Вчення про походження життя землі. Найцікавіші теорії виникнення життя на Землі: основні версії

Життя на Землі почалося три мільярди років тому. З того часу еволюція перетворила елементарні одноклітинні організмиу різноманітність форм, кольорів, розмірів та функцій, яку ми спостерігаємо сьогодні. Але яким саме чином виникло життя в первинному бульйоні - воді, що міститься в неглибоких джерелах і насиченої амінокислотами та нуклеотидами?

Існує маса теоретичних відповідей на питання, що саме спричинило виникнення життя, від удару блискавки до космічного тіла. Ось лише деякі з них.

Іскра електрики

Тієї самої метафоричної іскрою життя могла стати цілком буквальна іскра або безліч іскор, джерелом яких була блискавка. Електричні іскри, що потрапляють у воду, могли стати причиною утворення амінокислот та глюкози, перетворюючи їх із багатої метаном, водою, воднем та аміаком атмосфери. Ця теорія навіть була підтверджена експериментально в 1953, доводячи, що блискавка цілком могла виявитися причиною формування основних елементів, необхідних для виникнення перших форм життя.

Після проведення експерименту вченим вдалося довести, що рання атмосфера нашої планети не могла містити достатньо водню, проте вулканічні хмари, що покривають поверхню Землі, могли включати всі необхідні елементи і, відповідно, достатньо електронів, щоб викликати блискавку.

Підводні гідротермальні джерела

Порівняно сильні глибоководні жерла могли стати необхідним джерелом водню для формування перших живих організмів на кам'янистих поверхнях. Навіть сьогодні навколо гідротермальних джерел, навіть на великій глибині, розвиваються найрізноманітніші екосистеми.

Глина

Перші органічні молекули могли зустрітись на глиняній поверхні. У глині ​​завжди міститься достатня кількість органічних компонентів, крім того, вона могла б стати свого роду організатором цих компонентів у складніші та ефективніші структури, схожі на ДНК.

Фактично ДНК є своєрідною картою для амінокислот, що вказує, як саме вони мають бути організовані у клітинах складних жирів. Група біологів з Університету Глазго в Шотландії стверджує, що глина могла б стати такою картою для найпростіших полімерів та жирів, доки вони не навчилися «самоорганізації».

Панспермія

Ця теорія змушує замислитись над можливістю космічного походження життя. Тобто, згідно з її постулатами, життя виникло не на Землі, а лише було принесене сюди за допомогою метеорита, наприклад, з Марса. На землі було знайдено достатньо уламків, які, ймовірно, потрапили до нас з червоної планети. Ще одним способом «космічного таксі» для невідомих форм життя є комети, які здатні мандрувати між зірковими системами.

Навіть якщо це правда, панспермія все одно не здатна відповісти на питання, як саме зародилося життя там, звідки його принесло на планету Земля.

Під крижаним покривом

Цілком можливо, що океани та материки три мільярди років тому були вкриті товстим шаром льоду, адже Сонце світило не так яскраво, як сьогодні. Лід міг стати захисним шаромдля тендітних органічних молекул, не дозволяючи ультрафіолетовим променям та космічним тілам, що стикаються з поверхнею, завдавати шкоди першим та слабким формам життя. Крім того, нижча температура могла стати причиною еволюції перших молекул у більш міцні та тривалі.

Світ РНК

Теорія світу РНК заснована на філософському питанніяйця та курки. Справа в тому, що для утворення (подвоєння) ДНК потрібні білки, а білки не можуть самовідтворюватися без тієї карти, закладеної в ДНК. То яким чином виникло життя, якщо одне не може з'явитися без іншого, але обидва чудово існують у теперішньому? Відповіддю може стати РНК - рибонуклеїнова кислота, яка здатна зберігати інформацію, як ДНК, і служити як білкові ензими. На основі РНК утворилася більш досконала ДНК, потім ефективніші білки повністю замінили собою РНК.

Сьогодні РНК існує та виконує кілька функцій у складних організмах, наприклад, відповідає за роботу деяких генів. Ця теорія цілком логічна, проте вона не відповідає на питання, що послужило каталізатором для освіти самої рибонуклеїнової кислоти. Припущення, що вона могла з'явитися сама собою, відкидає більшість вчених. Теоретичним поясненнямє формування найпростіших кислот ПНК і ТНК, які розвинулися в РНК.

Найпростіший початок

Ця теорія називається голобіозом і походить з ідеї про те, що життя почалося не зі складних молекул РНК і первинного генетичного коду, а з найпростіших частинок, що взаємодіють між собою заради обміну речовин. Можливо, ці частки згодом розвинули захисну оболонку, на зразок мембрани, а потім і еволюціонували в один комплексний організм. Цю модель називають "ферментною моделлю обміну речовин", тоді як теорію світу РНК називають "моделлю первинного генетичного коду".

ВСТУП. РОЗДІЛ 1. ОСНОВНІ ТЕОРІЇ ПОХОДЖЕННЯ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ.

1.1 Креаціонізм.

1.2 Гіпотеза мимовільного зародження.

1.3Теорія стаціонарного стану.

1.4 Гіпотеза панспермії.

РОЗДІЛ 2. БІЛКОВО-КОАЦЕРВАТНА ТЕОРІЯ А.І. ОПАРИНА.

2.1 Суть теорії.

2.2 Олександр Іванович Опарін.

2.3 Витоки хімічної еволюції"Первинний бульйон".

2.4 Стадії процесу виникнення життя.

РОЗДІЛ 3. НЕОБХІДНІСТЬ ДОСЛІДЖЕННЯ ВИНИКНЕННЯ ЖИТТЯ.

РОЗДІЛ 4. СУЧАСНІ ПОВЕРЖЕННЯ НА ПОХОДЖЕННЯ ЖИТТЯ.

ВИСНОВОК.

ЛІТЕРАТУРА.

ВСТУП

Питання про зародження життя на Землі та ймовірність її існування на інших планетах Всесвіту здавна приваблювало інтерес як вчених і філософів, так і простих людей. В останні роки увага до цієї « вічній проблемізначно збільшився.

Це обумовлено двома обставинами: по-перше, значними успіхами в лабораторному моделюванні деяких етапів еволюції матерії, що призвела до зародження життя, і, по-друге, стрімким розвитком космічних досліджень, які роблять все більш реальним дійсний пошук будь-яких форм життя на планетах Сонячної системи , а майбутньому та її межами.

Походження життя - одне з найтаємничіших питань, вичерпна відповідь, на яку навряд чи колись буде отримано. Безліч гіпотез і навіть теорій про виникнення життя, що пояснюють різні сторони цього явища, нездатні поки що подолати суттєву обставину – експериментально підтвердити факт появи життя. Сучасна наукане має прямими доказами того, як і де виникло життя. Існують лише логічні побудови та непрямі свідчення, отримані шляхом модельних експериментів, та дані у галузі палеонтології, геології, астрономії тощо.

При цьому питання про походження життя остаточно не вирішене. Існує безліч гіпотез походження життя.

У час і у різних культурах розглядалися такі ідеї:

Креаціонізм (життя було створене Творцем);

Мимовільне зародження (самозародження; життя виникло неодноразово з неживої речовини);

Гіпотеза стаціонарного стану (життя існувало завжди);

Гіпотеза панспермії (життя занесене на Землю з інших планет);

Біохімічні гіпотези (життя виникло в земних умовах у ході процесів, що підкоряються фізичним та хімічним законам, тобто в результаті біохімічної еволюції);

Мета роботи – розглянути основні теорії походження життя на Землі.

Важливо, що з виконання мети розглядаються такі:

Розглянути основні теорії

Креаціонізм

Теорія мимовільного зародження життя

Теорія стаціонарного стану

Гіпотеза пансермії

Дослідити основну білково-коацерватну теорію А.І. Опаріна

Ознайомитись із біографією А.І. Опаріна

Описати витоки хімічної еволюції «первинний бульйон»

Визначити стадії процесу виникнення життя Землі

Необхідність дослідження походження життя Землі

Сучасні погляди на походження життя

Під час виконання роботи використовувалися наступні методи: порівняльно-географічний, аналіз літературних джерел, Історичний.

Робота була написана за такими матеріалами: монографії, перекладні видання, статті зі збірки наукових праць, складники книг, література з інтернету.

