Концепции происхождения жизни

                         «Концепции происхождения жизни.» 

     В развитии учений о происхождении  жизни существенное место занимает теория, утверждающая, что все живое  происходит только от живого - теория биогенеза. Эту теорию в середине 19 века противопоставляли  ненаучным представлениям о самозарождении организмов (червей, мух и др.). Однако как теория происхождения жизни  биогенез несостоятелен, поскольку  принципиально противопоставляет  живое неживому, утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни. Абиогенез - идея о происхождении живого из неживого - исходная гипотеза современной теории происхождения жизни.

     В 1924 г. известный биохимик А.И.Опарин высказал предположение, что при  мощных электрических разрядах в  земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд. лет  назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения  жизни. Предсказание академика Опарина  оправдалось. В 1955 г. американский исследователь  С.Миллер, пропуская электрические  заряды через смесь газов и  паров, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты  и несколько аминокислот. Таким  образом в середине 20 века был экспериментально осуществлен абиогенный синтез белковоподобных и др. органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.

     В отношении самозарождения организмов необходимо отметить, что Французская  Академия наук еще в 1859 г. назначила  специальную премию за попытку осветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении жизни. Эту премию в 1862 г. получил знаменитый французский  ученый, основоположник современной  микробиологии Луи Пастер. Своими опытами он доказал невозможность  самозарождения микроорганизмов.

Жизнь возникла на Земле абиогенным путем. В настоящее  время живое происходит только от живого (биогенное происхождение). Возможность  повторного возникновения жизни  на Земле исключена. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  «Концепции  возникновения жизни.» 

        Существует пять концепций возникновения жизни:

1. Жизнь была создана Творцом в определённое время – креационизм.
2. Жизнь возникла самопроизвольно из неживого вещества (её придерживался ещё Аристотель который считал, что живое может возникать и в результате разложения почвы).
3. Концепция стационарного состояния в соответствии с которой жизнь существовала всегда.
4. Концепция панспермии – внеземного происхождения жизни;
5. Концепция происхождения жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов подчиняющихся физическим и химическим законам.

      Согласно креационизму возникновение  жизни относится к определённому  событию в прошлом которое можно вычислить. В 1650 г. архиепископ Ашер из Ирландии вычислил что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н.э., а в 9 часов утра 23 октября и человека. Это число он получил из анализа возрастов и родственных связей всех упоминаемых в Библии лиц. Однако к тому времени на Ближнем Востоке уже была развитая цивилизация, что доказано археологическими изысканиями. Впрочем, вопрос сотворения мира и человека не закрыт, поскольку толковать тексты Библии можно по-разному. 

      Аристотель на основе сведений  о животных, которые поступали  от воинов Александра Македонского  и купцов-путешественников, сформулировал  идею постепенного и непрерывного  развития живого из неживого  и создал представление о «лестнице  природы» применительно к животному  миру. Он не сомневался в самозарождении  лягушек, мышей и других мелких  животных. Платон говорил о самозарождении  живых существ из земли в  процессе гниения. 

        С распространением христианства  идеи самозарождения были объявлены  еретическими, и долгое время  о них не вспоминали. Гельмонт придумал рецепт получения мышей из пшеницы и грязного белья. Бэкон тоже считал, что гниение – зачаток нового рождения. Идеи самозарождения поддерживали Галилей, Декарт, Гарвей, Гегель, Ламарк.

     В 1688 г. итальянский биолог  Франческо Реди серией опытов с открытыми и закрытыми сосудами доказал, что появляющиеся в гниющем мясе белые маленькие черви – это личинки мух, и сформулировал свой принцип: всё живое – из живого. В 1860 г. Пастер показал, что бактерии могут быть везде и заражать неживые вещества, для избавления от них необходима стерилизация, получившая название пастеризации.

     Теория панспермии (гипотеза о возможности переноса Жизни во Вселенной с одного космического тела на другие) не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни и переносит проблему в другое место Вселенной. Либих считал, что «атмосферы небесных тел, а также вращающихся космических туманностей можно считать как вековечные хранилища оживлённой формы, как вечные плантации органических зародышей», откуда жизнь рассеивается в виде этих зародышей во Вселенной. 

