Гипотезы происхождения жизни на Земле

На этой странице вы узнаете

• Жизнь возникла в воде? Кто узнал об этом первым: наука или религия?
• Какой организм существует с мезозойской эры и не изменяется?
• Как сделать искусственного человека?

Существующее многообразие ныне живущих организмов заставляет задуматься, как, когда и почему они появились. С древнейших времен философов и ученых интересовало, как зародилась жизнь на Земле, где появилась, изначально ли она существовала на планете Земля или была занесена из космоса? Давайте в этой статье познакомимся различными научными и не совсем научными гипотезами о происхождении жизни на Земле.

Абиогенез и биогенез. Креационизм

Тема происхождения жизни на земле была и остается спорной в течение длительного времени. Условно, все гипотезы можно разделить на 2 категории: абиогенез и биогенез. Это две философии, которые описывают происхождение жизни на земле.

1. Гипотеза стационарного состояния. 2. Панспермия.

1. Креационизм. 2. Самопроизвольное зарождение жизни. 3. Биохимическая эволюция.

Креационизм

С самого  своего появления человек  наделял природу особыми сверхъестественными свойствами, например, тотенизм. С течением времени появились религии, в которых утверждалось, что настоящий мир был создан единым Богом.

За всю историю существования человечества сторонники этой теории так и не смогли привести доказательства. Но и опровергнуть тоже невозможно.

Суть гипотезы: Земля и жизнь на ней создана Богом.
Доказательства: фактических подтверждений нет. 
Ученые сторонники креационизма: К. Линней, Ж.-Б. Ламарк, Ж. Кювье.

Жизнь возникла в воде? Кто узнал об этом первым: наука или религия? Сегодня любой школьник знает, что вода — источник жизни и живые организмы впервые возникли в водной среде. Но эта тайна впервые была раскрыта в коранических и библейских текстах. А науке об этом стало известно лишь с изобретением микроскопа.

Гипотеза стационарного состояния

Гипотезу стационарного состояния называют гипотезой энтернизма. Она была предложена немецким ученым Тьерри Вильямом Прейером.

Согласно данной гипотезе, Земля никогда не возникала, она всегда существовала. Земля всегда была способна поддерживать жизнь, и если и происходили изменения, то они были незначительными. Сторонники данной гипотезы также утверждают, что виды тоже никогда не возникали, а существовали всегда, и эволюции никогда не было.

Суть гипотезы: жизнь существовала всегда.
Доказательства: фактических доказательств нет. Эта гипотеза опровергнута данными астрономических наблюдений, геологических и палеонтологических исследований и всерьез наукой не рассматривается.
Ученые сторонники: Ж. Кювье, В.И. Вернадский.

Какой организм существует с мезозойской эры и не изменяется? Самая древняя рептилия, сохранившаяся со времен динозавров и их пережившая — это трехглазая ящерица гаттерия, или туатара. Это один из самых известных аргументов сторонников гипотезы стационарного зарождения жизни. Туатара имеет третий глаз всего полгода после рождения, затем он зарастает чешуей и становится практически невидим.

Гипотеза самозарождения жизни и ее опровержение

Согласно этой гипотезе, существуют частицы, которые содержат в себе активное начало. И вот именно они помогают зародиться новой жизни. Однако, с распространением христианства, гипотеза самозарождения быстро перешла на второй план, уступив место креационизму.

Особенно активно эти идеи обсуждались в конце XVI века. Голландский ученый и врач Ян Баптиста ван Гельмонт пытался доказать данную гипотезу с помощью следующего опыта. Он поместил в шкаф глиняный горшок с грязной одеждой, зерна пшеницы и горсть пыли. Через три недели он обнаружил, что в шкафу появились мыши. Ван Гельмонт предположил, что при определенных условиях мыши способны самозарождаться. Активатором в процессе самозарождения он считал человеческий пот.

Суть гипотезы: жизнь зародилась из неживого.
Доказательства: опыт Яна ван Гельмонта.
Ученые сторонники: Аристотель, Ян ван Гельмонт, А. Левенгук.

