Podrijetlo života golem je znanstveni problem. Tijekom proteklih 10 godina bilo je veliki iznos novi podaci i istraživanja. Do danas još uvijek postoje neriješena pitanja, ali sveukupna slika o tome kako je život mogao nastati iz nežive materije vrlo brzo se razbistri. Ali, kao što znate, u znanosti svaki odgovor dovodi do 10 novih pitanja.

Modeli postupne evolucije iz anorganski spojevi da su prvi organizmi do danas dobro razvijeni. Ali povijest ovog izdanja seže do slavnog autora .

Engleski prirodoslovac i istraživač o tome nije ništa napisao u svojim znanstvenim radovima i nije se ozbiljno bavio teorijama i hipotezama o nastanku života. Ova je tema bila izvan razumijevanja znanosti 19. stoljeća. Charles je samo govorio o tome kako je sva ta raznolikost proizašla iz već postojećih prvih živih organizama biološki oblici koje vidimo.

Samo iz njegovih pisama najboljem prijatelju znamo da je Darwin pokušao razmišljati o ovoj temi, ali naravno, na toj razini znanja nije mogao ništa konkretno pretpostaviti, osim najviše opće ideje da bi se nekako organske tvari mogle roditi iz anorganske kemije, amonijeve soli, fosfor uz korištenje struje u malom toplom ribnjaku.

Ali treba napomenuti da je iu ovom pismu mnogo toga pogodio vrlo točno. Na primjer, kemičari su otkrili vjerojatan način za abiogenu sintezu nukleotida, građevnih blokova od kojih je napravljena RNA. Pokazalo se da se ti nukleotidi mogu spontano sintetizirati u uvjetima sličnim onima u malom toplom rezervoaru.

Postoji ogroman broj verzija o podrijetlu svega života na Zemlji. Mnoge od njih izmislili su teoretičari zavjere i pseudoznanstvenici. Međutim, većina teorija temelji se na stvarne činjenice i istraživanja.

Glavne teorije o podrijetlu života:

- kreacionizam;

- panspermija;

- teorija stabilno stanje;

- spontani nastanak;

- biokemijska evolucija.

Kreacionistička hipoteza držite se ljudi koji vjeruju da je život stvorio stvoritelj, Bog, univerzalni um. Nema dokaza, a ne promoviraju je znanstvenici, nego novinari, teolozi i teolozi. Pridružuju im se i ljudi koji prijevarom žele dodatno zaraditi.

Ti isti kreacionisti nastavljaju tvrditi da postoji misterij o podrijetlu ljudi, budući da arheolozi ne mogu pronaći neke nedostaje poveznica, odnosno prijelazni oblik od drevni čovjek Kromanjonca do modernog Homo sapiensa. Iznimno važni članci za razumijevanje:

» 100% ljudsko podrijetlo: teorije i hipoteze

Teorija stabilnog stanja leži u činjenici da je živo, zajedno sa svemirom, a time i cijelim svijetom, postojalo i postojat će uvijek, bez obzira na vrijeme. Uz to, derivati ​​svemira, tijela i formacije poput zvijezda, planetarnih sustava, živih organizama vremenski su ograničeni: rađaju se i umiru.

U ovom trenutku, ova hipoteza ima samo povijesno značenje, a o njemu se u znanstvenim krugovima dugo nije raspravljalo, jer ga je moderna znanost opovrgla u ključnom trenutku: svemir je nastao zahvaljujući velikom prasku i njegovom kasnijem širenju. Važan članak na ovu temu na jednostavnom i razumljivom jeziku: 100% Porijeklo i evolucija svemira.

Teorija panspermije znanstveniji. Pretpostavlja sljedeće: živi organizmi donijeli su kozmička tijela na naš planet poput meteorita ili kometa. Neki posebno sanjarski pristaše uvjereni su da su NLO-i i izvanzemaljci to učinili svjesno, slijedeći svoje ciljeve.

U našem solarnom sustavu, vjerojatnost pronalaska živih organizama bilo gdje drugdje je izuzetno mala, ali bi život mogao doletjeti do nas iz drugog zvjezdanog sustava. Astronomski podaci pokazuju da se, prema biokemijskom sastavu meteorita, meteora i kometa, u njima često mogu naći organski spojevi, poput aminokiselina. Upravo su one mogle postati sjemenke nakon kontakta kozmičkog tijela sa Zemljom, baš kao što se sjemenke maslačka raspršuju stotinama metara uokolo.

Glavna protuteža tvrdnjama panspermista je logično pitanje odakle život na drugim planetima s kojih je doletio taj isti asteroid ili komet. Dakle panspermijska hipoteza vanzemaljsko podrijetloživi organizmi mogu samo nadopuniti glavnu verziju – biokemijsku.

Teorija abiogeneze kroz bio kemijska evolucija studira i uspješno dokazuje obrazovanje organske strukture iz anorganskih tvari, a izvan tijela i bez upotrebe posebnih enzima.

Sinteza najjednostavnijih organskih spojeva iz anorganske tvari može se odvijati u najrazličitijim prirodnim uvjetima: na planeti ili u svemiru (na primjer, u protoplanetarnom disku - proplidu). Godine 1953. izveden je poznati klasični Miller-Ureyev eksperiment, koji je dokazao da se takva organska tvar kao što su aminokiseline mogu pojaviti u mješavini različitih plinova koji bi oponašali atmosferski sastav planeta.

U prirodi se vremenom formirala i stekla sposobnost da (usput, danas je njegova sinteza od strane čovjeka vrlo teška). Ali ovo je glavna cigla i upravo u njoj leži odgovor na pitanje nastanka života na Zemlji.

Sada je potpuno poznato kako je nastala molekula deoksiribonukleinske kiseline. Prvi biološka bića temeljio se na drugoj sličnoj molekuli zvanoj RNA. Dugo je postojao drugi živi svijet u kojem su organizmi imali nasljednu informaciju u obliku molekule ribonukleinske kiseline, koja je djelovala kao protein. Ova molekula može pohraniti nasljedne informacije poput DNK i obavljati aktivan rad poput proteina.

U modernim stanicama te su funkcije odvojene - DNK pohranjuje nasljedne informacije, proteini rade posao, a RNK služi kao neka vrsta posrednika između njih. U prvim drevnim organizmima postojala je samo RNA, koja se sama nosila s oba zadatka.

Zanimljiv obrazac u pitanju podrijetla svih živih bića je da su se u posljednjih nekoliko godina pojavili deseci novih znanstvenih članaka koji maksimalno približavaju misterij, a nema drugih teorija i hipoteza o nastanku života osim abiogenog trenutno su potrebni.

Hipoteze o postanku života na Zemlji

Problem života i živog predmet je proučavanja mnogih prirodnih disciplina, počevši od biologije do filozofije, matematike koja razmatra apstraktne modele živih pojava, kao i fizike koja život definira sa stajališta fizikalnih zakona. . Stoljeća istraživanja i pokušaja rješavanja ovih problema doveli su do razne hipoteze nastanak života.

Prema dvojici svjetonazorske pozicije- materijalistička i idealistička - još u antičkoj filozofiji razvila su se suprotna shvaćanja o postanku života: kreacionizam i materijalistička teorija o postanku organske prirode iz anorganske. Zagovornici kreacionizma tvrde da je život nastao kao rezultat čina božanskog stvaranja, a dokaz za to je prisutnost posebne sile u živim organizmima koja kontrolira sve biološki procesi. Zagovornici podrijetla života iz nežive prirode tvrde da je organska priroda nastala djelovanjem prirodnih zakona. Kasnije je ovaj koncept konkretiziran u ideji spontanog stvaranja života.

Dakle, postoje sljedeće hipoteze o podrijetlu života.

1. kreacionizam . Prema konceptu kreacionizma, život je nastao kao rezultat nadnaravnih, tj. kršeći zakone fizike, događaja u prošlosti. Koncept kreacionizma slijede sljedbenici gotovo svih najčešćih religija. Prema tradicionalnim judeo-kršćanskim predodžbama o stvaranju svijeta, iznesenim u Knjizi Postanka, svijet i sve organizme koji ga nastanjuju stvorio je svemogući Stvoritelj u 6 dana u trajanju od 24 sata. Međutim, trenutno mnogi kršćani ne tretiraju Bibliju kao znanstvenu knjigu i vjeruju da ona sadrži teološku objavu o stvaranju svih živih bića od strane Boga u obliku razumljivom svim ljudima svih vremena.

Logično, ne može postojati proturječnost između znanstvenog i teološkog objašnjenja stvaranja svijeta. ova dva područja mišljenja se međusobno isključuju. Teologija prepoznaje istinu kroz božansku objavu i vjeru i prepoznaje stvari za koje nema dokaza u znanstvenom smislu riječi. Znanost se obilato koristi promatranjem i eksperimentom, znanstvena istina uvijek sadrži element hipoteze, dok je za vjernika teološka istina apsolutna. Proces božanskog stvaranja svijeta zamišljen je kao da se jednom dogodio, stoga nije dostupan za promatranje. Koncept božanskog stvaranja svijeta je onkraj znanstveno istraživanje, tako da znanost koja se bavi vidljivim fenomenima nikada ne može dokazati ili opovrgnuti ovaj koncept.

Antropno načelo, formulirano 70-ih godina našeg stoljeća, govori u prilog neslučajnosti procesa nastanka i razvoja života. Njegova bit leži u činjenici da čak i neznatna odstupanja u vrijednosti bilo koje od temeljnih konstanti dovode do nemogućnosti pojave visoko uređenih struktura u Svemiru i, posljedično, života. Dakle, povećanje Planckove konstante za 10% onemogućuje spajanje protona s neutronom, tj. onemogućuje nukleosintezu. Smanjenje Planckove konstante za 10% dovelo bi do stvaranja stabilnog izotopa 2He, što bi rezultiralo izgaranjem cjelokupnog vodika u ranim fazama širenja Svemira. Neslučajna priroda vrijednosti temeljnih konstanti može ukazivati ​​na prisutnost "kreativnog plana" od samog početka formiranja Svemira, što podrazumijeva prisutnost Stvoritelja, autora ovog plana.