     Подобным образом мыслили Кельвин,  Гельмгольц и др. в начале нашего  века с идеей радиопанспермии выступил Аррениус. Он описывал, как с населённых другими существами планет уходят в мировое пространство частички вещества, пылинки и живые споры микроорганизмов. Они сохраняют свою жизнеспособность, летая в пространстве Вселенной за счёт светового давления. Попадая на планету с подходящими условиями для жизни, они начинают новую жизнь на этой планете.

Эту гипотезу поддерживали многие, в том числе  русские учёные академики Сергей Павлович Костычев (1877-1931), Лев Семёнович Берг (1876-1950) и Пётр Петрович Лазарев (1878-1942).

     Для обоснования панспермии обычно  используют наскальные рисунки  с изображением предметов, похожих  на ракеты или космонавтов,  или появления НЛО. Полёты космических  аппаратов разрушили веру в  существование разумной жизни  на планетах солнечной системы,  которая появилась после открытия  Скиапарелли каналов на Марсе (1877). Но пока следов жизни на Марсе не найдено.

      В конце 60-х годов вновь возрос  интерес к гипотезам панспермии. Так, геолог Б.И.Чувашов (Вопросы философии. 1966) писал, что жизнь во Вселенной, по его мнению, существует вечно.

     При изучении вещества метеоритов  и комет были обнаружены многие  «предшественники живого» – органические  соединения, синильная кислота, вода, формальдегит, цианогены. Формальдегид, в частности, обнаружен в 60% случаев в 22 исследованных областях, его облака с концентрацией примерно 1 тысяча молекул в куб.см заполняют обширные пространства. В 1975 г. предшественники аминокислот найдены в лунном грунте и метеоритах. Сторонники гипотезы занесения жизни из космоса считают их «семенами», посеянными на Земле.

     В представлениях о зарождении  жизни в результате физико-химических  процессов важную роль играет  эволюция живой планеты. По  мнению многих биологов, геологов  и физиков, состояние Земли  за время её существования  всё время изменялось. В очень  давние времена Земля была  горячей планетой, её температура  достигала 5-8 тысяч градусов. По  мере остывания планеты тугоплавкие  металлы и углерод конденсировались  и образовывали земную кору, которая  не была ровной из-за активной  вулканической деятельности и  всевозможных подвижек формирующегося  грунта. Атмосфера первичной Земли  сильно отличалась от современной. Лёгкие газы – водород, гелий, азот, кислород, аргон и другие – не удерживались пока недостаточно плотной планетой, тогда как их более тяжёлые соединения оставались (вода, аммиак, двуокись углерода, метан). Вода оставалась в газообразном состоянии, пока температура не упала ниже 100^оС.

      Химический состав нашей планеты  сформировался в результате космической  эволюции вещества солнечной  системы, в ходе которой возникли  определённые пропорции количественных  соотношений атомов. Поэтому современные  данные о соотношении атомов  химических элементов оказываются  важными. Космическое обилие кислорода  и водорода выразилось в обилии  воды и её многочисленных окислов.  Относительно более высокая распространённость  углерода явилась одной из  причин, определивших большую вероятность  возникновения жизни. Обилие кремния,  магния и железа способствовало  образованию в земной коре  и метеоритах силикатов. Источниками  сведений о распространённости  элементов служат данные о  составе Солнца, метеоритов, поверхностей  Луны и планет. Возраст метеоритов  примерно соответствует возрасту  земных пород, поэтому их состав  помогает восстановить химический  состав Земли в прошлом и  выделить изменения, вызванные  появлением жизни на Земле.

  Научная постановка проблемы возникновения  жизни принадлежит Энгельсу, считавшему, что жизнь возникла не внезапно, а сформировалась в ходе эволюции материи. В этом же ключе высказался и К.А.Тимирязев: «Мы вынуждены  допустить, что живая материя  осуществлялась так же, как и все  остальные процессы, путём эволюции…  Процесс этот, вероятно, имел место  и при переходе из неорганического  мира в органический» (1912). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                           Развитие жизни  на Земле. 

