Основные концепции происхождения жизни

1 Сущность жизни 

1.1 Основные признаки 

Каждый из живущих знает, что такое жизнь, и почти каждый хоть раз в жизни задумывался о ее смысле. Но нет на свете человека, способного объяснить, что она собой представляет и зачем дана людям. Тысячи лет мыслители бьются над этим вопросом, но четкого и полного определения всеобъемлющего понятия «жизнь» не существует. 

Очень трудно дать определение  сущности жизни. Все определения  либо не совсем точные, либо не до конца  правильные. Энгельс дал такое определение: жизнь – способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающий их внешней средой. Но это определение не совсем правильное. Оно ставит на одну ступеньку и мышку, и горящую свечу. И одно, и другое потребляет кислород и выделяет углекислый газ. 

Поэтому многие определения  сводятся к перечислению свойств  живого. К свойствам относится: 

1. Живые организмы  характеризуются сложной и упорядоченной  структурой. 

2. Живые организмы  получают энергию из окружающей  среды. И используют ее на  поддержание своей упорядоченности. 

3. Живые организмы  активно реагируют на окружающую  среду. 

4. Все живые организмы  не только изменяются, но и  усложняются. 

5. Все живые организмы  размножаются. 

6. У живых организмов  есть особенность передавать  информацию своему потомству. 

7. Живые организма  хорошо приспособлены к среде  обитания и соответствуют своему  образу жизни. 

На основе этих свойств  можно дать определение живому: жизнь  – форма существования сложных, открытых систем, способных к самоорганизации  и самовоспроизведению. 

1.2 Структурные уровни  организации живого. 

Мир живого очень  многообразен и имеет сложную  структуру. Можно выделить различные  уровни живого мира: 

1. Биосферный уровень.  Он включает всю совокупность  живых организмов Земли вместе  с окружающей их природной  средой 

2. Уровень биогеоценозов.  Состоит из участков Земли  с определенным составом живых  и неживых компонентов. 

3. Популяционно-видовой  уровень. Образуется свободно  скрещивающимися между собой  особями одного и того же  вида. 

4. Организменный и органо-тканевой уровни. Отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живых существ. 

5. Клеточный субклеточный  уровни. Отражают процессы специализации  клеток, а также различные внутриклеточные  включения. 

6. Молекулярный уровень.  Составляет предмет молекулярной  биологии, одной из важнейших  проблем которой является изучение  механизмов генной информации. 

1.3 Клетка как «первокирпичик» живого 

Живая клетка является мельчайшей системой, обладающей всем комплексом свойств живого, в том  числе и носителем генетической информации – важнейшей основы эволюционного  развития живого мира. 

Клетки весьма многообразны. Они могут существовать как одноклеточные  организмы, а также в составе  многоклеточных. 

Клетки образуют ткани, а несколько типов тканей – органы. Обмен веществ, обеспечиваемый клетками, - важнейшее свойство всего  живого. 

В заключение отметим, что сам по себе структурный подход не может дать полного представления  о сущности живого. Поэтому необходимо рассмотреть возникновение и  развитие живого. 

2 Основные концепции  происхождения жизни. 

Исторические концепции  происхождения жизни - это креационизм (божественное сотворение), гипотеза панспермии (жизнь занесена из космоса), биохимическая  эволюция, постоянное самозарождение, стационарное состояние (жизнь существовала всегда. 

2.1 Креационистская концепция 

Издавна люди пытались найти объяснение многообразию в  причудливости мира. На протяжении тысячелетий господствовало элементарное объяснение, которое состояло в том, что будто все виды организмов были созданы однажды в их нынешних формах и больше никогда не изменялось. Так сказано в Библии, таких  же взглядов придерживался Аристотель. Служители христианской церкви до сих  пор верят, что все многообразие организмов, населяющих Землю, явилось  результатом божественного творения мира за шесть дней, а любое другое объяснение они воспринимают как  оскорбление своей религиозной  веры. 

Эта концепция, признающая неизменность видов живых существ  и рассматривающая многообразие живого мира как результат его  творения Богом, получила название креационизм. 

Именно под  влиянием религиозной идеи и неизменности всего живого биологическая парадигма  долгое время, вплоть до XVIII в., сводилась  лишь к описанию многочисленных видов  животных и растений. Причем это  описание ограничивалось характеристикой  только внешних, бросающихся в глаза  признаков. 

Однако человек  устроен так, что он осваивает  мир, не полагаясь только на религиозную  веру. Он пытается понять его также  и с помощью разума, опираясь на знания, полученные путем размышлений, логических доказательств. 

2.2 Концепция биохимической  эволюции. 

Планета земля появилась  4,6 млрд. лет назад. В начале она была очень горячей. Атмосфера и гидросфера выделялись из недр земли при остывании. Первичная атмосфера земли несодержала кислорода. В ней были углекислый газ, метан, аммиак, водяные пары. Под воздействием ультрафиолетового излучения, радиации, высокой температуры, электрических разрядов из простейших химических соединений образовались аминокислоты, жирные кислоты, углеводы. 

Когда температура  упала ниже 100 градусов Цельсий, появились  первичные водоемы. Органические вещества скапливались в неглубоких водоемах отсарбировались на поверхности глины. Таким образом, создалась необходимая их концентрация. Образовались сложные органические соединения (белки). Появились коацерваты - это сгустки органических веществ. Они были способны к обмену веществ, то есть они поглощали из окружающей среды органические молекулы и выделяли. 

Способность к самовоспроизводству появилась в результате захвата из окружающей среды молекулы РНК, образовалась клетка. Данная концепция, согласно которой сначала появилась способность к обмену веществ и лишь, затем способность к самовоспроизведению называется генобиоз. Данной концепции придерживались Опарин и Холдейн. 

2.3 Теория саморождения (самоорганизации) 

В биологии концепция  эволюции имеет давние устойчивые традиции. Облегчить этот процесс, видимо, призвано новое междисциплинарное научное  направление (появившееся в 70-х гг.) – синергетика. Она претендует на то, что способна описать движущие силы эволюции любых объектов нашего мира. 

Под самоорганизацией понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам организации. Отсюда следует, что объектом синергетики могут быть отнюдь не любые системы, а только те, которые удовлетворяют, по меньшей мере, двум условиям: 

А) они должны быть открытыми, т.е. обмениваться веществом  или энергией с внешней средой; 

Б) они должны также  быть существенно неравновесными, т.е. находиться в состоянии, далеком от термодинамического равновесия. 

Самый популярный пример образования структур нарастающей  сложности – хорошо изученное  в гидродинамике явление, названное  ячейками Бенара. 

Механизм действия лазера, рост кристаллов, химические часы (реакция Белоусова-Жаботинского), формирование живого организма, динамика популяций, рыночная экономика, наконец, в которой  хаотичные действия миллионов свободных  индивидов приводят к образованию  устойчивых и сложных макроструктур -  все это пример самоорганизации  систем самой различной природы. 

Синергетика родом  из физических дисциплин – термодинамики, радиофизики. Но ее идеи носят междисциплинарный  характер. Они подводят базу под  совершающийся в естествознании глобальный эволюционный синтез. 

2.4 Концепция панспермии 

Изучение зарождения жизни на Земле представляет собой  исследование лишь одного примера события, ко­торое должно было происходить в мире бессчетное число раз. Поэтому выяснение вопроса о том, как появилась жизнь на Земле, безусловно, должно служить убедитель­ным доводом в пользу теории о существовании жизни и на других объектах Вселенной. 

Идею панспермии в очень решительной форме  – как доставку жизни к мёртвой  Земле на космическом корабле  – выдвинули Ф. Крик и Л. Оргел. 

Для земной науки  оказалась непосильной загадка 100%-ной  зеркальной асимметрии биологических  молекул. К ней примкнули загадки  единства аминокислотного набора, генетического  алфавита и кода, «энергетической  валюты» в виде АТФ. Комплекс фундаментальных  загадок земной жизни довершился отсутствием ожидаемой предбиологической  эволюции. Но фундаментальные загадки  разом исчезают, если признать целенаправленное занесение первых клеток на Землю  извне. Тогда обнаруживается точное соответствие между теоретическими ожиданиями и реальными фактами. 

Такая же ситуация со взглядами А.И. Опарина. Все перечисленные особенности ранних этапов эволюции (однотипная хиральность биомолекул, одинаковый набор аминокислот, единые генетический алфавит, генетический код и АТФ, отсутствие предбиологической эволюции) противоречат ожиданиям, только если стоять на почве гипотезы А.И. Опарина о зарождении жизни на Земле. Достаточно перейти к гипотезе панспермии, как эти противоречия разом отпадают. 

Заключение 

Зарождение жизни - точка отсчета для развития всего  живого мира на Земле. Именно в этот момент начали функционировать фундаментальные  законы существования живых организмов, которые с ходом поступательного  развития жизни становились только более многоуровневыми и дифференцированными. Можно сказать, что понимание  причины и механизма возникновения  первичных живых форм является тем  ключом, который облегчит  проникновение  в тайны существования растений, животных и человека, и поможет  найти оптимальные подходы к  их гармоничному, или органичному, сосуществованию.

Сравнивая первые теории, выдвинутые несколько десятилетий  назад мы видим, как из набора слабо  обоснованных фактами гипотез, выросла  современная теория, как неизмеримо увеличились наши знания. Мы знаем  теперь слабые места исходных гипотетических построений. На многих примерах мы поняли, какие из этих построений надо отбросить, какие заслуживают сохранения. В  результате отпали многие неясности, мы смогли точнее представить себе, как  возникла жизнь. 

Жизнь на Земле могла  возникнуть естественным путем, и, судя по известным фактам, именно так  она и возникла.