...
Головна » Статті » Життя на Землі.

Гіпотези про походження життя на Землі.

Проблема походження життя та пізнаяння його суті здавна хвилювала не лише вчених, а й широкі верстви населення. Однією з основних догм ( догма - твердження, яке потребує віри без доказів) усіх релігій є ствоння життся божественную силою. Це релігійне походження(креаціонізм).
Одні вірять у біблійну історію створення, інші − в доводи сучасного природознавства, а інші згодні, що життя зародилося в океані. Багато видатних учених-біологів були глибоко віруючими людьми( Лінней, Дарвін, Павлов), були і аттеїсти - Вавилов, Шмальгаузен. Ми будемо розгядади наукові походження життя.
Їх поділяють на абіогенні (живі істоти виникли з неживої матерії) та біогенні (живі істоти походять лише від живих).

Абіогенні гіпотези

Демокріт, Евікур, Платон, Арістотель вважали, що живі істоти виникають з мулу, гною, води, ґрунту.Лінней в основу створеної ним наукової систематики поклав принцип "будь-який організм походить від собі подібного". Вчені відповилися від абіогенних поглядів у другій половині 19 ст. Після відкриття того, що клітина виникає тільки у результаті поділу материнської. Пстер довів неможливість самозародження мікроорганізмів на прикладі дріжджів і бактерій.

Гіпотеза Опаріна-Холдейна

Найбільш аргументована теорія походження життя на Землі розроблена російським ученим О. І. Опаріним та англійським Д. Холдейном, яка дістала назву «гіпотеза Опаріна-Холдейна».

Це гіпотеза про можливість виникнення сполук абіотичним шляхом, тобто без участі живої речовини, висловив у 1923 р. російський біохімік, академік О.І. Опарін, а вперше експериментально перевірив у 1953 р. американський аспірант С. Міллер. Вона ґрунтується на тому, що до складу первинної атмосфери входили Н2О, СО2, CO, H2S, NH3, CH4 та інші речовини і температура її була високою. Коли температура поверхні Землі стала нижчою за 100°С, пішли зливи. Вода заповнювала западини поверхні землі, утворювались моря й океани, в яких розчинялися різні речовини атмосфери. Досить висока температура води первісного океану і значна концентрація перелічених вище сполук були сприятливими для синтезу складних високомолекулярних органічних речовин. У синтезі цих речовин важливу роль відігравали енергія електричних розрядів, ультрафіолетове випромінювання та розпечені вулканічні викиди.

Первісний океан поступово наповнювався все складнішими і складнішими органічними полімерними сполуками − вуглеводами, амінокислотами, азотистими основами тощо. Із них абіогенним шляхом формувались первинні білки, нуклеїнові кислоти.

Правомірність абіогенного синтезу органічних сполук підтверджена численними експериментами. Абіогенним шляхом синтезовано аденін, піримідин, рибозу, дезоксирибозу, АДФ, полісахариди і полінуклеотиди.

Таким був перший етап виникнення життя на Землі. Другим етапом став процес концентрування органічних речовин у "поживному бульйоні", що супроводжувався утворенням коацерватних краплин, а далі − багатомолекулярних систем найпростішої організації − "пробіонтів", до складу яких входили поліпептидноліпоїднополінуклеотидні комплекси. Коацерватні краплини були здатні вибірково адсорбувати речовини з навколишнього середовища і за рахунок цього "рости", подрібнюватися й утворювати "дочірні" краплини. На думку О. І. Опаріна і Д. Холдейна, між коацерватними краплинами йшов добіологічний природний "добір", який був спрямований на вдосконалення молекул білків і нуклеїнових кислот, виникнення процесів матричного синтезу. В результаті такого добору утворювалися білковонуклеїноволіпоїдні системи, які характеризувалися упорядкованим обміном речовин і самовідтворенням. Тривала еволюція хімічних процесів, яку вчені розглядали як третій етап виникнення життя на Землі, спричинила перетворення окремих коацерватних краплин на перші примітивні живі істоти, які вступили в біологічний природний добір і започаткували органічний світ Землі.

У 1953 р. американський хімік С. Міллер провів експеримент, котрий, як уважалось тоді, вирішував питання про те, яким чином виникло життя на Землі. У герметичному скляному приладі вчений відтворив умови, які були характерні для первісної планети. Через газову суміш, яка вміщувала метан, аміак і водень, Міллер пропускав електричні розряди, а воду на дні приладу нагрівав, імітуючи стародавній океан. Через кілька днів дослідник виявив у колбі наявність амінокислот. Експерименти Міллера довели можливість абіогенного (небіологічного) синтезу важливих для життя молекул. Цей факт став також підтвердженням гіпотези російського вченого О. І. Опаріна про «білковий початок» розвитку життя на планеті.

Але дослідження деяких учених поставили під сумнів вихідну ідею, від якої відштовхувався у своїх експериментах С. Міллер: який був склад первісної атмосфери Землі? У результаті складних дослідів та комп'ютерного моделювання стародавньої земної атмосфери (Дж. Уокер (США) та ін.) було показано, що ультрафіолетове сонячне випромінювання, яке тоді ще не стримувалось озоновим екраном, повинно було руйнувати гідрогеновмісні молекули газів. Нині передбачається, що основними компонентами первинної атмосфери були вуглекислий газ і азот. При цьому частка вуглекислого газу в атмосфері була настільки велика, що працював «парниковий ефект», під впливом якого вода в океанах майже кипіла.
У подібних умовах синтез амінокислот був надто проблематичним.

Передбачається, що перші живі організми Землі могли бути гетеротрофами, тому що їм доступні були готові органічні молекули, які утворюються шляхом хімічного синтезу в первинному середовищі їхнього існування. З появою хемо- і фотосинтезу в атмосфері Землі з'явився і став накопичуватися кисень, після чого почав формуватись «озоновий екран»

Гіпотеза панспермії

Серед гіпотез біогенетичного виникнення життя (біогенезу) слід назвати гіпотезу панспермії (пан -усе, сперматос - насіння), яку сформулював шведський фізик С. Арреніус, а розвинув український учений В. І. Вернадський. Прихильником був Ф. Крик. Суть цієї гіпотези ґрунтується на припущенні, що організми (точніше «зародки життя») позаземного походження занесені на Землю з космосу із метеоритами та космічним пилом якоюсь космічною надцивілізацією. На сьогодні немає достовірних підтверджень позаземного виникнення мікроорганізмів, хоча їх і знайшли на метеоритах, тобто вони мають значну стійкість до космічного випромінювання.