак, метан, водяной пар), необходимых для синтеза живых пробионты (зародышей жизни).

Когда исследователь нагрел смесь в нижней колбе, она закипела, превратилась в газ, заполнила камеру, внутри которой была электро-зажигалка. Впоследствии состоялась конденсация газовой смеси на стенках камеры, которая медленно стекла в нижнюю камеру. Этот процесс продолжался в течение недели, после чего жидкость была отобрана для анализов. Таким образом ученому удалось синтезировать три аминокислоты – соединения, из которых образуются белки.

Последователи С. Миллера продолжили исследования, провели множество экспериментов и получили много разновидностей аминокислот и даже простые нуклеотиды, из которых состоят отдельные блоки ДНК. Полученные результаты убеждают в том, что весь белок (и не только белок) мог быть синтезирован на протяжении нескольких миллиардов лет. Предполагают, что могла бы быть создана даже ДНК с ее тысячами точно размещенных атомов. Однажды возникнув, она могла себя репродуцировать, то есть создать свои собственные белки и другие сложные органические вещества и развиться в самовидновну форму жизни, например, такую как клетка.

Нечто подобное могло произойти, но математическая вероятность создания таких сложных веществ, как белок и ДНК вследствие случайного соединения химических элементов в “первичном бульоне” бесконечно мала.

Такую вероятность некоторые сравнивают с обезьяной, которая печатает на пишущей машинке (компьютере): если обезьяне дать достаточное количество бумаги и позволить печатать в течение нескольких лет, то она может напечатать отдельные слова, но вероятность создать литературный шедевр приравнивается практически к нулю. Поэтому аминокислоты можно сравнить к словам, но ДНК, без всякого сомнения, является естественным шедевром.

Следующих шагов в направлении к живому организму пока никому сделать не удалось. Эта гипотеза также не в состоянии объяснить, как произошел качественный скачок от неживого к живому, когда появился генетический код, который в состоянии управлять наследственными признаками.

ПОДІЛИТИСЯ: