Проблема возникновения жизни является одной из центральных проблем биологии и постоянно
была предметом споров и дискуссий между идеалистами и материалистами. Как возникла жизнь? Этот
вопрос обсуждается с момента появления сознания и культуры у человека и продолжается до сих пор.
Так появились многочисленные гипотезы и теории, одни из которых основаны на простых умозаключениях,
другие – на известных фактах и экспериментальных данных.
Креационизм
Согласно этой теории, жизнь была создана некой
сверхъестественной силой, произошло это
лишь единожды и поэтому недоступно для наблюдения.
В основе этой концепции лежит абсолютная
вера, поэтому она находится вне рамок
научного исследования. Так как наука занимается
только теми явлениями, которые поддаются наблюдению,
она никогда не сможет ни доказать, ни
опровергнуть эту концепцию.
Теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения
Сторонниками этой теории были Демокрит, Аристотель, В. Харвей, Ф. Бэкон, Р. Декарт, Я. Б. ван
Гельмонт и другие ученые. И хотя теория была предложена еще в древние века, она никогда не пользовалась
большим
доверием в научном мире. Некоторые ученые восторженно принимали ее, другие –
игнорировали.
Согласно этой гипотезе, жизнь произошла из неживой материи как результат действия механических
сил природы, как путем абиогенеза (из неорганических веществ), так и путем гетерогенеза (из
мертвой органической материи). Некоторые древние ученые наивно полагали, что жизнь может возникнуть
из земли, воды, гниющих и разлагающихся остатков. По их мнению, змеи, кроты и мыши могли
зарождаться из земли; раки, лягушки, рыбы, крокодилы – из
ила; черви и насекомые – из гниющего мяса.
Ян Баптист ван Гельмонт описал эксперимент, в котором
он за три недели якобы создал мышей из грязного белья и
горстки пшеницы. Важным фактором в процессе зарождения
мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.
В 1688 году итальянский биолог Ф. Реди провел опыты,
которые противоречили теории самопроизвольного зарождения.
Он установил, что появляющиеся на гниющем мясе
маленькие червячки – это личинки мух.
С открытием микроорганизмов теория самопроизвольного
зарождения вновь становится популярной среди ученых.
Однако известный французский ученый Луи Пастер на
основе проведенных экспериментов окончательно опроверг
эту теорию и доказал справедливость теории биогенеза. Он
показал, что микроорганизмы вездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми
существами, если их не простерилизовать должным образом.
В заключение следует уточнить, что жизнь не может возникнуть путем самопроизвольного зарождения
в обычных условиях. Это уточнение является необходимым, т. к. по мнению немецкого ученого
Эрнста Геккеля, «полностью отрицать спонтанное зарождение – означает признать чудо, божественное
сотворение мира».
3. 1 Основные гипотезы зарождения жизни
Я. Б. ван Гельмонт (1579–1644)
3. Эволюция организмов на Земле. Эволюция человека 89
Теория панспермии (Анаксагор, Г. Буффон, Г. Липман, С. Аррениус,
Ф. Крик и др).
Эта теория выдвигает идею о внеземном происхождении жизни.
Жизнь, по мнению сторонников этой идеи, могла возникнуть в
разное время и в разных частях Вселенной, а затем была перенесена
на Землю.
С. Аррениус полагал, что жизнь существует везде во Вселенной,
благодаря переносу «зародышей жизни» с одних планет на другие.
При изучении материала метеоритов и комет в них были обнаружены
«предшественники живого» – жирные кислоты, аминокислоты,
углеводы, нуклеотиды и др. Ученые продемонстрировали,
что споры выдерживают пониженные температуры. Кроме того,
была показана возможность замораживания протоплазмы в специальных
условиях, без ее кристаллизации.
В настоящее время нет доказательств жизни за пределами Земли,
однако полностью эту возможность нельзя исключать.
Теория биогенеза, или биохимической эволюции (А. И. Опарин, Дж. Холдейн, С. Миллер, Г. К. Юри,
С. Фокс и др.).
Теория была предложена А. И. Опариным (1922) и Дж. Холдейном
(1929). Согласно этой теории, жизнь возникла путем абиогенного
синтеза органических веществ в специальных условиях, и
процесс этот происходил постепенно – в три этапа.
1. Неорганический этап – этап образований простейших органических
соединений из неорганических. По мнению А. И. Опарина,
это произошло около 4–4,5 млрд лет назад и стало возможным
благодаря специальным условиям в атмосфере Земли. Легкие
газы – водород, гелий, азот, кислород и аргон – уходили из атмосферы,
так как гравитационное поле нашей планеты из-за высокой
температуры (4000–8000 оС) имело низкую плотность и не могло
их удержать. Атмосфера Земли в то время состояла из аммиака,
метана, углекислого газа и паров воды, из которых под действием
мощных электрических разрядов могли возникнуть простейшие
органические соединения.