2. Hipoteza o spontanom nastanku života . Prema Aristotelu, određene “čestice” materije sadrže neku vrstu “aktivnog principa”, koji pod odgovarajućim uvjetima može stvoriti živi organizam.

Hipoteza o spontanom nastanku života bila je raširena u staroj Kini, Babilonu i Egiptu kao alternativa kreacionizmu. Slijedeći Empedokla, jednog od prvih koji je izrazio ideju organske evolucije, Aristotel se pridržavao koncepta spontanog nastanka života, povezujući sve organizme u jedinstvenu "ljestvicu prirode". Prema Aristotelu, određene “čestice” materije sadrže neku vrstu “aktivnog principa”, koji pod odgovarajućim uvjetima može stvoriti živi organizam. Ovaj početak, prema Aristotelu, prisutan je u oplođenom jajetu, u sunčeva svjetlost, sluz i trulo meso. Godine 1688. talijanski liječnik Francesco Redi doveo je u pitanje teoriju o spontanom nastanku života i proveo niz eksperimenata u kojima je pokazao da život može nastati samo iz prethodnog života (koncept biogeneze). Louis Pasteur (1860.) konačno je pobio teoriju o spontanom nastanku života i dokazao valjanost teorije o biogenezi. Eksperimenti L. Pasteura pokazali su da se mikroorganizmi pojavljuju u organskim otopinama zbog činjenice da su njihovi embriji prethodno tamo uvedeni. Ako je posuda s hranjivim medijem zaštićena od ulaska mikroba u nju, tada ne dolazi do spontanog stvaranja života.

Koncept spontane generacije, iako pogrešan, odigrao je pozitivnu ulogu; eksperimenti osmišljeni da to potvrde pružili su bogat empirijski materijal za razvoj biološka znanost. Konačno odbacivanje ideje o spontanoj generaciji dogodilo se tek u 19. stoljeću.

Potvrda teorije biogeneze dovela je do problema prvog živog organizma iz kojeg su nastali svi ostali. U svim teorijama (osim teorije stabilnog stanja) pretpostavlja se da je u nekoj fazi povijesti života došlo do prijelaza iz neživog u živo. Kako se to dogodilo?

3. Hipoteza o stabilnom stanju . Prema ovoj hipotezi, Zemlja nikada nije nastala, nego je postojala oduvijek; Zemlja je oduvijek bila sposobna za život. Vrste postoje oduvijek, svaka vrsta ima samo dvije mogućnosti: promjenu broja ili izumiranje.

4. Hipoteza panspermije tvrdi da se život mogao pojaviti jednom ili više puta u različitim vremenima i na različitim mjestima u svemiru. Ova hipoteza nastala je 60-ih godina prošlog stoljeća XIX godina stoljeća i povezuje se s imenom njemačkog znanstvenika G. Richtera. Kasnije su koncept panspermije dijelili istaknuti znanstvenici kao što su S. Arrhenius, G. Helmholtz, V.I. Vernadski. Da bi se potkrijepila ova teorija, koriste se viđenja NLO-a, crteži na stijenama drevnih, raketnih i vanzemaljaca, itd. sovjetski i američki istraživanja svemira omogućuju nam da izračunamo vjerojatnost pronalaska izvanzemaljskog života unutar Sunčev sustav beznačajne, ali ne daju temelje za potvrdu ili opovrgavanje postojanja života izvan nje. Prilikom proučavanja materijala meteorita i kometa, u njima su pronađeni mnogi "prethodnici živog" (cijanogeni, cijanovodična kiselina itd.), koji bi mogli igrati ulogu "sjemena" života. Bilo kako bilo, teorija o panspermiji nije teorija o podrijetlu života kao takvog; jednostavno prenosi problem nastanka života na drugo mjesto u svemiru.

Početkom XX. stoljeća. Ideju o kozmičkom podrijetlu bioloških sustava na Zemlji i vječnosti postojanja života u svemiru razvio je ruski znanstvenik akademik V.I. Vernadski.

5. Hipoteza o vječnom postojanju života . Iznesena je u 19. stoljeću. Pretpostavlja se da život postoji u svemiru i da putuje s jednog planeta na drugi.

6. Hipoteza biokemijske evolucije. Starost Zemlje procjenjuje se na 4,5-5 milijardi godina. U dalekoj prošlosti temperatura na površini našeg planeta iznosila je 4000-8000 stupnjeva Celzijusa. Kako se hladio, ugljik i više vatrostalnih metala su se kondenzirali i formirali zemljinu koru; kao posljedica vulkanske aktivnosti, kontinuiranih pomicanja kore i kompresije uzrokovane hlađenjem, došlo je do stvaranja nabora i pukotina. Atmosfera Zemlje u davnim vremenima očito je bila reducirajuća (u najstarijim stijenama Zemlje nalaze se metali u redukcijskom obliku, npr. dvovalentno željezo, mlađe stijene sadrže metale u oksidiranom obliku, npr. feri željezo). U atmosferi praktički nije bilo kisika. Pojava života usko je povezana s nastankom Zemljini oceani to se dogodilo prije otprilike 3,8 milijardi godina. Paleontološki podaci pokazuju da temperatura vode u njima nije bila preniska, ali nije prelazila 58 °C. U slojevima su pronađeni tragovi najstarijih organizama čija se starost procjenjuje na 3,2-3,5 milijardi godina.

Hipotezu biokemijske evolucije predstavio je akademik A.I. Oparin (1894.-1980.) u knjizi "Podrijetlo života", objavljenoj 1924. godine, ustvrdio je da Redijevo načelo, koje uvodi monopol na biotičku sintezu organskih tvari, vrijedi samo za moderno doba postojanja našeg planeta. Na početku svog postojanja, dok je Zemlja bila beživotna, na njoj se odvijala abiotička sinteza ugljikovih spojeva i njihova kasnija predbiološka evolucija.

Bit Oparinove hipoteze je sljedeća: nastanak života na Zemlji dug je evolucijski proces nastanka žive tvari u dubinama nežive materije. To se dogodilo kroz kemijsku evoluciju, uslijed koje su najjednostavnije organske tvari nastale iz anorganskih pod utjecajem snažnih fizikalno-kemijskih čimbenika.

Pojava života A.I. Oparin smatrao jedinstvenim prirodnim procesom koji se sastojao od odvijanja pod uvjetima rana zemlja početnoj kemijskoj evoluciji, koja je postupno prešla na kvalitativno nova razina- biokemijska evolucija. Razmatrajući problem nastanka života kroz biokemijsku evoluciju, Oparin razlikuje tri stupnja prijelaza iz nežive u živu materiju.

Prva razina - kemijska evolucija . Dok je Zemlja još bila beživotna (prije oko 4 milijarde godina), na njoj se odvijala abiotička sinteza ugljikovih spojeva i njihova kasnija predbiološka evolucija. Ovo razdoblje Zemljine evolucije obilježeno je brojnim vulkanske erupcije uz ispuštanje ogromne količine užarene lave. Kako se planet hladio, vodena para u atmosferi se kondenzirala i padala na Zemlju u pljuskovima, formirajući ogromne vodene površine(primarni ocean). Ti su procesi trajali mnogo milijuna godina. U vodama primarnog oceana otopljene su razne anorganske soli. Osim toga, u ocean su dospjeli i različiti organski spojevi koji se kontinuirano stvaraju u atmosferi pod utjecajem ultraljubičastog zračenja, visoke temperature i aktivne vulkanske aktivnosti. Koncentracija organskih spojeva neprestano se povećavala, i na kraju su vode oceana postale " bujon» od tvari sličnih bjelančevinama – peptida.

Slika 26 - Shema nastanka života prema Oparinu

Druga faza - pojava proteina . Kako uvjeti na Zemlji omekšavaju, pod utjecajem električnih pražnjenja, toplinske energije i ultraljubičaste zrake postao moguće obrazovanje složeni organski spojevi - biopolimeri i nukleotidi, koji su se, postupno spajajući i usložnjavajući, pretvorili u protobionti (predstanični preci živih organizama). Rezultat evolucije složenih organskih tvari bila je pojava koacervata, odnosno koacervatnih kapi. koacervati - kompleksi koloidnih čestica, čija je otopina podijeljena u dva sloja: sloj bogat koloidnim česticama i tekućinu gotovo bez njih. Koacervati su imali sposobnost apsorbiranja različitih tvari otopljenih u vodama primarnog oceana. Zbog toga se unutarnja struktura koacervata promijenila u smjeru povećanja njihove stabilnosti u uvjetima koji se stalno mijenjaju. Teorija biokemijske evolucije smatra koacervate predbiološkim sustavima, koji su skupine molekula okružene vodena školjka. Tako, na primjer, koacervati mogu apsorbirati tvari iz okoliša, međusobno komunicirati, povećavati se u veličini itd. No, za razliku od živih bića, koacervatne kapi nisu sposobne za samoreprodukciju i samoregulaciju, pa se ne mogu svrstati u biološke sustave.