Как сделать искусственного человека? Свой рецепт «приготовления» гомункулуса (искусственно созданного человека) алхимик Парацельс описывает так: «Возьмите известную семенную жидкость мужчины и заставьте ее гнить 7 суток в запечатанной тыкве, а затем, в течение 40 недель в лошадином желудке, ежедневно добавляя кровь. В результате произойдет живой ребенок, как дитя, родившееся от женщины». Сегодня наука пошла дальше и уже освоен такой метод, как искусственное оплодотворение.

Опровержение гипотезы самозарождения жизни

Впервые доказать невозможность такого события взялся ученый XVII века Франческо Реди.

Эксперимент, который он поставил, был настолько примитивным, что сейчас нам может показаться смешным, как видный ученый мог всерьез проводить подобные опыты. Было известно, что если кусок сырого мяса на некоторое время оставить на воздухе, довольно скоро в нем заведутся некие маленькие белые черви. То, что эти черви на самом деле личинки мух, было известно уже давно. Но еще с аристотелевских времен считалось, что личинки в мясе самозарождаются. 

Для проверки этого суждения Реди взял два горшочка, в которые разложил куски мяса, но один из них он ставил открытым, а второй — затянул тонкой тканью. Через несколько недель открытый горшок кишел личинками, а во втором горшочке мясо хоть и протухло, но никаких личинок там не оказалось.

Конечно, этот эксперимент нельзя было считать полным опровержением возможности самозарождения, и даже сам Реди продолжал считать, что некоторые организмы, например, древесные черви, могут зарождаться сами по себе.

Точку в этом вопросе поставил лишь во второй половине XIX века Луи Пастер. 

Для опровержения возможности самозарождения Пастер провел несложный опыт: он взял две пробирки с мясным бульоном и прокипятил обе, но одну оставил открытой, а вторую сразу же запаял и оставил обе в одинаковых условиях. Через несколько дней на бульоне в открытой колбе выросла плесень и колонии бактерий, а сам бульон помутнел. В запаянной же колбе бульон остался прозрачным — никакие микроорганизмы в нем не появились. 

Но против этого эксперимента появились возражения со стороны сторонников витализма — гипотезы о существовании так называемой жизненной силы, которая характерна для всего живого, способной оживлять неживое.

Они утверждали, что в запаянную колбу жизненная сила не может проникнуть, поэтому жизнь в ней не появляется. Другие ученые считали, что для развития микроорганизмов было недостаточно воздуха. Тогда Пастер повторил эксперимент, но не стал запаивать колбу, а использовал колбу с изогнутым горлышком, в которое мог проникать и воздух, и жизненная сила, а споры бактерий и плесени оседали на ее изгибах вместе с пылью и не попадали внутрь.

Конечно, на бульоне в такой колбе также ничего не выросло, но стоило отломать горлышко, как через пару дней колонии плесени и бактерий уже покрывали бульон. Так была окончательно опровергнута гипотеза о жизненной силе и вообще о возможности постоянного появления живого из неживого.

Гипотеза панспермии

Гипотеза панспермии подразумевает, что жизнь в уже готовом виде была занесена на Землю извне, например, с кометами. Однако, очевидно, что такая гипотеза не решает вопрос возникновения жизни в принципе — если жизнь и была занесена на Землю в том или ином виде, это означает, что ей все равно надо было где-то возникнуть. 

Но ученые вовсе не отказались от этой гипотезы. Так, один из первооткрывателей структуры ДНК Френсис Крик предлагал уточнение. Он предполагал, и даже приводил вполне логичные доводы, что жизнь на Землю была занесена извне (возможно, даже разумными существами), с планеты, на которой сама вероятность зарождения жизни была более высокой из-за иных условий среды. Крик назвал свою концепцию «направленной панспермией».

Суть гипотезы: жизнь на Земле занесена из Космоса.
Доказательства: вирусы космического происхождения содержат ДНК, на метеоритах находятся молекулы органических веществ, микроорганизмы имеют широкий спектр выживания.
Ученые сторонники: Ф.Крик, Г. Рихтер, Л. Оргел.

