Основные концепции происхождения жизни

Загадка появления жизни на Земле с незапамятных времен волнует людей. На протяжении веков менялись взгляды на эту проблему, высказывались разнообразные гипотезы и концепции. Некоторые из них получили широкое распространение и доминировали в те или иные периоды развития естествознания.

Концепция креационизма имеет самую длинную историю в культуре человечества, так как практически во всех мифологических и религиозных системах возникновение жизни рассматривается как акт сверхъестественного творения.

Концепция креационизма, по существу, научной не является, т.к. предлагает положения, даже не предполагающие доказательства. Частью креационистского мировоззрения является витализм.

Витализм (от лат. vitalis – жизненный) предполагает обусловленность жизненных явлений в биологических системах присутствием в них особой нематериальной, непознаваемой сверхъестественной силы. В трактовке сущности живого витализм исходит из представлений об абсолютности различия явлений органической и неорганической природы. Зарождение витализма происходило во времена античности. Так, древнегреческий философ Платон говорил о бессмертной душе – «психее», оживляющей растительный и животный мир, а его ученик философ и ученый Аристотель выдвинул идею о существовании особой нематериальной силы «энтелехии», управляющей явлениями живой природы. Наиболее ярко витализм проявился во взглядах греческого философа Плотина (204–270), который утверждал наличие в живой природе особого «животворящего духа». Имеется предположение, что им впервые было выдвинуто понятие «жизненной силы», которое было использовано в последующих виталистических теориях.

Современные виталисты пытаются доказать нематериальный характер жизни и невозможность понять ее сущность, утверждая, что живая природа, в отличие от неживой, организуется и управляется особым творческим началом, которое является одним из атрибутов Бога.

Концепция стационарного состояния. Сторонники теории вечного существования жизни считают, что Земля никогда не возникала, а существовала вечно, и вместе с ней всегда существовали различные виды живого. При этом одни из них при изменении условий окружающей среды вымерли, другие переместились в новые биологические ниши, а третьи резко изменили численность. Также сторонники данной теории считают, что и виды животных никогда не возникали, а существовали всегда. Строго говоря, эту теорию нельзя относить к концепциям именно происхождения жизни, и ее главный посыл противоречит представлениям об универсальном эволюционизме, в том числе современным представлениям об этапах развития Вселенной. Однако, как можно заметить, обозначенные выше положения вполне согласуются с концептом вечной и бесконечной материи, существующей в абсолютных формах пространства и времени. Понятия «вечность» и «бесконечность» фактически мистичны для конечного мира, поэтому столь вульгарный ответ креационизму, как несотворенность (вечность) конкретных проявлений материи, неабсурден в рамках такого варианта материализма, но противоречит концепции «Большого взрыва».

Концепция самопроизвольного зарождения жизни долгое время была единственной альтернативой креационизму. Считалось, что все низшие организмы появляются путем самозарождения.

Ученые Средневековья, например, допускали, что рыбы могли зародиться из ила, мыши – из грязи, мухи – из мяса и т.д. Эти положения отражали житейский опыт и не противоречили бытовой практике широкой публики.

В середине XIX в. французский ученый Л. Пастер своими опытами окончательно доказал научную несостоятельность концепции спонтанного самозарождения организмов. Но, опровергнув эту концепцию, ученый не предложил никакой другой идеи. Поэтому в середине XIX в. наука не могла ничего сказать о том, как возникла жизнь на Земле.

Концепция самозарождения жизни, несмотря на свою ошибочность, сыграла позитивную роль в развитии естествознания, поскольку опыты, призванные подтвердить ее, помогли получить богатый эмпирический материал для развивающейся биологической науки.

Концепция панспермии. Практически одновременно с опытами Пастера была высказана гипотеза о занесении живых существ на Землю из космоса, получившая позднее название концепции панспермии. Эта теория допускала возможность возникновения жизни в разное время в разных частях Галактики и перенесения ее на Землю тем или иным способом (например, вместе с метеоритами или космической пылью). Концепция панспермии была поддержана многими известными учеными, что способствовало ее широкому распространению.

Основы этой концепции были разработаны немецким биологом Г. Рихтером (1818-1876) и шведским ученым С. Аррениусом (1859–1927). В соответствии с этой теорией в космическом пространстве существуют так называемые «споры жизни», которые, попадая в благоприятные условия на поверхности Земли, могут стать зародышами многочисленных биологических структур.

Прямых свидетельств в пользу космического происхождения жизни в настоящее время не существует. Однако Космос может быть поставщиком низкомолекулярных органических соединений, которые, возможно, находятся в составе выпадающих на Землю метеоритов, частиц близко пролетающих комет и космической пыли. В некоторых из свежевыпавших на Землю метеоритах обнаружен ряд аминокислот, которые могут служить строительным материалом для белковых молекул. Подсчитано, что Земля, проходя через пылевое облако в течение 1 млрд лет, могла получить с космической пылью 10¹³ кг органического материала.

Тем не менее, серьезных аргументов нет. Есть даже весомые доводы против данной концепции. Дело в том, что, хотя спектр возможных условий для существования живых организмов достаточно широк, все же считается, что они должны погибнуть в космосе под действием ультрафиолетовых и космических лучей.

Теория биохимической эволюции. Концепция А.И. Опарина. Одним из главных препятствий, стоявших в начале XX в. на пути решения проблемы возникновения жизни, было господствовавшее тогда в науке и основанное на повседневном опыте убеждение, что между органическими и неорганическими соединениями не существует никакой взаимосвязи. Считалось, что природа неорганических веществ совершенно иная, поэтому возникновение даже простейших организмов из неорганических веществ практически невозможно.

Однако после того, как из обычных химических элементов было синтезировано первое органическое соединение, представление об отсутствии связи между органическими и неорганическими веществами оказалось несостоятельным. В результате этого открытия возникли органическая химия и биохимия, изучающие химические процессы в живых организмах.

Кроме того, данное научное открытие позволило создать концепцию биохимической эволюции, согласно которой жизнь на Земле возникла в результате спонтанных физических и химических процессов.

Исходную основу этой гипотезы составили данные о сходстве веществ, входящих в состав растений, животных, о возможности в лабораторных условиях синтезировать органические вещества, составляющие белок.

Эти открытия легли в основу концепции А.И. Опарина, опубликованной в 1924 г. в книге «Происхождение жизни», в которой была изложена принципиально новая гипотеза о происхождении жизни, суть которой сводилась к следующему: зарождение жизни на Земле – длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой. И произошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганических под влиянием сильнодействующих физико-химических факторов.

Рассматривая проблему возникновения жизни путем биохимической эволюции, Опарин выделяет три этапа перехода от неживой материи к живой:

1) синтеза исходных органических соединений из неорганических веществ в условиях первичной атмосферы ранней Земли;

2) формирования в первичных водоемах Земли из накопившихся органических соединений биополимеров, липидов, углеводородов;

3) самоорганизации сложных органических соединений, возникновение на их основе и эволюционное совершенствование процессов обмена веществом и воспроизводства органических структур, завершающееся образованием простейшей клетки.

Несмотря на всю экспериментальную обоснованность и теоретическую убедительность, концепция Опарина имеет как сильные, так и слабые стороны.

Сильной стороной концепции является достаточно точное соответствие ее химической эволюции, согласно которой зарождение жизни является закономерным результатом добиологической эволюции материи. Убедительным аргументом в пользу этой концепции служит также возможность экспериментальной проверки ее основных положений.

Слабая же сторона концепции – в невозможности объяснения самого момента скачка от сложных органических соединений к живым организмам, ведь ни в одном из поставленных экспериментов получить жизнь так и не удалось.