Treća faza je formiranje sposobnosti samoreprodukcije, izgled žive stanice . U tom je razdoblju počeo djelovati prirodni odabir, tj. u masi kapi koacervata vršila se selekcija koacervata najotpornijih na zadane uvjete okoline. Proces selekcije odvijao se mnogo milijuna godina. Preživjele koacervatne kapi već su posjedovale sposobnost primarnog metabolizma, glavno svojstvo života. Istodobno, nakon što je dosegla određenu veličinu, roditeljska kapljica se raspala na dječje kapljice koje su zadržale značajke roditeljske strukture. Dakle, možemo govoriti o stjecanju koacervata svojstva samoreprodukcije - jednog od najvažnijih znakova života. Zapravo, u ovoj fazi, koacervati su postali najjednostavniji živi organizmi. Daljnji razvoj ovih prebioloških struktura bio je moguć samo uz kompliciranje metaboličkih procesa unutar koacervata.

Unutarnje okruženje coacervata potrebna zaštita od utjecaja iz okoliša. Zbog toga su oko koacervata, bogatih organskim spojevima, nastali slojevi lipida koji su odvajali koacervate od okolnog vodenog okoliša. U procesu evolucije lipidi su se transformirali u vanjsku membranu, što je značajno povećalo vitalnost i otpornost organizama. Pojava membrane predodredila je daljnji smjer biološka evolucija na putu sve savršenije autoregulacije, koja kulminira stvaranjem primarne stanice - arhecelije. Stanica je elementarna biološka jedinica, strukturna i funkcionalna osnova svih živih bića. Stanice provode samostalan metabolizam, sposobne su za diobu i samoregulaciju, tj. imaju sva svojstva živih bića. Stvaranje novih stanica iz nestaničnog materijala je nemoguće, razmnožavanje stanica događa se samo diobom. Organski razvoj se vidi kao univerzalni proces stvaranje stanica.

U građi stanice razlikuju se: membrana koja omeđuje sadržaj stanice od vanjske sredine; citoplazma, koja je slana otopina s topivim i suspendiranim enzimima i molekulama RNA; jezgra koja sadrži kromosome, a koja se sastoji od molekula DNA i proteina vezanih na njih.

Stoga, početak života treba smatrati pojavom stabilne samoreproduktivne organski sustav(stanice) s konstantnim nizom nukleotida. Tek nakon pojave takvih sustava možemo govoriti o početku biološke evolucije.

Prijelaz iz neživog u živo dogodio se nakon što su na temelju prethodnika nastali i razvili se začeci dva temeljna životna sustava: sustava metabolizma i sustava reprodukcije materijalnih temelja žive stanice.

Vjerojatnost da će se molekula proteina koja se sastoji od 100 aminokiselina 20 tipova nasumično formirati prema određenom obrascu je 1/20 100 ≈ 1/10 130 . Živa stanica je kompleks proteina, lipida i nukleotida koji međusobno djeluju genetski kod. Najjednostavnija stanica sadrži više od 2000 enzima. Vjerojatnost slučajnog formiranja takvih složene strukture mali.

Mogućnost abiogene sinteze biopolimera eksperimentalno je dokazana sredinom 20. stoljeća. Godine 1953. američki znanstvenik S. Miller modelirao je primarnu atmosferu Zemlje i sintetizirao octenu i mravlja kiselina, uree i aminokiselina propuštanjem električnih naboja kroz mješavinu plinova (voda, ugljični dioksid, vodik, dušik, metan). Tako je pokazano kako je moguća sinteza složenih organskih spojeva pod djelovanjem abiogenih čimbenika.

Unatoč teorijskoj i eksperimentalnoj valjanosti, Oparinov koncept ima i prednosti i slabosti. Snaga koncepta je prilično točna eksperimentalna potkrijepljenost kemijske evolucije, prema kojoj je podrijetlo života prirodni rezultat predbiološke evolucije materije. Uvjerljiv argument u korist ovog koncepta također je mogućnost eksperimentalne provjere njegovih glavnih odredbi. Slaba strana koncept je nemogućnost objašnjenja samog trenutka skoka sa složenih organskih spojeva na žive organizme.

Jednu od verzija prijelaza iz prebiološke u biološku evoluciju nudi njemački znanstvenik M. Eigen. Prema njegovoj hipotezi, nastanak života objašnjava se međudjelovanjem nukleinskih kiselina i proteina. Nukleinske kiseline su nositelji genetske informacije, a proteini služe kao katalizatori kemijskih reakcija. Nukleinske kiseline se same razmnožavaju i prenose informacije proteinima. Pojavljuje se zatvoreni lanac - hiperciklus, u kojem se procesi kemijskih reakcija samoubrzavaju zbog prisutnosti katalizatora. U hiperciklusima, produkt reakcije istodobno djeluje i kao katalizator i kao početni reaktant. Takve reakcije nazivamo autokatalitičkim.

Druga teorija koja može objasniti prijelaz iz prebiološke u biološku evoluciju je sinergija . Uzorci koje je otkrila sinergetika omogućuju razjašnjenje mehanizma nastanka organske tvari iz anorganske tvari u smislu samoorganizacije kroz spontani nastanak novih struktura tijekom interakcije otvorenog sustava s okolinom.

Pitanje podrijetla života na Zemlji jedno je od naj teška pitanja moderna prirodna znanost, na koje do sada nema jednoznačnog odgovora.

Postoji nekoliko teorija o nastanku života na Zemlji, a najpoznatije su:

• teorija spontanog (spontanog) nastajanja;
• teorija kreacionizma (ili stvaranja);
• teorija stabilnog stanja;
• teorija panspermije;
• teorija biokemijske evolucije (teorija A.I. Oparina).

Razmotrite glavne odredbe ovih teorija.

Teorija spontane (spontane) generacije

Teorija o spontanom nastanku života bila je raširena u starom svijetu - Babilonu, Kini, Starom Egiptu i Staroj Grčkoj (Aristotel se posebno pridržavao te teorije).

Znanstvenici antičkog svijeta i srednjovjekovne Europe vjerovali su da živa bića stalno nastaju iz nežive materije: crvi iz blata, žabe iz blata, krijesnice iz jutarnje rose itd. Dakle, poznati nizozemski znanstvenik 17.st. Van Helmont je sasvim ozbiljno opisao u svojoj znanstvenoj raspravi iskustvo u kojem je dobio miševe u zaključanom mračnom ormaru izravno iz prljave košulje i šake pšenice u 3 tjedna. Prvi put je talijanski znanstvenik Francesco Redi (1688.) odlučio podvrgnuti eksperimentalnoj provjeri općeprihvaćenu teoriju. Nekoliko je komada mesa stavio u posude, a neke od njih prekrio muslinom. U otvorenim posudama pojavili su se bijeli crvi na površini trulog mesa - ličinke muhe. U posudama prekrivenim muslinom nije bilo ličinki muha. Tako je F. Redi uspio dokazati da se ličinke muha ne pojavljuju iz trulog mesa, već iz jaja koje su muhe položile na njegovu površinu.

Godine 1765. slavni talijanski znanstvenik i liječnik Lazzaro Spalanzani kuhao je juhe od mesa i povrća u zatvorenim staklenim posudama. Juhe u zatvorenim tikvicama nisu se pokvarile. Zaključio je da su pod utjecajem visoke temperature umrla sva živa bića koja mogu uzrokovati kvarenje juhe. No, pokusi F. Redija i L. Spalanzanija nisu uvjerili sve. Znanstvenici vitalisti (od lat. vita- život) smatrao je da se spontani nastanak živih bića ne događa u kuhanoj juhi, budući da postoji posebna “ životna snaga“, koji ne može prodrijeti u zapečaćenu posudu, jer se prenosi zrakom.

Sporovi o mogućnosti spontanog stvaranja života pojačali su se u vezi s otkrićem mikroorganizama. Ako se složena živa bića ne mogu spontano razmnožavati, možda mikroorganizmi mogu?

S tim u vezi, Francuska akademija je 1859. godine objavila dodjelu nagrade onome tko konačno odluči o pitanju mogućnosti ili nemogućnosti spontanog rađanja života. Ovu je nagradu 1862. godine primio slavni francuski kemičar i mikrobiolog Louis Pasteur. Kao i Spalanzani, kuhao je hranjivu juhu u staklenoj tikvici, ali tikvica nije bila obična, već s grlom u obliku cjevčice u obliku petice. Zrak, a time i "životna snaga", mogli su prodrijeti u tikvicu, ali prašina, a s njom i mikroorganizmi prisutni u zraku, taložili su se u donjem koljenu cijevi u obliku 5, a juha u tikvici ostala je sterilna. (Sl. 1). Međutim, vrijedilo je razbiti vrat tikvice ili isprati donje koljeno cijevi u obliku 5 sterilnom juhom, jer je juha počela brzo postajati mutna - u njoj su se pojavili mikroorganizmi.

Tako je, zahvaljujući radu Louisa Pasteura, teorija spontanog nastajanja prepoznata kao neodrživa te je u znanstvenom svijetu utemeljena teorija biogeneze čija je kratka formulacija - "sve živo je od živih bića."

Riža. 1. Pasteurova tikvica

Međutim, ako svi živi organizmi u povijesno doglednom razdoblju ljudskog razvoja potječu samo od drugih živih organizama, prirodno se postavlja pitanje: kada su se i kako prvi živi organizmi pojavili na Zemlji?

Teorija stvaranja

Teorija stvaranja pretpostavlja da su svi živi organizmi (ili samo njihovi najjednostavniji oblici) stvoreni (“dizajnirani”) u određenom vremenskom razdoblju od strane nekog nadnaravnog bića (božanstva, apsolutne ideje, nadum, nadcivilizacija itd.). Očito je da su se sljedbenici većine vodećih svjetskih religija, posebice kršćanske religije, pridržavali ovog gledišta od davnina.