Гипотеза Опарина — Холдейна

В 20-е годы XX века была одновременно выдвинута советским ученым Александром Ивановичем Опариным и английским ученым Джоном Холдейном биохимическая «теория» эволюции. 

• 

• 

Согласно теории Опарина — Холдейна, первый океан нашей планеты представлял собой так называемый первичный бульон — смесь различных неорганических веществ (аммиака, метана и воды), из которых под воздействием постоянного нагрева и грозовых электрических разрядов возникали относительно несложные органические вещества. 

Опарин предполагал, что в этом первичном бульоне в какой-то момент начали появляться области с более высокой концентрацией некоторых веществ, которые напоминали пузырьки жира — коацерватные капли или пробионты. Из них в первичном океане возникли первые клетки, а органические вещества, усложняясь, стали образовывать белки и цепи ДНК, которые приобрели способность к самовоспроизведению.

На каком-то этапе в составе белковых пробионтов появились нуклеиновые кислоты. Это создало базовые свойства живого: способность к самовоспроизведению, сохранению и передаче наследственной информации. Поэтому пробионты теперь стали примитивными гетеротрофными протоклетками.

Суть гипотезы: жизнь — результат длительной эволюции углеродных соединений.
Доказательства: разобраны этапы становления жизни.
Ученые сторонники: Г. Юри, С. Миллер.

Опыт Миллера и Юри

В 1953 году студент Стенли Миллер и его научный руководитель Гарольд Юри провели эксперимент, доказавший возможность самопроизвольного появления органических веществ из неорганических.

Они создали аппарат, представлявший запаянную емкость, в которой находились вода, метан, аммиак, углекислый и угарный газ. Эта смесь подвергалась нагреву и воздействию электрических разрядов. 

Обнаружилось, что в результате длительного кипячения в такой смеси образовывались простые органические вещества, вплоть до некоторых несложных аминокислот. 

Тем не менее этот эксперимент никак не отвечал на вопрос о происхождении ДНК и ее способности к самоудвоению.

Сейчас ученые пытаются выяснить, какими могли быть условия, в которых формировались более сложные молекулы, нуклеотиды и аминокислоты и могли образовываться их полимеры — белки и нуклеиновые кислоты, например, ДНК.

Фактчек

• Абиогенез и биогенез — две философии, которые описывают происхождение жизни на земле.
• К биогинезу относятся гипотеза стационарного состояния (жизнь существовала всегда на Земле) и панспермии (жизнь на Землю занесена из космоса).
• К абиогенезу относятся гипотезы: креационизм (жизнь создал Бог), самозарождение жизни, биохимическая теория.
• С. Миллер и Г. Юри провели эксперимент, доказавший возможность самопроизвольного появления органических веществ из неорганических.

Проверь себя

Задание 1.
Кто опроверг гипотезу самозарождения?

1. Ж.Кювье и С. Миллер
2.  А.И. Опарин и Дж. Холдейн
3.  Л. Пастер и Ф. Реди
4.  Т. Юри и А.И. Опарин

Задание 2.
Что утверждает гипотеза креационизма?

1.  Жизнь возникла на Земле из неживого.
2.  Живое самозараждается из неживого.
3.  Жизнь создана Богом.
4.  Жизнь занесена на Землю из космоса.

Задание 3.
Что утверждают сторонники гипотезы биохимической эволюции? 

1. Все живое создано Богом.
2. Живые организмы были всегда и никогда не изменялись.
3. Живые организмы впервые возникли не на Земле и были занесены на Землю из другой планеты.
4. Живые организмы возникли в результате процессов, которые подчиняются химическим и физическим законам природы.

Задание 4.
Что доказали эксперименты Луи Пастера?

1. Самозарождение жизни.   
2. Появления живого только из живого.
3. Занесения жизни из космоса. 
4. Божественное сотворение жизни.

Ответы: 1. — 3; 2. — 3; 3. — 4; 4. — 2.