2. Органический этап – этап образования более сложных органических соединений (аминокислот,
углеводов, белков, нуклеиновых кислот). Под действием ультрафиолетовых лучей (озоновый слой отсутствовал)
вода разлагалась на водород и кислород. Водород поднимался
в атмосферу, а в присутствии кислорода образовывались
такие химические соединения, как этанол, кетоны, органические
кислоты, альдегиды. Образованные вещества поднимались в атмосферу,
а после дождя опять попадали в водные бассейны Земли,
где образовывали сложные органические соединения – углеводы,
белки, нуклеиновые кислоты и др.
Эти теоретические предположения были подтверждены экспериментально.
В 1953 г. ученым Чикагского университета Стенли
Миллеру и Гарольду Ури удалось экспериментальным путем получить,
пропуская электрические заряды через смесь воды (35 %),
аммиака (26 %), метана (26 %) и водорода (13 %) под давлением в
несколько паскалей при температуре 60–80 оС, ряд органических
соединений: аланин, аспарагиновую кислоту, глутаминовую кислоту,
мочевину, лимонную кислоту и др.
С. Аррениус (1859–1927)
А. И. Опарин (1894–1980)
Дж. Холдейн (1892–1964)
90 3. Эволюция организмов на Земле. Эволюция человека
Ученые П. Адельсон, С. Харада и С. Фокс позднее получили аминокислоты
и простые полипептиды
в ходе своих экспериментов (при температуре 170–180 оС в течение 6–8 часов).
Американский биохимик, лауреат Нобелевской премии Артур Корнберг в 1958 г. впервые синтезировал
в лабораторных условиях молекулы ДНК.
3. Биологический этап – формирование из белков и других органических соединений первых живых
систем, способных к метаболизму.
На этом этапе образовывались первые коацерватные капли – сгустки из сложных органических веществ.
В них накапливались белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты. Коацерваты – это еще не
живые организмы, но они уже были способны избирательно поглощать вещества и расти. В коацерватах
гидрофильные части молекул располагались кнаружи, а гидрофобные – вовнутрь. Таким образом формировались
структуры, аналогичные современным мембранам, которые и обеспечивали избирательный
транспорт веществ.
Внутри коацервата нуклеиновые кислоты вступали во взаимодействие с белками, что сделало возможным
хранение и передачу информации от нуклеиновых кислот к белкам и воспроизводство этих
простых живых систем.
Усложняясь, коацерваты образовывали первые примитивные клетки – прокариотические, из которых
в ходе дальнейшей эволюции сформировались и более сложно устроенные эукариотические клетки.
Дискуссии и споры по некоторым вопросам продолжаются до сих пор. Например, есть разные
точки зрения в отношении биологической эффективности органических веществ, синтезированных
абиогенным путём; взаимосвязи между нуклеиновыми кислотами и белками и т.д.
была предметом споров и дискуссий между идеалистами и материалистами. Как возникла жизнь? Этот
вопрос обсуждается с момента появления сознания и культуры у человека и продолжается до сих пор.
Так появились многочисленные гипотезы и теории, одни из которых основаны на простых умозаключениях,
другие – на известных фактах и экспериментальных данных.
Креационизм
Согласно этой теории, жизнь была создана некой
сверхъестественной силой, произошло это
лишь единожды и поэтому недоступно для наблюдения.
В основе этой концепции лежит абсолютная
вера, поэтому она находится вне рамок
научного исследования. Так как наука занимается
только теми явлениями, которые поддаются наблюдению,
она никогда не сможет ни доказать, ни
опровергнуть эту концепцию.
Теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения
Сторонниками этой теории были Демокрит, Аристотель, В. Харвей, Ф. Бэкон, Р. Декарт, Я. Б. ван
Гельмонт и другие ученые. И хотя теория была предложена еще в древние века, она никогда не пользовалась
большим
доверием в научном мире. Некоторые ученые восторженно принимали ее, другие –
игнорировали.
Согласно этой гипотезе, жизнь произошла из неживой материи как результат действия механических
сил природы, как путем абиогенеза (из неорганических веществ), так и путем гетерогенеза (из
мертвой органической материи). Некоторые древние ученые наивно полагали, что жизнь может возникнуть
из земли, воды, гниющих и разлагающихся остатков. По их мнению, змеи, кроты и мыши могли
зарождаться из земли; раки, лягушки, рыбы, крокодилы – из
ила; черви и насекомые – из гниющего мяса.
Ян Баптист ван Гельмонт описал эксперимент, в котором
он за три недели якобы создал мышей из грязного белья и
горстки пшеницы. Важным фактором в процессе зарождения
мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.
В 1688 году итальянский биолог Ф. Реди провел опыты,
которые противоречили теории самопроизвольного зарождения.
Он установил, что появляющиеся на гниющем мясе
маленькие червячки – это личинки мух.
С открытием микроорганизмов теория самопроизвольного
зарождения вновь становится популярной среди ученых.
Однако известный французский ученый Луи Пастер на
основе проведенных экспериментов окончательно опроверг
эту теорию и доказал справедливость теории биогенеза. Он
показал, что микроорганизмы вездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми
существами, если их не простерилизовать должным образом.
В заключение следует уточнить, что жизнь не может возникнуть путем самопроизвольного зарождения
в обычных условиях. Это уточнение является необходимым, т. к. по мнению немецкого ученого
Эрнста Геккеля, «полностью отрицать спонтанное зарождение – означает признать чудо, божественное
сотворение мира».
