Возникновение жизни

Оглавление

Введение 3

1. Креационизм 3

2. Самопроизвольное (спонтанное) зарождение 4

3. Теория стационарного состояния 6

4. Теория панспермии 7

5. Биохимическая эволюция 8

Заключение 9

Литература 10

Введение

Ещё в глубокой древности  люди задавали себе вопросы: откуда произошла  живая природа? Как появилась  жизнь? Где та грань, через которую  природа перешагнула при переходе от неживого к живому? Почему живые  системы для своего построения выбрали  молекулы лишь с определённой пространственной организацией? Эти вопросы являются одними из наиболее трудных и в тоже время интересных.  Вопрос о происхождении жизни труден потому, что, когда наука подходит к проблемам развития, как создания нового, она оказывается у предела своих возможностей как отрасли культуры, основанной на доказательстве и экспериментальной проверке утверждений. Учёные сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Даже наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь модельным экспериментом, лишённым ряда факторов, сопровождавших появление живого на Земле. Поэтому теории, касающиеся возникновения жизни на Земле разнообразны и далеко не всегда достоверны. Поэтому цель моей работы рассмотреть основные приемлемые теории возникновения жизни на Земле. Цель определила следующие задачи:

1. изучить причины и условия возникновения жизни на Земле;
2. рассмотреть эксперименты ученых по определению причин возникновения жизни на Земле;
3. выделить наиболее вероятную теорию возникновения жизни на Земле.

1. Креационизм

Согласно этой теории, жизнь  возникла в результате какого-то сверхъестественного  события в прошлом; её придерживаются последователи почти всех наиболее распространённых религиозных учений. В 1650 году архиепископ Ашер из г.Арма (Ирландия) вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н.э. и закончил свой труд 23 октября в 9 часов утра, создав человека. Ашер получил эту  дату, сложив возраст всех людей, упоминающихся  в библейской генеалогии, от Адама  до Христа («кто кого родил»). С точки  зрения арифметики, это разумно, однако при этом получается, что Адам жил  в то время, когда, как показывают археологические находки, на Ближнем  Востоке существовала хорошо развитая городская цивилизация.

Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все  христиане признают, что Библия –  это завет Господа людям, по вопросу  о длине «дня», упоминающегося в Книге Бытия, существуют разногласия. Некоторые считают, что мир и все населяющие его организмы были созданы за шесть дней продолжительностью по 24 часа. Они отвергают любые другие точки зрения и целиком полагаются на вдохновение, созерцание и божественное откровение. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в книге Бытия изложено в понятной для людей всех времен форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим Творцом. Для них описание сотворения живых существ относится к ответу скорее на вопрос «почему», а не «каким образом». Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру.

Вера признаёт вещи, которым  нет доказательств в научном  смысле слова. Это означает, что логически  не может быть противоречия между  научным и богословским объяснением  сотворения мира, так как эти две  сферы мышления взаимно исключают  одна другую. Для учёного научная  истина всегда содержит элемент гипотезы, предварительности, но для верующего  теологическая истина абсолютна.

Процесс божественного сотворения мира мыслится как имевший место  лишь единожды и поэтому недоступный  для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию  божественного сотворения за рамки  научного исследования. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются  наблюдению, а поэтому она никогда  не будет в состоянии ни доказать, ни отвергнуть эту концепцию.

2. Самопроизвольное (спонтанное) зарождение

Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384-322 гг. до н.э.), которого часто  провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного  зарождения жизни. На основе собственных  наблюдений он развивал эту теорию дальше, связывая все организмы в  непрерывный ряд – «лестницу  природы».

«Ибо природа совершает  переход от безжизненных объектов к  животным с такой плавной последовательностью, поместив между ними существа, которые  живут, не будучи при этом животными, что между соседними группами, благодаря их тесной близости, едва можно заметить различия» (Аристотель).

Этим утверждением Аристотель укрепил более ранние высказывания Эмпедокла об органической эволюции. Согласно гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определённые «частицы»  вещества содержат некое «активное  начало», которое при подходящих условиях может создать живой  организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворённом яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также  в солнечном свете, тине и гниющем  мясе.

«Таковы факты – живое  может возникнуть не только путём  спаривания животных, но и разложением  почвы. Так же обстоит дело и у  растений: некоторые развиваются  из семян, а другие как бы самозарождаются  под действием всей природы, возникая из разлагающейся земли или определённых частей растений» (Аристотель).

С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни  оказалась не в чести: её признали лишь те, кто верил в колдовство и поклонялся нечистой силе, но эта  идея всё продолжала существовать где-то на заднем плане в течение ещё  многих веков.

Ван Гельмонт (1577-1644 гг.), весьма знаменитый и удачливый учёный, описал эксперимент, в котором он за три  недели якобы создал мышей. Для этого  нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом  в процессе зарождении мыши ван Гельмонт считал человеческий пот.

В 1688 г. итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошёл к проблеме возникновения  жизни более строго и подверг  сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что маленькие белые  червячки, появляющиеся на гниющем  мясе, - это личинки мух. Проведя  ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что  жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

«Убеждённость была бы тщетной  если бы её нельзя было подтвердить  экспериментом. Поэтому в середине июля я взял четыре больших сосуда с широким горлом, поместил в один из них змею, в другой – немного  рыбы, в третий – угрей из Арно, в четвёртый – кусок молочной телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил тоже самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми… Вскоре мясо и рыба в незапечатанных сосудах зачервили; можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я не видел ни одного червяка, хотя прошло много дней, после того как в них была положена дохлая рыба» (Реди).

Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя эта идея несколько отошла на задний план, она продолжала оставаться главной теорией в неклерикальной среде. В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергли спонтанное зарождение мух, первые микроскопические исследования Антона ван Левенгука усилили эту теорию применительно к микроорганизмам. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и спонтанного зарождения, однако, его наблюдения под микроскопом давали пищу обеим теориям и в конце концов побудили других ученых поставить эксперименты для решения вопросов о возникновении жизни путем спонтанного зарождения .

В 1765 году Ладзаро Спалланцани  провел следующий опыт: подвергнув мясные и овощные отвары кипячению  в течение нескольких часов, он сразу  же их запечатал, после чего снял с  огня. Исследовав жидкости через несколько  дней, Спалланцани не обнаружил в  них никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая  температура уничтожила все формы  живых существ, и что без них  ничто живое уже не могло возникнуть. В 1860 г. проблемой происхождения жизни занялся Луи Пастер. К этому времени он уже много сделал в области микробиологии и сумел разрешить проблемы, угрожавшие шелководству и виноделию. Он показал также, что бактерии вездесущи, и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать должным образом. В результате ряда экспериментов в основе которых лежали методы Спалланцани, Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения .

Однако подтверждение  теории биогенеза породило другую проблему. Коль скоро для возникновения  живого организма необходим другой живой организм, то откуда же взялся самый первый живой организм? Только теория стационарного состояния  не требует ответа на этот вопрос, а  во всех других теориях подразумевается, что на какой-то стадии истории жизни  произошел переход от неживого к  живому. Было ли это первичным зарождением ?

3. Теория  стационарного состояния

Согласно этой теории, Земля  никогда не возникала, а существовала вечно; Она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень  мало; виды также существовали всегда. Оценки возраста Земли сильно варьировали – от примерно 6 тысяч лет по расчетам архиепископа Ашера до 5 000 000 лет по современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада. Более совершенные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам теории стационарного состояния полагать, что Земля существовала всегда. Согласно этой теории, виды также никогда не возникали, они существовали всегда и у каждого вида есть лишь две возможности – либо изменение численности, либо вымирание.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может  указывать на время появления  или вымирания того или иного  вида, и приводят в качестве примера  представителя кистеперых рыб –  латимерию.  По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода 70 млн лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми останками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, ее многочисленные сторонники интерпретируют появление ископаемых останков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков. Большая часть доводов в пользу этой теории связана с такими неясными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи, и она наиболее подробно разработана именно в этом направлении .

4. Теория  панспермии

Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает  идею о ее внезапном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией  возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему возникновения  жизни в какое-то другое место Вселенной .

Теория панспермии утверждает, что жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время и в разных частях Галактики  или Вселенной. Для обоснования  этой теории используются многократные появления НЛО (неопознанных летающих объектов), наскальные изображения  предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также (пока еще пишем – неподтвержденные) сообщения о встречах с инопланетянами. Советские и американские исследования в космосе позволяют считать, что вероятность обнаружить жизнь в пределах нашей Солнечной системы ничтожна, - однако они не дают никаких сведений о возможной жизни вне этой системы. При изучении материала метеоритов и камет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю. Появился ряд сообщений о нахождении в метеоритах объектов, напоминающих примитивные формы жизни, однако доводы в пользу их биологической природы пока не кажутся ученым убедительными.

5. Биохимическая эволюция

На сегодняшний момент существует много версий происхождения  жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам. Но начало данному направлению  исследований положил русский ученый А.И. Опарин (1894-1980 гг.). Он предложил  вариант возникновения жизни  на Земле как следствия химических процессов, протекающих на ранней стадии формирования Земли. А.И. Опарин вводит понятие «первичного бульона», который  состоял из воды и органических соединений, во множестве синтезирующихся и  накапливающихся под воздействием восстановительной (мало кислорода) атмосферы  молодой Земли. Энергию для данных реакций давала солнечная радиация, не сдерживаемая еще не оформившемся в то время озоновым слоем. Из данного бульона в результате химических процессов и появилась первая клетка, которая дала начало эволюции. Версия А.И. Опарина была в дальнейшем косвенно подтверждена многими опытам.

В 1953 году С. Миллер, аспирант Университета Чикаго, провел успешный опыт по абиогенному синтезу. Он создал условия ранней Земли в лабораторной пробирке и в результате химической реакции получил набор аминокислот. Для синтеза живого из неживого на начальном этапе в атмосфере  и водоемах планеты должны присутствовать простые органические и неорганические соединения: C, C2, C3, CH, CN, CO, CS, HCN, CH3CH, NH, O, OH, H2O, S. Стэнли Миллер в своих знаменитых опытах по абиогенному синтезу смешал водород, метан, аммиак и водяные  пары, потом пропускал нагретую смесь  через электрические разряды  и охлаждал. Через неделю в колбе  образовалась коричневая жидкость, содержащая семь аминокислот, и в том числе  глицин, аланин и аспарагиновую кислоту, входящие в состав клеточных белков. Эксперимент Миллера показал, как  могла образоваться предбиологическая органика - вещества, которые участвуют в синтезе более сложных компонентов клетки .