Гипотезы о возникновении жизни на Земле

4. Гипотеза панспермии (внеземное происхождение жизни).

       Согласно  этой гипотезе, жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. 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.

       Эта теория приобрела  в научном мире много сторонников, между которыми были даже такие выдающиеся умы, как Г. Гельмгольц, С. Аррениус, Дж. Томсон, П. П. Лазарев и др. Ее защитники стремились, главным образом, научно обосновать возможность такого переноса зародышей с одного небесного тела на другое, при котором сохранялась бы жизнеспособность этих зародышей. Ведь на самом деле, в конце концов, главный вопрос заключается именно в том, может ли спора совершить такое длительное и полное опасностей путешествие как перелет из одного мира в другой, не погибнув, сохранив способность прорасти и развиться в новый организм. Ведь необходимо преодолеть холод межпланетного пространства ниже 220°, световые лучи, воздушную атмосферу.

       Ученые  проводили множество  исследований и выяснили, что зародыши микроорганизмов холод выносят превосходно. Они сохраняют свою жизнеспособность даже после шестимесячного пребывания при 200° ниже нуля, что дает право предполагать, что, по крайней мере, некоторые из зародышей могут перенести страшный холод межпланетного пространства. Также зародыши выдерживают испытание сильного освещения, т.к. в межпланетном пространстве отсутствует кислород воздуха, что ослабляет неблагоприятное воздействие. Далее зародышу нужно пройти воздушную атмосферу Земли, в которой, вследствие трения о воздух сгорают различные метеориты. Подобной же участи должны подвергнуться и зародыши. Однако различные соображения показывают, что подобного рода гибель не является обязательной. Есть основания предполагать, что, по крайней мере, некоторые из зародышей, попавшие в атмосферу той или иной планеты, доберутся до ее поверхности жизнеспособными.

       Вместе  с тем не нужно  забывать о тех  колоссальных астрономических  промежутках времени, в течение которых  Земля могла засеваться зародышами из других миров. Эти промежутки исчисляются миллионами лет! Если за это время из многих миллиардов зародышей хотя бы один добрался благополучно до поверхности Земли и нашел здесь подходящие для своего развития условия, то этого было бы уже достаточно для образования всего органического мира. Эта возможность при современном состоянии науки представляется хотя и маловероятной, но допустимой; во всяком случае, нет фактов, которые ей прямо противоречили бы.

       Однако  теория панспермии является ответом только на вопрос происхождении  земной жизни, а отнюдь не на вопрос о происхождении жизни вообще, перенося проблему в другое место Вселенной.

       “Одно из двух, - говорит  Гельмгольц. - Органическая жизнь или когда-либо началась (зародилась), или существует вечно”. Если признать первое, то теория панспермии теряет всякий логический смысл, так как если жизнь могла зародиться где-либо во Вселенной, то, исходя из однообразия мира, мы не имеем никаких оснований утверждать, что она не могла зародиться и на Земле. Поэтому сторонники данной теории принимают положение о вечности жизни. Они признают, что “жизнь только меняет свою форму, но никогда не создается из мертвой материи”.

       В конце 60-х годов  возобновилась популярность этой теории. Это  было связано с  тем, что при изучении метеоритов и комет  были обнаружены многие «предшественники живого» - органические соединения, синильная кислота, вода, формальдегид, цианогены. В 1975 году в лунном грунте и метеоритах были найдены предшественники аминокислот. Сторонники панспермии считают их «семенами, посеянными на Земле». В 1992 году появились работы американских ученых, где они на основании исследования материала, подобранного в Антарктиде, описывают наличие в метеоритах остатков живых существ, напоминающих бактерии.

       Современные приверженцы концепции  панспермии (в числе  которых - лауреат  Нобелевской премии английский биофизик Ф. Крик) считают, что жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами с помощью летательных аппаратов. Доказательством этого являются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на космодромы, а также сообщения о произошедших встречах с инопланетянами.

       К гипотезе панспермии примыкает точка  зрения астрономов Ч. Викрамасингха (Шри-Ланка) и Ф. Хойла (Великобритания). Они считают, что  в космическом  пространстве, в основном в газовых и пылевых облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы. Далее эти микроорганизмы захватываются кометами, которые затем, проходя вблизи планет, «сеют зародыши жизни». Другие учёные высказывают мысль о перенесении «спор жизни» на Землю светом (под давлением света).

       В общем, интерес к  теории панспермии не угасает до сего времени. 

       1.5. Гипотеза биохимической эволюции А. И. Опарина.

       Первую  научную теорию относительно происхождения живых  организмов на Земле  создал советский  биохимик А. И. Опарин (г.р. 1894). Согласно этой гипотезе, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли и рассматривается Опариным как закономерный результат химической эволюции соединений углерода во Вселенной.

       По  Опарину, процесс, приведший  к возникновению  жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

       1. Возникновение органических  веществ.

       2. Образование из  более простых  органических веществ  биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов  и др.).

       3. Возникновение примитивных  самовоспроизводящихся  организмов.

       Теория  биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников  среди современных  учёных. Земля возникла около пяти миллиардов лет назад; первоначально  температура её поверхности  была очень высокой (4000 - 80000С). По мере её остывания  образовались твёрдая поверхность (земная кора - литосфера). Атмосфера, первоначально состоявшая из лёгких газов (водород, гелий), не могла эффективно удерживаться недостаточно плотной Землёй, и эти газы заменялись более тяжёлыми: водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном. Когда температура Земли опустилась ниже 1000C, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это время, в соответствии с представлениями А. И. Опарина, состоялся абиогенный синтез, то есть в первоначальных земных океанах, насыщенных разными простыми химическими соединениями, «в первичном бульоне» под влиянием вулканического тепла, разрядов молний, интенсивной ультрафиолетовой радиации и других факторов среды начался синтез более сложных органических соединений, а затем и биополимеров. Образованию органических веществ способствовало отсутствие живых организмов - потребителей органики - и главного…окислителя…-…кислорода. Сложные молекулы аминокислот случайно объединялись в пептиды, которые, в свою очередь, создали первоначальные белки. Из этих белков синтезировались первичные живые существа микроскопических размеров.

