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