Основные теории возникновения жизни

Существует несколько теорий (гипотез) происхождения жизни, которых придерживаются большее или меньшее количество людей в наше время.

1. Креационизм: жизнь была сотворена сверхъестественным существом однократно, в определённый момент времени (деизм) или творится многократно, по мере необходимости (теизм). Крайняя форма креационизма – расчёт по Библии, сделанный архиепископом Ашером из Ирландии в 1650 г., согласно которому Бог начал сотворение Мира 18 октября и завершил его 23 октября 4004 г. до н.э. в 9 ч утра.

2. Теория самопроизвольного зарождения. Ведёт своё начало от Аристотеля (4-й в. до н.э.). Растения и животные возникают из разлагающейся почвы, светлячки – из росы и т.д. Опыты Франческо Реди (1626 – 1698), опровергающие эту теорию: сосуды с мясом и рыбой, закрытые кисеёй и открытые; появление только в открытых сосудах личинок мух.

Антуан Левенгук (1632 – 1723). Открытие микроорганизмов в жидких средах (анималькули – зверьки). Самозарождение?

Ладзаро Спалланцани (1729-1799). Опыты, опровергающие самозарождение микроорганизмов в мясных и овощных отварах: кипячение с отваров с последующим запечатыванием сосудов; отсутствие в них роста.

Решающий вклад в опровержение самозарождения внёс Луи Пастер, который в 1864 г. представил на публичных заседаниях Французской Академии опыты с использованием колб с S-образным горлышком (отсутствие помутнения прокипяченного питательного бульона в целой колбе и его помутнение после отламывания горлышка вследствие доступа микробов из воздуха).

Данная теория и дискуссия вокруг неё сыграли важную роль в прогрессе биологической науки вообще и микробиологии в частности и, на новом витке развития, вернулась в ХХ веке в мир научных идей в преображённом виде как теория биохимической эволюции.

3. Теория стационарного состояния. Согласно этой теории, Земля существовала всегда и на ней всегда была жизнь во всём её многообразии. Аргументы сторонников: существует тенденция в сторону увеличения возраста Земли от 6 тыс. лет до 4-5 и даже 20 млрд лет; имеются живые реликтовые формы (латимерия, гаттерия, гинкго и др.), которые должны были исчезнуть сотни миллионов лет назад, однако сохранились.

4.Теория панспермии. Автор – шведский химик Сванте Аррениус (1859-1927). Он предположил, что «семена жизни» (споры) были занесены на Землю с небесными телами (метеоры, ядра комет, частицы космической пыли). Подтверждение – результаты исследования химического состава крупных углистых метеоритов, например, Мёрчисонского метеорита, упавшего в Австралии в 1969 г. В его обломках обнаружены 18 аминокислот, из них 6 аналогичны земным, однако все они являются рацемическими (содержат в равных пропорциях D- и L-изомеры).

Данная теория была поддержана в начале ХХ в. В.И. Вернадским (он считал жизнь «вечным явлением»), а в наше время — известным микробиологом Г.А. Заварзиным. Однако, учитывая, что все больше фактов и расчетов указывает, что наша Вселенная образовалась в результате «большого взрыва» 12—20 млрд лет назад, то гипотеза панспермии не решает проблему возникновения жизни, а лишь переносит место ее возникновения с Земли на другие космические тела и несколько отодвигает срок возникновения жизни. К тому же, в 2000-е гг. в нашей Галактике удалось увидеть с помощью новейшего телескопа более сотни планет, схожих с Землёй, на которых теоретически могла бы возникнуть жизнь.

5. Теория биохимической эволюции (биопоэза), вклад в создание которой внесли советский биолог Александр Иванович Опарин, британские учёные Джон Холдейн и Джон Бернал. В 1924 г. в издательстве «Московский рабочий» А.И.Опарин опубликовал брошюру «Происхождение жизни», в которой изложил основы своей теории. Суть её: жизнь возникла на Земле, в первичном океане из неживой материи в результате длительных физико-химических процессов. В превращении неорганических веществ в органические, а органических – в одноклеточные живые организмы сыграли важную роль коацерваты. Позднее теорию существенно развили Джон Холдейн и Джон Бернал. Сегодня её придерживаются большинство учёных и дополняют её новыми экспериментальными доказательствами и положениями. Ниже излагаются основные этапы происхождения жизни с позиций теории биохимической эволюции.

2. Теория биопоэза

По современным данным, Земля образовалась 4,0—4,5 млрд лет назад. 100—600 млн лет понадобилось для ее остывания, образования коры, океанов, первичной атмосферы. Данные радиохимического анализа (по времени распада радиоактивных элементов) и палеомагнитологии совпадают и свидетельствуют, что возраст земной коры составляет около 3,9 млрд лет.

Признаки деятельности живых организмов обнаружены многократно в докембрийских породах, рассеянных по всему земному шару. В Южной Африке (местечко Фиг-Три) обнаружены породы со следами деятельности микроорганизмов, возраст которых более 3,5 млрд лет. Таким образом, первые живые организмы (протобионты) возникли на Земле в период между 3,9 и 3,5 млрд лет назад, т.е. процесс их образования из неорганических веществ мог продолжаться до 400 млрд лет.

Процессы, предшествовавшие возникновению жизни на Земле, несомненно, совершались на основе тех же физических и химических законов, которые действуют на Земле и ныне. Этот естественнонаучный принцип актуализма позволяет утверждать, что происхождение жизни связано с последовательным протеканием химических реакций на поверхности первичной планеты. Физические и химические свойства воды (высокий дипольный момент, вязкость, теплоемкость и т. д.) и углерода (способность к восстановлению и образованию линейных соединений) определили то, что именно они оказались у колыбели жизни. Химические и физические свойства различных атомов и молекул делали обязательными взаимодействия между ними. Процессы возникновения жизни путем химических преобразований молекул не имели единичного и неповторяемого характера, а могли протекать в неодинаковых условиях на разных участках поверхности Земли. Какими же могли быть основные этапы химической эволюции жизни?