История представлений о развитии жизни на Земле

История представлений о развитии жизни на Земле

Хотя бы один раз в жизни каждый из нас задумывается о том, как возникло огромное разнообразие живых существ на Земле. Как образовалось все то, что нас окружает, и мы сами? Детская фантазия сама предлагает варианты ответов: сестру нашли в капусте, брата принес аист. Интересно, что всего четыреста-пятьсот лет назад похожие идеи могли считаться научными и вполне серьезно обсуждались учеными. Тогда в науке преобладало мнение, что источником разных форм жизни может быть грязь, протухшая еда, пот человека и животных.

Представления человечества о происхождении жизни «взрослели», как взрослеет сознание отдельного человека. 

Давайте попробуем ответить на вопрос: «Как возникла жизнь на Земле?». Проблема происхождения жизни до сих пор является ареной споров между разными учеными – материалистами и идеалистами.

Жизнь, как вам известно, явление планетарное, и ученые разных специальностей: биологи, физики, химики, философы пытаются выяснить причины ее возниконовения. Ученые выдвигают различные предположения – гипотезы. Очевидно, что сейчас очень сложно найти ответ на вопрос о происхождении жизни, так что эти предположения бывают исключительно умозрительными. Ведь с момента возникновения жизни наша планета существует не одну тысячу лет. Ученые оценивают возраст Земли в 4,5 миллиарда лет, а возраст жизни на Земле – в 3 миллиарда лет.

За это время на нашей планете изменилось все: от газового состава до формы существования живых организмов, которые ее сейчас населяют. Даже смоделировать те условия, которые были на нашей планете, очень сложно.

Это является главной трудностью в решении вопроса о том, как же возникла жизнь на Земле. Все теории, которые есть на этот счет, можно свести к двум главным типам: теории биогенеза и абиогенеза (см. рис. 1).

Рис. 1

Идею самопроизвольного зарождения жизни, то есть зарождения живого из неживой природы, активно развивали ученые и философы Древней Греции, Древнего Китая, Вавилона, Египта.

Сторонником теории абиогенеза был великий Аристотель. В его работах встречаются утвержения, что лягушки зарождаются из грязи, мухи – из гниющего мяса, а мыши – из грязного тряпья или гниющей соломы. В четвертом веке до нашей эры это никого не удивляло. Но и в XVI веке великий врач Парацельс приводил этому доказательства.

Сейчас эти положения кажутся нам абсолютно абсурдными. Но тогда это был важный прорыв в научном мышлении, потому что ученые впервые заговорили о возможности зарождения, а не сотворения жизни.

До этого считалось, что жизнь во всех ее проявлениях сотворена Богом, и исследованию не подлежит.

Уже в XVII веке теория абиогенеза стала подвергаться сомнению. Впервые об этом заговорил врач Франческо Реди. И не просто заговорил, а провел эксперимент (см. рис. 2).

В 1668 году Франческо Реди взял несколько банок с широким горлом, в которые поместил мясо. Часть банок он накрыл плотной материей, другие оставил открытыми. Спустя некоторое время в открытых банках появились личинки мух. В закрытых банках личинок не оказалось. 

Рис. 2

В своей работе, которая носила название «Эксперименты над зарождением насекомых», Франческо Реди объяснил, что личинки возникли в гниющем мясе в результате того, что мухи отложили в него яйца. В закрытых банках этого не произошло, потому что мухи попросту не смогли добраться до мяса и отложить туда яйца. Далее он заявил, что в данном случае мясо послужило вовсе не источником зарождения новой жизни, а просто пропитанием для мух и средой обитания для их личинок.

Однако опытов Франческо Реди оказалось недостаточно для того, чтобы пошатнуть идею абиогенеза. На то время в науке существовало слишком много вещей, объяснить которые, исходя из уровня тогдашних знаний, ученые еще не могли, хотя и пытались.

Лишь в 70-х годах XIX века известному биологу Луи Пастеру удалось нанести сокрушительный удар по теории абиогенеза. Сторонники абиогенеза утверждали, что жизненная сила, способная зародить жизнь в неживой материи, переносится воздухом. Для того чтобы опровергнуть это утверждение, Пастер взял колбу, налил в нее стерильный питательный раствор и припаял к колбе длинный S-образный носик. Таким образом, воздух мог проникать в колбу, а споры бактерий, о которых на тот момент мало что было известно, попадать внутрь не могли. Они оседали на стенках S-образного стеклянного носика (см. рис. 3).

Таким образом, на питательной среде в колбе бактериальных колоний не возникало. Опыты Пастера привели к торжеству теории биогенеза, и с тех пор ученые стали говорить о том, что живые организмы могут рождаться только от других живых организмов в процессе размножения.

Рис. 3

К концу 19 в. практически все учёные признали, что живые организмы возникают только от других живых организмов. Но сразу возник вопрос: как в таком случае возникла жизнь на нашей планете, если живое происходит только от живого?  Ученые пытались найти ответ на этот вопрос, в результате чего возникло несколько новых теорий (см. рис. 4). 

Рис. 4

Теории:

1. Гипотеза божественного происхождения жизни (креационизм)

  Согласно этой гипотезе все живые организмы на Земле были созданы Богом. Они изначально целесообразны и сохраняются в неизменном виде. Причём сотворение мира произошло единожды, поэтому его изучение невозможно. Креационизм принимает жизнь как данность и не предпринимает попыток объяснения происхождения жизни естественными законами природы.

  2. Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни

  Эта гипотеза подразумевает многократное самопроизвольное возникновение живых организмов из неживой материи. В Средние века многим «удавалось» наблюдать появление живых организмов (червей, личинок насекомых, мышей, плесневых грибов) в гниющих остатках организмов.

  3. Гипотеза панспермии

  В 1865 г. немецкий учёный Г. Рихтер впервые высказал идею о космическом происхождении жизни на Земле. Согласно его гипотезе жизнь была занесена с других планет. Сторонники космического происхождения жизни считают, что жизнь на Землю была занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами. Но остаётся открытым вопрос о возникновении жизни в космосе.

 4. Биохимическая гипотеза

 В 1924 г. советский биохимик А. И. Опарин и в 1929 г. английский биохимик Дж. Холдейн выдвинули гипотезу о том, что жизнь возникла из неорганических веществ в специфических условиях древней Земли.

 В 1947 г. английский учёный Дж. Бернал, базируясь на гипотезе Опарина — Холдейна, сформулировал гипотезу биопоэза, которая характеризует три этапа формирования жизни на Земле.

1.                  Абиогенный синтез химических веществ.

2.                  Образование полимеров.

3.                  Формирование мембранных структур и появление самовоспроизведения.

Некоторые из этих теорий можно отнести к теориям биогенеза, то есть зарождению жизни от живого организма, а некоторые – к теориям абиогенеза, то есть зарождению жизни из неживой материи.

Таким образом, несмотря на многочисленные успехи современной биологии и других естественных наук, вопрос о происхождении жизни на Земле остается открытым.

Ответить на вопросы (письменно)

1.       Какие теории происхождения жизни вам известны?

2.       В чем сходство и отличие теорий биопоэза и панспермии?

3.       Существует ли жизнь в освоенном человеком космосе?

4.       Какие теории происхождения жизни, помимо перечисленных в уроке, вам известны?

5.