РОЗДІЛ 1. ОСНОВНІ ТЕОРІЇ ПОХОДЖЕННЯ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ

1.1Креаціонізм

Креаціонізм (від англ. Creation-Створення) - релігійно-філософська концепція, в рамках якої все різноманіття органічного світу, людства, планети Земля, а також світ в цілому, розглядаються так навмисно створені якимсь верховним істота або божеством. Теорія креаціонізму, посилаючи відповідь на питання про виникнення життя до релігії (створення життя Богом), за критерієм Поппера знаходиться поза полем наукових пошуків (оскільки вона незаперечна: науковими методаминеможливо довести, як те, що Бог створив життя, так і те, що Бог його творив). Крім того, ця теорія не дає задовільного відповіді на питання про причини виникнення та існування найвищої істоти, зазвичай просто постулюючи її безначальність.

1.2Гіпотеза мимовільного зародження

Ця теорія набула поширення в Стародавньому Китаї, Вавилоні та Єгипті як альтернатива креаціонізму, з яким вона співіснувала. Релігійні вчення всіх часів і всіх народів зазвичай приписували появу життя тому чи іншому творчому акту божества. Дуже наївно вирішували це питання перші дослідники природи. Аристотель (384-322гг до н.е.), якого часто проголошують фундатором біології, дотримувався теорії спонтанного зародження життя. Навіть для такого видатного розуму давнини, яким був Арістотель, прийняти уявлення про те, що тварини - черв'яки, комахи і навіть риби - могли виникнути з мулу, не представляло особливих труднощів. Навпаки, цей філософ стверджував, що всяке сухе тіло, стаючи вологим, і, навпаки, всяке мокре тіло, стаючи сухим, породять тварин.

Згідно з гіпотезою Аристотеля про спонтанне зародження, певні «частинки» речовини містять якийсь «активний початок», який за сприятливих умов може створити живий організм. Аристотель мав рацію, вважаючи, що цей активний початок міститься в заплідненому яйці, але помилково вважав, що воно присутнє також у сонячному віяті, тині та м'ясі, що гниє.

«Такі факти – живе може виникати не лише шляхом спарювання тварин, а й розкладанням ґрунту. Так само справа і в рослин: деякі розвиваються з насіння, а інші як би самозароджуються під дією всієї природи, виникаючи з землі, що розкладається, або певних частин рослин »(Аристотель).

Авторитет Аристотеля мав винятковий впливом геть погляди середньовічних учених. Думка даного філософа в їхніх умах химерно перепліталася з релігійними концепціями, часто даючи безглузді і навіть відверто дурні сучасний поглядумовиводи. Приготування живої людини або її подоби, «гомункулуса», в колбі, за допомогою змішування і перегонки різних хімічних речовин, вважалося в середні віки хоч і дуже важким і беззаконним, але, без сумніву, можливим. Здобуття ж тварин з неживих матеріалів уявлялося вченим того часу настільки простим і звичайним, що відомий алхімік і лікар Ван-Гельмонт (1577-1644) прямо дає рецепт, слідуючи якому можна штучно приготувати мишей, покриваючи посудину з зерном мокрими і брудними ганчірками. Цей дуже щасливий учений описав експеримент, у якому він за три тижні нібито створив мишей. Для цього потрібні були брудна сорочка, темна шафа та жменя пшениці. Активним початком у миші Ван-Гельмонт вважав людський піт.

Ряд джерел, датованих XVI і XVIIв.в., докладно описує перетворення води, каміння та інших неживих предметів на плазунів, птахів і звірів. Гріндель фон Ах навіть демонструє зображення жаб, що нібито виникають із травневої роси, а Альдрованд зображує процес переродження птахів та комах із гілок та плодів дерев.

Чим далі розвивалося природознавство, ніж більше значенняу справі пізнання природи набували точне спостереження та досвід, а не одні тільки міркування та мудрування, тим більше звужувалася область застосування теорії мимовільного зародження. Вже в 1688 р. італійський біолог і лікар Франческо Реді, який жив у Флоренції, підійшов до проблеми виникнення життя суворо і поставив під сумнів теорію спонтанного зародження. Доктор Реді простими дослідами довів безпідставність думок про самозародження хробаків у м'ясі, що гниє. Він встановив, що маленькі білі черв'ячки – це личинки мух. Провівши низку експериментів, він отримав дані, що підтверджують думку про те, що життя може виникнути лише з попереднього життя (концепція біогенезу).

«Переконаність була б марністю, якби її не можна було підтвердити експериментом. Тому в середині липня я взяв чотири великі посудини з широким горлом, помістив в одну з них землю, в іншу - трохи риби, в третю - вугрів з Арно, в четверту - шматок молочної телятини, щільно закрив їх і запечатав. Потім я помістив те саме в чотири інші судини, залишивши їх відкритими... Незабаром м'ясо та риба в незапечатаних судинах зачервили; можна було бачити, як мухи вільно залітають у судини і вилітають із них. Але в запечатаних судинах я не бачив жодного черв'яка, хоча минуло багато днів, після того, як у них була покладена дохла риба» (Реді).

Таким чином, щодо живих істот, видимих ​​простим оком, пророцтво про самозародження виявилося неспроможним. Але наприкінці XVII ст. Кірхером і Левенгуком було відкрито світ дрібних істот, невидимих ​​простим оком і помітних лише мікроскоп. Цих «найдрібніших живих звірят» (так Левенгук називав відкриті їм бактерії та інфузорії) можна було виявити всюди, де тільки відбувалося гниття, у довго відварах і настоях рослин, що стояли, в гниючому м'ясі, бульйоні, в кислому молоці, у випорожненнях, у зубному нальоті. . "У моєму роті, - писав Левенгук, - їх (мікробів) більше, ніж людей у ​​сполученому королівстві". Варто тільки поставити на деякий час у тепле місце швидкопсувні речовини, що легко загнивають, як у них зараз же розвиваються мікроскопічні живі істоти, яких раніше там не було. Звідки ці істоти беруться? Невже вони походять із зародків, що випадково потрапили в гнильну рідину? Скільки, отже, має бути скрізь цих зародків! Мимоволі була думка, що саме тут, у гниючих відварах та настоях і відбувається самозародження живих мікробів з неживої матерії. Ця думка в середині XVIII ст одержала сильне підтвердження в дослідах шотландського священика Нідхема. Нідхем брав м'ясний бульйон або відвари рослинних речовин, поміщав їх у щільно закриваються судини і короткий час кип'ятив. При цьому, на думку Нідхема, мали загинути всі зародки, нові ж не могли потрапити ззовні, оскільки судини були щільно закриті. Проте через деякий час у рідинах з'являлися мікроби. Звідси вказаний вчений робив висновок, що він присутній при явище самозародження.

При цьому проти цієї думки виступив інший вчений, італієць Спалланцані. Повторюючи досліди Нідхема, він переконався, що триваліший нагрівання судин, що містять органічні рідини, зовсім їх знешкоджує. У 1765 р. Ладзаро Спалланцані провів наступний досвід: піддавши м'ясні та овочеві відвари кип'ятіння протягом кількох годин, він відразу ж їх запечатав, після чого зняв з вогню. Дослідивши рідини через кілька днів, Спалланцані не виявивши в них жодних ознак життя. Із цього він зробив висновок, що висока температуразнищила всі форми живих істот, і що без них ніщо живе не могло виникнути.

Між представниками двох протилежних поглядів розгорілася запекла суперечка. Спалланцані доводив, що рідини в дослідах Нідхема були досить прогріті і там залишалися зародки живих істот. На це Нідхем заперечував, що не він нагрівав рідини дуже мало, а, навпаки, Спалланцані нагрівав їх занадто багато і таким грубим прийомом руйнував «зароджувальну силу» органічних настоїв, яка дуже примхлива і непостійна.

Отже, кожен із сперечальників залишився на вихідних позиціях, і питання про самозародження мікробів у рідинах, що гниють, не було вирішено ні в ту, ні в іншу сторону протягом цілого століття. За цей час було зроблено чимало спроб досвідом довести або спростувати самозародження, але жодна з них не призвела до певних результатів.

Питання заплутувалося все більше і більше, і тільки в половині XIX ст він був остаточно вирішений завдяки блискучим дослідженням геніального французького вченого.

Луї Пастер зайнявся проблемою походження життя 1860г. На той час він уже багато зробив у галузі мікробіології і зумів вирішити проблеми, що загрожували шовківництва і виноробства. Він довів також, що бактерії всюдисущі і що неживі матеріали легко можуть бути заражені живими істотами, якщо їх не стерилізувати належним чином. Поруч експериментів він показав, що всюди, а особливо біля людського житла, у повітрі гасають дрібні зародки. Вони такі легкі, що вільно плавають у повітрі, лише дуже повільно та поступово опускаючись на землю.

