Які є основні теорії виникнення життя на Землі? – Ч. 2

До гіпотези панспермії примикає точка зору астрономів Ч. Вікрамасингх (Шрі-Ланка) і Ф. Хойл (Великобританія). Вони вважають, що в космічному просторі, в основному в газових і пилових хмарах, у великій кількості присутні мікроорганізми, де вони, на думку вчених, і утворюються. Далі ці мікроорганізми захоплюються кометами, які потім, проходячи поблизу планет, «сіють зародки життя».

Біохімічна теорія

Першу наукову теорію щодо походження живих організмів на Землі створив радянський біохімік А.І. Опарін (1894-1980). У 1924 р. він опублікував роботи, в яких виклав уявлення про те, як могло виникнути життя на Землі. Відповідно до цієї теорії, життя виникло в специфічних умовах стародавньої Землі і розглядається Опаріним як закономірний результат хімічної еволюції сполук вуглецю у Всесвіті.

На Опаріна, процес, що призвів до виникнення життя на Землі, може бути розділений на три етапи:

  • виникнення органічних речовин;
  • освіту з простіших органічних речовин біополімерів (білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпідів та ін);
  • виникнення примітивних самовідтворюються організмів.

Теорія біохімічної еволюції має найбільшу кількість прихильників серед сучасних вчених. Земля виникла близько п'яти мільярдів років тому; спочатку температура її поверхні була дуже високою (до декількох тисяч градусів). У міру її остигання утворилися тверда поверхня (земна кора – літосфера).

Атмосфера, спочатку складалася з легких газів (водень, гелій), не могла ефективно утримуватися недостатньо щільною Землею, і ці гази замінювалися важкими: водяною парою, вуглекислим газом, аміаком і метаном. Коли температура Землі опустилася нижче 100 º С, водяна пара почала конденсуватися, утворюючи світовий океан. У цей час, у відповідності з уявленнями А.І. Опаріна, відбувся абіогенний синтез, тобто в первинних земних океанах, насичених різними простими хімічними сполуками, «в первинному бульйоні» під впливом вулканічного тепла, розрядів блискавок, інтенсивної ультрафіолетової радіації та інших факторів середовища почався синтез більш складних органічних сполук, а потім і біополімерів . Утворенню органічних речовин сприяла відсутність живих організмів – споживачів органіки – і головного окислювача – кисню. Складні молекули амінокислот випадково об'єднувалися в пептиди, які, в свою чергу, створили початкові білки. З цих білків синтезувалися первинні живі істоти мікроскопічних розмірів.

Найбільш складною проблемою в сучасній теорії еволюції є перетворення складних органічних речовин на прості живі організми. Опарін вважав, що вирішальна роль в перетворенні неживого в живе належить білкам. По-видимому, білкові молекули, притягаючи молекули води, утворювали колоїдні гідрофільні комплекси. Подальше злиття таких комплексів один з одним призводить до відділення колоїдів від водного середовища (коацервація). На кордоні між коацерватами (від лат. coacervus – згусток, купа) і середовищем шикувалися молекули ліпідів – примітивна клітинна мембрана. Передбачається, що колоїди могли обмінюватися молекулами з навколишнім середовищем (прообраз гетеротрофного харчування) і накопичувати певні речовини. Ще один тип молекул забезпечував здатність до самовідтворення. Система поглядів А.І. Опаріна отримала назву «коацерватная гіпотеза».

Гіпотеза Опаріна була лише першим кроком у розвитку біохімічних уявлень про виникнення життя. Наступним кроком стали експерименти Л.С. Міллера, який в 1953 році показав, як з неорганічних складових первинної земної атмосфери під впливом електричних розрядів і ультрафіолетового випромінювання можуть утворюватися амінокислоти та інші органічні молекули.

Академік РАН В.М. Пармон і ряд інших вчених пропонують різні моделі, що дозволяють пояснити, як в середовищі насиченої органічними молекулами можуть протікати автокаталітіческіе процеси, реплікується деякі з цих молекул. Одні молекули реплікуються успішніше, інші – гірше. Так запускається процес хімічної еволюції, яка передує еволюції біологічній.

