Теории происхождения жизни на Земле

В данной теории мы рассмотрим с вами основные идеи происхождения жизни на Земле. Основные гипотезы:

1. Креационизм (религиозно-философская концепция)

Всё многообразие органического мира планеты ― это творение некого верховного существа (божества). Эта концепция находится вне поля научных изысканий и не даёт ответ на вопрос о причинах возникновения и существования самого верховного существа.

Первые научные гипотезы возникновения жизни были полярны и вызывали множество споров у современников. Сейчас нам известно, что жизнь могла развиваться лишь последовательно, однако изначально существовали две противоположные теории:

• Теория биогенеза

Происхождение живого от живого. Даная теория актуальна по сей день. Суть утверждения сводится к тому, что живые организмы всегда— потомки других организмов, следовательно, современное многообразие биологических систем развивалось постепенно.

• Теория абиогенеза

Происхождение живого от неживого.

Первоначально считалась, что жизнь зарождается самостоятельно: люди связывали появление мышей в кладовке с их самозарождением, спровоцированным наличием зерна. Конец этим заблуждениям положили опыты Ф.Реди и Л. Пастера

Опыт Ф. Реди заключался в следующем: исследователь оставил одну банку с мясом открытой, другую плотно закрыл марлей, защищающей мясо от мух. Через некоторое время обнаружилось, что личинки были только в открытом мясе, что доказывало их происхождение от других насекомых, а не самозарождение.

На какое-то время этот опыт опроверг теорию абиогенеза, однако споры вновь вспыхнули после открытия микроорганизмов. Некоторые ученые были убеждены, что бактерии способны самозародиться в бульоне, делая его мутным, однако для этого необходима «живительная сила», содержащаяся в воздухе.

Для опровержения этой теории Л. Пастер налил бульон в 2 колбы, вытянув горлышко одной из них так, что сообщение бульона с воздухом было возможно, однако споры бактерий оседали на месте изгиба, не попадая в бульон; вторая колба осталась с открытым коротким горлышком. Через некоторое время бульон помутнел лишь во второй колбе, что окончательно опровергло теорию абиогенеза.

В настоящее время известно, что жизнь не зарождается сама по себе, а теории ее происхождения направлены на поиск путей её развития.

2. Гипотеза панспермии

Данная гипотеза предполагала, что жизнь на Землю попала с метеоритной пылью с других планет в виде органических соединений или спор организмов, похожих на бактерии. Они были обнаружены в доставленных на Землю пробах с Марса в 1996 году. Идею панспермии высказывали немецкий ученый Юстус Либих, шведский физик и химик Сванте Аррениус, русский ученый Вернадский и многие другие.

3. Теория стационарного состояния

Данная гипотеза утверждала, что жизнь существовала на Земле всегда, но претерпевала некоторые изменения. На данный момент эта теория неактуальна, поскольку возраст земли оценивается в 4,5 млрд. лет, а вот возникновение первой жизни произошло по разным гипотезам либо 4,4 — 4 млрд. лет назад, либо 3,5 млрд. лет назад.

Эти расхождения связаны с тем, что в первый временной промежуток Земля подвергалась бомбардировке крупных астероидов, существует мнение, что именно это и стало причиной возникновения жизни.

Однако 3,5 млрд. лет назад паление астероидов на Землю прекратилось. Согласно некоторым исследованиям, если жизнь и появилась в результате удара астероида, то примерно в то время она и исчезла вновь, а снова зародиться смогла лишь через миллиард лет.

4. Гипотеза биохимической эволюции ― белково–коацерватная теория (А.И. Опарин и Дж. Холдейн)

Согласно теории возникновения жизни на Земле, созданной А.И. Опариным и Дж. Холдейном в 1924-1927 гг., живые тела возникли из веществ неорганической природы в три этапа:

1. На первом этапе происходило образование органических веществ из неорганических. Абиогенное (т. е. без участия живых организмов) возникновение живой материи возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов.

Под действием мощных электрических разрядов, ультра-фиолетового излучения и высокой радиации из этих веществ могли возникать органические соединения, которые накапливались в океане, образуя «первичный бульон».

2. На втором этапе ― образование из простых органических соединений в водах первичного океана белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. В «первичном бульоне» из биополимеров образовывались многомолекулярные комплексы ― коацерваты. В коацерватные капли из внешней среды попадали ионы металлов, выступавшие в качестве первых катализаторов. Из огромного количества химических соединений, присутствовавших в «первичном бульоне», отбирались наиболее эффективные в каталитическом отношении комбинации молекул, что, в конечном счете, привело к появлению ферментов.

3. Третий этап ― это этап развития жизни. На этом этапе коацерваты (лат. coacervo – собираю, скапливаю), то есть коллоидные капли, в которых концентрация веществ была выше, чем в окружающем растворе, начали укрупняться и взаимодействовать друг с другом и с другими веществами. В результате взаимодействия коацерватов с нуклеиновыми кислотами образовались способные к самовоспроизведению протобионты (белковые частицы, которые включали в себя нуклеиновые кислоты), что привело к возникновению самовоспроизведения, сохранение наследственной информации и передача её последующим поколениям; с этого момента начался период органической эволюции.

В связи с этим очевидно, что первые живые организмы были гетеротрофами, получавшими энергию за счет анаэробного расщепления органических соединений. Возникновение современной атмосферы прямо связано с появлением и развитием автотрофных организмов и фотосинтеза.