В результаті ряду експериментів, в основі яких лежали методи Спалланцані, Пастер довів справедливість теорії біогенезу та остаточно спростував теорію спонтанного зародження.

Таємнича поява мікроорганізмів у дослідах попередніх дослідників Пастер пояснював або неповним занепокоєнням середовища, або недостатнім захистом рідин від проникнення зародків. Якщо ретельно прокип'ятити вміст колби і потім оберігати його від зародків, які могли б потрапити з повітрям, що припливає в колбу, то в ста випадках зі ста загнивання рідини і утворення мікробів не відбувається.

Пастер застосовував найрізноманітніші прийоми: він або прожарював повітря в скляних і металевих трубках, або захищав горло колби ватною пробкою, в якій затримуються всі дрібні частинки, зважені в повітрі, або, нарешті, пропускав. повітря через тонку скляну трубку, вигнуту у вигляді літери S, - у цьому випадку всі зародки механічно затримувалися на вологих поверхнях згинів трубки.

Усюди, де захист був достатньо надійним, поява мікробів у рідині не спостерігалося. Але, можливо, тривале нагрівання хімічно змінило середовище і зробило його непридатним для підтримки життя? Пастер легко спростував і це заперечення. Він кидав у знеположену нагріванням рідину ватяну пробку, через яку пропускалося повітря і яка, отже, містила зародків, - рідина швидко загнивала. Отже, прокип'ячені настої є цілком підходящим ґрунтом у розвиток мікробів. Цей розвиток не відбувається лише тому, що немає зародка. Як тільки зародок потрапляє в рідину, зараз же він проростає і дає пишний урожай.

Досліди Пастера з безперечністю показали, що самозародження мікробів в органічних настоях не відбувається. Усі живі організми розвиваються із зародків, тобто. беруть свій початок з інших живих істот. У цьому підтвердження теорії біогенезу породило іншу проблему. Якщо для виникнення живого організму необхідний інший живий організм, то звідки ж узявся перший живий організм? Тільки теорія стаціонарного стану не вимагає відповіді на це питання, а в усіх інших теоріях мається на увазі, що на якійсь стадії історії життя стався перехід від неживого до живого.

1.3Теорія стаціонарного стану.

Відповідно до цієї теорії, Земля ніколи не виникала, а існувала вічно; вона завжди була здатна підтримувати життя, а якщо змінювалася, то дуже незначно. Відповідно до цієї версії, види також ніколи не виникали, вони існували завжди, і кожен вид має лише дві можливості - або зміну чисельності, або вимирання.

При цьому гіпотеза стаціонарного стану докорінно суперечить даним сучасної астрономії, які вказують на кінцевий час існування будь-яких зірок і, відповідно, планетних систем навколо зірок. за сучасним оцінкам, заснованим на обліку швидкостей радіоактивного розпаду, вік Землі, Сонця, Сонячної системи обчислюються ~4,6 млрд років. Тому ця гіпотеза звичайно розглядається академічною наукою.

Прибічники цієї теорії не визнають, що наявність або відсутність певних копалин залишків може вказувати на час появи або вимирання того чи іншого виду, і наводить як приклад представника кістеперих риб - латимерію (целаканта). За палеонтологічними даними кістепері вимерли наприкінці крейдяного періоду. При цьому цей висновок довелося переглянути, коли в районі Мадагаскару було знайдено живих представників кістеперих. Прихильники теорії стаціонарного стану стверджують, що, тільки вивчаючи види, що нині живуть, і порівнюючи їх з викопними останками, можна зробити висновок і вимиранні, та й у цьому випадку дуже ймовірно, що він виявиться невірним. Використовуючи палеонтологічні дані для підтвердження теорії стаціонарного стану, її прихильники інтерпретують появу викопних залишків у екологічному аспекті. Так, наприклад, раптова поява якогось викопного виду в певному пласті вони пояснюють збільшенням чисельності його популяції або його переміщенням у місця, сприятливі для збереження залишків.

1.4Гіпотеза пансермії

Гіпотеза про появу життя Землі внаслідок перенесення з інших планет деяких зародків життя називається теорією пансермії (від грец. παν - весь, всякий і σπερμα - насіння). Ця гіпотеза примикає до гіпотези стаціонарного стану. Її прихильники підтримують думку про вічне існування життя і висувають ідею про раптове її походження. Одним із перших ідею про космічне (раптове) походження життя висловив німецький вчений Г. Ріхтер у 1865р. Згідно з Ріхтером життя на Землі не виникло з не органічних речовин, а була занесена з інших планет. У зв'язку з цим виникали питання, наскільки можливе таке перенесення з однієї планети на іншу і як це могло бути здійснено. Відповіді шукали насамперед у фізиці, і не дивно, що першими захисниками цих поглядів виступили представники цієї науки, визначні вчені Г. Гельмгольц, С. Арреніус, Дж. Томсон, П.П. Лазарєв та ін.

Згідно з уявленнями Томсона та Гельмгольця, суперечки бактерій та інших організмів могли бути занесені на Землю з метеоритами. Лабораторні дослідження підтверджують високу стійкість живих організмів до несприятливих впливів, зокрема низьких температур. Наприклад, суперечки та насіння рослин не гинули навіть при тривалому витримуванні в рідкому киснічи азоті.

Сучасні прихильники концепції пансермії (у тому числі - лауреат Нобелівської преміїанглійський біофізик Ф. Крик) вважають, що життя на Землю занесене випадково чи навмисно космічними прибульцями. До гіпотези пансермії примикає думка астрономів Ч. Вікрамасінгха (Шрі-Ланка) і Ф. Хойла (Великобританія). Вони вважають, що в космічному просторі, в основному в газових та пилових хмарах, у великій кількості є мікроорганізми, де вони, на думку вчених, і утворюються. Далі ці мікроорганізми захоплюються кометами, які потім, проходячи поблизу планет, «сіють зародки життя».

РОЗДІЛ 2. БІЛКОВО-КОАЦЕРВАТНА ТЕОРІЯ А.І. ОПАРИНА

2.1Суть теорії

Першу наукову теоріющодо походження живих організмів Землі створив радянський біохімік А.І. Опарін (1894-1980). У 1924 р. він опублікував роботи, в яких виклав уявлення про те, як могло виникнути життя на Землі. Згідно з цією теорією, життя виникло в специфічних умовах давньої Землі, і розглядається Опарін як закономірний результат хімічної еволюції сполук вуглецю у Всесвіті.

За Опаріном, процес, що призвів до виникнення життя на Землі, може бути розділений на три етапи:

Виникнення органічних речовин.

Освіта з найпростіших органічних речовин біополімерів (білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпідів та ін.).

Виникнення примітивних організмів, що самовтворюються.

Теорія біохімічної еволюції має найбільша кількістьприхильників серед сучасних вчених. Земля виникла близько п'яти мільярдів років тому; Спочатку температура її поверхні була дуже високою (до кількох тисяч градусів). У міру її остигання утворилася тверда поверхня (земна кора - літосфера).

Атмосфера, що спочатку складалася з легких газів (водень, гелій), не могла ефективно утримуватися недостатньо щільною Землею, і ці гази замінювалися більш важкими: водяною парою, вуглекислим газом, аміаком та метаном. Коли температура Землі опустилася нижче 100 градусів за Цельсієм, водяна пара почала конденсуватися, утворюючи світовий океан. У цей час, відповідно до уявлень А.І. Опарину, відбувся абіогенний синтез, тобто у первинних земних океанах, насичених різними простими хімічними сполуками, «у первинному бульйоні» під впливом вулканічного тепла, розрядів блискавок, інтенсивної ультрафіолетової радіації та інших факторів середовища почався синтез більш складних органічних сполук, а потім біополімерів. Утворенню органічних речовин сприяла відсутність живих організмів – споживачів органіки – та головного окислювача – кисню. Складні молекули амінокислот випадково поєднувалися в пептиди, які, своєю чергою, створили початкові білки. З цих білків синтезувалися первинні живі істоти мікроскопічних розмірів.