Teorija kreacionizma još uvijek je prilično raširena, ne samo u vjerskim, već iu znanstvenim krugovima. Obično se koristi za objašnjenje najsloženijih, neriješenih pitanja biokemijske i biološke evolucije povezanih s nastankom proteina i nukleinskih kiselina, stvaranjem mehanizma međudjelovanja među njima, nastankom i formiranjem pojedinačnih složenih organela ili organa (kao npr. ribosom, oko ili mozak). Činovi periodičnog "stvaranja" također objašnjavaju nepostojanje jasnih prijelaznih poveznica jedne vrste životinja
drugom, na primjer, od crva do člankonožaca, od majmuna do čovjeka itd. Mora se naglasiti da je filozofski spor o primatu svijesti (superum, apsolutna ideja, božanstvo) ili materije fundamentalno nerješiv, budući da pokušaj da se bilo kakve poteškoće moderne biokemije i evolucijske teorije objasne fundamentalno neshvatljivim nadnaravnim činovima stvaranja zahtijeva Ova pitanja izvan okvira znanstvenog istraživanja, teorija kreacionizma ne može se pripisati kategoriji znanstvenih teorija o podrijetlu života na Zemlji.

Teorije o stabilnom stanju i panspermiji

Obje ove teorije komplementarni su elementi jedinstvene slike svijeta, čija je bit sljedeća: svemir postoji zauvijek i život u njemu postoji zauvijek (stacionarno stanje). Život se prenosi s planeta na planet "sjeme života" koje putuje svemirom, a koje može biti dio kometa i meteorita (panspermija). Slična stajališta o podrijetlu života imali su, posebno, akademik V.I. Vernadski.

Međutim, teorija stacionarnog stanja, koja pretpostavlja beskonačno dugo postojanje svemira, nije u skladu s podacima moderne astrofizike, prema kojima je svemir nastao relativno nedavno (prije oko 16 milijardi godina) primarnom eksplozijom. .

Očito je da obje teorije (panspermija i stacionarno stanje) uopće ne nude objašnjenje mehanizma primarnog nastanka života, prenoseći ga na druge planete (panspermija) ili pomičući ga u beskonačnost u vremenu (teorija stacionara država).

Teorija biokemijske evolucije (teorija A.I. Oparina)

Od svih teorija o podrijetlu života, najčešća i najpriznatija u znanstvenom svijetu je teorija biokemijske evolucije, koju je 1924. predložio sovjetski biokemičar akademik A.I. Oparin (1936. potanko ga je opisao u svojoj knjizi Pojava života).

Bit ove teorije je da biološka evolucija – t.j. nastanku, razvoju i usložnjavanju raznih oblika živih organizama, prethodila je kemijska evolucija - dugo razdoblje u povijesti Zemlje, povezano s nastankom, usložnjavanjem i usavršavanjem međudjelovanja između elementarnih jedinica, "cigli" koje čine sva živa bića – organske molekule.

Prebiološka (kemijska) evolucija

Prema većini znanstvenika (prvenstveno astronoma i geologa) Zemlja je kao nebesko tijelo nastala prije otprilike 5 milijardi godina. kondenzacijom čestica oblaka plina i prašine koji rotiraju oko Sunca.

Pod utjecajem tlačnih sila čestice od kojih je Zemlja nastala oslobađaju ogromnu količinu topline. Termonuklearne reakcije počinju u utrobi Zemlje. Kao rezultat toga, Zemlja postaje jako vruća. Dakle, prije 5 milijardi godina Zemlja je bila vruća lopta koja je jurila kroz svemir, čija je površinska temperatura dosezala 4000-8000°C (smijeh. 2).

Postupno, zbog zračenja toplinske energije u svemir, Zemlja se počinje hladiti. Prije otprilike 4 milijarde godina Zemlja se toliko ohladi da se na njezinoj površini stvori tvrda kora; u isto vrijeme, lagane, plinovite tvari izlaze iz njegove utrobe, dižu se i tvore primarnu atmosferu. Sastav primarne atmosfere bio je znatno drugačiji od modernog. Očigledno, u atmosferi drevne Zemlje nije bilo slobodnog kisika, a njen sastav uključivao je tvari u reduciranom stanju, poput vodika (H 2), metana (CH 4), amonijaka (NH 3), vodene pare (H 2 O), a moguće i dušik (N 2), ugljikov monoksid i ugljikov dioksid (CO i CO 2).

Redukcijska priroda Zemljine primarne atmosfere iznimno je važna za nastanak života, budući da su tvari u reduciranom stanju vrlo reaktivne i pod određenim uvjetima mogu međusobno djelovati tvoreći organske molekule. Odsutnost slobodnog kisika u atmosferi primarne Zemlje (praktički sav Zemljin kisik bio je vezan u obliku oksida) također je važan preduvjet za nastanak života, budući da kisik lako oksidira i time razara organske spojeve. Stoga, u prisutnosti slobodnog kisika u atmosferi, nakupljanje drevna zemlja značajna količina organske tvari bila bi nemoguća.

Prije otprilike 5 milijardi godina- nastanak Zemlje kao nebeskog tijela; površinska temperatura — 4000-8000°C

Prije otprilike 4 milijarde godina - formiranje Zemljina kora i primarna atmosfera

Na 1000°C- u primarnoj atmosferi, sinteza jednostavnog organske molekule

Energiju za sintezu daje:

Temperatura primarne atmosfere je ispod 100°C - nastanak primarnog oceana -

Sinteza složenih organskih molekula - biopolimera iz jednostavnih organskih molekula:

• jednostavne organske molekule – monomeri
• složene organske molekule – biopolimeri

Shema. 2. Glavne faze kemijske evolucije

Kada temperatura primarne atmosfere dosegne 1000°C, u njoj počinje sinteza jednostavnih organskih molekula, kao što su aminokiseline, nukleotidi, masne kiseline, jednostavni šećeri, polivalentni alkoholi, organske kiseline itd. Energiju za sintezu dobivaju pražnjenja groma, vulkanske aktivnosti, zračenje tvrdog svemira i na kraju ultraljubičasto zračenje Sunca od kojeg Zemlja još nije zaštićena ozonskim zaslonom, a upravo ultraljubičasto zračenje znanstvenici smatraju glavnim izvorom energije za abiogene (tj. je, prolazeći bez sudjelovanja živih organizama) sinteza organskih tvari.

Prepoznavanje i široko širenje teorije A.I. Oparinu je uvelike olakšala činjenica da se procesi abiogene sinteze organskih molekula lako reproduciraju u modelnim eksperimentima.

Mogućnost sintetiziranja organskih tvari iz anorganskih tvari poznata je od početka 19. stoljeća. Već 1828. godine izvanredni njemački kemičar F. Wöhler sintetizirao je organsku tvar - ureu iz anorganskog - amonijevog cijanata. Međutim, mogućnost abiogene sinteze organskih tvari u uvjetima bliskim onima na drevnoj Zemlji prvi put je prikazana u eksperimentu S. Millera.

Godine 1953. mladi američki istraživač, diplomirani student na Sveučilištu u Chicagu, Stanley Miller, reproducirao je u staklenoj tikvici s elektrodama zalemljenima u nosač primarnu atmosferu Zemlje, koja je, prema znanstvenici vrijeme, sastojao se od vodika, metana CH 4 , amonijaka NH i vodene pare H 2 0 (slika 3). Kroz ovu plinsku smjesu S. Miller je tjedan dana propuštao električna pražnjenja koja su simulirala grmljavinske oluje. Na kraju pokusa u tikvici su pronađene α-aminokiseline (glicin, alanin, asparagin, glutamin), organske kiseline (jantarna, mliječna, octena, glikokolna), γ-hidroksimaslačna kiselina i urea. Ponavljajući eksperiment, S. Miller uspio je dobiti pojedinačne nukleotide i kratke polinukleotidne lance od pet do šest karika.

Riža. 3. Instalacija S. Millera

U daljnjim eksperimentima abiogene sinteze, koje su provodili razni istraživači, korištena su ne samo električna pražnjenja, već i druge vrste energije karakteristične za drevnu Zemlju - kozmičko, ultraljubičasto i radioaktivno zračenje, visoke temperature svojstveno vulkanskoj aktivnosti, kao i razne opcije plinske smjese simulirajući iskonsku atmosferu. Kao rezultat toga, dobiven je gotovo cijeli spektar organskih molekula karakterističnih za živa bića: aminokiseline, nukleotidi, tvari slične mastima, jednostavni šećeri, organske kiseline.

Štoviše, abiogena sinteza organskih molekula također se može dogoditi na Zemlji u sadašnje vrijeme (na primjer, tijekom vulkanske aktivnosti). U isto vrijeme, ne samo cijanovodična kiselina HCN, koja je prekursor aminokiselina i nukleotida, već i pojedinačne aminokiseline, nukleotidi, pa čak i tako složene organske tvari kao što su porfirini mogu se naći u vulkanskim emisijama. Abiogena sinteza organskih tvari moguća je ne samo na Zemlji, već iu svemiru. Najjednostavnije aminokiseline nalaze se u meteoritima i kometima.

Kada je temperatura primarne atmosfere pala ispod 100°C, na Zemlju su pale vruće kiše i pojavio se primarni ocean. Uz potoke kiše, abiogeno sintetizirane organske tvari ulazile su u primarni ocean, što ga je, ali u slikovitom izrazu engleskog biokemičara Johna Haldanea, pretvorilo u razrijeđeni " iskonska čorba". Očigledno, upravo u primordijalnom oceanu počinju procesi stvaranja jednostavnih organskih molekula - monomera složenih organskih molekula - biopolimera (vidi sliku 2).

Međutim, procesi polimerizacije pojedinih nukleozida, aminokiselina i šećera su reakcije kondenzacije, odvijaju se eliminacijom vode, dakle, vodeni medij ne doprinosi polimerizaciji, već, naprotiv, hidrolizi biopolimera (tj. , njihovo uništavanje dodatkom vode).

