Теория происхождения жизни на Земле

ВВЕДЕНИЕ

Проблема  происхождения жизни на Земле  и возможности ее существования  в других областях Вселенной издавна  привлекала внимание как ученых и  философов, так и простых людей. За последние годы интерес к этой "вечной проблеме" значительно  возрос.

Это обусловлено  двумя обстоятельствами: во-первых, значительными успехами в лабораторном моделировании некоторых этапов эволюции материи, приведшей к зарождению жизни, и, во-вторых, стремительным развитием  космических исследований, делающих все более реальным непосредственный поиск каких-либо форм жизни на планетах Солнечной системы, а в будущем  и за ее пределами.

Происхождение жизни - один из самых таинственных вопросов, исчерпывающий ответ на который вряд ли когда-нибудь будет получен. Современная наука не располагает прямыми доказательствами того, как и где возникла жизнь. Существуют лишь логические построения и косвенные свидетельства, полученные путем модельных экспериментов, и данные в области палеонтологии, геологии, астрономии и т. п.

Теории, касающиеся возникновения жизни  на Земле, разнообразны и далеко не достоверны. Наиболее распространенными  теориями возникновения жизни на Земле являются следующие:

1. Жизнь  была создана сверхъестественным  существом (Творцом) в определенное  время (креационизм).

2. Жизнь  существовала всегда (теория стационарного  состояния).

3. Жизнь  возникала неоднократно из неживого  вещества (самопроизвольное зарождение).

4. Жизнь  занесена на нашу планету извне  (панспермия).

5. Жизнь  возникла в результате процессов,  подчиняющихся химическим и физическим  законам (биохимическая эволюция). 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. КРЕАЦИОНИЗМ

Креационизм (от лат. creaсio -- создание) -- философско-методологическая концепция, в рамках которой всё многообразие органического мира, человечества, планеты Земля, а также мир в целом, рассматриваются как намеренно созданные неким сверхсуществом (Творцом) или божеством. Никаких научных подтверждений этой точки зрения нет: в религии истина постигается через божественное откровение и веру. Процесс сотворения мира мыслится как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения.

Теории  креационизма придерживаются последователи  почти всех наиболее распространенных религиозных учений (особенно христиане, мусульмане, иудеи). Согласно этой теории, возникновение жизни относится  к какому-то определённому сверхъестественному  событию в прошлом, которое можно  вычислить. В 1650 году архиепископ Ашер из г. Арма (Ирландия) вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н. э. и закончил свой труд 23 октября в 9 часов утра, создав человека. Ашер получил эту дату, сложив возраст всех людей, упоминающихся в Библейской генеалогии, от Адама до Христа ("кто кого родил"). С точки зрения арифметики, это разумно, однако при этом получается, что Адам жил в то время, когда, как показывают археологические находки, на Ближнем Востоке уже существовала хорошо развитая городская цивилизация.

Традиционное  иудейско-христианское представление  о сотворении мира, изложенное в  Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Однако существующие противоречия не опровергают концепцию творения. Гипотеза творения не может быть ни доказана, ни опровергнута и будет  существовать всегда вместе с научными гипотезами происхождения жизни.

2. ТЕОРИЯ СТАЦИОНАРНОГО  СОСТОЯНИЯ

Согласно  этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а  если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда  не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две  возможности -- либо изменение численности, либо вымирание.

По современным  оценкам, основанным на учете скоростей  радиоактивного распада, возраст Земли  исчисляется 4,6 млрд. лет. Более совершенные  методы датирования дают все более  высокие оценки возраста Земли, что  позволяет сторонникам теории стационарного  состояния полагать, что Земля  существовала всегда.

Гипотезу  стационарного состояния иногда называют гипотезой этернизма (от лат. еternus - вечный). Гипотеза этернизма была выдвинута немецким учёным В. Прейером в 1880 г.

Взгляды Прейера поддерживал академик Владимир Иванович Вернадский (1864 - 1945), автор учения о биосфере. Вернадский считал, что жизнь -- такая же вечная основа космоса, которыми являются материя и энергия. "Мы знаем, и знаем это научно, -- твердил он, -- что Космос без материи, без энергии не может существовать. И достаточно ли материи и без выявления жизни - для построения Космоса, той Вселенной, который доступный человеческому уму?". На этот вопрос он ответил отрицательно, ссылаясь именно на научные факты, а не на личные симпатии, философские или религиозные убеждения.

Исходя  из представления о биосфере как  о земном, но одновременно и космическом  механизме, Вернадский связывал ее образование  и эволюцию с организованностью  Космоса. "Для нас становится понятным, -- писал он, -- что жизнь есть явление космическое, а не сугубо земное". Эту мысль Вернадский повторял многократно: "...начала жизни в том Космосе, который мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала этого Космоса. Жизнь вечна, поскольку вечный Космос".

3. ТЕОРИЯ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО  ЗАРОЖДЕНИЯ

Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Религиозные учения всех времен и  всех народов приписывали обычно появление жизни тому или другому  творческому акту божества. Весьма наивно решали этот вопрос и первые исследователи природы. Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают  основателем биологии, придерживался  теории спонтанного зарождения жизни. Даже для такого выдающегося ума  древности, каким являлся Аристотель, принять представление о том, что животные -- черви, насекомые и даже рыбы -- могли возникнуть из ила, не представляло особых затруднений. Напротив, этот философ утверждал, что всякое сухое тело, становясь влажным, и, наоборот, всякое мокрое тело, становясь сухим, родят животных.

Согласно  гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные "частицы" вещества содержат некое "активное начало", которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что  это активное начало содержится в  оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также  в солнечном свете, тине и гниющем  мясе.

