Теорія виникнення життя
Вступ
Теорії,
що стосуються виникнення Землі і життя на ній, та і всьому Всесвіті,
різноманітні і далеко не достовірні. Згідно з теорією стаціонарного стану,
Всесвіт існував вічно. Згідно з іншими гіпотезами, Всесвіт міг
виникнути із згустку нейтронів внаслідок «Великого вибуху», народився в
одній з чорних дір або ж була створена Творцем. Всупереч існуючим
уявленням, наука не може спростувати тезу про божественне створення
Всесвіту, так само як теологічні погляди не обов'язково відкидають
можливість того, що життя в процесі свого розвитку придбало межі,
з'ясовні на основі законів природи.
Серед
безлічі теорій виникнення життя на Землі розглянемо основні: життя було
створено надприродною істотою в певний час (креаціонізм); життя
виникала неодноразово з неживої речовини (мимовільне зародження);
раптове виникнення життя (теорія панспермії); життя виникло в результаті
процесів, що підкоряються хімічним і фізичним законам (біохімічна
еволюція).
Розглянемо
ці теорії докладніше.
Креаціонізм
Згідно
цієї теорії, що Всесвіт виник в результаті цілеспрямованого розумного акта
творіння, виникнення в результаті подібного акту основних
високоорганізованих форм життя, зміни життєвих форм в межах виду в
результаті взаємодії з навколишнім середовищем, її дотримуються послідовники
майже всіх найбільш поширених релігійних навчань. У 1650 р. архієпископ Ашер з
м. Арма (Ірландія) обчислив, що бог створив світ у жовтні 4004 р. до н. е.. І закінчив
свою працю 23 жовтня в 9 ранку, створивши людину. Ашер отримав цю дату, склавши
вік всіх людей, що згадуються в біблійній генеалогії - від Адама до
Христа. З точки зору арифметики це розумне, однак при цьому виходить, що
Адам жив в той час, коли, як показують археологічні знахідки, на Близькому
Сході існувала добре розвинена міська цивілізація.
креаційна
теорія, відсунути на другий план в результаті широкого розповсюдження
еволюціонізму, отримала "друге народження" в наші дні, завдяки
розвитку науки і отриманим нею новими фактами.
креаційна
модель була основною в науці весь період її існування, практично до
початку нинішнього сторіччя. Вченими-креаціоністами були Коперник, Галілей,
Ньютон, Паскаль, Лінней, Пастер, Максвелл і багато інших.
Але
до кінця минулого століття, коли розвиток соціальних наук початок робити сильний
вплив на природознавство, почалося бурхливе зростання різноманітних теорій, часто
мають псевдонауковий характер. Найбільш революційним з них стала теорія
Дарвіна, яка до того ж добре відповідала досить популярної в цей
період в Європі часу соціальної доктрини марксизму. Досить швидко
дарвінізм розвивався і в країнах Сходу - цьому сприяла його
несуперечність основним догматам східних релігій. Саме на основі робіт
Дарвіна та його послідовників і виросла теорія еволюційного розвитку, швидко
стала найбільш поширеною. Протягом понад півстоліття вона практично
повністю панувала в науці.
І
тільки кілька десятиліть тому нові наукові відкриття змусили багатьох
вчених засумніватися в можливості дії еволюційного механізму. Крім того,
якщо еволюційна теорія має хоч якесь пояснення процесу виникнення
живої матерії, то механізми виникнення Всесвіту просто залишаються за рамками
цієї теорії.
Існує
та інше, не менш поширена помилка, що креаціонізм - суто
біблійна теорія, що спирається у своєму розвитку виключно на віру.
Дійсно, Біблія дає досить чітку схему виникнення оточуючого нас
світу, яка збігається з креаційна вченням. Тим не менше, креаціонізм
є саме наукою, що спирається на наукову методологію і результати наукових
експериментів. Дане оману випливає перш за все через дуже поверхневого
знайомства з теорією створення, а також з-за міцно склалася упередженого
відносини до цього наукового течією. В результаті цього багато людей набагато
більш прихильно ставляться до абсолютно ненаукових, не підтверджених
практичними спостереженнями та експериментами теоріям, таким, як наприклад,
фантастична "теорія контакту", що допускає можливість
штучного творіння відомої нам Всесвіту "зовнішніми
цивілізаціями ".
