Концепции возникновения жизни

С О Д Е Р Ж А Н И Е :

1.   Введение …………………………………………………………. стр. 1

2.   Концепции возникновения жизни ……………………………… стр. 2

3.   Гипотеза происхождения жизни А.И. Опарина ……………….. стр. 5

4.   Естественнонаучные представления о жизни и её эволюции … стр. 8

5.   Геологические  эры и эволюция жизни ………………………… стр. 10

6.   Используемая литература ……………………………………….. стр. 12

ВВЕДЕНИЕ.

Одним из наиболее трудных и в тоже время интересных в современном естествознании является вопрос о происхождении жизни. Он труден потому, что, когда наука подходит к проблемам развития как создания нового, она оказывается у предела своих возможностей как отрасли культуры, основанной на доказательстве и экспериментальной проверке утверждений.           

 Учёные сегодня не  в состоянии воспроизвести процесс  возникновения жизни с такой  же точностью, как это было  несколько миллиардов лет назад.  Даже наиболее тщательно поставленный  опыт будет лишь модельным  экспериментом, лишённым ряда  факторов, сопровождавших появление  живого на Земле. Трудность  методологическая – в невозможности  проведения прямого эксперимента  по возникновению жизни (уникальность  этого процесса препятствует  использованию основного научного  метода).  

 Жизнь на Земле представлена  громадным разнообразием форм, которым  присуща возрастающая сложность  строения и функций. Всем живым  организмам свойственны два признака: целостность и самовоспроизведение.  В ходе индивидуального изменения  (онтогенеза) организмы приспосабливаются к внешним условиям, а смена поколений приобретает эволюционно-исторический характер (филогенез). Организмы выработали способность к относительной независимости от внешней среды (автономность). Одно из главных свойств всякого живого организма — обмен веществ. Наряду с ним существенными признаками жизни являются раздражимость, рост, размножение, изменчивость, наследственность. Всякий живой организм как бы стремится к главному — воспроизведению себе подобных.

- 2 –

2. Концепции возникновения  жизни. 

       Существует пять концепций  возникновения жизни:

1.    Жизнь была создана Творцом в определённое время – креационизм.

2.    Жизнь возникла самопроизвольно из неживого вещества (её придерживался ещё Аристотель который считал, что живое может возникать и в результате разложения почвы).

3.    Концепция стационарного состояния в соответствии с которой жизнь существовала всегда.

4.    Концепция панспермии – внеземного происхождения жизни;

5.    Концепция происхождения жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов подчиняющихся физическим и химическим законам.     

 Согласно креационизму  возникновение жизни относится  к определённому событию в  прошлом которое можно вычислить. В 1650 г. архиепископ Ашер из Ирландии вычислил что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н.э., а в 9 часов утра 23 октября и человека. Это число он получил из анализа возрастов и родственных связей всех упоминаемых в Библии лиц. Однако к тому времени на Ближнем Востоке уже была развитая цивилизация, что доказано археологическими изысканиями. Впрочем, вопрос сотворения мира и человека не закрыт, поскольку толковать тексты Библии можно по-разному.      

  Аристотель на основе сведений о животных, которые поступали от воинов Александра Македонского и купцов-путешественников, сформулировал идею постепенного и непрерывного развития живого из неживого и создал представление о «лестнице природы» применительно к животному миру. Он не сомневался в самозарождении лягушек, мышей и других мелких животных. Платон говорил о самозарождении живых существ из земли в процессе гниения.        

 С распространением  христианства идеи самозарождения  были объявлены еретическими, и  долгое время о них не вспоминали. Гельмонт придумал рецепт получения мышей из пшеницы и грязного белья. Бэкон тоже считал, что гниение – зачаток нового рождения. Идеи самозарождения поддерживали Галилей, Декарт, Гарвей, Гегель, Ламарк.     

 В 1688 г. итальянский  биолог Франческо Реди серией опытов с открытыми и закрытыми сосудами доказал, что появляющиеся в гниющем мясе белые маленькие черви – это личинки мух, и сформулировал свой принцип: всё живое – из живого. В 1860 г. Пастер показал, что бактерии могут быть везде и заражать неживые вещества, для избавления от них необходима стерилизация, получившая название пастеризации.    

 Теория панспермии (гипотеза  о возможности переноса Жизни  во Вселенной с одного космического  тела на другие) не предлагает  никакого механизма для объяснения  первичного возникновения жизни  и переносит проблему в другое  место Вселенной. Либих считал, что «атмосферы небесных тел,  а также вращающихся космических  туманностей можно считать как  вековечные хранилища оживлённой  формы, как вечные плантации  органических зародышей», откуда  жизнь рассеивается в виде  этих зародышей во Вселенной.

-      3 –    

 Подобным образом мыслили  Кельвин, Гельмгольц и др. в  начале нашего века с идеей  радиопанспермии выступил Аррениус. Он описывал, как с населённых другими существами планет уходят в мировое пространство частички вещества, пылинки и живые споры микроорганизмов. Они сохраняют свою жизнеспособность, летая в пространстве Вселенной за счёт светового давления. Попадая на планету с подходящими условиями для жизни, они начинают новую жизнь на этой планете.