Авторитет Аристотеля имел исключительное влияние  на воззрения средневековых ученых. Мнение этого философа в их умах причудливо переплеталось с учением  отцов церкви, зачастую давая нелепые  и даже смешные на современный  взгляд представления. Приготовление  живого человека или его подобия, "гомункулуса", в колбе, при  помощи смешения и перегонки различных  химических веществ, считалось в  средние века хотя и весьма трудным  и беззаконным, но, без сомнения, выполнимым делом. Получение же животных из неживых материалов представлялось ученым того времени настолько простым  и обычным, что известный алхимик  и врач Ван-Гельмонт (1577 - 1644 гг.) прямо дает рецепт, следуя которому можно искусственно приготовить мышей, покрывая сосуд с зерном мокрыми и грязными тряпками. Этот весьма удачливый ученый описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван- Гельмонт считал человеческий пот.

Чем дальше развивалось естествознание, чем  большее значение в деле познания природы приобретали точное наблюдение и опыт, а не одни только рассуждения  и мудрствования, тем более сужалась область применения теории самопроизвольного  зарождения. Уже в 1688 году итальянский  биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Доктор Реди простыми опытами доказал неосновательность мнений о самозарождении червей в гниющем мясе. Он установил, что маленькие белые червячки - это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

Таким образом, относительно живых существ, видимых простым глазом, предположение  о самозарождении оказалось несостоятельным. Но в конце XVII в. Кирхером и Левенгуком был открыт мир мельчайших существ, невидимых простым глазом и различимых только в микроскоп. Этих "мельчайших живых зверьков" (так Левенгук называл открытые им бактерии и инфузории) можно было обнаружить всюду, где только происходило гниение, в долго стоявших отварах и настоях растений, в гниющем мясе, бульоне, в кислом молоке, в испражнениях, в зубном налете. "В моем рту, -- писал Левенгук, -- их (микробов) больше, чем людей в соединенном королевстве". Стоит только поставить на некоторое время в теплое место скоропортящиеся и легко загнивающие вещества, как в них сейчас же развиваются микроскопические живые существа, которых раньше там не было. Откуда же эти существа берутся? Неужели же они произошли из зародышей, случайно попавших в гниющую жидкость? Сколько, значит, должно быть повсюду этих зародышей! Невольно являлась мысль, что именно здесь, в гниющих отварах и настоях и происходит самозарождение живых микробов из неживой материи.

Вопрос  запутывался все больше и больше, и только в половине XIX в. он был окончательно разрешен благодаря блестящим исследованиям гениального французского ученого Пастера.

Луи Пастер занялся проблемой происхождения  жизни в 1860 году. К этому времени  он уже многое сделал в области  микробиологии и сумел разрешить  проблемы, угрожавшие шелководству и  виноделию. Он доказал также, что  бактерии вездесущи и что неживые  материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать  должным образом. Рядом опытов он показал, что всюду, а в особенности  около человеческого жилья, в  воздухе носятся мельчайшие зародыши. Они так легки, что свободно плавают  в воздухе, лишь очень медленно и  постепенно опускаясь на землю.

В результате ряда экспериментов, в основе которых  лежали методы Спланцани, Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения.

Таинственное  появление микроорганизмов в  опытах предыдущих исследователей Пастер объяснял или неполным обеспложиванием  среды, или недостаточной защитой  жидкостей от проникновения зародышей. Если тщательно прокипятить содержимое колбы и затем предохранять его  от зародышей, которые могли бы попасть  с притекающим в колбу воздухом, то в ста случаях из ста загнивания жидкости и образования микробов не происходит.

Опыты Пастера с несомненностью показали, что самозарождения микробов в органических настоях не происходит. Все живые  организмы развиваются из зародышей, т. е. берут свое начало от других живых  существ. Однако подтверждение теории биогенеза породило другую проблему. Коль скоро для возникновения  живого организма необходим другой живой организм, то откуда же взялся самый первый живой организм? Только теория стационарного состояния  не требует ответа на этот вопрос, а  во всех других теориях подразумевается, что на какой-то стадии истории жизни  произошел переход от неживого к живому. Так как же зародилась на Земле жизнь?

4. ТЕОРИЯ ПАНСПЕРМИИ

Было  время, когда Земля, по общепринятому  теперь в науке взгляду, представляла собой раскаленный добела шар. За это говорят данные и астрономии, и геологии, и минералогии, и прочих точных наук -- это несомненно. Значит, на Земле существовали такие условия, при которых жизнь была невозможна, немыслима. Только после того, как земной шар потерял значительную часть своего тепла, рассеяв его в холодное межпланетное пространство, только после того, как охлажденные водяные пары образовали первые тепловые моря, стало возможно существование организмов, подобных тем, которые мы сейчас наблюдаем. Для разъяснения этого противоречия была создана теория, носящая довольно сложное название, -- теория панспермии (греч. panspermнa -- смесь всяких семян, от pбn -- весь, всякий и spйrma -- семя).

Одним из первых идею космических зачатков высказал в 1865 году немецкий врач Г. Э. Рихтер, утверждавший, что жизнь  вечна и зачатки ее могут переноситься с одной планеты на другую. Эта  гипотеза тесно примыкает к гипотезе стационарного состояния. Исходя из представления, что в мировом  пространстве везде носятся маленькие  частицы твердого вещества (космозои), отделившиеся от небесных тел, указанный автор допускал, что одновременно с этими частицами, может быть, прилепившись к ним, носятся жизнеспособные зародыши микроорганизмов. Таким образом эти зародыши могут переноситься с одного заселенного организмами небесного тела на другое, где жизни еще нет. Если на этом последнем уже создались благоприятные жизненные условия, в смысле подходящей температуры и влажности, то зародыши начинают прорастать, развиваться и являются впоследствии родоначальниками всего органического мира данной планеты.