Креаціонізм
не вирішує проблеми вузької, суто спеціалізованої галузі наукових знань.
Кожна окрема наука, що вивчає свою частину оточуючого нас світу, органічно
є частиною наукового апарату креаціонізму, а отримані нею факти
складають цілісну картину креаційної навчання.
Основна
мета креаціонізму - сприяти пізнання людиною навколишнього світу науковими
методами і використовувати це знання для вирішення практичних потреб людства.
Креаціонізм,
як і будь-яка інша наука, має свою філософію. Філософія креаціонізму - це
філософія Біблії. І це багато разів збільшує цінність креаціонізму для
людства, яке вже встигло на власному прикладі переконатися, як важлива
філософія науки для запобігання необдуманих наслідків її розвитку.
Креаціонізм
є на сьогоднішній день найбільш послідовною і несуперечливою
теорією виникнення оточуючого нас світу. І саме його узгодженість з
численними науковими фактами самих різноманітних наукових дисциплін роблять
його найбільш перспективною платформою для подальшого розвитку людського
пізнання.
Теорія
мимовільного зародження життя
Ця
теорія була поширена в Стародавньому Китаї, Вавілоні і Єгипті як
альтернативи креаціонізму, з яким вона співіснувала.
Аристотель
(384 - 322 рр.. До н. Е..), Якого часто проголошують засновником біології,
дотримувався теорії спонтанного зародження життя. На основі власних
спостережень він розвивав цю теорію далі, пов'язую всі організми в безперервний
ряд - «сходи природи». «Тому що природа здійснює перехід від неживих
об'єктів до тварин з такою плавної послідовністю, помістивши між ними
істоти, які живуть, не будучи при цьому тваринами, що між сусідніми
групами, завдяки їх тісній близькості, ледве можна помітити різниці »
(Арістотель).
Цим
твердженням Аристотель зміцнив більш ранні висловлювання Емпедокла про
органічної еволюції. Згідно з гіпотезою Арістотеля про спонтанне зародження,
певні «частки» речовини містять якесь «активний початок», яке при
відповідних умовах може створити живий організм. Аристотель був прав, вважаючи,
що це активний початок міститься в запліднені яйці, але помилково вважав,
що воно присутнє також у сонячному світлі, твані і гниючому м'ясі.
«Такі
факти - живе може виникати не тільки шляхом парування тварин, а й
розкладанням грунту. Так само йде справа і в рослин: деякі розвиваються з
насіння, а інші ніби самозарождаются під дією всієї природи, виникаючи з
розкладається землі або певних частин рослин »(Арістотель).
З
поширенням християнства теорія спонтанного зародження життя виявилася не
в честі: її визнали лише ті, хто вірив в чаклунство і поклонявся нечистої
силі, але ця ідея все продовжувала існувати десь на задньому плані протягом
ще багатьох століть. Ван Гельмот (1577 - 1644 рр.), вельми знаменитий і щасливий
вчений, описав експеримент, в якому він за три тижні нібито створив мишей. Для
цього потрібні були брудна сорочка, темна шафа і жменя пшениці. Активним
початком в процесі зародження миші Ван Гельмот вважав людський піт. У 1688
році італійський біолог і лікар Франческо Реді, що жив у Флоренції, підійшов до
проблеми виникнення життя більш суворо і піддав сумніву теорію спонтанного
зародження. Реді встановив, що маленькі білі черевички, що з'являються на
гниючому м'ясі, - це личинки мух. Провівши ряд експериментів, він отримав дані,
підтверджують думку про те, що життя може виникнути тільки з попереднього
життя (концепція біогенезу).
«Переконання
була б втрату вважав, якщо б її не можна було підтвердити експериментом. Тому в
середині липня я взяв чотири великі посудини з широким горлом, помістив в один з
них землю, в іншій - трохи риби, в третій - вугрів з Арно, у четвертий --
шматок молочної телятини, щільно закрив їх і запечатав. Потім я помістив той же
саме в чотири інших судини, залишивши їх відкритими ... Незабаром м'ясо і риб в
незапечатаний судинах зачервілі; можна було бачити, як мухи вільно залітають
в судини і вилітають з них. Але в запечатаних судинах я не бачив жодного
черв'яка, хоча минуло багато днів, після того як у них була покладена дохла
риба »(Реді). Ці експерименти, однак, не призвели до відмови від ідеї
самозародження, і хоча ця ідея дещо відійшла на задній план, вона продовжувала
залишатися головною теорією в неклерікальной середовищі. У той час як експерименти
Реді, здавалося б, спростували спонтанне зародження мух, першим
мікроскопічні дослідження Антона ван Левенгука посилили цю теорію
стосовно до мікроорганізмів. Сам Левенгук не вступав в спори між
прихильниками біогенезу і спонтанного зародження, однак його спостереження під мікроскопом
давали їжу обом теоріям і, зрештою, спонукали інших вчених поставити
експерименти для вирішення питання про виникнення життя шляхом спонтанного
зародження.
В
1765 Ладзаро Спаланцані провів наступний досвід: піддавши м'ясні і
вовощние відвари кип'ятіння протягом кількох годин, він відразу ж їх запечатав,
після чого зняв з вогню. Дослідивши рідини через декілька днів, Спаланцані
не знайшов у них жодних ознак життя. З цього він зробив висновок, що
висока температура знищила всі форми живих істот і що без них ніщо
живе вже не могло виникнути. У 1860 році проблемою походження життя
зайнявся Луї Пастер. До цього часу він вже багато що зробив в області
мікробіології і зумів вирішити проблеми, що загрожували шовківництву і виноробства.
Він показав також, що бактерії всюдисущі і що неживі матеріали легко можуть
бути заражені живими істотами, якщо їх не стерілоізовать належним чином.
В
результаті ряду експериментів, в основі яких лежали методи Спллнцані, Пастер
довів справедливість теорії біогенезу і остаточно спростував теорію
спонтанного зародження.
Однак
підтвердження теорії біогенезу породило іншу проблему. Коль скоро для
виникнення живого організму необхідний інший живий організм, то звідки ж
узявся самий перший живий організм? тільки теорія стаціонарного стану не
вимагає відповіді на це питання, а у всіх інших теоріях мається на увазі, що на
якійсь стадії історії життя відбувся перехід від неживого до живого. Чи було
це первинним самозародження?
Теорія
стаціонарного стану
Згідно
з цією теорією, Земля ніколи не виникала, а існувала вічно, вона завжди
здатна підтримувати життя, а якщо і змінювалася, то дуже мало. Види також
існували завжди.
Оцінки
віку землі сильно варіювали - від приблизно 6000 років за розрахунками
архієпископа Ашера до 5000 • 10 6 років за сучасними оцінками, заснованим на
обліку швидкостей радіоактивного розпаду. Більш довершені методи датування
дають все більш високі оцінки віку Землі, що дозволяє прихильникам теорії стаціонарного
стану вважати, що Земля існувала вічно. Згідно з цією теорією, види
також ніколи не виникали, вони існували завжди і у кожного виду є лише
дві альтернативи - або зміна чисельності, або вимирання.
Прихильники
цієї теорії не визнають, що наявність або відсутність певних копалин
залишків може вказувати на час появи або вимирання того або іншого виду,
і приводять як приклад представника кістеперих риб - латимерія.
Прихильники теорії стаціонарного стану стверджують, що тільки вивчаючи нині
живуть види і порівнюючи їх з викопними залишками, можна робити висновок про
вимирання, та й у цьому випадку досить імовірно, що він виявиться невірним.
Використовуючи палеонтологічні дані для підтвердження теорії стаціонарного стану,
її нечисленні прихильники інтерпретують появу викопних залишків в
екологічному аспекті (збільшення чисельності, міграції в місця сприятливі
для збереження залишків і т. п.). Велика частина доводів на користь цієї теорії
пов'язана з такими неясними аспектами еволюції, як значення розривів у
палеонтологічної літописі, і вона найбільш детально розроблена саме в цьому
напрямку.
Теорія
панспермії
Ця
теорія не передбачає ніякого механізму для пояснення первинного
виникнення життя, а висуває ідею про її неземне походження. Тому її
не можна вважати теорією виникнення життя як такого, вона просто переносить
проблему в якесь інше місце у Всесвіті.
Теорія
панспермії стверджує, що життя могло виникнути один або декілька разів на
різний час і в різних частинах Галактики або Всесвіту. Для обгрунтування цієї
теорії використовується багаторазові появи НЛО ( «непізнаний літаючий
об'єкт »), наскальні зображення предметів, схожих на ракети і« космонавтів »,
а також повідомлення нібито про зустрічі з інопланетянами.
Затятим
прихильником цієї теорії був німецький учений Г. Ріхтер (1865 г). Згідно Ріхтером,
життя на Землі не виникала з неорганічних речовин, а була занесена з інших
планет. У зв'язку з цим, природно виникало питання про те, наскільки можливо
таке перенесення життя з однієї планети на іншу через величезні простори,
їх поділяють.
Питання
зводився до двох основних пунктів: за допомогою яких сил може відбуватися
перенос зародків життя з однієї планети на іншу і чи можуть ці зародки
зберегти життєздатність під час подорожі з космічного простору.
Згідно
уявленням цієї теорії в XIX столітті, спори бактерій та інших мікроорганізмів
могли бути занесені на Землю з метеоритами. Сучасні ж прихильники теорії
панспермії вважають, що основна маса органічних речовин, які з'явилися
матеріалом, з якого виникали живі істоти, доставлена на планету
метеоритами.
Радянські
і американські дослідження в космосі дозволяють вважати, що, ймовірність
виявити життя в межах нашої Сонячної системи нікчемна, - однак вони не
дають ніяких відомостей про можливе життя поза цією системою. При вивченні
матеріалів «попередники живого» - такі речовини, як ціаногени, синильна
кислота і органічні сполуки, які, можливо, зіграли роль «насіння»,
що падали на голу Землю. З'явився ряд повідомлень про знаходження в метеоритах
об'єктів, що нагадують примітивні форми життя, однак доводи на користь їх
біологічної природи поки не здаються вченим переконливими.
І
так, ми побачили, що теорія панспермії не може служити для вирішення питання про
походження життя, вона лише намагається пояснити появу життя на Землі, але
не її першого виникнення. У цьому сенсі вона тільки відсуває проблему, не
дозволяючи її.
Біохімічна
еволюція
Серед
астрономів, геологів і біологів прийнято вважати, що вік Землі становить
приблизно 4,5 - 5 млрд. років.
За
думку багатьох біологів, в минулому стан нашої планети було мало схоже на
нинішнє: ймовірно температура на поверхні була дуже високою (4000 - 8000 ° С), і
в міру того, як Земля остигала, вуглець і більше тугоплавкі метали
конденсованих і утворили земну кору; поверхню планети була, ймовірно,
голою і нерівною, оскільки на ній внаслідок вулканічної активності,
переміщень і стиснень кори, викликаних охолоджуванням, відбувалося утворення складок
і розривів.
Вважають,
що гравітаційне поле ще недостатньо щільної планети не могло утримувати
легкі гази: водень, кисень, азот, гелій і аргон, і вони йшли з
атмосфери. Але прості з'єднання, що містять серед інших ці елементи (вода,
аміак, CO2 і метан). До тих пір, поки температура Землі не впала нижче 100 ° C,
вся вода знаходилася в пароподібному стані. Атмосфера була, по видимому,
«Відновною», про що свідчить наявність в самих древніх горнах
породах металів у відновленій формі (наприклад, двовалентне залізо).
Більш молоді породи містять метали в окисленої формі (Fe3 +). Відсутність
кисню, ймовірно, було необхідною умовою для виникнення життя; як
показують лабораторні досліди, органічні речовини (основа життя) набагато
легше утворюються в атмосфері бідноой киснем.
В
1923
А.І. Опарін, виходячи з теоретичних міркувань, висловив думку, що
органічні речовини, можливо вуглеводні, могли створюватися в океані з
більш простих сполук. Енергію для цих процесів постачала інтенсивна
сонячна радіація, головним чином ультрафіолетове випромінювання, що падало на
Землю до того, як утворився шар озону, який став затримувати велику її
частину. На думку Опаріна, різноманітність що знаходилися в океанах простих
з'єднань, площа поверхні Землі, доступність енергії і масштаби часу
дозволяють припустити, що в океанах поступово нагромадилися органічні
речовини і утворився «первинний бульйон», в якому могло виникнути життя.
В
1953
Стенлі Міллер у ряді експериментів моделював умови, імовірно
що існували на первісній Землі. У створеній ним установці (рис. 1) йому
вдалося синтезувати багато речовин, що мають важливе біологічне значення, в
тому числі ряд амінокислот, аденін і простий цукор, такий як рибоза. Після
цього Орджел в Інституті Солка в схожому експерименті синтезував нуклеотидні
ланцюга довжиною в шість мономірних одиниць (прості нуклеїнові кислоти).