На сьогоднішній день серед біологів переважає гіпотеза РНК-світу, яка стверджує, що між хімічною еволюцією, в якій розмножувалися і конкурували окремі молекули і повноцінним життям, заснованої на моделі ДНК-РНК-білок, був проміжний етап, на якому розмножувалися і конкурували між собою окремі молекули РНК. Вже є дослідження, що показують, що деякі молекули РНК володіють автокаталітіческіх властивостями і можуть забезпечувати самовідтворення без участі складних білкових молекул.

Сучасна наука ще далека від вичерпного пояснення, як конкретно неорганічна речовина досягла високого рівня організації, характерного для процесів життєдіяльності. Тим не менш, ясно, що це був багато ступінчастий процес, в ході якого рівень організації речовини крок за кроком підвищувався. Відновити конкретні механізми цього ступінчастого ускладнення – завдання майбутніх наукових досліджень. Ці дослідження йдуть по два основних напрямки:

  • зверху вниз: аналіз біооб'єктів та вивчення можливих механізмів утворення їх окремих елементів,
  • знизу вгору: ускладнення «хімії» – вивчення все більш складних хімічних сполук.

Поки домогтися повноцінного з'єднання цих двох підходів не вдалося. Тим не менш, біоінженери вже зуміли «по кресленнях», тобто, за відомим генетичним кодом і структурі білкової оболонки зібрати з біологічних молекул найпростіший живий організм – вірус. Тим самим доведено, що для створення живого організму з неживої матерії не потрібно надприродного впливу. Так що необхідно лише відповісти на питання, як цей процес міг пройти без участі людини, у природному середовищі.

Широкого поширено «статистичне» заперечення проти абіогенного механізму виникнення життя. Наприклад, в 1966 р. німецький біохімік Шрамм підрахував, що ймовірність випадкового поєднання 6000 нуклеотидів в РНК-вірус тютюнової мозаїки: 1 шанс з 102 000. Це надзвичайно низька ймовірність, яка вказує на повну неможливість випадкового утворення подібної РНК. Проте насправді це заперечення побудовано некоректно. Воно виходить з припущення, що вірусна молекула РНК повинна утворитися «з нуля» з розрізнених амінокислот. У разі ступінчастого ускладнення хімічних і біохімічних систем ймовірність розраховується зовсім інакше. Крім того, немає ніякої необхідності отримати саме такий вірус, а не якийсь інший. З урахуванням цих заперечень виходить, що оцінки ймовірність виникнення вірусної РНК занижені до повної неадекватності і не можуть розглядатися як переконливе заперечення проти абіогенної теорії виникнення життя.

Джерела:

  • elementy.ru – В.Н. Пармон. Нове в теорії появи життя, «Хімія і життя» № 5, 2005.
  • evolbiol.ru – В.Н. Снитніков. Астрокаталіз як стартовий етап геобіологіческіх процесів. Життя створює планети? / / В кн.: Еволюція біосфери та біорізноманіття. До 70-річчя А.Ю. Розанова. М.: КМК, 2006. С. 49-59.
  • elementy.ru – Олександр Марков. Таємниця походження життя скоро буде розгадана? – 12.01.2009;
  • slovo.ws – розвиток уявлень про виникнення життя. Гіпотези походження життя на Землі;
  • revolution.allbest.ru – реферат на тему: «Основні гіпотези про виникнення життя на Землі»;
  • ru.wikipedia.org – Вікіпедія: Виникнення життя;
  • ateismy.net – основні теорії виникнення життя на Землі;
  • evolution.powernet.ru – виникнення життя на Землі, як виглядала первісна Земля, еволюція життя на Землі: від простого до складного;
  • intrae.narod.ru – походження життя.

Додатково від Генона:

  • Які є основні теорії походження людини?
  • Що таке конвергентна еволюція? На кого можуть бути схожі інопланетяни? (В одній відповіді)

Category: Наука та освіта

Comments (Прокоментуй!)

There are no comments yet. Why not be the first to speak your mind.

Leave a Reply