Найбільш складною проблемою в сучасній теорії еволюції є перетворення складних органічних речовин на прості живі організми. Опарін вважав, що вирішальна роль у перетворенні неживого на живе належить білкам. Очевидно, білкові молекули, притягуючи молекули води, утворювали колоїдні гідрофільні комплекси Подальше злиття таких комплексів один з одним призводило до відокремлення колоїдів від водного середовища (коацервація). На кордоні між коацерватом (від латів. Coacervus – згусток, купа) та середовищем вибудовувалися молекули ліпідів – примітивна клітинна мембрана. Передбачається, що колоїди могли обмінюватися молекулами з довкіллям(прообраз гетеротрофного харчування) та накопичувати певні речовини. Ще один тип молекул забезпечував здатність до самовідтворення. Система поглядів О.І. Опаріна дістала назву «коацерватна гіпотеза».

Гіпотеза Опаріна була лише першим кроком у розвитку біохімічних уявлень про виникнення життя. Наступним кроком стали експерименти Л.С. Міллера, який у 1953 р. показав, як з неорганічних складових первинної земної атмосфери під впливом електричних розрядів та ультрафіолетового випромінюванняможуть утворюватися амінокислоти та інші органічні молекули.

Академік РАН В.М. Пармон та ряд інших вчених припускають різні моделі, що дозволяють пояснити, як у середовищі насиченого органічними молекулами можуть протікати автокаталітичні процеси, що реплікують деякі з цих молекул. Одні молекули реплікуються успішніше, інші – гірші. Так запускається процес хімічної еволюції, яка передує біологічній еволюції.

На сьогоднішній день серед біологів переважає гіпотеза РНК-світу, яка стверджує, що між хімічною еволюцією, в якій розмножувалися та конкурували окремі молекули та повноцінним життям, заснованим на моделі ДНК-РНК-білок, був проміжний етап, на якому розмножувалися та конкурували між собою окремі молекули РНК. Вже є дослідження, що показують, що деякі молекули РНК мають автокаталітичні властивості і можуть забезпечувати самовідтворення без участі складних білкових молекул.

Сучасна наука ще далека від вичерпного пояснення, як саме неорганічна речовина досягла високого рівняорганізації, властивого процесів життєдіяльності. Проте, зрозуміло, що це був багатоступінчастий процес, під час якого рівень організації речовини крок за кроком підвищувався. Відновити конкретні механізми цього ступеневого ускладнення – завдання майбутніх наукових досліджень. Ці дослідження йдуть за двома основними напрямами:

Зверху донизу: аналіз біооб'єктів та вивчення можливих механізмів утворення їх окремих елементів;

Знизу нагору: ускладнення «хімії» - вивчення все більш складних хімічних сполук.

Поки що досягти повноцінного поєднання цих двох підходів не вдалося. Тим не менш, біоінженери вже зуміли «за кресленнями», тобто, за відомим генетичним кодом та структурою білкової оболонки зібрати з найпростіших біологічних молекул найпростіший живий організм – вірус. Тим самим було доведено, що для створення живого організму з неживої матерії не потрібно надприродного впливу. Отже, необхідно лише відповісти на питання, як цей процес міг пройти без участі людини, у природному середовищі.

Широко поширене «статистичне» заперечення проти абіогенного механізму життя. Наприклад, у 1996 р. німецький біохімік Шрам підрахував, що ймовірність випадкового поєднання 6000 нуклеотидів у РНК-вірусі тютюнової мозаїки: 1 шанс із 102000. Це надзвичайно низька ймовірність, яка вказує на повну неможливість випадкової освіти подібної РНК. При цьому насправді це заперечення збудовано некоректно. Воно виходить із припущення, що вірусна молекула РНК повинна утворитися з нуля з розрізнених аміокислот. У разі ступінчастого ускладнення хімічних і біохімічних систем ймовірність розраховується зовсім інакше. Крім того, немає жодної необхідності отримати саме такий вірус, а не якийсь інший. З урахуванням цих заперечень виходить, що оцінки ймовірності синтезу виникнення вірусної РНК занижені до повної неадекватності і не можуть розглядатися як переконливе заперечення абіогенної теорії виникнення життя.

2.2 Олександр Іванович Опарін та його теорія виникнення життя

З початку 1935 р. починає свою роботу інститут біохімії АН СРСР, заснований Опаріним спільно з А.М. Бахом. З самого заснування Інституту Опарін керував Лабораторією ензимології, яка у майбутньому перетворилася на лабораторію еволюційної біохімії та субклітинних структур. До 1946 він є заступником директора, після смерті А.Н. Баха – директором цього інституту.

3 травня 1924 р. на зборах Російського ботанічного товариства виступив з доповіддю «Про виникнення життя», в якій запропонував теорію виникнення життя з бульйону органічних речовин. У середині XXв були експериментально отримані складні органічні речовини при пропущенні електричних зарядів через суміш газів і парів, що гіпотетично збігається із складом атмосфери древньої Землі. Як проклітки Опарін розглядав коацервати - органічні структури, оточені жировими мембранами

Після смерті 1951р С.І. Вавілова А.І. Опарін став другим головою правління Всесоюзного просвітницького товариства "Знання". Залишався цій посаді по 1956г, коли головою «Знання» було обрано М.Б. Мітін.

У 1970 р. було організовано Міжнародне наукове суспільствоз вивчення виникнення життя, першим президентом, а потім почесним президентом якого був обраний Опарін. Виконком ISSOL у 1977 р. заснував Золоту медальімені О.І. Опаріна (англ. Oparin Medal), що присуджується за найважливіші експериментальні дослідження у цій галузі.

2.3 Витоки хімічної еволюції «Первинний бульйон»

Незважаючи на деякі прогалини в наших знаннях про першу стадію виникнення життя, ми можемо зробити досить певні висновки. Адже нам відомо, що в межах сонячної системи можливий синтез сполук, що містять до 24 атомів вуглецю та азоту. Можливо, можливий також синтез і більше складних з'єднань, У тому числі полімерів, хоча даних про існування полімерів з упорядкованою послідовністю немає. Це все, що ми можемо сказати щодо складу середовища, відомого під назвою « первинного бульйону».

У міру накопичення нових відомостей стає все очевиднішим, що продукти первинного синтезу з молекул простих гібридів обов'язково утворюватимуться у відповідних умовах. Ці умови можуть бути надзвичайно різноманітними, і тому аналізовані синтези не пов'язані з якимось певним часом і місцем.

Факти, експерименти та спостереження свідчать про можливість синтезу досить складних хімічних сполук на околиці будь-якої зірки за наявності достатньої кількості «сировини» - пилу та газів. Отже, перша стадія - це ще стільки виникнення життя, скільки підготовка до цього. Все починається з матеріалів, що утворюються за рахунок традиційних астрофізичних процесів; подальші перетворення відбуваються у повній згоді із законами хімії, без залучення будь-яких нових принципів. У той самий час вже у цій стадії відбувається якийсь відбір тих типів сполук, які згодом підуть на побудову живих істот. Отже, оскільки процеси, що відбуваються на цій першій стадії, впливають на весь наступний хід біосинтезу, вони і самі залежать від конкретних умов, що існують на планетах. Ось тому Земля - ​​єдина планета сонячної системи, що має океани на своїй поверхні, - виявилося в той же час і єдиною планетоюіз розвиненим життям.

2.4 Стадії процесу виникнення життя

Стадія 1. Ця стадія відповідає зростанню складності молекул і молекулярних систем, яким судилося, зрештою, включитися в живі системи. На першій стадії відбулося формування передорганізмних молекул із гібридів вуглецю, азоту та кисню (тобто з метану, аміаку та води). Ці гази виявляються в молекулярній формі в космічному просторі (у холодніших частинах Всесвіту) і зараз. Здається очевидним, перша стадія могла б здійснитися у багатьох місцях - їх нам достовірно відомі лише Земля і метеорити астероїдного походження. Таким місцем могла бути і первинна польова хмара. Виявилося також можливим імітувати ці процеси в лабораторії, що було зроблено Міллером та її послідовниками. У цих експериментах було отримано найважливіші біологічні молекули: деякі органічні основи (наприклад, адеїн), що входять до складу білків; деякі цукру, зокрема робоза та їх фосфати, і, нарешті, деякі складніші азотовмісні сполуки, такі, як порфірини, які служать важливою складовоюокисних ферментів та переносників енергії.

