10.2. Основные концепции возникновения жизни.

Вопрос о том, как зародилась жизнь, волнует людей на протяжении многих тысячелетий. Можно выделить пять основных концепций, выработанных учеными на это счет: 1) концепция креационизма (божественное сотворение жизни); 2) концепция многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества; 3) концепция стационарного состояния (жизнь вечна и существовала всегда); 4) концепция панспермии (внеземное происхождение жизни); 5) концепция происхождения жизни в историческом прошлом Земли в результате процессов, подчиняющихся известным законам естествознания.

С начала ХХ в. века спор идет лишь между сторонниками двух последних концепций. При этом аргументов в пользу гипотезы о естественном происхождении жизни существенно больше, чем аргументов в пользу гипотезы панспермии^*. К таким аргументам, в первую очередь, следует отнести существование единого для всего живого на Земле генетического кода, постоянство (на протяжении миллиардов лет) массы живого вещества, на что впервые обратил внимание великий русский ученый В.И.Вернадский, единство строения макромолекул нуклеиновых кислот (линейные полимеры, свернутые всегда в правозакрученную спираль), и многое другое.

^* Концепция панспермии не решает вопроса о происхождении живого вещества во Вселенной.

Следует отметить, что у концепции происхождения жизни в историческом прошлом Земли есть два варианта. По первому из них происхождение жизни - случайность, результат случайного образования единичной “живой молекулы”. Суть другой точки зрения заключается в том, что происхождение жизни является результатом закономерного процесса эволюции материи. Эта точка зрения, получившая наибольшее признание, впервые была научно обоснована А.И. Опариным, опубликовавшим в 1924 г. книгу “Происхождение жизни”.

Основой жизни на Земле является углерод. Атомы углерода вырабатываются лишь в недрах больших звезд, т.е. “фабрика жизни”, осуществляющая производство углерода, находится не на Земле, а далеко за пределами Солнечной системы. Органические вещества могли синтезироваться еще до образования Земли, например, на поверхности космических пылинок.

Температура поверхности Земли в начальный период ее существования составляла 4 - 8 тысяч градусов. Первичная атмосфера Земли в то время содержала водород и соединения углерода и азота, кислорода, без которого сегодня трудно представить себе жизнь, не было. Однако отсутствие кислорода, как полагают некоторые ученые, явилось необходимым условием возникновения жизни, т.к. органические соединения гораздо легче создаются в восстановительной среде, нежели в окислительной.

Для возникновения жизни естественным путем сначала должны были организоваться необходимые органические соединения. Для построения любого сложного органического соединения, входящего в состав живых тел, необходим сравнительно небольшой набор блоков-мономеров (низкомолекулярных соединений): 20 аминокислот и 5 азотистых оснований. Далее (согласно гипотезе А.И. Опарина) в этом своеобразном “первичном бульоне”, содержащем все необходимые органические соединения, могли возникнуть биополимеры - белки и нуклеиновые кислоты, обладающие свойством самовоспроизводства. Этот момент и можно считать началом жизни на Земле.

Отметим, что учеными в искусственных условиях синтезированы не только многие аминокислоты, но и простейшие нуклеиновые кислоты. В качестве исходного сырья в этих экспериментах использовались смеси газов, предположительно входивших в состав земной атмосферы в период зарождения жизни, а в качестве источника энергии (без притока энергии, как мы знаем, нет эволюции) - электрический ток (разряд в газе) и ультрафиолетовое облучение.

Как произошел переход от сложных органических веществ к простейшим живым организмам – пока непонятно, этот переход труднее всего объяснить и еще труднее смоделировать. Как образовались клеточные мембраны и сами клетки, ученым также пока не ясно, нужны новые гипотезы и дальнейшие исследования.

Краткое рассмотрение эволюции форм жизни позволяет выделить в ней три этапа. На первом этапе появились клетки без ядра (прокариоты), подобные формы жизни сохранились на Земле до сих пор - это бактерии и т.н. сине-зеленые водоросли. Возраст таких самых древних организмов – не менее 3-х млрд. лет. На следующем этапе (около 2-х млрд. лет тому назад) в клетке появляется ядро. Одноклеточные организмы с ядром называют простейшими (самые простейшие из них - амебы и инфузории), их 25 - 30 тысяч. На третьем этапе (примерно 1 млрд. лет назад) появились многоклеточные организмы и произошло разделение живого мира на растительный и животный миры.