Stvaranje biopolimera (osobito proteina iz aminokiselina) moglo bi se odvijati u atmosferi na temperaturi od oko 180°C, odakle su atmosferskim oborinama isprani u primarni ocean. Osim toga, moguće je da su se na drevnoj Zemlji aminokiseline koncentrirale u presušujućim rezervoarima i polimerizirale u suhom obliku pod utjecajem ultraljubičastog svjetla i topline tokova lave.

Unatoč činjenici da voda potiče hidrolizu biopolimera, sinteza biopolimera u živoj stanici događa se upravo u vodenom mediju. Taj proces kataliziraju posebni katalitički proteini – enzimi, a energija potrebna za sintezu oslobađa se pri razgradnji adenozintrifosforne kiseline – ATP. Moguće je da je sintezu biopolimera u vodenom okolišu primarnog oceana katalizirala površina određenih minerala. Eksperimentalno je pokazano da otopina aminokiseline alanina može polimerizirati u vodenom mediju u prisutnosti posebne vrste glinice. U tom slučaju nastaje peptid polialanin. Reakcija polimerizacije alanina popraćena je razgradnjom ATP-a.

Polimerizacija nukleotida lakša je od polimerizacije aminokiselina. Pokazalo se da u otopinama s visokom koncentracijom soli pojedini nukleotidi spontano polimeriziraju, pretvarajući se u nukleinske kiseline.

Život svih suvremenih živih bića proces je kontinuirane interakcije između najvažnijih biopolimera žive stanice – proteina i nukleinskih kiselina.

Proteini su "molekule koje rade", "molekule inženjeri" žive stanice. Opisujući njihovu ulogu u metabolizmu, biokemičari često koriste figurativne izraze kao što su "protein radi", "enzim vodi reakciju". Najvažnija funkcija proteina je katalitička. Kao što znate, katalizatori su tvari koje ubrzavaju kemijske reakcije, ali sami nisu uključeni u konačne produkte reakcije. Spremnici-katalizatori nazivaju se enzimi. Enzimi u zavoju i tisuće puta ubrzavaju metaboličke reakcije. Metabolizam, a time i život bez njih je nemoguć.

Nukleinske kiseline- to su "molekule-računala", molekule su čuvari nasljednih informacija. Nukleinske kiseline ne pohranjuju informacije o svim tvarima žive stanice, već samo o proteinima. Dovoljno je u stanici kćeri reproducirati proteine ​​karakteristične za stanicu majku tako da točno rekreiraju sve kemijske i strukturne značajke stanice majke, kao i prirodu i brzinu metabolizma koja je u njoj svojstvena. Same nukleinske kiseline također se reproduciraju zahvaljujući katalitičkoj aktivnosti proteina.

Dakle, misterij podrijetla života je misterij nastanka mehanizma interakcije između proteina i nukleinskih kiselina. Kakve informacije o tom procesu ima moderna znanost? Koje su molekule bile primarna osnova života - proteini ili nukleinske kiseline?

Znanstvenici vjeruju da unatoč ključnoj ulozi proteina u metabolizmu modernih živih organizama, prve "žive" molekule nisu bile proteini, već nukleinske kiseline, odnosno ribonukleinske kiseline (RNK).

Godine 1982. američki biokemičar Thomas Check otkrio je autokatalitička svojstva RNK. Eksperimentalno je pokazao da u mediju koji sadrži visoke koncentracije mineralnih soli dolazi do spontane (spontane) polimerizacije ribonukleotida tvoreći polinukleotide – molekule RNA. Na izvornim polinukleotidnim lancima RNK, kao na matrici, kopije RNK nastaju sparivanjem komplementarnih dušičnih baza. Reakcija kopiranja RNA predloška katalizirana je izvornom RNA molekulom i ne zahtijeva sudjelovanje enzima ili drugih proteina.

Ono što se zatim dogodilo prilično je dobro objašnjeno onim što bi se moglo nazvati "prirodnom selekcijom" na molekularnoj razini. Tijekom samokopiranja (samosastavljanja) molekula RNA neizbježno nastaju netočnosti i pogreške. Pogrešne kopije RNK ponovno se kopiraju. Kod ponovnog kopiranja može doći do pogreške. Kao rezultat toga, populacija RNA molekula u određenom dijelu primarnog oceana bit će heterogena.

Budući da se paralelno s procesima sinteze odvijaju i procesi raspada RNK, u reakcijskom mediju nakupljat će se molekule ili veće stabilnosti ili boljih autokatalitičkih svojstava (tj. molekule koje se brže kopiraju, brže se "množe").

Na nekim molekulama RNK, kao na matrici, može doći do samosastavljanja malih proteinskih fragmenata – peptida. Oko molekule RNA formira se proteinski "omot".

Uz autokatalitičke funkcije, Thomas Check je otkrio fenomen samospajanja u molekulama RNA. Kao rezultat samospajanja, regije RNA koje nisu zaštićene peptidima spontano se uklanjaju iz RNA (one su, takoreći, "izrezane" i "izbačene"), a preostale regije RNA koje kodiraju fragmente proteina "srastaju zajedno “, tj. spontano spojiti u jednu molekulu. Ova nova molekula RNA već će kodirati veliki složeni protein (Slika 4).

Očigledno, u početku su proteinski omotači izvedeni na prvom mjestu, zaštitnu funkciju, štiteći RNA od uništenja i time povećavajući njezinu stabilnost u otopini (to je funkcija proteinskih ovojnica u najjednostavnijim modernim virusima).

Očito, u određenoj fazi biokemijske evolucije, molekule RNK, koje kodiraju ne samo zaštitnih proteina, ali i katalitički proteini (enzimi) koji naglo ubrzavaju brzinu kopiranja RNK. Očigledno je tako nastao proces interakcije između proteina i nukleinskih kiselina, koji danas nazivamo životom.

U procesu daljnjeg razvoja, zahvaljujući pojavi proteina sa funkcijama enzima, reverzne transkriptaze, na jednolančanim molekulama RNK, počele su se sintetizirati molekule deoksiribonukleinske kiseline (DNK) koje se sastoje od dva lanca. Odsutnost OH skupine u 2" položaju deoksiriboze čini molekule DNA stabilnijima u odnosu na hidrolitičko cijepanje u blago alkalnim otopinama, naime, reakcija medija u primarnim rezervoarima bila je blago alkalna (ova reakcija medija također je sačuvana u citoplazmi modernih stanica).

Gdje se odvijao razvoj složenog procesa interakcije između proteina i nukleinskih kiselina? Prema teoriji A.I. Oparin, takozvane koacervatne kapi postale su rodno mjesto života.

Riža. 4. Hipoteza o nastanku interakcije između proteina i nukleinskih kiselina: a) u procesu samokopiranja RNA nakupljaju se pogreške (1 - nukleotidi koji odgovaraju izvornoj RNA; 2 - nukleotidi koji ne odgovaraju izvornoj RNA - greške u kopiranju); b) zbog svojih fizikalno-kemijskih svojstava, aminokiseline se "lijepe" na dio molekule RNA (3 - molekula RNA; 4 - aminokiseline), koji se, međusobno djelujući, pretvaraju u kratke proteinske molekule- peptidi. Kao rezultat samospajanja svojstvenog molekulama RNK, dijelovi molekule RNK koji nisu zaštićeni peptidima se uništavaju, a preostali "prerastu" u jednu molekulu koja kodira veliki protein. Rezultat je molekula RNA prekrivena proteinskom ovojnicom (najprimitivniji moderni virusi, na primjer, virus duhanskog mozaika, imaju sličnu strukturu)

Fenomen koacervacije sastoji se u činjenici da se pod određenim uvjetima (na primjer, u prisutnosti elektrolita) makromolekularne tvari odvajaju od otopine, ali ne u obliku taloga, već u obliku koncentriranije otopine - koacervata. . Kada se protrese, koacervat se raspada u zasebne male kapljice. U vodi su takve kapi prekrivene hidratacijskom ljuskom (ljuskom od molekula vode) koja ih stabilizira – sl. 5.

Coacervate kapi imaju neki privid metabolizma: pod utjecajem čisto fizičkih i kemijskih sila, mogu selektivno apsorbirati određene tvari iz otopine i otpuštati njihove produkte raspadanja u okoliš. Zbog selektivne koncentracije tvari iz okoline, mogu rasti, ali kada dostignu određenu veličinu, počinju se "množiti", pupajući male kapljice, koje, pak, mogu rasti i "pupati".

Koacervatne kapljice koje nastaju kao rezultat koncentracije otopina proteina tijekom miješanja pod djelovanjem valova i vjetra mogu biti prekrivene ljuskom lipida: jednom ljuskom nalik na micele sapuna (s jednim odvajanjem kapljice od vodene površine pokrivene s lipidnim slojem), odnosno dvostrukom ljuskom nalik stanična membrana(kada kap prekrivena jednoslojnom lipidnom membranom ponovno padne na lipidni film koji prekriva površinu rezervoara - sl. 5).

Procesi nastanka koacervatnih kapljica, njihov rast i "pupanje", kao i "oblačenje" membranom iz dvostrukog lipidnog sloja lako se modeliraju u laboratoriju.

Za kapljice koacervata također postoji proces "prirodne selekcije" u kojem najstabilnije kapljice ostaju u otopini.

Unatoč vanjskoj sličnosti koacervatnih kapi sa živim stanicama, koacervatne kapi nemaju glavna značajkaživ - sposobnost točne samoreprodukcije, samokopiranje. Očito, prekursori živih stanica bile su takve koacervatne kapi, koje su uključivale komplekse replikatorskih molekula (RNA ili DNA) i proteina koje kodiraju. Moguće je da su RNK-proteinski kompleksi dugo postojali izvan koacervatnih kapljica u obliku takozvanog “slobodnoživućeg gena”, ili je moguće da se njihov nastanak odvijao izravno unutar nekih koacervatnih kapljica.