Стадія 2. На другій стадії компонентів опаринського «первинного бульйону», що складався головним чином з тільки що згаданих молекул, а також з більш складних молекул, утворилися полімери шляхом з'єднання в лінійному порядку подібних або ідентичних мономерів або субмолекул. На якійсь вирішальній стадії в процесі еволюції таких полімерів, які, мабуть, є більш простими аналогами існуючих нині нуклеїнових кислот і білків, мав виникнути механізм суворої репродукції та реплікації, які розглядаються багатьма біологами як важлива. відмінна особливістьсамого життя. Поки що можемо лише логічно реконструювати ті процеси, які б призвести цього у умовах, очевидно, що існували тоді Землі, тобто. у присутності води у вільному стані, а також молекул газів та іонів металу у розчині. Важко уявити, щоб усе це могло відбуватися на таких безводних небесних тілах, як Місяць, чи тим паче на метеоритах астероїдного походження, містять воду лише у пов'язаному стані - як гідратів чи льоду.

РОЗДІЛ 3. НЕОБХІДНІСТЬ ДОСЛІДЖЕННЯ ВИНИКНЕННЯ ЖИТТЯ

Головний практичний мотив вивчення виникнення життя у тому, що цього ми зможемо зрозуміти сучасне життя, і, отже, зможемо керувати нею. Необхідно вивчити виникнення життя для того, щоб розібратися в його сутності, його можливостях та обмеженнях, а потім уже для того, щоб розвинути перші та подолати другі. У більш широкому розумінні вивчення про походження життя є подальшою спробою пошуків сенсу життя. З найдавніших часів сенс життя вбачали в різних речах, але з часом все ясніше ставала хибність різноманітних трактів сенсу життя, їх кінцева неспроможність. Аж до середньовіччя і навіть пізнє призначення життя у загальній системі світопорядку вважалося відомим. Різні люди в різних цивілізаціях по-різному вирішували це питання, але й рішення ці були настільки подібними, що їх можна вважати варіантами однієї й тієї ж відповіді найпростіша відповідь зводилася до того, що життя має сенс у накресленнях всезнаючого і всемогутнього Бога. Волю Господню слід виконувати, а якщо зрозуміти в чому вона полягає важко, то допускаються різні тлумачення. Але з усіх таких відповідей правильною може бути лише одна. І якою є ця відповідь - дано знати не всім, а лише істинно віруючим.

Наукова революція, що почалася в XVII ст, поступово підточувала основи віри. Але навіть в умах тих, хто так чи інакше, своїми відкриттями та інтелектуальними прозріннями руйнував твердиню віри (іноді зовсім несвідомо), віра продовжувала існувати. Хоч як це парадоксально, але що потужнішою була атака, то сильніше чіплялися за цю віру людські уми. Звідси і опір подальшим дослідникам, які, природно, мали покласти край релігійним поглядам на Всесвіт. Хоча опір новим ідеям перестав бути настільки жорстоким, як це було за часів Коперника і навіть Дарвіна, але воно все ж таки існує. А тим часом уже те небагато, що відомо про можливе походження життя, достатньо для того, щоб потрясти основи віри набагато глибше, ніж це було в змозі зробити будь-яке інше відкриття у минулому. Будова Всесвіту в цілому і процеси, що протікають в ній, починають для нас проясняться, нехай поки навіть вчорне, і після цього вже ніщо не може залишитися незмінним.

Потреба в міфах, що пояснюють походження і долю людини, виникла ще на зорі історії, і подібних міфів відомо з давніх-давен безліч, проте досі не з'явилося нічого, що в рівною міроюзадовольняло б розум і серце. З одного боку, віри була покликана виправити недосконалість людського розуму та його спостережень, а з іншого - те, що вважалося науковою картиною Всесвіту, стало здаватися безглуздим, сухим та незадовільним. Зараз, нарешті, ми починаємо прозрівати шуканий сенс, і це не завдяки створенню «втішної філософії», а практично завдяки зменшенню життєвих труднощів та збільшенню можливостей людини.

РОЗДІЛ 4. СУЧАСНІ ПОГЛЯДИ НА ПОХОДЖЕННЯ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ

У теорії А.І. Опарину та інших подібних гіпотез є один істотний недолік: немає жодного факту, який би підтвердив можливість абіогенного синтезу на Землі хоча б найпростішого живого організму з неживих сполук. У численних лабораторіях світу здійснено тисячі спроб такого синтезу. Наприклад, американський вчений С. Міллер, виходячи з припущень щодо складу первинної атмосфери Землі, у спеціальному приладі пропускав електричні розряди через суміш метану, аміаку, водню та водної пари. Йому вдалося отримати молекули амінокислот – тих основних «цеглинок», з яких складається основа життя – білки. Ці досліди були багато разів повторені, декому з вчених вдалося отримати досить довгі ланцюжки пептидів (простих білків). І тільки! Жодного хоча б найпростішого живого організму нікому не вдалося синтезувати. Нині серед учених користується популярністю принцип Реді: «Живе - лише від живого».

Але припустимо, що такі спроби колись увінчаються успіхом. Що доведе такий досвід? Лише те, що для синтезу життя потрібні розум людини, складна розвинена науката сучасна техніка. Нічого на початковій Землі був. Більш тогосинтез складних органічних сполук з простих суперечить другому закону термодинаміки, який забороняє перехід матеріальних систем від стану більшої ймовірності до стану меншої, а розвиток від простих органічних сполук до складних, потім від бактерій до людини відбувався саме в цьому напрямку. Тут ми спостерігаємо ніщо інше, як творчий процес. Другий закон термодинаміки незаперечний закон, єдиний закон, який ще жодного разу не був поставлений під сумнів, порушений або спростований. Тому порядок (генна інформація) не може стихійно виникнути з безладу випадкових процесів, що підтверджується теорією ймовірності.

Останнім часом нищівний ударгіпотезі абіогенного синтезу завдали математичних досліджень. Математики підрахували, що ймовірність самозародження живого організму з неживих блоків практично дорівнює нулю. Так, Л. Блюменфельд довів, що ймовірність випадкового утворення за весь час існування Землі хоча б однієї молекули ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти – однієї з найважливіших) складових частингенетичного коду) становить 1/10800. вдумайтеся в мізерно невелику величину цього числа! Адже в знаменнику його знаходиться цифра, де після одиниці тягнеться ряд із 800 нулів, а це число в неймовірну кількість разів більше загальної кількостівсіх атомів у Всесвіті. Сучасний американський астрофізик Ч. Вікрамасінгхе так образно висловив неможливість абіогенного синтезу: «Швидше ураган, який пронесеться над цвинтарем старих літаків, збере новенький суперлайнер зі шматків брухту, ніж у результаті випадкового процесувиникне зі своїх компонентів життя».

Протирічають теорії абіогенного синтезу та геологічні дані. Як би далеко ми не проникали вглиб геологічної історії, Не знаходимо слідів «азойської ери», тобто періоду, коли на Землі не існувало життя.

Зараз палеонтологи в породах, вік яких досягає 3,8 млрд років, тобто близькі до часу утворення Землі (4-4,5 млрд років тому за останніми оцінками), виявили викопні залишки досить складно організованих істот - бактерій, синьо-зелених водоростей, простих грибків . В. Вернадський був упевнений, що життя геологічно вічне, тобто в геологічній історії не було епохи, коли наша планета була неживою. «Проблема абіогенезу (спонтанного зародження живих організмів), - писав учений в 1938 р, - залишається безплідною і паралізує справді назрілу наукову працю».

Нині форма життя надзвичайно тісно пов'язана із гідросферою. Про це свідчить хоча б той факт, що вода є основною частиною маси будь-якого земного організму (людина, наприклад, більш ніж на 70% складається з води, а такі організми, як медуза – на 97-98%). Очевидно, що життя на Землі сформувалося лише тоді, коли на ній з'явилася гідросфера, а це, за геологічними даними, сталося майже з початку існування нашої планети. Багато властивостей живих організмів обумовлені саме властивостями води, сама вода є феноменальне з'єднання. Так, за даними П. Привалова, вода – це кооперативна система, в якій будь-яка дія поширюється «естафетним» шляхом, тобто має місце «далекодія».

Деякі вчені вважають, що вся гідросфера Землі по суті є одна гігантська «молекула» води. Встановлено, що вода може активуватись природними електромагнітними полями земного та космічного походження (зокрема штучного). Надзвичайно цікавим було недавнє відкриття французькими вченими пам'яті води. Можливо, те, що біосфера Землі є єдиним суперорганізмом, і зумовлено цими властивостями води? Адже організми – це складові, «краплі» цієї супермолекули земної води.

