Происхождение жизни

Биология – наука, изучающая живые организмы.

Исторически в биологии имели место два подхода:

1) редукционистский (направленный на изучение структурно-функциональных особенностей отдельных организмов);

2) виталистический (направленный на изучение жизни в целом, как уникального явления, не сводимого только к физическим или химическим закономерностям).

Основная задача биологии – истолковывать все явления живой природы, исходя из научных законов, не забывая при этом, что организму как целому присущи свойства, отличные от свойств его частей.

Например: сознание возникает в результате коллективной работы миллионов нейронов. Хотя работу отдельного нейрона можно описать языком физики и химии, феномен сознания в целом так описать нельзя. Поэтому нет представления о возникновении мысли и ее химических основах.

В рамках современной науки жизни нельзя дать строгого определения, а можно только перечислить признаки, отличающие живой объект:

1) питание (создание живым организмом своих органических веществ):

- автотрофное:

а) фотосинтез органики из СО₂, Н₂О под действием света;

б) хемосинтез органики из неорганических веществ в ходе химических реакций;

- гетеротрофное (органические вещества синтезируются в результате химических превращений органики, созданной автотрофамисинтезируются в результате химических превращений ств)ственной проблемы, а не отдельной узкой задачиь, шуманизируетго применени);

2) дыхание (окисление веществ с целью получения энергии для процессов жизнедеятельности):

- аэробное (с участием О₂);

- анаэробное (без участия О₂);

3) раздражимость (реакция на изменение внешней и внутренней среды);

4) подвижность (характерна для животных, менее заметна у растений);

5) выделение (продуктов обмена веществ);

6) размножение (воспроизведение себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни):

- половое (развитие организма в результате слияния половых клеток);

- бесполое (без участия половых клеток);

- вегетативное (развитие нового организма из части материнского);

7) рост (живых организмов изнутри за счет питательных веществ, в отличие от неживых объектов, присоединяющих вещество к наружной поверхности).

Эти семь главных признаков любого живого организма характеризуют его как систему саморегуляции (устойчивую).

Нельзя также сказать, как и когда возникла жизнь на Земле, т.к. воспроизвести эти события в наглядном виде невозможно. Поэтому любые теории происхождения жизни в настоящий момент могут быть только совокупностью гипотез, в той или иной мере поддающихся проверке. Рассмотрим эти теории.

1. Теория креационизма предполагает, что жизнь создана сверхъестественным образом в определенное время. Эта идея присутствует почти во всех религиозных учениях. Процесс сотворения имел место только один раз и поэтому недоступен наблюдению. Следовательно, наука не может ни доказать, ни опровергнуть концепцию креационизма.

2. Теория самопроизвольного зарождения жизни считает, что жизнь возникала неоднократно из неживого вещества. Эта теория существовала еще в Китае, Вавилоне и Египте как альтернатива креационизму. Аристотель на основе собственных наблюдений составил лестницу природы – ряд организмов от неживых до живых существ – и тем самым выделил предмет биологии. Он считал, что есть частицы вещества, содержащие активное начало, которое при подходящих условиях может создавать живой организм.

Теория зарождения была опровергнута только микробиологическими исследованиями Пастера в XIX веке. Пастер доказал справедливость концепции биогенеза, т.е. то, что жизнь может возникнуть только из ранее существовавшей жизни.

3. Теория стационарного состояния – жизнь существовала всегда. Земля тоже существовала всегда и всегда была способна поддерживать жизнь. Аргументы этой теории, как правило, связаны с неясностями в экспериментальных данных. Например, для возраста Земли даются все более высокие оценки (4,5-5)·10⁹ лет. Или обнаруживаются ископаемые остатки вида, считавшегося вымершим.

4. Теория панспермии (Рихтер, 1865 г.; Аррениус, 1895 г.) – жизнь занесена на Землю извне. Т.к. по данным космической разведки в Солнечной системе обнаружены только некоторые органические соединения, утверждается, что жизнь могла возникнуть в разное время в разных частях Вселенной. Тем самым проблема ее возникновения просто туда переносится.

5. Теория биохимической эволюции утверждает, что жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам.

В 1871 году Дарвин высказал следующую идею. Условия первичного возникновения жизни, вероятно, отличались от современных условий на Земле хотя бы потому, что они должны были обеспечить накопление органического материала в течение длительного времени.

В 1923 году Опарин разработал теорию, в которой предполагалось, что такие условия появились на Земле после образования ее внешних оболочек. Атмосфера содержала Н₂О, NН₃, СН₄, Н₂, в ней не было О₂. Органические вещества образовались в океане под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. Затем образовались коацерваты – сгустки белковых молекул и молекул Н₂О, способные избирательно накапливать различные соединения, и из них – примитивные клетки.

Несмотря на экспериментальное подтверждение возможности синтеза первичного органического материала Миллером (1953), Орджелом и другими, эта теория содержит ряд темных мест, например, о переходе от коацерватов к клеткам, появлении у них способности к самовоспроизведению.