Существовало множество теорий о происхождении жизни на Земле. Часть
ученых считала, что жизнь была создана Творцом, другие же полагали, что
существуют некие «семена жизни», переносимые с планеты на планету
метеоритами - «теория панспермии». Третья группа ученых считала, что
жизнь зародилась сама собой, благодаря «жизненной силе». По их мнению,
эта «жизненная сила» существует везде. Идея виталистов господствовала в
средние века. Теория самозарождения включала в себя то, что рыбы могли
зарождаться из ила, черви из почвы, мыши из грязи, мухи из мяса и т. д.
Против этой теории выступил Франческо Реди, который на основе опытов
доказал не возможность существования мифической «силы жизни». Но
виталисты не сдавались, утверждая, что в опыте Реди не было доступа
кислорода, а следовательно не могла проникнуть и «жизненная сила».
Независимо от Франческо Реди французский ученый Луи Постер, принимая
во внимание утверждения виталистов, проделал эксперимент : он взял две
колбы с S-образными горлышками, в которых содержалась питательная среда,
после длительного кипячения, при котором погибали не только
микроорганизмы, но их споры. Колба с целым горлом долго оставалась
стерильной, а в сосуде с удаленным S-горлом быстро появились
микроорганизмы, этот опыт показал, что «живительная сила» не существует.
Были и такие, которые считали, что жизнь зародилась из неживого -
теория абиогинеза. Основоположником этой теории был Опарин, который в
1924г. высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в
земной атмосфере, которая 4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака,
метана, углекислого газа и паров воды могли возникнуть простейшие
органические соединения, необходимые для возникновения жизни.
Это предположение, на опытной основе, доказал американский исследователь С. Миллер.
Таким образом, всё множество теорий и гипотез о возникновении жизни
на Земле сводятся к двум взаимоисключающим друг друга точкам зрения:
биогенез: теория возникновения живого из живого
абиогенез: возникновения живого из неживого.
Современная наука рассматривает абиогенное возникновение жизни на Земле, считая эту теорию наиболее вероятной.
Абиогенез состоит из 3-х основных этапов развития жизни:
Абиогенное возникновение биологических мономеров.
Образование биологических полимеров.
Формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов).
Абиогенное, или небиологическое, возникновение органических молекул
из неорганических доказывали ещё в 1924г. русский учёный академик
Александр Иванович Опарин (1894 - 1980) и в 1929г. английский
естествоиспытатель Джон Холдейн (1892 - 1964). Они исходили из того, что
на первых этапах формирования Земля имела очень высокую температуру. По
мере остывания планеты тяжелые металлы перемещались к ее центру, а
более легкие оставались на поверхности. Атмосфера состояла из свободного
водорода и его соединений (H2O, CH4, NH3, HCN), что служило
предпосылкой возникновению органических молекул небиологическим путем.
До начала 20в. многие ученые предполагали, что такие соединения могут
возникать только в живых организмах, их называли органическими
веществами в противоположность веществам неживой природы - минералам,
названным неорганическими соединениями.
В 1953г. американский ученый Стенли Ллойд Миллер, пропуская
электрические разряды напряжением до 60000В. через смесь H2O, CH4, NH3 ,
H2 под давлением в несколько Па и температуре 80С получил простейшие
жирные кислоты, мочевину, уксусную, муравьиную кислоты и несколько
аминокислот - вещества, из которых строятся молекулы белков. Возможность
абиогенного синтеза органических соединений подтверждается также тем,
что они обнаружены в космическом пространстве.
Образование биологических полимеров. По мере смягчения условий на
Земле стало возможным образование сложных органических соединений -
полимеров. Не исключено, что синтез полимеров катализировался на
поверхности минеральных глин. Экспериментально показано, что раствор
аминокислоты аланина в водной среде в присутствии особого вида глинозема
и АТФ может давать полимерные цепочки полиаланина. Органические
молекулы имеют большую молекулярную массу и сложную пространственную
конфигурацию. Такие высокомолекулярные комплексы, окруженные водной
оболочкой, могут объединяться в коацерваты. Дальнейшая прогрессивная
эволюция предбиологических структур могла происходить только при
усложнении обменных процессов и в условиях пространственного разделения
различных синтетических и энергетических процессов внутри коацерватов.
Более прочную изоляцию внутренней среды от внешних воздействий могла
осуществить лишь биологическая мембрана.
Формирование мембранных структур и первичных организмов
(пробионтов). Вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями,
возникли слои липидов, отделивших коацерват от окружающей водной среды.
Липиды преобразовались в ходе эволюции в наружную мембрану, существенно
повысившую жизнеспособность и устойчивость организмов. Возникновение
мембраны, обладающей способностью к избирательной проницаемости,
содействовало развитию все более совершенных саморегулирующихся систем
вплоть до возникновения первых клеток. Появляются первые примитивные
безъядерные клетки - прокариоты. Первые живые организмы были
гетеротрофными, они использовали в качестве энергии (пищи) органические
соединения, находящиеся в растворенном виде в водах первичного океана.
Развитие жизни на Земле. Биологическая эволюция на Земле длится
более 3 млрд. лет. С момента возникновения первых примитивных клеточных
организмов благодаря естественному отбору появилось бесчисленное
множество форм живых организмов. Историю Земли принято делить на
промежутки времени - эры и периоды, границами которых являются крупные
геологические события, связанные с историей развития планеты как
космического тела. Геохронологическая история Земли состоит из 5 эр.
Привет: Гість