Хоча нам досі відоме лише земне білково-нуклеїново-водне життя, це не означає, що в безмежному Космосі не можуть існувати інші його форми. Деякі вчений, зокрема американські, Г. Файнберг та Р. Шапіро, моделюють такі гіпотетично можливі його варіанти:

Плазмоїди – життя в зіркових атмосферах за рахунок магнітних сил, пов'язаних із групами рухомих електричних розрядів;

Радіоби - життя в міжзоряних хмарах на основі агрегатів атомів, що знаходяться в різних станахзбудження;

Лавоби – життя на основі сполук кремнію, що може існувати в озерах розплавленої лави на дуже гарячих планетах;

Водороби - життя, яке може існувати за низьких температур на планетах, покритих «водойми» з рідкого метану, і черпати енергію з перетворень ортоводороду на пароводень;

Термофаги - різновид космічного життя, що отримує енергію з градієнта температур в атмосфері чи океанах планет.

Звичайно, такі екзотичні форми життя поки що існують лише в уяві вчених та письменників-фантастів. Тим не менш, не виключена можливість реального існування деяких із них, зокрема плазмоїдів. Є деякі підстави вважати, що на Землі паралельно з «нашою» формою життя існує інший її різновид, схожий на згаданих плазмоїдів. До них відносять деякі види НЛО (непізнаних літаючих об'єктів), освіти, схожі на кульові блискавки, а також невидимі для ока, але фіксовані кольоровою фотоплівкою енергетичні «згустки», що літають в атмосфері, які в ряді випадків виявляли розумну поведінку.

Таким чином, зараз є підстави стверджувати, що життя на Землі з'явилося від початку її існування і виникло, за словами Ч. Вікрамасінгхе, «від всепроникної загальногалактичної живої системи».

ВИСНОВОК

Чи маємо ми логічне право на визнання корінної різниці між живим та неживим? Чи є в навколишній природі такі факти, які переконують нас у тому, що життя існує вічно і має так мало спільного з неживою природою, що ні за яких умов ніколи не могла з неї утворитися, виділитися? Чи можемо ми визнати організми утвореннями зовсім, принципово відмінними від решти світу?

Біологія XXв поглибила розуміння суттєвих рис живого, розкривши молекулярні основи життя. У основі сучасної біологічної картини світу лежить уявлення у тому, що живого - це грандіозна система високоорганізованих систем.

Безперечно, у моделі походження життя включатимуться нові знання, і вони будуть все більш обґрунтованими. Але чим якісніше нове відрізняється від старого, тим важче пояснити його виникнення.

Необхідно вивчити виникнення життя для того, щоб розібратися в його сутності, його можливостях та обмеженнях, а потім уже для того, щоб розвинути перші та подолати другі.

Життя - одне з найскладніших явищ природи. З давніх-давен вона сприймалася як таємнича і непізнавана - ось чому з питань її походження завжди йшла гостра боротьба між матеріалістами та ідеалістами. Деякі прихильники ідеалістичних поглядів вважають життя духовним, нематеріальним початком, що виник у результаті божественного творіння. Матеріалісти ж, навпаки, вважають, що Землі виникла з неживої матерії шляхом самозародження (абіогенез) чи було занесено з інших світів, тобто. є породженням інших живих організмів (біогенез).

За сучасними науковим уявленням, Життя - це процес існування складних систем, що складаються з великих органічних молекул і неорганічних речовин і здатних самовідтворюватися, саморозвиватися та підтримувати своє існування в результаті обміну енергією та речовиною з навколишнім середовищем. Отже, біологічна наука стоїть на матеріалістичних позиціях.

При цьому питання про походження життя ще остаточно не вирішене.

ЛІТЕРАТУРА

1.Опарін А. І. Виникнення життя Землі. - Тбілісі: Мінцебра, 1985р. - 270с.

2.Бернал Д. Виникнення життя Додаток №1: Опарін А. І. Походження життя. - Москва: Світ, 1969р. - 365с.

3.Вернадський в. І. Жива речовина. - Москва: Наука, 1978р. - 407с.

4. Найдиш В. М. Концепції сучасного природознавства - Москва: Наука, 1999р. - 215с.

5. загальна біологія. За ред. Н. Д. Лісова. - Мінськ, 1999р. - 190с.

6.Поннамперуму С. Походження життя. - Москва: Світ, 1977р. - 234с.

7.Вологодін А. Г. Походження життя на Землі. - Москва: Знання, 1970р. - 345с.

8. Ігнатов А. І. Проблема походження життя. - Москва: Радянська Росія, 1962р. - 538с.

9. Бернал Дж. Виникнення життя. - Москва: Світ, 1969р. - 650с.

Походження життя на Землі є однією з найважливіших проблемприродознавства. Ще в давнину люди ставили собі питання, звідки походить жива природа, як з'явилося життя на Землі, де межа переходу від неживого до життя та ін. Протягом десятків століть змінювалися погляди на проблему життя, висловлювалися різні ідеї, гіпотези та концепції. Це питання хвилює людство й досі.

Деякі ідеї та гіпотези про походження життя набули широкого поширення в різні періоди історії розвитку природознавства. В даний час існує п'ять гіпотез виникнення життя:

1. Креаціонізм – гіпотеза, яка стверджує, що життя створено надприродним істотою внаслідок акта творіння, тобто Богом.

2. Гіпотеза стаціонарного стану, за якою життя існувало завжди.

3. Гіпотеза мимовільного зародження життя, що ґрунтується на ідеї багаторазового виникнення життя з неживої речовини.

4. Гіпотеза панспермії, за якою життя було занесено Землю з космічного простору.

5. Гіпотеза історичного походження життя шляхом біохімічної еволюції.

Згідно креаціоністської гіпотези,яка має найдовшу історію, створення життя є актом божественного творіння. Свідченням цього є наявність у живих організмах особливої ​​сили, «душі», яка керує всіма життєвими процесами. Гіпотеза креаціонізму навіяна релігійними поглядами і до науки не має відношення.

Згідно гіпотезі стаціонарного стану,життя ніколи не виникало, а існувало вічно разом із Землею, відрізняючись великою різноманітністю живого. Зі зміною умов життя Землі відбувалася зміна видів: одні зникали, інші з'являлися. Ця гіпотеза ґрунтується в основному на дослідженнях палеонтології. За своєю сутністю ця гіпотеза не відноситься до концепцій виникнення життя, оскільки питання про походження життя вона принципово не торкається.

Гіпотеза мимовільного зародження життябула висунута у стародавньому Китаї та Індії як альтернатива креаціонізму. Подання цієї гіпотези підтримували мислителі Стародавню Грецію(Платон, Арістотель), а також вчені періодуНовий час (Галілей, Декарт, Ламарк). Згідно з цією гіпотезою, живі організми (нижчі) можуть з'явитися шляхом самородження з неживої речовини, що містить певний «активний початок». Так, наприклад, за Аристотелем, комахи та жаби за певних умов можуть заводитися в мулі, сирому ґрунті; черв'яки та водорості у стоячій воді, а ось личинки мух – у протухлому м'ясі при його гниття.

Проте з початку XVII в. таке розуміння походження життя стало піддаватися сумніву. Відчутний удар по цій гіпотезі завдав італійський дослідник природи і лікар Ф. Реді (1626-1698), який в 1688 р. розкрив сутність появи життя в гниючим м'ясі. Ф. Реді сформулював свій принцип: «Все живе – від живого» і став основоположником концепції біогенезу, яка стверджувала, що може виникнути лише з попередньої життя.

Французький мікробіолог Л. Пастер (1822-1895) своїми дослідами з вірусами остаточно довів неспроможність ідеї спонтанного самозародження життя. Проте, спростувавши цю гіпотезу, не запропонував свою, не пролив світло питанням про виникненні життя.

Проте досліди Л. Пастера мали велике значенняв отриманні багатого емпіричного матеріалу в галузі мікробіології його часу.

Гіпотеза панспермії– про неземне походження життя шляхом занесення «зародків життя» з космосу на Землю – вперше було висловлено німецьким біологом та лікарем Г. Ріхтером наприкінці XIX ст. Концепція панспермії (від грец. pan- Весь, sperma- Насіння) допускає можливість походження життя в різний час у різних частинахВсесвіту та перенесення його різними шляхами на Землю (метеорити, астероїди, космічний пил).

