Если свести в таблицу гипотезы происхождения жизни на Земле, придуманные в разные времена, для нее не хватит листа А4, так много разных вариантов и теорий было разработано людьми с давних пор. Три основные и самые крупные группы предположений – это связь с божественной сущностью, естественная эволюция и космическое заселение. У каждого варианта есть последователи и противники, но основной научный вариант – это теория биохимии. Рассмотрим разные системы и представления о том, как зародилась органическая жизнь на нашей планете.
Оно само!
Один из вариантов объяснения происхождения и развития жизни на Земле – самопроизвольное зарождение. Впервые такие идеи родились очень и очень давно. Как считают ученые, стартом всему была неживая материя, и именно из нее появилась органика. Были организованы многочисленные опыты, задачей которых было либо подтвердить правильность предположения, либо опровергнуть его. В свое время Пастеру дали премию за эксперименты с кипящим в колбе бульоном, поскольку они позволили доказать, что жизнь происходит лишь только из живого. Но это не отвечало на вопрос о том, откуда взялись те самые организмы, давшие старт процессу.
Внешние силы
С давних пор бытуют в обществе представления о происхождении жизни на Земле, объясняющие все божественным вмешательством. Предположительно, все живое на планете появилось одномоментно, а случилось это, потому что некое высшее существо изъявило свою волю и задействовало свое уникальное могущество. Это существо должно обладать невероятной силой, способностями, непостижимыми для человека. Кто именно создал жизнь, мнения расходятся. Иные называют создателя Абсолютом, другие – верховным божеством, неким великим разумом.
Впервые такое объяснение придумали в древние времена. Мировые религии базируются именно на таком предположении. В настоящий момент не удалось опровергнуть предположение, так как нет однозначного научного ответа, позволяющего объяснить все те процессы, явления, которые наблюдаются на нашей планете.
Панспермия и стационарность
Один из вариантов, дающий представление о том, каково происхождение жизни человека на Земле, как появились другие виды и формы органической жизни, предполагается рассматривать космос как некий постоянный, стабильный объект. Вечность становится постоянным состоянием, а жизнь лишь есть внутри него. Она способна перемещаться между разными планетами. Предположительно, путешествия реализованы через метеориты. Правда, астрофизики доказали, что вселенная сформировалась 16 миллиардов лет, а причиной этого стал первичный взрыв. Такие научные выкладки противоречат теории панспермии, что не мешает ряду последователей отстаивать свою правоту.
Биохимия
Если говорить кратко, гипотеза происхождения жизни на Земле, связанная со спецификой биохимических процессов – это доминирующая в научном мире в наши дни. Впервые ее сформулировал известный биохимик Опарин. Исходя из его работ, жизненные формы появились за счет эволюции химических взаимодействий. Такие реакции – база органической жизни. Вероятно, сначала сформировалось космическое тело (наша планета), затем – атмосфера. Следующим шагом эволюции стал органический синтез, реакции, результатами которых были незаменимые для нашей жизни вещества. Миллионы, миллиарды лет ушли на эволюционирование видов и формирование того разнообразия жизни, которое можно наблюдать в настоящее время.
Корректность этой теории подтверждается рядом научных экспериментов. Хотя в настоящее время она и считается основной, есть ряд противников, не согласных с объяснением.
Дарвин: начало
Впервые знаковый труд этого ученого, навсегда вписавшего себя в историю науки нашей цивилизации, увидел свет в 1860-ом. Именно тогда на прилавках книжных магазинов появилось издание, в котором рассматривалась научная теория происхождения жизни на Земле. В наши дни про идеи Дарвина слышал любой образованный человек. Как считал этот выдающийся ученый, человек – это продукт эволюции, результат жесточайшего естественного отбора. Предположительно, наш вид произошел от обезьян, причем условия существования и нюансы развития, случайные особенности и среда позволили зародиться разуму. Прав ли был Дарвин или ошибался, мнения и по сей день расходятся. Многие убеждены, что доказательства теории неубедительны, поэтому принимать ее к сведению неразумно.