Mogući put prijelaza iz koacervatnih kapi u primitivne baklje:

a) stvaranje koacervata; 6) stabilizacija koacervatnih kapi u vodenoj otopini; c) - stvaranje dvostrukog lipidnog sloja oko kapi, slično staničnoj membrani: 1 - koacervatna kap; 2 - monomolekularni sloj lipida na površini rezervoara; 3 — stvaranje jednog lipidnog sloja oko kapi; 4 — stvaranje dvostrukog lipidnog sloja oko kapi, slično staničnoj membrani; d) - koacervatna kapljica okružena dvostrukim lipidnim slojem, u čijem je sastavu proteinsko-nukleotidni kompleks - prototip prve žive stanice

S povijesnog gledišta, izuzetno složen proces nastanka života na Zemlji, koji moderna znanost ne razumije u potpunosti, protekao je izuzetno brzo. Već 3,5 milijarde godina tzv. kemijska evolucija završila je pojavom prvih živih stanica i započela je biološka evolucija.

Postoji hipoteza o mogućem unošenju bakterija, mikroba i drugih sićušnih organizama putem unošenja nebeska tijela. Organizmi su se razvili i kao rezultat dugotrajnih transformacija postupno se pojavio život na Zemlji. Hipoteza razmatra organizme koji mogu funkcionirati čak iu anoksičnom okruženju i na abnormalno visokim ili niskim temperaturama.

To je zbog prisutnosti bakterija migranata na asteroidima i meteoritima, koji su fragmenti od sudara planeta ili drugih tijela. Zbog prisutnosti vanjske ljuske otporne na habanje, kao i zbog sposobnosti usporavanja svih životnih procesa (ponekad pretvarajući se u spore), ova vrsta života može se kretati vrlo dugo i vrlo dugo udaljenosti.

Kada uđu u gostoljubivije uvjete, "međugalaktički putnici" aktiviraju glavne funkcije za održavanje života. I bez da su toga svjesni, s vremenom formiraju život na Zemlji.

Činjenica postojanja sintetičkih i organskih tvari danas je neporeciva. Štoviše, još u devetnaestom stoljeću njemački znanstvenik Friedrich Wöhler sintetizirao je organsku tvar (ureu) iz anorganske tvari (amonijev cijanat). Zatim su sintetizirani ugljikovodici. Stoga je život na planeti Zemlji vrlo vjerojatno nastao sintezom iz anorganskog materijala. Kroz abiogenezu se postavljaju teorije o nastanku života.

Budući da glavnu ulogu u strukturi svakog organskog organizma igraju aminokiseline. Bilo bi logično pretpostaviti da su oni sudjelovali u naseljavanju Zemlje životom. Na temelju podataka dobivenih eksperimentom Stanleya Millera i Harolda Ureya (nastanak aminokiselina prolaskom električnog naboja kroz plinove) možemo govoriti o mogućnosti nastanka aminokiselina. Uostalom, aminokiseline su građevni blokovi s kojima složeni sustavi organizam odnosno svaki život.

Kozmogonijska hipoteza

Vjerojatno najpopularnija interpretacija od svih, koju zna svaki student. Teorija velikog praska bila je i ostala vruća tema rasprave. Veliki prasak je došao iz singularne točke akumulacije energije, uslijed čega se Svemir znatno proširio. Nastala su svemirska tijela. Unatoč svoj dosljednosti, teorija Velikog praska ne objašnjava nastanak samog svemira. Zapravo, nijedna postojeća hipoteza to ne može objasniti.

Simbioza organela nuklearnih organizama

Ova verzija nastanka života na Zemlji naziva se i endosimbioza. Jasne odredbe sustava izradio je ruski botaničar i zoolog K. S. Merezhkovsky. Bit ovog koncepta leži u obostrano korisnom suživotu organele sa stanicom. Što pak upućuje na endosimbiozu, kao simbiozu korisnu za obje strane uz nastanak eukariotskih stanica (stanica u kojima postoji jezgra). Zatim je uz pomoć prijenosa genetske informacije između bakterija izvršen njihov razvoj i povećanje populacije. Prema ovoj verziji, sav daljnji razvoj života i životni oblici, duguje prethodnom pretku modernih vrsta.

Spontana generacija

Ovakva se izjava u devetnaestom stoljeću nije mogla uzeti bez doze skepse. Iznenadna pojava vrsta, odnosno nastanak života iz neživih bića, ljudima tog vremena izgledala je kao fantazija. Istodobno, heterogeneza (metoda razmnožavanja, kao rezultat koje se rađaju jedinke koje su vrlo različite od roditelja) prepoznata je kao razumno objašnjenje života. Jednostavan primjer bio bi formiranje složenog održivog sustava od raspadajućih tvari.

Na primjer, u istom Egiptu, egipatski hijeroglifi izvješćuju o pojavi raznolikog života iz vode, pijeska, raspadanja i truljenja biljnih ostataka. Ova vijest ne bi iznenadila ni starogrčke filozofe. Tamo se vjerovanje o podrijetlu života iz neživoga doživljavalo kao činjenica koja ne zahtijeva potkrepu. Veliki grčki filozof Aristotel ovako je govorio o vidljivoj istini: “lisne uši nastaju od pokvarene hrane, Krokodil je rezultat procesa u trulim trupcima pod vodom.” Tajanstveno, ali usprkos svakojakim progonima crkve, uvjerenje je pod okriljem misterija živjelo jedno stoljeće.

Rasprave o životu na Zemlji ne mogu trajati vječno. Zbog toga je krajem devetnaestog stoljeća francuski mikrobiolog i kemičar Louis Pasteur izvršio svoje analize. Njegovo je istraživanje bilo strogo znanstveno. Pokus je izveden 1860.-1862. Zahvaljujući uklanjanju sporova iz uspavanog stanja, Pasteur je uspio riješiti problem spontanog stvaranja života. (Za što mu je dodijeljena nagrada Francuske akademije znanosti)

Stvaranje postojanja od obične gline

Zvuči kao ludost, ali u stvarnosti ova tema ima pravo na život. Uostalom, nije uzalud škotski znanstvenik A.J. Cairns-Smith iznio proteinsku teoriju o životu. Snažno tvoreći temelj sličnih studija, govorio je o interakciji na molekularnoj razini između organskih sastojaka i jednostavne gline ... Pod njezinim utjecajem komponente su formirale stabilne sustave u kojima su se dogodile promjene u strukturi obje komponente, a zatim formiranje održivog života. Na tako jedinstven i originalan način Kearns-Smith je objasnio svoj stav. Kristali gline, s biološkim inkluzijama u sebi, zajedno su rađali život, nakon čega je njihova “suradnja” prestala.

Teorija trajnih katastrofa

Prema konceptu koji je razvio Georges Cuvier, svijet koji sada vidite nije nimalo primaran. A ono što on jest, pa to je samo još jedna karika u dosljedno pokidanom lancu. To znači da živimo u svijetu koji će s vremenom doživjeti masovno izumiranje života. U isto vrijeme, nije sve na Zemlji bilo podvrgnuto globalnom uništenju (na primjer, došlo je do poplave). Neke su vrste, tijekom svoje prilagodljivosti, preživjele i tako naselile Zemlju. Struktura vrsta i života, prema Georgesu Cuvieru, ostala je nepromijenjena.

Materija kao objektivna stvarnost

Glavna tema nastave su različite sfere i područja koja približavaju razumijevanju evolucije, sa stajališta egzaktne znanosti. (materijalizam je svjetonazor u filozofiji koji otkriva sve uzročne okolnosti, pojave i čimbenike stvarnosti. Zakoni su primjenjivi na čovjeka, društvo, Zemlju). Teoriju su iznijeli poznati pristaše materijalizma, koji vjeruju da je život na Zemlji nastao transformacijama na razini kemije. Štoviše, dogodile su se prije gotovo 4 milijarde godina. Objašnjenje života ima izravnu vezu s DNK, (deoksi ribonukleinska kiselina) RNA (ribonukleinska kiselina), kao i na neke spirale (spojevi velike molekularne težine, u ovom slučaju proteini.)

Koncept je nastao znanstvenim istraživanjem, otkrivajući bit molekularne i genetičke biologije, genetike. Izvori su mjerodavni, pogotovo s obzirom na njihovu mladost. Uostalom, proučavanja hipoteze o svijetu RNK počela su se provoditi krajem dvadesetog stoljeća. Veliki doprinos teoriji dao je Carl Richard Woese.

Učenja Charlesa Darwina

Govoreći o podrijetlu vrsta, nemoguće je ne spomenuti tako istinski briljantnu osobu kao što je Charles Darwin. Njegovo životno djelo, prirodna selekcija, postavilo je temelje masovnim ateističkim pokretima. S druge strane, dao je neviđeni poticaj znanosti, neiscrpno tlo za istraživanje i eksperimentiranje. Bit doktrine bio je opstanak vrsta kroz povijest, prilagodbom organizama lokalnim uvjetima, formiranje novih značajki koje pomažu u konkurentskom okruženju.

Evolucija se odnosi na neke procese usmjerene na promjenu života organizma i samog organizma tijekom vremena. Pod nasljednim svojstvima podrazumijevaju prijenos bihevioralnih, genetskih ili drugih informacija (prijenos s majke na dijete).

Glavne snage kretanja evolucije, prema Darwinu, je borba za pravo na postojanje, kroz odabir i varijabilnost vrsta. Pod utjecajem darvinističkih ideja, početkom dvadesetog stoljeća, aktivno se provode istraživanja u smislu ekologije, ali i genetike. Nastava zoologije radikalno se promijenila.