Дійсно, в даний час отримані деякі дані, що вказують на можливість утворення органічних речовин хімічним шляхомза умов космосу. Так, у 1975 р. попередники амінокислот були знайдені в місячному ґрунті. У міжзоряних хмарах виявлено найпростіші сполуки вуглецю, у тому числі близькі до амінокислот. У складі метеоритів знайдено альдегіди, вода, спирти, синильна кислота тощо.

Концепцію панспермії поділяли найбільші вчені кінця XIX– початку XX ст.: німецький хімік та агроном Ю. Лібіх, англійський фізик У. Томсон, німецький натураліст Г. Гельмгольц, шведський фізико-хімік С. Арреніус. С. Арреніус в 1907 р. у своїх працях навіть описував, як з інших планет у космічний простір йдуть з порошинками та живі суперечки організмів. Носячи в безмежних просторах космосу під впливом тиску зоряного світла, вони потрапляли на планети і там, де були сприятливі умови (у тому числі на Землі) починали нове життя. Ідеї ​​панспермії підтримували і деякі російські вчені: геофізик П. Лазарєв, біолог Л. Берг, біолог-ґрунтознавець С. Костичов.

Існує ідея виникнення життя на Землі майже з моменту її утворення. Як відомо, Земля утворилася близько 5 млрд. років тому. Отже, життя могло зародитися під час утворення Сонячної системи, тобто у космосі. Оскільки тривалість еволюції Землі та життя на ній відрізняється незначною мірою, то існує версія, що життя на Землі – це продовження вічного її існування. Ця позиція близька до теорії вічного існування життя у Всесвіті. У масштабі глобального еволюційного процесуможна вважати, що виникнення життя Землі може, очевидно, збігатися з освітою та існуванням матерії. Академік В. Вернадський розділяв ідею вічності життя не в контексті її перерозподілу в космосі, а в сенсі нерозривності та взаємопов'язаності матерії та життя. Він писав, що «життя і матерія нерозривні, взаємопов'язані і з-поміж них немає тимчасової послідовності». На цю думку вказує і російський біолог і генетик Тимофєєв-Ресовський (1900-1982). У своєму короткому нарисі теорії еволюції (1977) він дотепно зауважив: «Ми всі такі матеріалісти, що нас усіх шалено хвилює, як виникло життя. При цьому нас майже не турбує, як виникла матерія. Тут усе просто. Матерія вічна, адже вона завжди була, і непотрібно жодних питань. Завжди була. А ось життя, бачите, обов'язково має виникнути. А може, вона також була завжди. І не треба запитань, просто завжди була, і все».

Для обґрунтування панспермії в науково-популярній літературінаводяться «факти» про невідомі літаючі об'єкти, приліт інопланетян на Землю, наскельні топологічні малюнки.

Однак серйозних доказів ця концепція не має, а багато аргументів виступають проти неї. Відомо, що діапазон життєвих умов існування живого досить вузький. Тому навряд чи живі організми вижили б у космосі під дією ультрафіолетових променів, рентгенівського та космічного випромінювання. Але й не виключається можливість занесення окремих причин факторів життя на нашу планету з космосу. Слід зазначити, що це принципового значення немає, оскільки концепція панспермії докорінно не вирішує проблеми походження життя, лише переносить її межі Землі, не розкриваючи самого механізму її освіти.

Таким чином, жодна з перелічених чотирьох гіпотез досі не підтверджена надійними експериментальними дослідженнями.

Найбільш доказово з погляду сучасної науки виглядає п'ята гіпотеза. гіпотеза походження життя в історичному минулому внаслідок біохімічної еволюції.Її авторами є вітчизняний біохімік академік А. Опарін (1923) та англійський фізіолог С. Холдейн (1929). Про цю гіпотезу докладно будемо говорити в наступному розділі.

Гіпотеза походження життя в історичному минулому внаслідок біохімічної еволюції А. І. Опаріна

З погляду гіпотези А. Опаріна, а також з позицій сучасної науки виникнення життя з неживої речовини відбулося в результаті природних процесіву Всесвіті за тривалої еволюції матерії. Життя є властивість матерії, що з'явилося на Землі у певний момент її історії. Це результат процесів, які протікають спочатку багато мільярдів років у масштабі Всесвіту, а потім сотні мільйонів років на Землі.

А. Опарін виділив кілька етапів біохімічної еволюції, кінцевою метою яких стала примітивна жива клітина. Еволюція йшла за схемою:

1. Геохімічна еволюція планети Земля, синтез найпростіших сполук, таких як 2,1 год [Н 3, Н 2 0 і т. д., перехід води з пароподібного стану в рідке в результаті поступового охолодження Землі. Еволюція атмосфери та гідросфери.

2. Утворення з неорганічних сполук органічних речовин – амінокислот – та їх накопичення у первинному океані в результаті електромагнітного впливуСонце, космічного випромінювання та електричних розрядів.

3. Поступове ускладнення органічних сполук та утворення білкових структур.

4. Виділення білкових структур із середовища, утворення водних комплексів та створення навколо білків водної оболонки.

5. Злиття таких комплексів та утворення коацерватів (від лат. coacervus– потік, купа, накопичення), здатних обмінюватися речовиною та енергією з навколишнім середовищем.

6. Поглинання коацерватами металів, що призвело до утворення ферментів, які пришвидшують біохімічні процеси.

7. Утворення гідрофобних ліпідних кордонів між коацерватами та зовнішнім середовищемщо призвело до утворення напівпроникних мембран, що забезпечувало стабільність функціонування коацервату.

8. Вироблення під час еволюції цих утворень процесів саморегуляції і самовідтворення.

Так, за гіпотезою О. Опаріна, з'явилася примітивна форма живої речовини. Така, на його думку, передбіологічна еволюція речовини.

Академік В. Вернадський виникнення життя пов'язував з потужним стрибком, що перервав мляву еволюцію земної кори. Цей стрибок (біфуркація) вніс у еволюцію стільки протиріч, що створили умови для зародження життя.

Проблема виникнення життя Земліздавна цікавила та хвилювала людину. Існує кілька гіпотез про походження життя на нашій планеті:

життя створене Богом;
життя на Землю занесене ззовні;
живе планети неодноразово самозароджувалося з неживого;
життя існувало завжди;
життя виникло як наслідок біохімічної революції.

Все різноманіття різних гіпотез зводиться до двох поглядів, що взаємовиключаються. Прихильники теорії біогенезу вважали, що все живе походить тільки від живого. Їхні супротивники захищали теорію абіогенезу – вони вважали за можливе походження живого від неживого.

Багато вчених допускали можливість самозародження життя. Неможливість мимовільного зародження життя було доведено Луї Пастером.

Другий етап - утворення з простих органічних сполук у водах первинного океану білків, жирів, вуглеводів, нуклеїнових кислот. Розрізнені молекули цих сполук концентрувалися та формували коацервати, що діють як відкриті системи, здатні до обміну речовин з навколишнім середовищем та зростання.

Третій етап – у результаті взаємодії коацерватів з нуклеїновими кислотамиутворилися перші живі істоти - пробіонти, здатні, крім зростання та обміну речовин, до самовідтворення.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РЕСПУБЛІКИ БІЛОРУСЬ

БДПУ ІМ. М. ТАНКА

ФАКУЛЬТЕТ СПЕЦІАЛЬНОЇ ОСВІТИ

КАФЕДРА ОСНОВ ДЕФЕКТОЛОГІЇ

Реферат

з дисципліни «Природознавство»

на тему:

"Основні гіпотези про виникнення життя на Землі".

Виконала:

студентка Iкурсу 101 групи

заочного відділення (бюджетна

форма навчання)

……… Ірина Анатоліївна

ВСТУП…………………………………………………………………..….1

1. КРЕАЦІОНІЗМ……………………………………………………….…….1

2. ТЕОРІЯ СТАЦІОНАРНОГО СТАНУ…………..……………….….2

3. ТЕОРІЯ САМОВОДРОВНОГО САМОЗАРОЖДЕННЯ…………..…3

4. ТЕОРІЯ ПАНСПЕРМІЇ…………………………………………...............7

5. ТЕОРІЯ А. І. ОПАРИНА……………...……………………………..……10

6. СУЧАСНІ ПОГЛЯДИ НА ПОХОДЖЕННЯ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ…………………………………………………………………………....12

ВИСНОВОК…………………………………………………………...……..14

ЛІТЕРАТУРА …………………………………………………………...……...15

ВСТУП.

Проблема походження життя на Землі та можливості її існування в інших областях Всесвіту здавна привертала увагу як науковців та філософів, так і простих людей. За останні роки інтерес до цієї "вічної проблеми" значно зріс.