Эксперименты и теории: бывают и странные
Если свести все известные теории происхождения жизни на Земле в таблицу, отдельные строки в ней, наверняка, вызовут улыбку или немалое удивление у образованного человека. К примеру, в семнадцатом столетии научный деятель Гельмонт сообщил, что он смог сотворить мышь заново и у него на это ушло всего лишь три недели. Чтобы добиться успеха, пришлось взять пшеницу, испачканную рубашку, а эксперимент проводился в темном шкафу. Согласно теории Гельмонта, ключевым фактором успеха стал человеческий пот, являющийся основной движущей силой жизни. По мнению этого ученого семнадцатого века, за счет пота неживое перерождается в живое. Развивая свою теорию, исследователь посчитал, что источником происхождения лягушек было болото, а черви появились из почвы. Правда, так и не удалось выяснить, что стало фундаментом появления человека.
В 1865-ом впервые озвучили кратко теорию происхождения жизни на Земле, предлагающую искать объяснение в космических пространствах. Автором выступил ученый из Германии - Рихтер. Согласно его предположению, живые клетки на нашу планету проникли с метеоритами и пылью из космического пространства. Один из факторов, позволяющих предположить, что в этой гипотезе есть зерно истины – повышенная стойкость ряда организмов к радиации и пониженным температурам. Впрочем, реальных фактов, которые бы могли составить заслуживающую внимания доказательную базу, нет.
Больные и здоровые, истинные и ложные
Как можно узнать из мировой истории, о происхождении жизни на Земле говорили и спорили, дискутировали очень много, не меньше ставили экспериментов. В 1973 году свет увидела новая теория, авторами которой выступили Оргел, Крик. Они предположили, что органическая жизнь на планете – результат преднамеренного заражения. Ученые посчитали, что на Землю были посланы беспилотники, приспособленные для космических полетов, и именно с ними проникли клетки. Вероятно, все это организовала некая инопланетная высокоразвитая цивилизация, которой грозила катастрофа, возможно, полное уничтожение в силу непреодолимого фактора. Люди, которые населяют нашу планету сегодня, как считали Крик и Оргел – отдаленные потомки той инопланетной цивилизации.
Поскольку развитие представлений о происхождении жизни на Земле имело многоэтапный характер, в разные периоды прогресса социальных, естественных наук рождались самые удивительные предположения. К примеру, некоторые убеждены, что ничего настоящего вокруг нет, и на самом деле вселенная - лишь матрица. Если следовать этому предположению, люди на самом деле не имеют тел. Это некие своеобразные сущности, которые за счет нахождения в матрице лишь нарабатывают навыки.
Вода и воздух
Удивительный взгляд на происхождение жизни на Земле был у Харди, специалиста в сфере биологии. В качестве фундамента для своих рассуждений он использовал выкладки Дарвина. Харди предположил, что предок человека – обитавшая в воде обезьяна гидропитек.
Не менее странной многим ученым кажется идея, предполагающая, что ранее на планете существовали рукокрылые существа, и именно от них ведет род человек. В качестве доказательства этой теории приводятся дошедшие до наших дней артефакты шумерской цивилизации. С тех времен сохранилось немало изображений странных рукокрылых людей. В основном их можно видеть на печатях.
Еще одна любопытная теория предполагает, что человек изначально был сотворен богами, причем первые особи имели признаки обоих полов. До наших дней это представление о происхождении и начальных этапах жизни на Земле дошло благодаря мифам Древней Греции. Из них можно узнать, что божественные сущности сотворили человека, и прочитать описание этого первого вида можно в платоновском «Пире». Тело каждой особи было шаровидным, рук и ног – по четыре штуки, а на голове присутствовала пара идентичных лиц. Существа оказались горделивыми и властолюбивыми, попытались занять положение богов, за что были наказы разделением. Как гласит легенда, Зевс разрубил каждого пополам, и с тех пор и по сей день каждый человек живет в поисках своей второй половинки.
Гено-, голобиоз
Генобиоз – такой вариант объяснения происхождения жизни, базой которого считается первичность молекул, в которые записан генетический код. Голобиоз – термин, которым обозначают идею первичности структур, способных на метаболизм посредством ферментов. Эти два подхода отличаются в первую очередь оценкой первичности того или иного фактора. Оба они считаются научными и заслуживают определенного внимания.