Эту гипотезу поддерживали многие, в том числе русские  учёные академики Сергей Павлович Костычев (1877-1931), Лев Семёнович Берг (1876-1950) и Пётр Петрович Лазарев (1878-1942).    

 Для обоснования панспермии  обычно используют наскальные  рисунки с изображением предметов,  похожих на ракеты или космонавтов,  или появления НЛО. Полёты космических  аппаратов разрушили веру в  существование разумной жизни  на планетах солнечной системы,  которая появилась после открытия  Скиапарелли каналов на Марсе (1877). Но пока следов жизни на Марсе не найдено.     

 В конце 60-х годов  вновь возрос интерес к гипотезам  панспермии. Так, геолог Б.И.Чувашов (Вопросы философии. 1966) писал, что жизнь во Вселенной, по его мнению, существует вечно.    

 При изучении вещества  метеоритов и комет были обнаружены  многие «предшественники живого»  – органические соединения, синильная  кислота, вода, формальдегит, цианогены. Формальдегид, в частности, обнаружен в 60% случаев в 22 исследованных областях, его облака с концентрацией примерно 1 тысяча молекул в куб.см заполняют обширные пространства. В 1975 г. предшественники аминокислот найдены в лунном грунте и метеоритах. Сторонники гипотезы занесения жизни из космоса считают их «семенами», посеянными на Земле.    

 В представлениях о  зарождении жизни в результате  физико-химических процессов важную  роль играет эволюция живой  планеты. По мнению многих биологов, геологов и физиков, состояние  Земли за время её существования всё время изменялось. В очень давние времена Земля была горячей планетой, её температура достигала 5-8 тысяч градусов. По мере остывания планеты тугоплавкие металлы и углерод конденсировались и образовывали земную кору, которая не была ровной из-за активной вулканической деятельности и всевозможных подвижек формирующегося грунта. Атмосфера первичной Земли сильно отличалась от современной. Лёгкие газы – водород, гелий, азот, кислород, аргон и другие – не удерживались пока недостаточно плотной планетой, тогда как их более тяжёлые соединения оставались (вода, аммиак, двуокись углерода, метан). Вода оставалась в газообразном состоянии, пока температура не упала ниже 100оС.     

 Химический состав  нашей планеты сформировался  в результате космической эволюции  вещества солнечной системы, в  ходе которой возникли определённые  пропорции количественных соотношений  атомов. Поэтому современные данные  о соотношении атомов химических  элементов оказываются важными.  Космическое обилие кислорода  и водорода выразилось в обилии  воды и её многочисленных окислов.  Относительно более высокая распространённость  углерода явилась одной из  причин, определивших большую вероятность  возникновения жизни. Обилие кремния,  магния и железа способствовало  образованию в земной коре  и метеоритах силикатов. Источниками  сведений о распространённости  элементов служат данные о  составе Солнца, метеоритов, поверхностей  Луны и планет. Возраст метеоритов 

-      4 –

примерно соответствует  возрасту земных пород, поэтому их состав помогает восстановить химический состав Земли в прошлом и выделить изменения, вызванные появлением жизни  на Земле.

Научная постановка проблемы возникновения жизни принадлежит  Энгельсу, считавшему, что жизнь  возникла не внезапно, а сформировалась в ходе эволюции материи. В этом же ключе высказался и К.А.Тимирязев: «Мы вынуждены допустить, что живая материя осуществлялась так же, как и все остальные процессы, путём эволюции… Процесс этот, вероятно, имел место и при переходе из неорганического мира в органический» (1912).

- 5 -

3. Гипотеза происхождения  жизни А.И. Опарина 

Еще Ч.Дарвин понял, что жизнь  может возникнуть только  при отсутствии жизни. В 1871 г. он писал: «Но если бы сейчас …в каком-либо теплом водоеме, содержащем все необходимые соли аммония и фосфора и доступном воздействию света, тепла, электричества и т.п., химически образовался белок, способный к дальнейшим, все более сложным превращениям, то это вещество немедленно было бы разрушено или поглощено, что было невозможно в период до возникновения живых существ». Гетеротрофные организмы, распространенные сейчас на земле, использовали бы вновь возникающие органические вещества.  Поэтому возникновение жизни в привычных нам земных условиях невозможно.

Второе условие, при котором  жизнь может возникнуть, - отсутствие свободного кислорода в атмосфере. Это важное открытие сделал русский  ученый А.И.Опарин в 1924 г. (к такому же выводу в 1929 г. пришел английский ученый Дж.Б.С.Холдейн). А.И.Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд. лет назад состояла из азота, водорода, углекислого газа, паров воды и аммиака, возможно, с добавкой синильной кислоты (ее обнаружили в хвостах комет), могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Поэтому возникающие на поверхности Земли органические вещества могли накапливаться, не окисляясь. И сейчас на нашей планете они накапливаются только в бескислородных условиях, так возникают торф, каменный уголь и нефть. Создатель материалистической гипотезы возникновения жизни на Земле, русский биохимик, академик Александр Иванович Опарин (1894-1980) посвятил всю свою жизнь проблеме происхождения живого.