Гипотезы происхождения жизни.

1.Расширенное понятие 10 признаков живого вещества по В.И.Вернадскому.

2.Происхождение жизни (планеты Земля). Гипотезы:

а) Абиогенез - теория Опарина-Холдейна.

б) Биогенез - панспермия.

в) Гипотеза вечности жизни.

При всей кажущейся очевидности отличий живой материи от неживой, между ними невозможно провести резкую границу. Философское значение разграничения этих состояний - вопрос тысячелетних гимнастик ума. Современность диктует и практический, нравственный интерес. С какого момента может считаться донор мертвым для пересадки органов (н-р почки) ?

Сложность решения этих вопросов в том, что мы не можем точно воспроизвести детали перехода вещества от предбиологической (химической) к биологической эволюции. Об этом мы поговорим во второй части настоящей главы. Сначала же необходимо сформулировать и понять существо отличий живого от неживого, ориентируясь на современное состояние знаний о природе. Существует несколько подходов к формулированию этих отличий, объединяет их одно - нет однозначного, краткого и объемлющего одного признака. Есть их сумма. В.И. Вернадский первый естествоиспытатель, увидевший глобальную роль живого вещества на планете, ему же принадлежат 10 признаков живого, приводимых ниже, в несколько адаптированной к современному уровню знаний форме.

1. Живое вещество биосферы характеризуется огромной свободной энергией. Это, по выражению Вернадского, форма активированной материи. В отличии от неживой материи, осуществляющей пассивное взаимодействие, живая - активно взаимодействует с окружающей средой. Взаимодействие осуществляется по принципу прямых и обратных связей: с одной стороны обеспечивает поддержание собственного существования, а с другой - одновременно изменяет среду, делая невозможным прежнее неизменное существование в ней.

2. В живом веществе резко ускоряется протекание химических реакций, что объясняется действием ферментов. Академик Павлов назвал их «возбудителями жизни». Жиры и углеводы окисляются в организме при 37^оС, а вне среды, на заводских установках - при температуре среды 450-500^оС.

3. Индивидуальные химические соединения, слагающие живое вещество, устойчивы только в живых телах, в том числе и минералы, входящие в живое вещество.

4. Живое, естественное тело в биосфере характеризуется движением. Живому присущи две формы движения:

n - пассивная - размножение,

n - активная - перемещение организмов.

(живое вещество стремится заполнить собой все доступное пространство - в этом максимальная экспансия жизни).

5.Живое вещество обнаруживает значительно большее морфологическое и химическое разнообразие. (органических соединений - 2 млн., минералов - 2тыс.)

6. Органические вещества биогенного и абиогенного происхождения имеют существенные отличия. В биоорганическом мире полностью нарушена зеркальная симметрия (З-н хиральной чистоты). Молекулы, в которых имеется атом углерода, связанный своими четырьмя валентностями с разными «соседями», существует в двух зеркально противоположных формах. Их называют левыми и правыми стереомерами. Так, все природные аминокислоты - левые, а сахара - правые зеркальные изомеры. При искусственном же синтезе этих веществ, образуются в равных отношениях и левые и правые изомеры.

Открытие молекулярной симметрии живой природы принадлежит Луи Пастеру. По его словам «ассиметрия - единственная четкая демаркационная линия, которую ... можно провести между химией живой и неживой природы». Представим себе два рода молекул - оптических изомеров, так называемых правых и левых молекул. Они неразличимы по своим физико-химическим свойствам. Чтобы отличить их, необходим специальный инструмент, если угодно, некоторый фильтр, распознающий особенности их симметрии. Таким фильтром служит живое вещество, которое всегда построено из однотипных (как правило, левых) оптических изомеров. Оптически активное вещество вне организма в течение определенного времени становится нейтральным. Чтобы предотвратить это, требуется непрерывная затрата энергии. Почему же все живое характеризуется такой ассиметрией - исчерпывающего ответа на этот вопрос пока нет. Однако, как представляется, благодаря этому факту у нас теперь есть возможность отличить вещество биогенного происхождения от вещества абиогенного - «косного».

7. Живое вещество представлено в биосфере в виде дисперсных (отдельных, рассеянных) тел - индивидуальных живых организмов.

8. Будучи дисперсным, живое вещество никогда не находится на Земле в морфологически чистой форме, т.е. в виде популяций организмов одного вида. Оно всегда представлено комплексами популяций разных видов, или биоценозами.

9. Живое вещество существует на Земле в форме непрерывного чередования поколений. Благодаря этому современное живое вещество, характеризуясь непрерывным обновлением, оказывается генетически связанным с живым веществом всех прошлых геологических эпох. Краткая формулировка этой особенности: «все живое из живого», обозначается как принцип Реди. В противоположность этому, неживое вещество абиогенного происхождения поступает в биосферу из космоса или вносится порциями из нижележащих оболочек планеты.

В.И.Вернадский придерживался в вопросе происхождения жизни гипотезы панспермии, или переноса жизни через космос. Мы подробно остановимся на этой точке зрения ниже. Здесь же рассмотрим возможность допущения некоторой поправки. Если мы принимаем гипотезу о том, что живое вещество не может возникнуть из неживого, т.е. справедливость эмпирического принципа Пастера-Реди для всех уровней организации вещества, то мы должны будем заключить либо:

а) о самостоятельности происхождения живого,

либо:

б) о вечности его существования.

Если же мы примем схему развития материи, согласно которой жизнь есть естественный этап развития организационных форм материи, то нам останется принять лишь одну гипотезу - о неустойчивости переходных форм. В самом деле, в природе мы можем наблюдать лишь относительно долгоживущие образования (обладающие относительно большой устойчивостью), которые и являются предметом наших исследований. Хотя фактов, подтверждающих данную гипотезу нет, логически она вполне правомочна: переход от неживого к живому - это лишь один из этапов единого процесса самоорганизации, бесконечного процесса, бесконечного усложнения форм существования материи.

10. Характерным для живого вещества являтся наличие эволюционного процесса. Воспроизводство живого вещества идет не по типу точного копирования предшествующих поколений, а путем новообразований на их основе. Общее направление эволюции живого вещества состоит в увеличении упорядочености живых систем при накоплении свободной энергии. При этом упорядочиваются, прежде всего, динамические отношения, процессы.