Идеи Опарина
Это научное происхождение жизни на Земле также связано с именем выдающегося ученого Холдейна. Еще в 24-ом Опарин, тогда еще не обладавший статусом академика, опубликовал статью, в которой рассмотрел особенности формирования органической жизни. В 38-ом материал перевели на английский, и он сразу всколыхнул интерес общественности. Опарин посчитал, что при использовании концентрированной жидкости с высокомолекулярными соединениями, можно получить зоны особенно высокой концентрации, формирующиеся самопроизвольно. Такие участки выделяются из общей среды и могут вступать с ней в химический и энергетический обмен. Было решено назвать такие формирования коацерватами.
Опарин предположил, что возникновение органической жизни произошло поэтапно. Сперва появились органические соединения, следующим этапом стало формирование белковых молекул, а заключительным шагом посчитали белковые тела. Во многом эта теория базируется на проведенных ранее исследованиях космических тел. Работы астрономов показывают, что системы планет, звезды сформированы газопылевым веществом, в котором есть металлы, оксиды, аммиак, метан, вода, водород. Когда на нашей планете появился первичный океан, вместе с ним создались условия, в которых могла появиться органическая жизнь. Углеводороды в жидкости могли вступать в химические взаимодействия, включая сложноструктурированные реакции и трансформации. Постепенно молекулы становились все более сложными, что привело к формированию углеводов.
Шаг за шагом – к истине
Развивая свою теорию о происхождении жизни на Земле, Опарин смог доказать, что ультрафиолетовое излучение – достаточное условие для формирования аминокислот и ряда иных биохимических соединений, важных для органической жизни. Удалось добиться протекания реакции в искусственных условиях. Чтобы белковые тела могли сформироваться, должны были появиться коацерваты. Известно, что при специфических условиях водная оболочка может быть четко очерченной, отгораживая молекулу от среды, в которой она находится. Имеющие такую оболочку молекулы могли взаимодействовать, соединяясь, и это стало механизмом появления многомолекулярных структур, названных коацерватами. Как показали дальнейшие исследования, простое смешение полимеров также позволяет получить такие формирования. Полимерные молекулы самостоятельно собирались в сложные структурные формирования, которые можно было разглядеть в микроскоп.
Согласно теоретической биологии, происхождение жизни на Земле стало возможным, так как коацерваты способны забирать из окружающей среды вещество. Такой тип назвали открытыми системами. В каплю коацервата можно включить катализатор (именно к этой категории относятся ферменты), и это инициирует ряд биохимических реакций. Среди прочего разнообразия доступна полимеризация мономеров, взятых из окружающего пространства. Капли получают возможность разрастаться, прибавлять вес, дробиться. Коацерваты, как показали исследования, в силах расти и размножаться, им доступны метаболические процессы. Эволюция реализовалась за счет естественного отбора.
Продолжая исследования
В биологии гипотезы происхождения жизни на Земле были проверены в 53-ем, когда за эксперименты взялся Миллер. Была создана смесь из четырех молекул, которую поместили в замкнутое пространство и начали обрабатывать электрическим током. Как показал анализ результатов, при участии такого катализатора формируются аминокислоты. Продолжение серии экспериментов позволило получить реакции, результатами которых были нуклеотиды, сахара. Это позволило ученым авторитетно заключить, что эволюция возможна в случае, если существуют коацерваты, но самостоятельное воспроизводство системе не присуще.
Хотя гипотеза происхождения жизни на Земле получила официальное обоснование, все еще оставались некоторые неясности. Первое время ученые просто закрывали на них глаза. Было известно, что в коацервате может появиться удачная молекулярная протеиновая структура, причем процесс не имеет четкой системы и протекает случайно. Таким образом могли образоваться, например, эффективные катализаторы, за счет которых конкретный коацерват мог активно расти и размножаться. В то же время не удалось объяснить, каким образом можно копировать такие катализаторы, дабы следующее поколение коацерватов также могло ими пользоваться. Не существовало объяснения точному воспроизведению единичных структур белка, оказавшихся особенно эффективными.
Наука и жизнь
Хотя идея Опарина и стала основной гипотезой происхождения жизни на Земле, нельзя признать, что в ней, особенно в первое время, хватало неясностей. В то же время ученые доказательно установили, что возможно самопроизвольное формирование высококонцентрированных капель на базе жировых соединений, появляющихся абиогенным способом. При этом появлялась возможность реакции с так называемыми живыми растворами, то есть молекулами РНК, способными самостоятельно воспроизводиться. В их числе – рибозимы, под влиянием которых активизируется жировой синтез. Подобное молекулярное сообщество может полноправно считаться живым организмом.