3. 1 Основные гипотезы зарождения жизни
Я. Б. ван Гельмонт (1579–1644)
3. Эволюция организмов на Земле. Эволюция человека 89
Теория панспермии (Анаксагор, Г. Буффон, Г. Липман, С. Аррениус,
Ф. Крик и др).
Эта теория выдвигает идею о внеземном происхождении жизни.
Жизнь, по мнению сторонников этой идеи, могла возникнуть в
разное время и в разных частях Вселенной, а затем была перенесена
на Землю.
С. Аррениус полагал, что жизнь существует везде во Вселенной,
благодаря переносу «зародышей жизни» с одних планет на другие.
При изучении материала метеоритов и комет в них были обнаружены
«предшественники живого» – жирные кислоты, аминокислоты,
углеводы, нуклеотиды и др. Ученые продемонстрировали,
что споры выдерживают пониженные температуры. Кроме того,
была показана возможность замораживания протоплазмы в специальных
условиях, без ее кристаллизации.
В настоящее время нет доказательств жизни за пределами Земли,
однако полностью эту возможность нельзя исключать.
Теория биогенеза, или биохимической эволюции (А. И. Опарин, Дж. Холдейн, С. Миллер, Г. К. Юри,
С. Фокс и др.).
Теория была предложена А. И. Опариным (1922) и Дж. Холдейном
(1929). Согласно этой теории, жизнь возникла путем абиогенного
синтеза органических веществ в специальных условиях, и
процесс этот происходил постепенно – в три этапа.
1. Неорганический этап – этап образований простейших органических
соединений из неорганических. По мнению А. И. Опарина,
это произошло около 4–4,5 млрд лет назад и стало возможным
благодаря специальным условиям в атмосфере Земли. Легкие
газы – водород, гелий, азот, кислород и аргон – уходили из атмосферы,
так как гравитационное поле нашей планеты из-за высокой
температуры (4000–8000 оС) имело низкую плотность и не могло
их удержать. Атмосфера Земли в то время состояла из аммиака,
метана, углекислого газа и паров воды, из которых под действием
мощных электрических разрядов могли возникнуть простейшие
органические соединения.
2. Органический этап – этап образования более сложных органических соединений (аминокислот,
углеводов, белков, нуклеиновых кислот). Под действием ультрафиолетовых лучей (озоновый слой отсутствовал)
вода разлагалась на водород и кислород. Водород поднимался
в атмосферу, а в присутствии кислорода образовывались
такие химические соединения, как этанол, кетоны, органические
кислоты, альдегиды. Образованные вещества поднимались в атмосферу,
а после дождя опять попадали в водные бассейны Земли,
где образовывали сложные органические соединения – углеводы,
белки, нуклеиновые кислоты и др.
Эти теоретические предположения были подтверждены экспериментально.
В 1953 г. ученым Чикагского университета Стенли
Миллеру и Гарольду Ури удалось экспериментальным путем получить,
пропуская электрические заряды через смесь воды (35 %),
аммиака (26 %), метана (26 %) и водорода (13 %) под давлением в
несколько паскалей при температуре 60–80 оС, ряд органических
соединений: аланин, аспарагиновую кислоту, глутаминовую кислоту,
мочевину, лимонную кислоту и др.
С. Аррениус (1859–1927)
А. И. Опарин (1894–1980)
Дж. Холдейн (1892–1964)
90 3. Эволюция организмов на Земле. Эволюция человека
Ученые П. Адельсон, С. Харада и С. Фокс позднее получили аминокислоты
и простые полипептиды
в ходе своих экспериментов (при температуре 170–180 оС в течение 6–8 часов).
Американский биохимик, лауреат Нобелевской премии Артур Корнберг в 1958 г. впервые синтезировал
в лабораторных условиях молекулы ДНК.
3. Биологический этап – формирование из белков и других органических соединений первых живых
систем, способных к метаболизму.
На этом этапе образовывались первые коацерватные капли – сгустки из сложных органических веществ.
В них накапливались белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты. Коацерваты – это еще не
живые организмы, но они уже были способны избирательно поглощать вещества и расти. В коацерватах
гидрофильные части молекул располагались кнаружи, а гидрофобные – вовнутрь. Таким образом формировались
структуры, аналогичные современным мембранам, которые и обеспечивали избирательный
транспорт веществ.
Внутри коацервата нуклеиновые кислоты вступали во взаимодействие с белками, что сделало возможным
хранение и передачу информации от нуклеиновых кислот к белкам и воспроизводство этих
простых живых систем.
Усложняясь, коацерваты образовывали первые примитивные клетки – прокариотические, из которых
в ходе дальнейшей эволюции сформировались и более сложно устроенные эукариотические клетки.
Дискуссии и споры по некоторым вопросам продолжаются до сих пор. Например, есть разные
точки зрения в отношении биологической эффективности органических веществ, синтезированных
абиогенным путём; взаимосвязи между нуклеиновыми кислотами и белками и т.д.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu