Лекция №6. Основные концепции происхождения жизни

Основные концепции происхождения жизни:

1. Концепция креационизма;

2. Концепция стационарного состояния;

3. Концепция самопроизвольного зарождения жизни;

4. Концепция случайного однократного появления жизни;

5. Теория биохимической эволюции. Концепция А.И. Опарина.

Загадка появления жизни на Земле с незапамятных времен волнует людей. На протяжении веков менялись взгляды на эту проблему, высказывались разнообразные гипотезы и концепции. Некоторые из них получили широкое распространение и до­минировали в те или иные периоды развития естествознания. К такого рода концепциям происхождения жизни относят:

• концепцию креационизма, утверждающую, что жизнь создана сверхъестественным существом в результате акта творения;

• концепцию стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь существовала всегда;

• концепцию самопроизвольного зарождения жизни, осно­вывающуюся на идее многократного возникновения жиз­ни из неживого вещества;

• концепцию панспермии, утверждающую, что жизнь зане­сена на Землю из космоса;

• концепцию случайного однократного происхождения жизни;

• концепцию закономерного происхождения жизни путем биохимической эволюции.

Такое разнообразие взглядов вызвано тем обстоятельством, что точно воспроизвести или экспериментально подтвердить процесс зарождения жизни сегодня невозможно. Отмеченные теории преимущественно опираются на умозрительные пред­ставления исследователей.

Концепция креационизма

Концепция креационизма имеет самую длинную историю, так как практически во всех религиях возникновение жизни рас­сматривается как акт Божественного творения, свидетельством чего является наличие в живых организмах особой силы, кото­рая управляет всеми биологическими процессами.

Концепция креационизма, по существу, научной не является, ведь она возникла в рамках религиозного мировоззрения. Она утверждает, что жизнь такова, какова она есть, потому что такой ее сотворил Бог. Тем самым практически снимается вопрос о науч­ном решении проблемы происхождения жизни, так как все рели­гии требует принимать это положение на веру, без доказательств.

Концепция стационарного состояния

Сторонники теории вечного существования жизни считают, что Земля никогда не возникала, а существовала вечно, и вместе с ней всегда суще­ствовали различные виды живого. При этом одни из них при изменении условий окружающей среды вымерли, другие пере­местились в новые биологические ниши, а третьи резко измени­ли численность. Большая часть аргументов в пользу этой теории основана на исследованиях палеонтологов, выявивших исчезно­вение некоторых видов животных в процессе эволюции, отсутст­вие следов переходных звеньев между разными видами живого и все более высокими оценками возраста Земли. В разные геоло­гические эпохи менялись лишь формы жизни. Также сторонни­ки данной теории считают, что и виды животных никогда не воз­никали, а существовали всегда. Строго говоря, эту теорию нельзя относить к концепциям происхождения жизни, поскольку воп­рос о происхождении жизни в ней принципиально не стоит.

Концепция самопроизвольного зарождения жизни

Концепция самопроизвольного зарождения жизни долгое вре­мя была единственной альтернативой креационизму. Считалось, что все низшие организмы появляются путем самозарождения. Ученые Средневековья, например, допускали, что рыбы могли зародиться из ила, мыши — из грязи, мухи — из мяса и т. д.

Однако начиная с XVII в. стали накапливаться данные про­тив такого понимания происхождения жизни. В 1668 г. итальян­ский естествоиспытатель и врач Ф. Реди сформулировал знаме­нитый принцип: «все живое — от живого». Поэтому он стал ос­новоположником концепции биогенеза, утверждавшей, что жизнь возникает только из предшествующей жизни.

В середине XIX в. французский ученый Л. Пастер своими опытами окончательно доказал научную несостоятельность кон­цепции спонтанного самозарождения организмов. Но, опро­вергнув эту концепцию, ученый не предложил никакой другой идеи. Поэтому в середине XIX в. наука не могла ничего сказать о том, как возникла жизнь на Земле.

Концепция самозарождения жизни, несмотря на свою оши­бочность, сыграла позитивную роль в развитии естествознания, поскольку опыты, призванные подтвердить ее, помогли полу­чить богатый эмпирический материал для развивающейся био­логической науки.

Концепция панспермии

Практически одновременно с опы­тами Пастера немецким ученым Г. Рихтером была высказана ги­потеза о занесении живых существ на Землю из космоса, полу­чившая позднее название концепции панспермии (от греч.рап — весь, зрегта — семя). Эта теория допускала возможность возник­новения жизни в разное время в разных частях Галактики и пе­ренесения ее на Землю тем или иным способом (например, вме­сте с метеоритами или космической пылью).

Концепция панспермии была поддержана многими известны­ми учеными, что способствовало ее широкому распространению.

Тем не менее серьезных аргументов в нее нет. Есть даже серьезные доводы против данной концепции. Дело в том, что, хотя спектр возможных условий для существования живых орга­низмов достаточно широк, все же считается, что они должны по­гибнуть в космосе под действием ультрафиолетовых и космиче­ских лучей.

Кроме того, концепция панспермии не решает проблемы происхождения жизни. Она лишь выносит ее за пределы Земли: если жизнь была занесена на Землю из космоса, то где и как она возникла там?

Концепция случайного однократного появления жизни

Не­способность рассмотренных теорий и концепций дать убедитель­ное и аргументированное объяснение происхождения жизни привели в начале

XX в. к дальнейшим поискам решения этой проблемы. Американский генетик Г. Меллер выдвинул гипотезу о случайном возникновении первичной молекулы живого веще­ства, согласно которой живая молекула, способная размножать­ся, могла возникнуть случайно в результате взаимодействия про­стейших веществ. Он считает, что элементарная единица наслед­ственности — ген — является основой жизни, поэтому и жизнь в форме гена возникла путем случайного сочетания атомных группировок и молекул.

Тем не менее, идея случайного возникновения ДНК при всей своей внешней наукообразности, по степени доказательности не отличается от концепции креационизма.

Теория биохимической эволюции. Концепция А.И. Опарина

Одним из главных препятствий, стоявших в начале XX в. на пути решения проблемы возникновения жизни, было господствовав­шее тогда в науке и основанное на повседневном опыте убежде­ние, что между органическими и неорганическими соединения­ми не существует никакой взаимосвязи. Считалось, что природа неорганических веществ совершенно иная, поэтому возникнове­ние даже простейших организмов из неорганических веществ совершенно невозможно. Однако после того, как из обычных хи­мических элементов было синтезировано первое органическое со­единение, представление об отсутствии связи между органичес­кими и неорганическими веществами оказалось несостоятельным. В результате этого открытия возникли органическая химия и био­химия, изучающие химические процессы в живых организмах.

Кроме того, данное научное открытие позволило создать кон­цепцию биохимической эволюции, согласно которой жизнь на Земле возникла в результате спонтанных физических и химиче­ских процессов. Исходную основу этой гипотезы составил и дан­ные о сходстве веществ, входящих в состав растений, животных, о возможности в лабораторных условиях синтезировать органи­ческие вещества, составляющие белок.

Эти открытия легли в основу концепции А. И. Опарина, опуб­ликованной в 1924 г. в книге «Происхождение жизни», в кото­рой была изложена принципиально новая гипотеза о происхож­дении жизни, суть которой сводилась к следующему: зарож­дение жизни на Земле — длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой. И произошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганических под вли­янием сильнодействующих физико-химических факторов.

Рассматривая проблему возникновения жизни путем биохи­мической эволюции, Опарин выделяет три этапа перехода от неживой материи к живой:

1) синтеза исходных органических соединений из неорга­нических веществ в условиях первичной атмосферы ранней Земли;

2) формирования в первичных водоемах Земли из накопив­шихся органических соединений биополимеров, липидов, угле­водородов;

3) самоорганизации сложных органических соединений, воз­никновение на их основе и эволюционное совершенствование процессов обмена веществом и воспроизводства органических структур, завершающееся образованием простейшей клетки.

Несмотря на всю экспериментальную обоснованность и тео­ретическую убедительность, концепция Опарина имеет как силь­ные, так и слабые стороны.

Сильной стороной концепции является достаточно точное соответствие ее химической эволюции, согласно которой зарож­дение жизни является закономерным результатом добиологической эволюции материи. Убедительным аргументом в пользу этой концепции является также возможность экспериментальной проверки ее основных положений.

Слабой стороной концепции является невозможность объяс­нения самого момента скачка от сложных органических соеди­нений к живым организмам, ведь ни в одном из поставленных экспериментов получить жизнь так и не удалось.