Тема 14.
Гипотезы происхождения
органической жизни на Земле
Вопрос о происхождении жизни на Земле интересовал ученых с
древних времен. Самая ранняя из гипотез принадлежит Аристоте-
лю, который считал, что живые организмы могут спонтанно (само-
произвольно) возникать из неживого материала (черви – из почвы,
мухи – из гнилого мяса).
Опроверг точку зрения Аристотеля итальянский врач и естество-
испытатель Ф. Реди, в XVII веке провозгласив принцип «живое –
только из живого» (опыты Реди). Окончательное доказательство пра-
воты Ф. Реди принадлежит Л. Пастеру (золотая медаль Французской
Академии наук, описание колбы Пастера). Заслуга Ф. Реди состоит
еще и в том, что он поколебал незыблемые, казалось, основы креа-
ционизма – второй концепции, касающейся божественного создания
жизни, которой придерживалось большинство философов и естество-
испытателей того времени.
В пользу третьей концепции – стационарного состояния – выска-
зываются противники эволюции (таковые имеются и в настоящее
время): жизнь существовала всегда, у нее не было начала, поэтому
нечего и обсуждать. Однако концепция биологической эволюции дос-
таточно серьезно аргументирована, и отрицать ее нелогично (см. Те-
му 13).
Четвертая концепция – панспермия – это идея внеземного, косми-
ческого происхождения жизни. Ее автором является шведский хи-
мик С. Аррениус, ее поддерживал и наш выдающийся соотечествен-
ник, основоположник геохимии и автор учения о биосфере В.И. Вер-
надский, принадлежавший к русским космистам. Аргументами в
пользу этой концепции являются обнаруженные в космических объ-
ектах – метеоритах – органические соединения, которые могли сыг-
рать роль «предшественников живого», а также найденные на глу-
бинах до 3000 м в литосфере и на высотах до 25 км в стратосфере
живые споры (об этих клетках см. в Теме 12). Правда, остается от-
Концепции современного естествознания
59
крытым вопрос о том, откуда эти споры появились в Космосе. Далее
сторонники данной концепции вступают уже в область фантастики:
существуют целые Галактики, планетные системы которых генери-
руют эти «семена жизни», разносящиеся затем по Вселенной, и там,
где они попадают в благоприятные условия, начинает развиваться
жизнь.
Наконец, пятая концепция – биохимическая: органическая жизнь
зародилась на Земле случайно, однократно, 3,5 млрд лет назад из
неорганического материала. В Теме 10 «Науки о Земле» уже было
сказано о блестящем опыте С. Миллера и Г. Юри, которые, пропус-
тив через смесь газов, соответствующую составу атмосфере перво-
зданной Земли, получили аминокислоты. Это говорит о том, что та-
кой путь возникновения органических соединений был возможен. В
связи с этим возникает следующий вопрос: как был подобран сущест-
вующий в настоящее время набор из 20 аминокислот? Возможно, су-
ществовали и другие генетические коды, определяющие другие на-
боры аминокислот, но соответствующие им эволюционные линии
оборвались, не выдержав конкуренции с другими линиями, которым
удалось выжить…
Биохимическую гипотезу выдвинули независимо русский биохи-
мик А.И. Опарин в 1924 г. и английский ученый Дж. Холдейн в 1929
г. Основным химическим элементом, лежащим в основе состава всех
живых организмов, является углерод. Оба автора предложили более
или менее вероятные механизмы, с помощью которых из углерода,
кислорода, водорода и азота могли синтезироваться почти все моно-
меры, необходимые живой клетке. Напомним, что в атмосфере пер-
возданной Земли не было свободного кислорода, и возникшие орга-
нические вещества могли накопиться в достаточных количествах в
первобытном океане. Идеи Опарина и Холдейна не были поддержа-
ны большинством ученых того времени, считавших, что Л. Пастер
раз и навсегда доказал невозможность самопроизвольного зарожде-
ния живого из неживого. Однако доказательство Пастера касается
современных условий с окислительной обстановкой, а в биохимиче-
ской концепции речь идет об условиях первозданной Земли с восста-
новительной обстановкой. В настоящее время биохимическая кон-
цепция А.И. Опарина и Г. Холдейна является общепринятой. В соот-
ветствии с этой гипотезой, процесс возникновения жизни можно раз-
делить на пять этапов:
Разумова Е.Р.
60
1. Образование планеты (примерно 4,5 млрд лет назад) с газовой
оболочкой, в которой было сырье для возникновения органических
соединений.
2. Синтез органических соединений (аминокислот, сахаров, ор-
ганических оснований, жиров) из неорганического сырья.
3. Полимеризация образовавшихся мономеров с получением бел-
ковых и полинуклеотидных цепей в водной среде.
4. Накопление органических биополимеров в Мировом океане и
образование «коацерватных капель» с собственной индивидуально-
стью, отделенных от водной среды оболочкой из жироподобных ве-
ществ.
5. Возникновение репродуктивного аппарата, т.е. способности к
размножению. Появление жизни на Земле – это возникновение нук-
леиновых кислот, именно здесь лежит граница неживого и живого.
Первые примитивные клетки были безъядерными (пробионты) и
питались имеющимися в «первозданном бульоне» органическими
веществами или своими собратьями, т.е. были гетеротрофами. Далее
живые организмы, ставшие предками растений, «научились» улав-
ливать солнечную энергию и запасать ее в химических связях орга-
нических веществ, т.е. стали автотрофами. Таким образом, уже через
миллиард лет после образования планеты, в архее, на ней появи-
лись живые организмы, способные к самовоспроизведению. В проте-
розое появляются клетки, имеющие оформленное ядро (эукариоты).
Первые ядерные организмы были одноклеточными (простейшими).
Далее появились многоклеточные. На протяжении архея и протеро-
зоя жизнь развивалась в водной среде, и только в палеозойскую эру
вышла на сушу. Весьма существенно отметить, что эволюция не
только творила новые, более приспособленные и сложные формы
жизни, но сохраняла и некоторые старые, т.е. шла путем создания
разнообразия живых организмов (породив млекопитающих и цвет-
ковые растения, она сохранила бактерии и сине-зеленые водоросли,
т.е. прокариотов).
Контрольные вопросы по Теме 14:
1. В чем суть концепции панспермия и кто ее автор?
2. Кто выдвинул биохимическую гипотезу происхождения жизни?
3. Когда и где зародилась жизнь на Земле?
Литература: 5, 8, 9, 21.
Концепции современного естествознания
61