Це обумовлено двома обставинами: по-перше, значними успіхами в лабораторному моделюванні деяких етапів еволюції матерії, що призвела до зародження життя, і, по-друге, стрімким розвитком космічних досліджень, що роблять все більш реальним безпосередній пошук будь-яких форм життя на планетах Сонячної системи , а в майбутньому та за її межами.

Походження життя - одне з найтаємничіших питань, вичерпна відповідь на яку навряд чи колись буде отримана. Безліч гіпотез і навіть теорій про виникнення життя, що пояснюють різні сторони цього явища, нездатні поки що подолати суттєву обставину – експериментально підтвердити факт появи життя. Сучасна наука не має у своєму розпорядженні прямими доказами того, як і де виникло життя. Існують лише логічні побудови та непрямі свідчення, отримані шляхом модельних експериментів, та дані в галузі палеонтології, геології, астрономії тощо.

Теорії, що стосуються виникнення життя Землі, різноманітні і не достовірні. Найбільш поширеними теоріями виникнення життя Землі є следующие:

1. Життя було створено надприродним істотою (Творцем) у час (креаціонізм).

2. Життя існувало завжди (теорія стаціонарного стану).

3. Життя виникало неодноразово з неживої речовини (самовільне зародження).

4. Життя занесене на нашу планету ззовні (панспермія).

5. Життя виникло в результаті процесів, що підкоряються хімічним та фізичним законам (біохімічна еволюція).

1. КРЕАЦІОНІЗМ.

Креаціонізм (від латів. creaсio - створення) - філософсько-методологічна концепція, у межах якої все розмаїття органічного світу, людства, планети Земля, і навіть світ загалом, розглядаються як навмисно створені якимось надістотністю (Творцем) чи божеством. Жодних наукових підтверджень цієї точки зору немає: у релігії істина осягається через божественне одкровення та віру. Процес створення світу мислиться як той, що мав місце лише один раз і тому недоступний для спостереження.

Теорії креаціонізму дотримуються послідовники багатьох найпоширеніших релігійних вчень (особливо християни, мусульмани, іудеї). Згідно з цією теорією, виникнення життя відноситься до якоїсь певної надприродної події в минулому, яку можна обчислити. У 1650 р. архієпископ Ашер з р. Арма (Ірландія) обчислив, що Бог створив світ у жовтні 4004 р. до н. е. і закінчив свою працю 23 жовтня о 9 годині ранку, створивши людину. Ашер отримав цю дату, склавши вік усіх людей, що згадуються в Біблійній генеалогії, від Адама до Христа (хто кого народив). З погляду арифметики, це розумно, проте при цьому виходить, що Адам жив у той час, коли, як свідчать археологічні знахідкиНа Близькому Сході вже існувала добре розвинена міська цивілізація.

Традиційне юдейсько-християнське уявлення про створення світу, викладене у Книзі Буття, викликало і продовжує викликати суперечки. Проте існуючі протиріччя не спростовують концепцію творіння. Гіпотеза творіння не може бути ні доведена, ні спростована і існуватиме завжди разом з науковими гіпотезамипоходження життя.

Креаціонізм мислиться як Боже Творіння. Однак нині деякі розглядають його як результат діяльності високорозвиненої цивілізаціїщо створює різні форми життя і спостерігає за їх розвитком.

2. ТЕОРІЯ СТАЦІОНАРНОГО СТАНУ.

Відповідно до цієї теорії, Земля ніколи не виникала, а існувала вічно; вона завжди була здатна підтримувати життя, а якщо змінювалася, то дуже незначно. Відповідно до цієї версії, види також ніколи не виникали, вони існували завжди, і кожен вид має лише дві можливості - або зміну чисельності, або вимирання.

За сучасними оцінками, що ґрунтуються на обліку швидкостей радіоактивного розпаду, вік Землі обчислюється 4,6 млрд. років. Більш досконалі методи датування дають дедалі вищі оцінки віку Землі, що дозволяє прибічникам теорії стаціонарного стану вважати, що Земля існувала завжди.

Прибічники цієї теорії не визнають, що наявність або відсутність певних копалин залишків може вказувати на час появи або вимирання того чи іншого виду, і наводять як приклад представника кістеперих риб - латимерію (целаканта). Вважалося, що кістепера риба (целакант) є перехідною формою від риб до земноводних і вимерла 60-90 млн. років тому (наприкінці крейдового періоду). Однак цей висновок довелося переглянути, коли 1939 року біля узбережжя о. Мадагаскар був виловлений 1-й живий целакант, та був інші екземпляри. Таким чином, целакант не є перехідною формою.

Було знайдено і багато інших, які вважалися вимерлими, тварини, наприклад, лінгула - маленька морська тварина, яка нібито вимерла 500 мільйонів років тому, жива і сьогодні і як інші "живі копалини": солендон - землерийка, туатара - ящірка. За мільйони років вони не зазнали жодних еволюційних змін.

Ще один приклад помилки це археоптерикс - істота, що сполучає птахів і плазунів, перехідна форма на шляху перетворення рептилій на птахів. Однак у 1977 року у штаті Колорадо виявили скам'янілості птахів, вік яких можна порівняти і навіть перевищує вік останків археоптерикса, тобто. він не є перехідною формою.

Прихильники теорії стаціонарного стану стверджують, що тільки вивчаючи види, що нині живуть, і порівнюючи їх з викопними останками, можна зробити висновок про вимирання, та й у цьому випадку дуже ймовірно, що він виявиться невірним. Використовуючи палеонтологічні дані для підтвердження теорії стаціонарного стану, її прихильники інтерпретують появу викопних залишків в екологічному аспекті.

Так, наприклад, раптова поява якогось викопного виду в певному пласті вони пояснюють збільшенням чисельності його популяції або його переміщенням у місця, сприятливі для збереження залишків.

Більшість доказів на користь цієї теорії пов'язана з такими неясними аспектами еволюції, як значення розривів у палеонтологічному літописі, і вона найдокладніше розроблена саме в цьому напрямку.

Гіпотезу стаціонарного стану іноді називають гіпотезою етернізму (від лат. еternus – вічний). Гіпотеза етернізму була висунута німецьким вченим В. Преєром у 1880 р.

Погляди Преєра підтримував академік Володимир Іванович Вернадський (1864 - 1945), автор вчення про біосферу. Вернадський вважав, що життя - така ж вічна основа космосу, якими є матерія та енергія. «Ми знаємо, і знаємо це науково, – твердив він, – що Космос без матерії, без енергії не може існувати. І чи достатньо матерії і без виявлення життя - для побудови Космосу, того Всесвіту, який доступний людському розуму?». На це запитання він відповів негативно, посилаючись саме на наукові факти, а чи не на особисті симпатії, філософські чи релігійні переконання. «...Можна говорити про вічність життя та прояви її організмів, як можна твердити про вічність матеріального субстрату небесних тіл, їх теплових, електричних, магнітних властивостейта їх проявів. З цієї точки зору таким же далеким від наукових пошуків буде питання початку життя, як і питання початку матерії, теплоти, електрики, магнетизму, руху».

Виходячи з уявлення про біосферу як про земне, але водночас і космічному механізмі, Вернадський пов'язував її освіту та еволюцію з організованістю Космосу. "Для нас стає зрозумілим, - писав він, - що життя є явище космічне, а не суто земне". Цю думку Вернадський повторював багаторазово: «... початку життя у тому Космосі, що ми спостерігаємо, був, оскільки був початку цього Космосу. Життя вічне, оскільки вічний Космос».

3. ТЕОРІЯ САМОВОДІЙНОГО ЗАРОДЖЕННЯ.

Ця теорія була поширена в Стародавньому Китаї, Вавилоні та Єгипті як альтернатива креаціонізму, з яким вона співіснувала. Релігійні вчення всіх часів і всіх народів зазвичай приписували появу життя тому чи іншому творчому акту божества. Дуже наївно вирішували це питання перші дослідники природи. Аристотель (384 – 322 рр. е.), якого часто проголошують засновником біології, дотримувався теорії спонтанного зародження життя. Навіть для такого видатного розуму давнини, яким був Арістотель, прийняти уявлення про те, що тварини - черв'яки, комахи і навіть риби - могли виникнути з мулу, не становило особливих труднощів. Навпаки, цей філософ стверджував, що всяке сухе тіло, стаючи вологим, і, навпаки, всяке мокре тіло, стаючи сухим, породять тварин.