Embedded Files
Вопрос о происхождении жизни является одним из наиболее сложных вопросов естествознания. Точного ответа на него нет, но существует множество гипотез.
1. Гипотеза божественного происхождения жизни (креационизм)
Согласно этой гипотезе все живые организмы на Земле были созданы Богом. Они изначально целесообразны и сохраняются в неизменном виде. Причём сотворение мира произошло единожды, поэтому его изучение невозможно.
Креационизм принимает жизнь как данность и не предпринимает попыток объяснения происхождения жизни естественными законами природы.
2. Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни
Эта гипотеза подразумевает многократное самопроизвольное возникновение живых организмов из неживой материи. В Средние века многим «удавалось» наблюдать появление живых организмов (червей, личинок насекомых, мышей, плесневых грибов) в гниющих остатках организмов.
В 1668 г. итальянский врач Ф. Реди экспериментально опроверг эти представления. Он поместил кусочки мяса в сосуды, часть из которых закрыл марлей. В открытых сосудах вскоре появились личинки мух, а в закрытых их не было. Так была доказана невозможность самозарождения мух в гниющем мясе. Реди выдвинул принцип «всё живое — от живого».
Окончательно опровергнуть гипотезу спонтанного возникновения живых организмов удалось в 1859 г. французскому микробиологу Л. Пастеру. Он экспериментально установил, что не могут самопроизвольно появляться также и микроорганизмы. Стерильный бульон Пастер поместил в специальные колбы с длинными S-образными горлышками. Часть колб оставалась открытой. В открытых колбах вскоре появились и стали размножаться бактерии. В колбах с изогнутым вытянутым горлышком, которое служило своеобразной ловушкой для бактерий, бульон оставался стерильным.
К концу 19 в. практически все учёные признали, что живые организмы возникают только от других живых организмов.
3. Гипотеза панспермии
В 1865 г. немецкий учёный Г. Рихтер впервые высказал идею о космическом происхождении жизни на Земле. Согласно его гипотезе жизнь была занесена с других планет. Сторонники космического происхождения жизни считают, что жизнь на Землю была занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами. Но остаётся открытым вопрос о возникновении жизни в космосе.
4. Биохимическая гипотеза
В 1924 г. советский биохимик А. И. Опарин и в 1929 г. английский биохимик Дж. Холдейн выдвинули гипотезу о том, что жизнь возникла из неорганических веществ в специфических условиях древней Земли.
В 1947 г. английский учёный Дж. Бернал, базируясь на гипотезе Опарина — Холдейна, сформулировал гипотезу биопоэза, которая характеризует три этапа формирования жизни на Земле.
В основе современных научных представлений о происхождении жизни лежит гипотеза биохимической эволюции Опарина — Холдейна.
Александр Опарин Джон Холдейн
Согласно теории биохимической эволюции формирование жизни на Земле шло в три этапа:
абиогенный синтез органических веществ;
образование биополимеров;
формирование мембранных структур и появление самовоспроизведения.
Абиогенный синтез органических веществ
Согласно теории Опарина возникновение жизни на Земле возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов.
На первых этапах своего существования наша Земля представляла собой раскалённый шар.
По мере её остывания постепенно формировалась первичная атмосфера, состоящая из аммиака, метана, углекислого газа, цианистого водорода и паров воды. Ни кислорода, ни озона в атмосфере древней Земли не было.
При дальнейшем понижении температуры образовался первичный океан. Под действием различных видов энергии (электрические разряды, ядерные реакции, солнечная радиация, извержения вулканов) образовались простые органические соединения: формальдегид, спирты, муравьиная кислота, аминокислоты и т. д.
Окисление образовавшихся веществ не происходило, так как отсутствовал свободный кислород. Синтезированные вещества в течение десятков миллионов лет постепенно накапливались в древнем океане. Их накопление в итоге привело к образованию однородной массы — «первичного бульона». По мнению Опарина, именно в «первичном бульоне» и возникла жизнь.
Этот этап биохимической эволюции был подтверждён экспериментально биохимиками С. Миллером, Дж. Оро и другими учёными. В экспериментальных установках, моделирующих условия первобытной Земли, ими были получены альдегиды, аминокислоты, простые сахара, пуриновые и пиримидиновые основания, нуклеотиды.
Образование биополимеров
Из простых органических веществ при определённых условиях синтезировались биополимеры. Аминокислоты соединялись в полипептиды, простые сахара превращались в полисахариды, а нуклеотиды — в нуклеиновые кислоты. Карбоновые кислоты, соединяясь со спиртами, могли образовать липиды, которые покрывали поверхность водоёмов жирной плёнкой.
Возникшие белки формировали коллоидные комплексы, притягивающие к себе молекулы воды. Так появились коацерваты — сгустки органических веществ, обособленные от остальной массы воды. В коацерваты постоянно поступали органические соединения, в результате чего происходил синтез более сложных веществ. Они могли сливаться и увеличиваться в размерах.
Слияние коацерватных капель
Образование биополимеров и коацерватов в условиях древней Земли подтверждено экспериментально работами Л. Орджела и С. Акабори. Ими были получены простейшие белки и нуклеотидные цепи.
Формирование мембранных структур и появление самовоспроизведения
Из липидных плёнок на поверхности коацерватов могла сформироваться биологическая мембрана.
Объединение коацерватов с нуклеиновыми кислотами привело к образованию примитивных самовоспроизводящихся живых организмов — пробионтов. Эти первичные организмы были анаэробами и гетеротрофами и питались веществами «первичного бульона».
Таким образом, около 3,5 млрд лет назад, согласно этой гипотезе, завершилось зарождение жизни на Земле.
Page updated
Report abuse