8) Теории происхождения жизни на Земле

Самой древней теорией происхождения жизни является теория креационизма, согласно которой, жизнь на Земле была создана высшим разумом – Богом. Теория креационизма является псевдонаучной, так как она противоречит накопленным данным об устройстве мира. Позже была создана теория так называемого «научного креационизма», сторонники которой утверждали, что можно найти доказательства божественного сотворения мира в рамках научной методологии. (виды растений и животных, первоначально созданные богом, неизменны. Но в последствии было доказано то, что все живые существа были созданы со способностью к ограниченному ряду изменений.).

В качестве альтернативы теории креационизма в Древнем Египте, Китае и Вавилоне существовала теория самозарождения, которая казалась довольно правдоподобной с точки зрения античных представлений. Приверженцем этой теории был известный древнегреческий ученый и философ Аристотель. Он полагал, что определенные частицы вещества содержат некое «активное начало», из которого при благоприятных условиях может образоваться живой организм. Например, если оставить мясо, то через некоторое время на нем появляются маленькие белые червячки. Аристотель считал мясо активным началом. Значительно позже известный ученый Ван Гельмот описал эксперимент, в котором за три недели он якобы создал мышей. Для этого следовало бросить в темный шкаф грязную рубашку с запахом пота и горсть пшеницы. Через три недели в шкафу появляются мыши. Активным началом в этом процессе Ван Гельмот считал человеческий пот.

В 1860 году проблемой происхождения жизни занимался французский химик Луи Пастер. Он проводил опыты с питательными средами. Ученый установил, что если питательную среду оставить на открытом воздухе, то через некоторое время в ней появляются и начинают размножаться бактерии. В другом опыте Луи Пастер прокипятил питательную среду, в процессе чего добился ее стерильности. Пастер присоединил к герметично закрытой колбе, содержащей питательную среду, s-образную трубку со свободным концом. При этом хорошо прокипяченная среда на протяжении долгого времени оставалась стерильной, в ней не наблюдалось «самозарождение» жизни. Этот факт шел в разрез с теорией самозарождения. Позже было установлено, что бактерии и их споры, которые содержатся в воздухе, оседают на изогнутой трубке, не могут проникнуть в питательную среду и нарушить ее стерильность.

Окончательный крах теория самозарождения потерпела лишь в 1688 году, когда итальянский биолог и врач Франческо Реди установил, что маленькие белые червячки, которые появляются на мясе – это личинки мух. Таким образом, он получил подтверждение тому, что живые существа могут возникнуть только от живых существ.

Существует теория, согласно которой Земля никогда не возникала, а существовала вечно, как и жизнь на ней. Эта теория получила название теории стационарного состояния. Однако она противоречит данным современной астрономии, указывающей на конечное существование звезд и окружающих их планет. На основании расчетных данных, учитывающих скорости радиоактивного распада изотопов, ученые оценили возраст Земли в 4,5 млрд. лет, что опять же противоречит теории стационарного состояния. В настоящее время данная теория не представляет научного интереса и имеет лишь историческое значение.

В 1865 году немецкий ученый Г. Рихтер выдвинул теорию, согласно которой жизнь была занесена на Землю с других планет. Такими предполагаемыми переносчиками жизни могли быть метеориты и другие космические тела. Теория Рихтера получила название теории панспермии. Ее поддерживали такие известные ученые, как Г. Гельмгольц и С. Аррениус. Однако после открытия негативного воздействия космического излучения на биологические объекты, теория панспермии ослабла. Но, не смотря ни на что, теория панспермии не решает принципиального вопроса о происхождении жизни, она лишь отдаляет его в более далекое и неизведанное прошлое вселенной.

В начале XX века советский биохимик А.И. Опарин, опираясь на научные факты, разработал принципиально новую теорию происхождения жизни, названную теорией биохимической эволюции. А.И. Опарин считал, что раньше атмосфера Земли сильно отличалась от современной и состояла в основном из метана, аммиака, двуокиси углерода и водяных паров. Он выдвинул теорию о том, что органические вещества могли образоваться из неорганических соединений первичной атмосферы под воздействием солнечного излучения и электрических разрядов, возникающих а атмосфере. В ходе такого абиогенного синтеза в океане накопилось достаточно большое количество органических соединений, и из этого «первичного бульона» возникли первые примитивные формы жизни.

В 1953 году Стэнли Миллер, смоделировал условия, существовавшие на Земле в древности. Воздействуя на смесь газов электрическими разрядами, имитирующими молнию, и ультрафиолетовым излучением, Миллер получил многие органические вещества, имеющие важное биологическое значение, в том числе аминокислоты и сахара.

Опарин считал, что первым шагом к возникновению примитивных живых организмов являлось образование коацерватных капель путем самосборки полимерных молекул. Такие коацерватные капли были способны поглощать извне различные вещества по типу открытых систем. При включении в коацерваты мономеров и катализаторов, могли происходить дальнейшие реакции полимеризации, приводящие к увеличению размеров коацервата и его делению на дочерние коацерваты. Таким образом, коацерваты могли расти, размножаться и осуществлять обмен веществ с окружающей средой. При «естественном отборе» некоторые коацерваты «эволюционировали» в результате включения в них молекул, способных хранить и передавать генетическую информацию. Из таких систем, включающих молекулы ДНК или РНК мог возникнуть первый примитивный живой организм.

Но, не смотря на то, что теорию биохимической эволюции признают очень многие ученые, в ней есть свои недостатки. Теория неспособна предложить решение проблемы точного воспроизведения эффективных белковых структур, случайно появившихся в отдельных коацерватах.

Вряд ли люди смогут когда-нибудь точно сказать, как именно зародилась жизнь. На пути к истине есть несколько преград: во-первых, никто никогда не сможет в точности воссоздать те условия, которые были на первобытной Земле и, во-вторых, процессы, которые в итоге привели к созданию живых организмов, шли на протяжении огромного количества времени.