Stvaranje Božje

Mnogi ljudi iz cijelog svijeta još uvijek ispovijedaju vjeru u Boga. Kreacionizam je tumačenje nastanka života na Zemlji. Tumačenje se sastoji od sustava izjava temeljenih na Bibliji i razmatra život kao biće koje je stvorio bog stvoritelj. Podaci su preuzeti iz "Starog zavjeta", "Evanđelja" i drugih svetih spisa.

Tumačenja stvaranja života u različitim religijama donekle su slična. Prema Bibliji, zemlja je stvorena za sedam dana. Nebo, nebesko tijelo, voda i slično, stvoreni su za pet dana. Šestog dana Bog je stvorio Adama od gline. Vidjevši dosadnog, usamljenog čovjeka, Bog je odlučio stvoriti još jedno čudo. Uzevši Adamovo rebro, stvorio je Evu. Sedmi dan je priznat kao slobodan dan.

Adam i Eva živjeli su bez problema, sve dok zlonamjerni đavo u obliku zmije nije odlučio iskušati Evu. Uostalom, usred raja stajalo je drvo spoznaje dobra i zla. Prva majka je pozvala Adama da dijele obrok, prekršivši time riječ, dano Bogu(Zabranio je dodirivanje zabranjenog voća.)

Prvi ljudi su protjerani u naš svijet, čime počinje povijest cijelog čovječanstva i života na Zemlji.

Hipoteze o postanku života na Zemlji.

Trenutno postoji nekoliko koncepata o podrijetlu života na Zemlji. Zaustavimo se samo na nekim od glavnih teorija koje pomažu da se pošteno sastavi kompletna slika ovaj složeni proces.

Kreacionizam (lat. cgea - stvaranje).

Prema tom konceptu, život i sve vrste živih bića koja obitavaju na Zemlji rezultat su stvaralačkog čina višeg bića u određeno vrijeme.

Glavne odredbe kreacionizma navedene su u Bibliji, u Knjizi Postanka. Proces božanskog stvaranja svijeta zamišljen je kao da se dogodio samo jednom i stoga nedostupan promatranju.

Ovo je dovoljno da cijeli koncept božanskog stvaranja izbaci iz okvira znanstvenog istraživanja. Znanost se bavi samo vidljivim fenomenima i stoga nikada neće moći niti dokazati niti odbaciti ovaj koncept.

Spontano(spontana) generacija.

Ideje o podrijetlu živih bića iz nežive materije bile su raširene u staroj Kini, Babilonu i Egiptu. Najveći filozof antičke Grčke, Aristotel, sugerirao je da određene "čestice" materije sadrže neku vrstu "aktivnog principa", koji pod odgovarajućim uvjetima može stvoriti živi organizam.

Van Helmont (1579. – 1644.), nizozemski liječnik i prirodni filozof, opisao je eksperiment u kojem je navodno u tri tjedna stvorio miševe. Za to je bila potrebna prljava košulja, mračan ormar i šaka pšenice. Van Helmont je ljudski znoj smatrao aktivnim principom u procesu rađanja miša.

st., zahvaljujući uspjesima u proučavanju nižih organizama, oplodnje i razvoja životinja, kao i opažanjima i pokusima talijanskog prirodoslovca F. Redija (1626.-1697.), nizozemski mikroskopist A. Leeuwenhoek. (1632-1723), talijanski znanstvenik L. Spallanzani (1729-1799), ruski mikroskopist M. M. Terekhovski (1740-1796) i dr. spontana generacija bio ozbiljno potkopan.

Međutim, sve do pojave djela utemeljitelja mikrobiologije Louisa Pasteura sredinom desetog stoljeća ova je doktrina nastavila nalaziti pristaše.

Razvoj ideje spontanog nastajanja odnosi se, u biti, na doba kada je u javna svijest dominirala su vjerska uvjerenja.

Oni filozofi i prirodoslovci koji nisu htjeli prihvatiti crkveni nauk o "stvaranju života", uz tadašnju razinu znanja, lako se dolazilo do ideje o njegovom spontanom nastanku.

U onoj mjeri u kojoj se, nasuprot vjeri u stvaranje, naglašavala ideja o prirodnom podrijetlu organizama, ideja o spontanom nastanku bila je u određenoj fazi progresivnog značaja. Stoga je ova ideja često nailazila na otpor Crkve i teologa.

Hipoteza o panspermiji.

Prema ovoj hipotezi, predloženoj 1865. njemačkog znanstvenika G. Richtera i konačno formuliranog od strane švedskog znanstvenika Arrheniusa 1895., život bi se na Zemlju mogao donijeti iz svemira.

Najvjerojatniji pogodak živih organizama izvanzemaljskog podrijetla s meteoritima i kozmičkom prašinom. Ova pretpostavka temelji se na podacima o visokoj otpornosti nekih organizama i njihovih spora na zračenje, visoki vakuum, niske temperature i druge utjecaje.

Međutim, još uvijek nema pouzdanih činjenica koje potvrđuju izvanzemaljsko podrijetlo mikroorganizama pronađenih u meteoritima.

Ali čak i da su stigli na Zemlju i dali život na našem planetu, pitanje izvornog podrijetla života ostalo bi neodgovoreno.

Hipoteza biokemijska evolucija.

Godine 1924. biokemičar AI Oparin, a kasnije i engleski znanstvenik J. Haldane (1929.), formulirali su hipotezu koja život smatra rezultatom duge evolucije ugljikovih spojeva.

Modernu teoriju o nastanku života na Zemlji, nazvanu teorijom biopoeze, formulirao je 1947. engleski znanstvenik J. Bernal.

Trenutno se u procesu formiranja života konvencionalno razlikuju četiri faze:

• 1. Sinteza niskomolekularnih organskih spojeva (bioloških monomera) iz plinova primarne atmosfere.
• 2. Stvaranje bioloških polimera.
• 3. Formiranje fazno odvojenih sustava organskih tvari odvojenih od vanjskog okoliša membranama (protobionti).
• 4. Pojava najjednostavnijih stanica koje imaju svojstva živog bića, uključujući i reproduktivni aparat, koji osigurava prijenos svojstava roditeljskih stanica na stanice kćeri.

Prve tri faze pripisuju se razdoblju kemijske evolucije, a od četvrte počinje biološka evolucija.

Razmotrimo detaljnije procese kao rezultat kojih je život mogao nastati na Zemlji. Prema moderne ideje, Zemlja je nastala prije otprilike 4,6 milijardi godina. Temperatura njegove površine bila je vrlo visoka (4000-8000 °C), a kako se planet hladio i djelovanje gravitacijske sile formiranje zemljine kore od spojeva raznih elemenata.

Procesi otplinjavanja doveli su do stvaranja atmosfere obogaćene, vjerojatno, dušikom, amonijakom, vodenom parom, ugljičnim dioksidom i ugljičnim monoksidom. Takvo je ozračje očito bilo obnavljajuće, o čemu svjedoči prisutnost u najstarijim stijene Zemljani metali u reduciranom obliku, kao što je, na primjer, željezo.

Važno je napomenuti da su u atmosferi postojali atomi vodika, ugljika, kisika i dušika, koji čine 99% atoma koji čine meka tkiva svakog živog organizma.

Međutim, da bi se atomi pretvorili u složene molekule, njihovi jednostavni sudari nisu bili dovoljni. Bila je potrebna dodatna energija, koja je bila dostupna na Zemlji kao rezultat vulkanske aktivnosti, električnih pražnjenja groma, radioaktivnosti i ultraljubičastog zračenja Sunca.

Odsutnost slobodnog kisika vjerojatno nije bio dovoljan uvjet za nastanak života. Kada bi slobodni kisik bio prisutan na Zemlji u prebiotičkom razdoblju, tada bi on s jedne strane oksidirao sintetizirane organske tvari, a s druge strane stvarao ozonski omotač u gornjim horizontima atmosfere, apsorbirao bi visokoenergetsko ultraljubičasto zračenje Sunca.

Tijekom razmatranog razdoblja nastanka života, koje je trajalo otprilike 1000 milijuna godina, ultraljubičasto zračenje je vjerojatno bilo glavni izvor energije za sintezu organskih tvari.

Oparin A.I.

Od spojeva vodika, dušika i ugljika ako su dostupni slobodna energija na Zemlji su trebale nastati prve jednostavne molekule (amonijak, metan i slični jednostavni spojevi).

U budućnosti bi ove jednostavne molekule u primarnom oceanu mogle ulaziti u reakcije jedna s drugom i s drugim tvarima, tvoreći nove spojeve.

Godine 1953. američki istraživač Stanley Miller u nizu eksperimenata simulirao je uvjete koji su postojali na Zemlji prije otprilike 4 milijarde godina.

Propuštajući električna izboja kroz mješavinu amonijaka, metana, vodika i vodene pare, dobio je niz aminokiselina, aldehida, mliječne, octene i drugih organskih kiselina. Američki biokemičar Cyril Ponnaperuma postigao je stvaranje nukleotida i ATP-a. Tijekom ovakvih i sličnih reakcija može doći do zasićenja voda primarnog oceana razne tvari, tvoreći takozvani "primarni bujon".

Drugi stupanj sastojao se od daljnjih transformacija organskih tvari i abiogenog stvaranja složenijih organskih spojeva, uključujući biološke polimere.

Američki kemičar S. Fox sastavljao je smjese aminokiselina, podvrgavao ih zagrijavanju i dobivao tvari slične proteoima. Na primitivnoj zemlji, sinteza proteina se mogla odvijati na površini zemljine kore. U malim udubljenjima u skrućujućoj lavi pojavili su se rezervoari koji sadrže male molekule otopljene u vodi, uključujući aminokiseline.

Kada je voda isparila ili poprskala vruće kamenje, aminokiseline su reagirale i stvorile proteoide. Kiše su zatim isprale proteoide u vodu. Kad bi neki od tih proteoida imao katalitičku aktivnost, tada bi mogla započeti sinteza polimera, tj. proteinskih molekula.

Treću fazu karakteriziralo je oslobađanje posebnih koacervatnih kapljica, koje su skupine polimernih spojeva, u primarnoj "hranjivoj juhi". Pokazalo se u nizu eksperimenata da je stvaranje suspenzija koacervata, ili mikrosfera, tipično za mnoge biološke polimere u otopini.

Koacervatne kapi imaju neka svojstva karakteristična i za živu protoplazmu, poput selektivne adsorpcije tvari iz okolne otopine i zbog toga "rastu", povećavaju se.

Budući da je koncentracija tvari u kapima koacervata bila deset puta veća nego u okolnoj otopini, značajno se povećala mogućnost interakcije između pojedinih molekula.

Poznato je da se molekule mnogih tvari, posebice polipeptida i masti, sastoje od dijelova koji imaju različit odnos prema vodi. Hidrofilni dijelovi molekula koji se nalaze na granici između koacervata i otopine okreću se prema otopini, gdje je sadržaj vode veći.

Hidrofobni dijelovi su orijentirani unutar koacervata, gdje je koncentracija vode manja. Kao rezultat toga, površina koacervata dobiva određenu strukturu i, s tim u vezi, svojstvo prolaska nekih tvari u određenom smjeru, a ne propuštanja drugih.

Zbog ovog svojstva, koncentracija nekih tvari unutar koacervata se još više povećava, dok se koncentracija drugih smanjuje, a reakcije između komponenti koacervata dobivaju određeni smjer. Koacervatne kapi postaju sustavi izolirani od medija. Nastaju protoćelije ili protobionti.

Važna prekretnica kemijska evolucija bila je formiranje membranske strukture. Paralelno s pojavom membrane, došlo je do uređenja i poboljšanja metabolizma. Daljnje kompliciranje metabolizma u takvim sustavima bitnu ulogu Trebali su igrati katalizatori.

Jedna od glavnih značajki živog bića je sposobnost repliciranja, odnosno stvaranja kopija koje se ne mogu razlikovati od roditeljskih molekula. Ovo svojstvo posjeduju nukleinske kiseline, koje su za razliku od proteina sposobne replikacije.

Protenoid sposoban katalizirati polimerizaciju nukleotida uz stvaranje kratkih lanaca RNA mogao bi nastati u koacervatima. Ti bi lanci mogli igrati ulogu i primitivnog gena i glasničke RNA. U tom procesu još nisu sudjelovali ni DNA, ni ribosomi, ni prijenosne RNA, ni enzimi sinteze proteina. Svi su se kasnije pojavili.

Već u fazi nastanka protobionata vjerojatno je došlo do prirodne selekcije, tj. do očuvanja jednih oblika i eliminacije (umiranja) drugih. Dakle, progresivne promjene u strukturi protobionata su fiksirane zbog selekcije.

Pojava struktura sposobnih za samoreprodukciju, replikaciju i varijabilnost očito određuje četvrti stupanj u razvoju života.

Dakle, u kasnom arheju (prije otprilike 3,5 milijardi godina), na dnu malih rezervoara ili plitkih, toplih i hranjivim tvarima bogatih mora, nastali su prvi primitivni živi organizmi, koji su po vrsti prehrane bili heterotrofi, tj. hranili su se gotovim -proizvedene organske tvari, sintetizirane tijekom kemijske evolucije.

Fermentacija, proces enzimske transformacije organskih tvari, u kojem druge organske tvari služe kao akceptori elektrona, služila je kao sredstvo metabolizma.

Dio energije oslobođene u tim procesima pohranjuje se u obliku ATP-a. Možda neki organizmi životni procesi koristili su i energiju redoks reakcija, odnosno bili su kemosintetici.

S vremenom je došlo do smanjenja zaliha slobodne organske tvari u okolišu, a prednost su stekli organizmi sposobni sintetizirati organske spojeve iz anorganskih.

Na taj su način, vjerojatno prije oko 2 milijarde godina, nastali prvi fototrofni organizmi tipa cijanobakterija, sposobni koristiti svjetlosnu energiju za sintezu organskih spojeva iz CO2 i H2O, uz oslobađanje slobodnog kisika.

Prijelaz na autotrofnu prehranu bio je od velike važnosti za evoluciju života na Zemlji, ne samo u smislu stvaranja zaliha organske tvari, već i za zasićenje atmosfere kisikom. Istodobno je atmosfera počela dobivati ​​oksidacijski karakter.

Pojava ozonskog zaslona zaštitila je primarne organizme od štetnog djelovanja ultraljubičastih zraka i zaustavila abiogenu (nebiološku) sintezu organskih tvari.

To su suvremene znanstvene ideje o glavnim fazama nastanka i nastanka života na Zemlji.

Vizualni dijagram razvoja života na Zemlji (može se kliknuti)

Dodatak:

Čudesni svijet "crnih pušača"

U znanosti se dugo smatralo da živi organizmi mogu postojati samo od energije Sunca. Jules Verne je u svom romanu Putovanje u središte Zemlje opisao podzemni svijet s dinosaurima i drevnim biljkama. Međutim, ovo je fikcija. Ali tko bi rekao da će postojati svijet izoliran od energije Sunca s apsolutno drugačijim živim organizmima. I on je pronađen na dnu Tihog oceana.

Još pedesetih godina dvadesetog stoljeća vjerovalo se da u oceanskim dubinama ne može biti života. Izum batiskafa Augustea Picarda odagnao je te sumnje.

Njegov sin, Jacques Piccard, zajedno s Donom Walshom spustio se batiskafom "Trieste" u Marijanska brazda do dubine veće od deset tisuća metara. Na samom su dnu sudionici ronjenja vidjeli živu ribu.

Nakon toga su oceanografske ekspedicije iz mnogih zemalja počele dubinskim mrežama češljati duboki oceanski ponor i otkrivati ​​nove životinjske vrste, obitelji, redove, pa čak i klase!

Uranjanja u batiskafima su poboljšana. Jacques-Yves Cousteau i znanstvenici iz mnogih zemalja izvršili su skupe urone na dno oceana.
70-ih godina došlo je do otkrića koje je preokrenulo mnoge ideje znanstvenika. Rasjedi su otkriveni u blizini otočja Galapagos na dubini od dvije do četiri tisuće metara.
A na dnu su otkriveni mali vulkani - hidroterme. Morska voda, padajući u rasjede zemljine kore, isparavala je zajedno s raznim mineralima kroz male vulkane visoke do 40 metara.
Ti su vulkani nazvani "crni pušači" zbog crne vode koja izlazi iz njih.

No, najnevjerojatnije je da u takvoj vodi, ispunjenoj sumporovodikom, teškim metalima i raznim otrovnim tvarima, buja živ život.

Temperatura vode koja izlazi iz crnih pušača doseže 300 ° C. Ne prodiru do dubine od četiri tisuće metara. sunčeve zrake i, prema tome, ovdje ne može biti bogatog života.
I u manjim dubinama bentoski organizmi su vrlo rijetki, a o dubokim ponorima da i ne govorimo. Tamo se životinje hrane organskim otpadom koji pada odozgo. A što je veća dubina, život na dnu je manje siromašniji.
Na površinama crnih pušača pronađene su kemoautotrofne bakterije koje razgrađuju spojeve sumpora izbijene iz unutrašnjosti planeta. Bakterije pokrivaju površinu dna u kontinuiranom sloju i žive u agresivnim uvjetima.
Postali su hrana mnogim drugim životinjskim vrstama. Ukupno živi oko 500 vrsta životinja ekstremnim uvjetima"crnih pušača".

Još jedno otkriće bile su vestimentifere, koje pripadaju klasi bizarnih životinja - pogonofora.

To su male cjevčice iz kojih na krajevima strše duge cjevčice s ticalima. Posebnost ovih životinja je da nemaju probavni sustav! Ušli su u simbiozu s bakterijama. Unutar vestimentifera nalazi se organ - trofosom, u kojem žive mnoge sumporne bakterije.

Bakterije dobivaju sumporovodik i ugljični dioksid za život, višak razmnožavajućih bakterija jede sama vestimentifera. Osim toga, u blizini su pronađeni školjkaši iz rodova Calyptogena i Bathymodiolus, koji su također ušli u simbiozu s bakterijama i prestali ovisiti o potrazi za hranom.

Jedno od najneobičnijih stvorenja dubokog morskog svijeta hidroterma su crvi Alvinella pompeii.

Ime su dobili zbog analogije s erupcijom vulkana Pompeji - ova stvorenja žive u zoni tople vode koja doseže 50 ° C, a pepeo od čestica sumpora neprestano pada na njih. Crvi zajedno s vestimentiferama tvore prave "vrtove" koji pružaju hranu i sklonište mnogim organizmima.

Rakovi i desetonošci žive među kolonijama vestimentifera i pompejskih crva koji se njima hrane. I među tim "vrtovima" ima hobotnica i riba iz obitelji jegulja. Svijet crnih pušača također je utočište davno izumrlim životinjama koje su potisnute iz drugih dijelova oceana, kao što su barnakuli Neolepas.

Ove su životinje bile široko rasprostranjene prije 250 milijuna godina, ali su potom izumrle. Ovdje se predstavnici barnakula osjećaju mirno.

Otkriće ekosustava "crnih pušača" postalo je najznačajniji događaj u biologiji. Takvi ekosustavi pronađeni su u različite dijelove Svjetskom oceanu pa čak i na dnu Bajkalskog jezera.

Pompejski crv. Fotografija life-grind-style.blogspot.com