Пізніше
виникло припущення, що в первинній атмосфері у відносно високої
концентрації містився двоокис вуглецю. Нещодавні експерименти, проведені
з використанням установки Міллера, в яку вмістили суміш CO2 і H2O, і
тільки слідові кількості інших газів, дали такі ж результати, які
отримав Міллер. Теорія Опаріна завоювала широке визнання, але вона не вирішує
проблеми, пов'язані з переходом від складних органічних речовин до простих живих
організмам. Саме в цьому аспекті теорія біохімічної еволюції представляє
загальну схему, прийнятну для більшості біологів.
Опарін
вважав, що вирішальна роль в перетворенні неживого в живе належала білків.
Завдяки амфотерності білків вони здібні до утворення колоїдних
гідрофільних комплексів - притягають до себе молекули води, що створюють навколо
них оболонку. Ці комплекси можуть відокремлюватися від водної фази, в якій вони
суспендировані, і утворювати свого роду емульсію. Злиття таких комплексів
один з одним призводить до відділення колоїдів від середовища - процес, званий коацерваціей.
Багаті колоїдами коацервати, можливо, були здатні обмінюватися з
навколишнім середовищем речовинами і виборче нагромаджувати різні сполуки,
особливо кристалоїди. Колоїдний складу даного коацервату, очевидно, залежав
від складу середовища. Різноманітність складу «бульйону» в різних місцях вела до
відмінностей в складі коацерватів і постачала таким чином сировину для
«Біохімічного природного відбору».
Передбачається,
що в самих коацерватах що входять в їх склад речовини вступали в подальші
хімічні реакції, при цьому відбувалося поглинання коацерватами іонів металів
і утворення ферментів. На кордоні між коацерватами і середовищем шикувалися
молекули ліпідів, що призводило до утворення примітивної клітинної мембрани,
забезпечувала коацерватами стабільність. В результаті включення в коацервати
предсуществующей молекули, здатної до самовідтворення і внутрішньої
перебудови покритого ліпідної оболонкою коацервату, могла виникнути первинна
клітина. Збільшення розмірів коацерватів і їх фрагментація, можливо, вели до
утворення ідентичних коацерватів, які могли поглинати більше компонентів
середовища, так, що цей процес міг продовжуватися. Така гадана
послідовність подій повинна була призвести до появи примітивного
самовідтворюються гетеротрофного організму, питались органічними
речовинами первинного бульйону.
Хоча
цю гіпотезу походження життя визнають дуже багато вчених, у деяких вона
викликає сумніви через велику кількість припущень і припущень. Астроном
Фред Хойл недавно висловив думку, що думка про виникнення життя в результаті
описаних вище випадкових взаємодій молекул «так же безглузда і
неправдоподібна, як твердження, що ураган, що пронісся над сміттєзвалищем,
може привести до збирання Боїнга-747 ».
Самое
важкий для цієї теорії - пояснити появу здатності живих систем до
самовідтворення. Гіпотези з цього питання поки малопереконливі.
Висновок
Багато
з цих «теорій» і пропоновані ними пояснення існуючої різноманітності видів
використовують одні й ті ж дані, але роблять наголос на різні їх аспекти. Наукові
теорії можуть бути сверхфантастіческімі з одного боку, і сверхскептіческімі --
з іншого. Теологічні міркування також можуть знайти собі місце в цих рамках в
залежності від релігійних поглядів їх авторів. Одним з головних пунктів
розбіжностей, навіть ще в додарвіновскіе часи, бал питання про співвідношення між
науковими та теологічними поглядами на історію життя.
Список літератури
1.
Жіряков В. Г. Органічна хімія. М. 2000.
2.
Біологія. Под ред. Д. К. Бєляєва М. 2006.
3.
Концепції сучасного природознавства. Под ред. В. Н. Лавріенко М. 2007.
4.
Кульов А.В. «Загальна біологія» 10 клас, методичний посібник. Санкт-Петербург:
Паритет, 2001 рік.
5.
Опарін АІ. «Походження життя». Москва: Молода гвардія, 1954р.
6.
Метьюс Руперт «Як починалася життя». Із серії книжок «Що було до нашої ери».
Волгоград: «Книга», 1992 рік.
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://referat.ru