     Геологическая эра Земли от ее образования до зарождения жизни называется катархей. Катархей (от греч. "ниже древнейшего") - эра, когда была безжизненная Земля, окутанная ядовитой для живых существ атмосферой, лишенной кислорода; гремели вулканические извержения, сверкали молнии, жесткое ультрафиолетовое излучение пронизывало атмосферу и верхние слои воды. Под влиянием этих явлений из окутавшей Землю смеси паров сероводорода, аммиака, угарного газа начинают синтезироваться первые органические соединения, возникают свойства, характерные для жизни.

     Архей - древнейшая геологическая эра Земли (3,5 - 2,6 млрд. лет назад). Ко времени  архея относится возникновение  первых прокариот (бактерий и сине-зеленых) - организмов, которые в отличие  от эукариот не обладают оформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом (наследственная информация реализуется и передается через ДНК).

     В отложениях архея найдены также  остатки нитчатых водорослей. В этот период появляются гетеротрофные организмы  не только в море, но и на суше. Образуется почва. В атмосфере снижается  содержание метана, аммиака, водорода, начинается накопление углекислого  газа и кислорода.

     Протерозой (с греч. "первичная жизнь) - огромный по продолжительности этап исторического развития Земли (2,6 млрд.-570 млн. лет назад). Возникновение многоклеточности - важный ароморфоз в эволюции жизни.

     Конец протерозоя иногда называют "веком  медуз" - очень распространенных в это время представителей кишечнополостных.

     Палеозой (от греч. "древняя жизнь") - геологическая  эра (570-230 млн. лет) со следующими периодами: кембрий (570-500 млн.лет); ордовик (500-440 млн. лет); силур (440-410 млн. лет); девон (410-350 млн. лет); карбон (350-285 млн. лет); пермь (285-230 млн. лет).

     Для развития жизни в раннем палеозое (кембрий, ордовик, силур) характерно интенсивное развитие наземных растений и выход на сушу животных.

     Наступивший в конце силура горообразовательный  период изменил климат и условия  существования организмов. В результате поднятия суши и сокращения морей  климат девона был более континентальный, чем в силуре. В девоне появились пустынные и полупустынные области; на суше появляются первые леса из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. Новые группы животных начинают завоевывать сушу, но их отрыв от водной среды не был еще окончательным. К концу карбона относится появление первых пресмыкающихся - полностью наземных представителей позвоночных. Они достигли значительного разнообразия в перми из-за засушливого климата и похолодания. Так в палеозое произошло завоевание суши многоклеточными растениями и животными.

     Мезозой (с греч. "средняя жизнь") - это  геологическая эра (230-67 млн.лет) со следующими периодами: триас (230-195 млн.лет); юра (195-137 млн.лет); мел (137-67 млн.лет). Мезозой справедливо называют эрой пресмыкающихся. Их расцвет, широчайшая дивергенция и вымирание происходят именно в эту эру. В мезозое усиливается засушливость климата. Вымирает множество сухопутных организмов, у которых отдельные этапы жизни связаны с водой: большинство земноводных, папоротники, хвощи и плауны. Вместо них начинают преобладать наземные формы, в жизненном цикле которых нет стадий, связанных с водой. В триасе среди растений сильного развития достигают голосеменные, среди животных - пресмыкающиеся. В триасе появляются растительноядные и хищные динозавры. Весьма разнообразны в эту эру морские пресмыкающиеся. Помимо ихтиозавров, в морях юры появляются плезиозавры. В юре пресмыкающиеся начали осваивать и воздушную среду. Летающие ящеры просуществовали до конца мела. В юре от пресмыкающихся возникли и птицы. На суше в юре встречаются гигантские растительноядные динозавры.

     Во  второй половине мела возникли сумчатые и плацентарные млекопитающие. Приобретение живорождения, теплокровности были теми ароморфозами, которые обеспечили прогресс млекопитающих.

     Геологическая эра, в которую мы живем, называется кайнозой. Кайнозой (от греч. "новая жизнь") - это эра (67 млн. лет - наше время) расцвета цветковых растений, насекомых, птиц и млекопитающих. Кайнозой делится на два неравных периода: третичный (67-3 млн.лет) и четвертичный (3 млн.лет - наше время).

     В первой половине третичного периода  широко распространены леса тропического и субтропического типа. В течение  третичного периода от насекомоядных  млекопитающих обособляется отряд  приматов. К середине этого периода  широкое распространение получают и общие предковые формы человекообразных обезьян и людей.