Самозарождение жизни

Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве

альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384—322 гг. до н. э.),

которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного

зарождения жизни. Согласно этой гипотезе, определенные «частицы» вещества содержат

некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм.

Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но

ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.

С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести:

ее признали лишь те, кто верил в колдовство и поклонялся нечистой силе, но эта идея все

продолжала существовать где-то на заднем плане в течение еще многих веков.

Известный ученый Ван Гельмот описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал

мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным

началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмот считал человеческий пот.

В 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Реди подошел к проблеме возникновения

жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что

маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе, — это личинки мух. Проведя ряд

экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть

только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи

самозарождения, и хотя эта идея несколько отошла на задний план, она

продолжала оставаться главной версией зарождения жизни.

В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергли спонтанное

зарождение мух, первые микроскопические исследования Антони ван

Левенгука усилили эту теорию применительно к микроорганизмам. Сам

Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и

спонтанного зарождения, однако его наблюдения под микроскопом

давали пищу обеим теориям.

В 1860 году проблемой происхождения жизни занялся французский

химик Луи Пастер. Своими опытами он доказал, что бактерии вездесущи

и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми

существами, если их не стерилизовать должным образом. Учёный

кипятил в воде различные среды, в которых могли бы образоваться

микроорганизмы. При дополнительном кипячении микроорганизмы и их

споры погибали. Пастер присоединил к S-образной трубке запаянную

колбу со свободным концом. Споры микроорганизмов оседали на

изогнутой трубке и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо

прокипяченная питательная среда оставалась стерильной, в ней не

обнаруживалось зарождения жизни, несмотря на то, что доступ воздуха

был обеспечен.

В результате ряда экспериментов Пастер доказал справедливость

теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного

зарождения.

Теория биопоэза

Современная теория возникновения жизни на Земле была сформулирована в 1947г английским учёным Дж.Берналом. Он выделил три стадии биопоэза:

1) Абиогенное возникновение биологических мономеров

2) Образование биологических полимеров

3) Формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов)

По своей сути теория биопоэза объединила теории абиогенеза и биогенеза.

Опыт Миллера и Юри

Эксперимент Миллера — Юри — известный классический эксперимент, в котором симулировались гипотетические условия раннего периода развития Земли для проверки возможности химической эволюции. Фактически это был экспериментальный тест гипотезы, высказанной ранее Опариным и Холдейном, о том, что условия, существовавшие на примитивной Земле, способствовали химическим реакциям, которые могли привести к синтезу органических молекул из неорганических. Был проведён в 1953 году Миллером и Юри.

Аппарат, спроектированный для проведения эксперимента, включал смесь газов, соответствующую тогдашним представлениям о составе атмосферы ранней Земли, и пропускавшиеся через неё электрические

разряды. Собранный аппарат представлял собой две колбы, соединённые стеклянными трубками в цикл. Заполнявший систему газ представлял собой смесь из метана (CH4), аммиака (NH3), водорода (H2) и монооксида углерода (CO). Одна колба была наполовину заполнена водой, которая при нагревании испарялась и водные пары попадали в верхнюю колбу, куда с помощью электродов подавались электрические разряды, имитирующие разряды молний на ранней Земле. По охлаждаемой трубке конденсировавшийся пар возвращался в нижнюю колбу, обеспечивая постоянную циркуляцию.

После одной недели непрерывного цикла Миллер и Юри обнаружили, что 10—15 % углерода перешло в органическую форму. Около 2 % углерода оказались в виде аминокислот, причём глицин оказался наиболее распространённой из них. Были также обнаружены сахара, липиды и предшественники нуклеиновых кислот.

Эксперимент повторялся несколько раз в 1953—1954 годах. Миллер использовал два варианта аппарата, один из которых, т. н. «вулканический», имел определённое сужение в трубке, что приводило к ускоренному потоку водных паров через разрядную колбу, что, по его мнению, лучше имитировало вулканическую

активность. Интересно, что повторный анализ проб Миллера, проведённый через 50 лет профессором и его бывшим сотрудником Джеффри Бейдом с использованием современных методов исследования, обнаружил в пробах из «вулканического» аппарата 22 аминокислоты, то есть гораздо больше, чем считалось ранее.