Проблема жизни в естествознании

Вопросы возникновения жизни и мышления выходят за рамки биологии и представляют общенаучный интерес. Могут ли живые существа и жизненные процессы объяснены понятиями специальных научных дисциплин, таких как физика, химия, биология и др.? Возможно ли такое сложное явление как жизнь свести к последовательности элементарных событий, описываемых фундаментальными законами физики? Если да, то в какой степени? На вопрос, что такое жизнь? полного ответа сейчас дать не представляется возможным.

Мы не располагаем точным неоспоримым ответом на более простой вопрос, по какому признаку можно определить, является ли данный объект живым или неживым?

Примеры.

1. Образование спирта и углекислоты - процесс, который протекает одинаково и в клетке виноградины и в виноградном соке. Виноградный сок – живой объект?

2. Вирусы с точки зрения структуры – это нуклепротеиды – химические соединения белков и нуклеиновых кислот, т.е., вещества неживые, но, попав в клетку, становятся паразитами, а паразиты не могут быть неживыми.

3. В мире микробов клетка факультативного анаэроба в кислородной среде «дышит» кислородом, а в бескислородной среде живет за счет энергии брожения, т.е., живет, но иначе.

4. В результате аварии разрушен мозг, но сердце, другие органы можно брать для пересадки. Что живет дальше?

В истории изучения жизни всегда проявлялась склонность к сознательной приверженности к той или иной убежденности или учению. В настоящее время главными теориями возникновения жизни можно считать следующие теории.

1. Креационизм – жизнь создана сверхестественным существом в определенное время. В 1650 году архиепископ Ашер (Ирландия) вычислил, что бог сотворил мир в октябре 4004 года до нашей эры и закончил труд 23 октября в 9 часов утра, создав человека.

2. Жизнь возникала неоднократно из неживого вещества. Аристотель считал, что возможно спонтанное зарождение живых организмов: «Живое может возникнуть не только в результате спаривания, но при разложении почвы. Но в 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Рэди, проведя ряд экспериментов, пришел к выводу, что «живое только из живого». Но остался вопрос: откуда и как появился первый живой организм?

3. Жизнь существовала всегда. Эта точка зрения вообще не рассматривает происхождение жизни.

4. Жизнь занесена на Землю извне. Эта теория тоже не дает ответа на вопрос: как возникло живое там, откуда оно было занесено?

5. Жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам.

В 1953 году Стенли Миллер из смеси метана, аммиака, водорода, кислорода, растворенных в воде, при пропускании слабых электрических разрядов, при температуре около 60 градусов по шкале Цельсия, получил 15 аминокислот, в том числе глицин, аланин и аспаргиновую кислоту. (Всего аминокислот около 100). Т.о., если на Земле, примерно 4 миллиарда лет назад, образовался «первичный бульон» из таких растворенных газов, то в нем могли возникнуть аминокислоты и начаться процесс формирования более сложных белковых молекул и их комплексов. Эту идею высказал ещё в 1871 году Чарльз Дарвин, а А.И. Опарин в 1923 году, исходя из теоретических соображений, пришел к такому обоснованному выводу. Слияние белковых комплексов могло привести к образованию коацерватных капель. Богатые коллоидами коацерваты, возможно, могли обмениваться веществом с внешней средой и избирательно накапливать различные соединения. В коацерватах в свою очередь протекали химические реакции, т.е., могло идти образование ферментов, на границе между коацерватами и внешней средой выстраивались молекулы липидов, что приводило к образованию мембраны и могло привести к образованию клетки и к возникновению примитивного, самовоспроизводящегося гетеротрофного организма, питавшегося органическими веществами первичного бульона. Хотя такой процесс маловероятен, но не исключён. Первые коацерваты были только гетеротрофные, т. к. для образования питательных веществ нужны сложные молекулы, да и сами реакции сложны. Случайное появление сложных органических веществ, способных использовать солнечную энергию для синтеза новых клеточных материалов привело к образованию клеток с автотрофным питанием.

Жизнь, явление космическое, естественный этап самоорганизации материи, Однако это не означает, что это неизбежный этап её развития, скорее всего, это одна из возможностей её самоорганизации, одна из виртуальных форм. Важно понимание того, что переход от неживого к живому – это лишь один из этапов единого процесса самоорганизации и бесконечного усложнения форм существования материи.

Тому, что живое вещество имеет земное происхождение, есть несколько подтверждающих фактов. Во-первых, всё живое вещество и его продукты всегда оптически активны. Почему живое вещество построено из левых оптических изомеров – не известно. И пока «космический живой материал», оказавшийся на Земле, оптически нейтрален. Второе доказательство земного происхождения жизни – это единый генетический код для всего живого и единый «алфавит», состоящий из 20 аминокислот и четырёх азотистых оснований – аденина, тимина, гуанина и цитозина.

Несмотря на всё известное и домысливаемое, проблема возникновения жизни остаётся нерешенной и при всех успехах биохимии ответы на абсолютное большинство вопросов носит умозрительных характер. Подробности перехода от сложных неживых веществ к простым живым организмам покрыты тайной.