Происхождение жизни на Земле в современной науке базируется на теории Опарина, из которой следует, что первоначальными структурами были протеиновые, в то же время в умах ученых доминирует более прогрессивный вариант гипотезы. Его базой стали исследования рибозимов, то есть таких молекул, которым присуща активность ферментного характера. Эти структуры одновременно могут нести белковую функциональность и ДНК, они хранят генетические сведения и активизируют биохимические реакции. Ученые предположили, что сперва появились РНК, в которых вовсе не было белковых компонентов, ДНК. Именно тогда впервые появился автокаталитический цикл, возможность существования которого объясняется рибозимами, катализирующими копирование себя.
Самозарождение и версии событий
Если вернуться к давно сформировавшимся концепциям происхождения жизни на Земле, необходимо упомянуть об идеях, доминировавших у вавилонян, китайцев и египтян. Теории, появившиеся в тех древних социумах, были близки по своей сути к креационизму, хотя и имели ряд отличий. Аристотель заверял, что есть такие частицы, в которых присутствует активное начало. Из него, если соблюсти подходящие внешние условия, может появиться что-то живое. В некоторой степени сложно оспорить его выкладки. К примеру, Аристотель был убежден, что оплодотворенное яйцо содержит такое активное начало. С другой стороны, древний ученый считал, что оно есть и в разлагающемся мясе, и в лучах солнечного света – а это уже далеко от истины.
Если оценивать историю развития гипотез кратко, происхождение жизни на Земле как научную тему придется признать продолжительное время практически запрещенной. Это было связано с распространением христианства как доминирующего мировоззрения. Священные книги того периода давали подробное описание появления жизни с точки зрения религии, и идея самозарождения ушла в тень, хотя и не была отринута полностью. В 1688-ом Реди, биолог из Италии, поставил интересный эксперимент, посвященный такой гипотезе. Ему показалось сомнительным, что возможно спонтанное зарождение жизни из чего угодно. Так, исследовав разлагающееся мясо, он установил, что червяки в нем – мушиные личинки. Дальнейшее изучение живого показало, что жизнь формируется из другой жизни. Это назвали биогенезом.
В поисках истины
Хотя эксперименты Реди, казалось бы, давали определенные представления о невозможности спонтанного самопроизвольного происхождения жизни на Земле, сама по себе такая теория все еще привлекала пытливые умы своего времени. Левенгук начал свои первые исследования с применением микроскопа. Изучение микроскопических форм жизни позволило предположить, что самозарождение все же возможно. В то же время Левенгук воздерживался от прений между придерживавшимися разных вариантов, лишь проводя интересующие его эксперименты и отчитываясь перед научным сообществом в их итогах. И все же каждая новая порция сведений становилась пищей для горячих дискуссий.
Новые шаги в этом направлении стали возможны благодаря исследованиям Пастера. Пытаясь определить особенности происхождения жизни на Земле, ученый проводил эксперименты с водными средами и обнаружил, что бактерии есть практически везде и всюду. Даже в неживой среде могут оказаться такие формы жизни, если предварительно не провести тщательную стерилизацию. Проводилось кипячение разнообразных сред, в которых могли появиться микроорганизмы, и, как показало исследование, при определенных условиях все споры гибли. Если при этом удавалось обеспечить условия непоступления бактерий снаружи, жизнь не зарождалась. Для своих экспериментов Пастер изобрел специальную стеклянную установку. Его работы оказались той доказательной базой, благодаря которой идея самозарождения живого окончательно отступила, и на смену ей пришла теория биогенеза.
Теория эволюции
Объясняющая происхождение жизни на Земле эволюция до недавнего времени была основной теорией, принятой в научном сообществе. Она базируется на работах представителей семейства Дарвинов. Немалый вклад внес Эразм, доктор и натуралист по специальности, предложивший в 1790-ом эволюционирование как основную теорию развития жизни, и его внук Чарльз, чье имя сегодня известно каждому образованному жителю планеты. Естествоиспытатель жил в девятнадцатом столетии и привлек внимание к своей персоне систематизацией значимых сведений об особенностях существования живого.
Эволюционная теория была изобретена не с нуля. Ко времени жизни известного ученого, многие считали правильными идеи Канта о космологии, а также его представления о времени, бесконечности, механических законах, доминирующих в нашем мире. Описание этих законов уже сделал Ньютон. Лайель подтвердил рожденную в 18-ом веке идею униформизма, из которой следовало, что Земля формировалась миллионы лет, это происходило постепенно и медленно, а некоторые процессы продолжаются и по сей день. Было издано трехтомное сочетание, посвященное геологическим основам. Оно впервые начало публиковаться в 1830-ом, к 33-ему выпустили все три тома.
Дарвин: научные выкладки
Рассматривая происхождение жизни на Земле, ученый постановил, что эволюция органической жизни обусловлена взаимным влиянием друг на друга естественного отбора, генетики и изменчивости. Все три фактора вносят свою лепту, а в итоге организмы получают уникальные особенности, позволяющие приспособиться к жизни в этом мире. Таким образом формируются новые виды. Чтобы аргументировать позицию, достаточно было упомянуть наличие рудиментарных органов, а также теорию рекапитуляции эмбриона. Всего ученый сформировал перечень 180 рудиментов, присущих человеку. Так называют органы, которые по мере развития особи перестали быть значимыми, их можно удалить. Впрочем, постепенно ученые, занимавшиеся рудиментами, выявляли новую функциональность разных участков тела, обнаруживая, что ненужных частей у человека нет в принципе. Долгое время считалось, что классический рудимент – аппендикс, но сегодня известно, что он во многом определяет силу иммунитета, и исследования, позволяющие установить его значимость для здоровья, продолжаются.
Теория Дарвина о происхождении жизни на Земле апеллировала к идее рекапитуляции эмбриона, но и она в обозримом будущем была развеяна. Впервые такую идею предложил Геккель в 1868-ом. Основным догматом был факт сходства собачьего, человеческого четырехнедельных эмбрионов. Как показали исследования того времени, у эмбриона человека есть зародыш хвоста и жаберных щелей. Но продолжение исследований дало понять, что Геккель подделывал изображения, за что был признан научным мошенником. Вместе с тем теория стала несостоятельной. Впрочем, в советских учебниках, вплоть до самого прекращения существования державы, можно было видеть иллюстрации, показывающие, что теория рекапитуляции верна. А вот в остальном мире научное сообщество давно отвергло такие идеи.
Биоэнергоинформационный обмен
Хотя многие теории появились давно, а со временем работа ученых сводится к доказательству их несостоятельности, есть и такие предположения и гипотезы, которые зародились недавно. Конечно, это не космическое происхождение жизни на Земле, а более сложные концепции. Один из примеров – биоэнергоинформационный обмен. Впервые такой термин предложили биофизики, биоэнергетики и экологи. Автором словосочетания считается Волченко, в 89-ом выступавший с докладом перед аудиторией в рамках специализированной всесоюзной конференции. Мероприятие проходило в столичном регионе. Биоэнергоинформационный обмен оказался довольно любопытной областью исследований, ученые предположили, что вселенная – это единое информационное пространство. Предположили, что существует некий субстрат, одновременно представляющий собой сведения и сознание. Эта субстанция является третьей формой наравне с материей, энергией.
Согласно теории биоэнергоинформационного обмена, есть некий всеобщий план. В рамках подтверждения приведены выкладки астрофизиков, доказавших, что есть закономерности между вселенской структурой, возможностью органической жизни и фундаментальными особенностями мира. Кроме того, все это тесно связано с константами, формами и закономерностями, выявленными астрофизиками. Согласно идее биоэнергоинформационного обмена, вселенная представляет собой живую систему, в которой сознание – один из важнейших факторов.
Подводя итоги
О том, откуда произошла и как появилась на нашей планете органическая жизнь, возможно, ученые точно и детально узнают в ближайшем будущем. Многое будет зависеть от того, каким путем пойдет наука. В биологические, физические, астрофизические исследования вкладываются немалые ресурсы, особенно интеллектуальные и временные, поэтому в последнее время отмечается определенный прогресс. В то же время нельзя сказать, что ученые буквально завтра дадут окончательный ответ на вопрос, волнующий человеческие умы вот уже тысячелетия.