       Наиболее  сложной проблемой  в современной  теории эволюции является превращение сложных  органических веществ  в простые живые  организмы. Опарин полагал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. По-видимому, белковые молекулы, притягивая молекулы воды, образовывали коллоидные гидрофильные комплексы. Дальнейшее слияние таких комплексов друг с другом приводило к отделению коллоидов от водной среды (коацервация). На границе между коацерватом (от лат. coacervus - сгусток, куча) и средой выстраивались молекулы липидов - примитивная клеточная мембрана. Предполагается, что коллоиды могли обмениваться молекулами с окружающей средой (прообраз гетеротрофного питания) и накапливать определённые вещества. Ещё один тип молекул обеспечивал способность к самовоспроизведению.

       Теория  была обоснована, кроме  одной проблемы, на которую долго  закрывали глаза  почти все специалисты  в области происхождения  жизни. Если спонтанно, путем случайных безматричных синтезов в коацервате возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то как они могли копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам? Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения - внутри коацервата и в поколениях - единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур.

2. СОВРЕМЕННЫЕ ВОЗЗРЕНИЯ НА ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

       У теории А.И. Опарина  и других подобных гипотез есть один существенный недостаток: нет ни одного факта, который бы подтвердил возможность абиогенного  синтеза на Земле  хотя бы простейшего живого организма из безжизненных соединений. В многочисленных лабораториях мира осуществлены тысячи попыток такого синтеза. Например, американский ученый С. Миллер, исходя из предположений относительно состава первичной атмосферы Земли, в специальном приборе пропускал электрические разряды через смесь метана, аммиака, водорода и паров воды. Ему удалось получить молекулы аминокислот - тех основных «кирпичиков», из которых складывается основа жизни - белки. Эти опыты были многократно повторены, кое-кому из ученых удалось получить довольно длинные цепочки пептидов (простых белков). И только! Ни одного хотя бы простейшего живого организма никому не посчастливилось синтезировать. Ныне среди ученых популярностью пользуется принцип Реди: «Живое - лишь от живого».

       Но  предположим, что  такие попытки  когда-то увенчаются успехом. Что докажет  такой опыт? Лишь то, что для синтеза  жизни нужны ум человека, сложная  развитая наука и  современная техника. Ничего этого на первоначальной Земле не было. Больше того, синтез сложных органических соединений из простых противоречит второму закону термодинамики, который запрещает переход материальных систем от состояния большей вероятности к состоянию меньшей, а развитие от простых органических соединений к сложным, потом от бактерий к человеку происходил именно в этом направлении. Здесь мы наблюдаем ничто иное, как творческий процесс. Второй закон термодинамики непреложный закон, единственный закон, который ещё ни разу не был подвергнут сомнению, нарушен или опровергнут. Поэтому порядок (генная информация) не может стихийно возникнуть из беспорядка случайных процессов, что и подтверждается теорией вероятности.

       Современный американский астрофизик Ч. Викрамасингхе  так образно высказал невозможность абиогенного  синтеза: «Быстрее ураган, который пронесется над кладбищем старых самолетов, соберет новенький суперлайнер из кусков лома, чем в результате случайного процесса возникнет из своих компонентов жизнь».

       Противоречат  теории абиогенного  синтеза и геологические  данные. Как бы далеко мы не проникали вглубь геологической истории, не находим следов «азойской эры», то есть периода, когда на Земле не существовало жизни.

       Земная  форма жизни чрезвычайно  тесно связанная  с гидросферой. Об этом свидетельствует  хотя бы тот факт, что вода является основной частью массы любого земного организма (человек, например, большее чем на 70 % состоит из воды, а такие организмы, как медуза - на 97-98 %). Очевидно, что жизнь на Земле сформировалось лишь тогда, когда на ней появилась гидросфера, а это, по геологическим сведениям, произошло почти с начала существования нашей планеты. Многие из свойств живых организмов обусловленные именно свойствами воды, самая же вода есть феноменальное соединение.

       Некоторые ученые считают, что  вся гидросфера Земли, в сущности, есть одна гигантская «молекула» воды. Установлено, что вода может активироваться естественными электромагнитными полями земного и космического происхождения (в частности искусственного). Чрезвычайно интересным было недавнее открытие французскими учеными «памяти воды». Возможно, то, что биосфера Земли есть единый суперорганизм, и обусловлено этими свойствами воды? Ведь все организмы - это составные части, «капли» этой супермолекулы земной воды.

       Есть  некоторые основания  считать, что на Земле  параллельно с  «нашей» формой жизни существует другая ее разновидность. К ним относят некоторые виды НЛО (неопознанных летающих объектов), образования, похожие на шаровые молнии, а также невидимые для глаза, но фиксируемые цветной фотопленкой летающие в атмосфере энергетические «сгустки», которые в ряде случаев проявляли разумное поведение.

       Таким образом, сейчас есть основания утверждать, что жизнь на Земле  появилась с самого начала ее существования  и возникла, по словам Ч. Викрамасингхе, «от  всепроникающей общегалактической  живой системы».

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

       За  последние десять лет  понимание  происхождения жизни  сделало огромные успехи. Остается надеяться, что следующее  десятилетие принесет еще больше: новые  исследования очень  активно ведутся  во многих областях.