Жизнь возникла в результате биохимической эволюции.

Согласно креационизму, возникновение жизни относится к определенному событию в прошлом, которое можно вычислить. В 1650 г, архиепископ Ашер из Ирландии вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н..э.., а в 9 часов утра 23 октября — человека. Это число он получил из анализа возрастов и родственных связей всех упоминаемых в Библии лиц. Однако к тому времени на Ближнем Востоке уже была развитая цивилизация, что доказано археологическими изысканиями. Впрочем, вопрос сотворения мира и человека не закрыт, поскольку толковать тексты Библии можно по-разному. Сторонники этой гипо­тезы считали, что живым организмам присуща особая сила, независимая от материального мира, направляющая все жизненные процессы (витализм). В настоящее время около 50% жителей США придерживаются этой гипотезы.

Теория спонтанного зарождения жизни существовала в Вавилоне, Египте и Китае как альтернатива креационизму. Она восходит к Эмпедоклу и Аристотелю: опреде­ленные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при определенных условиях может соз­дать живой организм. Аристотель считал, что активное начало есть в оплодотворенном яйце, солнечном свете, гниющем мясе. У Демокрита начало жизни было в иле, у Фалеса — в воде, у Анаксагора — в воздухе. Аристотель не сомневался в самозарождении лягушек, мышей и других мелких животных. Платон говорил о самозарождении живых существ из земли в процессе гниения. Различные случаи самозарождения описаны Цицероном, Плутархом, Сенекой.С распространением христианства идеи самозарождения были объявлены еретическими, и долгое время о них не вспоминали. Но Гельмонт придумал рецепт получения мышей из пшеницы и грязного белья. Бэкон считал, что гниение — зачаток нового рождения. Гарвей, как и Бэкон, думал, что черви и насекомые могут зарождаться при гниении. Парацельс пытался разработать рецепты создания искусственного человека—гомункулуса путем помещения человеческой спермы в тыкву.

В XV-XVI вв. считали, что львы возникли из камней пустыни. Согласно Декарту,самозарождение — естественный процесс, который происходит при некоторых условиях. Идеи самозарождения жизни поддерживали Коперник, Галилей, Декарт, Гарвей, Гегель, Ламарк, Гете, Шеллинг.

Итальянский биолог Ф.Реди серией опытов с откры­тыми и закрытыми сосудами доказал (1688 г.), что появля­ющиеся в гниющем мясе белые маленькие черви — это личинки мух, и сформулировал принцип: все живое — из живого. Так он отверг доктрину самозарождения жизни.

Но только острые дискуссии в середине ХIХ в. потребовали экспериментальных исследований. Л.Пастер окончательно показал (1860 г.), что бактерии могут появляться в орга­нических растворах только, если они были туда занесены ранее. Опыты Пастера подтвердили принцип Реди и показали несостоятельность идеи самозарождения жизни. Но они не могли ответить на основной вопрос о происхождении жизни. И для избавления от микроорганизмов необходима стерилизация, получившая название пастеризации. Отсюда укрепилось представление, что новый организм может быть только от, живого.

Теория панспермии (от греческого — «всеобщее семя») не предлагает механизма для объяснения первичного возникновения жизни и переносит проблему в другое место Вселенной. Наша планета, возникшая 4,5 млрд лет назад, в первые 500 млн лет бомбардировалась потоками метео­ритов, которые вроде бы препятствовали не только появ­лению жизни, но даже и образованию свободной водной поверхности. Но в пластах, имеющих возраст 4,3 млрд лет, найдены простейшие формы жизни, а 200 млн/ лет — слишком малый срок не только для самопроизвольного образования органики, не говоря о живых клетках. Во всей Вселенной за 13-15 млрд лет существования такой процесс мог бы осуществиться. В 1865 г. немецкий врач Г.Рихтер выдвинул идею космических зачатков — космозоев, пере носимых с одной планеты на другую. Зародившись в космосе, жизнь долго сохранялась в анабиозе почти при Т= 0 К, и была занесена на Землю метеоритами.

Аналогично мыслили Кельвин, Гельмгольц и др. Он описывал, как с населенных планет уходят в мировое пространство частички вещества, пылинки и живые споры микроорганизмов. Они, сохраняя жизнеспособность, летают во Вселенной за счет светового давления и, попадая на планету с подходящими условиями для жизни, начинают новую жизнь. Эту гипотезу поддерживали многие, в том числе русские ученые С.П.Костычев, Л.С.Берг, В.И.Вернадский и П.П.Лазарев.

Полеты космических аппаратов разрушили веру в существование разумной жизни на планетах Солнечной системы, появившуюся после открытия Скиапарелли каналов на Марсе (1877 г.). В 1924 г. многие каналы сфотографировали, и они казались доказательством существования разумной жизни. Но пока следов жизни на Марсе не найдено. Изучение поверхности с борта искусственных спутников позволило предположить, что каналы и реки Марса могли возникнуть в результате растапливания подповерхностного водяного льда в зонах повышенной активности или внутреннего тепла планеты или при периодических изменениях климата.

Среди генетиков имеет некоторое распространение гипотеза о случайном возникновении жизни на Земле из первичной живой молекулы. Истоки этой идеи связаны с открытием роли ДНК в явлениях наследственности и восходят к взглядам Германа Меллера, одного из создателей радиационной генетики, удостоенного Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1946 г. Он считал моделью такой «живой молекулы» частицу нуклеопротеида вируса табачной мозаики, но сейчас такое представление о вирусах стало уже достоянием истории науки. Однако идея случайного возникновения ДНК встречается в попу­лярной литературе.

В представлениях о зарождении жизни в результате физико-химических процессов важную роль играет эволюция самой планеты. Земля существует почти 4,5 млрд лет, а органическая жизнь — около 3,5 млрд. лет. В докембрийских породах найдены признаки живого. Состояние Земли за время ее существования все время изменялось. Очень давно Земля была горячей планетой с температурой (5 т- 8) 10³ К. По мере остывания тугоплавкие металлы и углерод конденсировались, образовывая земную кору. Но она не была ровной из-за активной вулканической деятельности и всевозможных подвижек формирующегося грунта. Согласно гипотезе Опарина (1923 г.), атмосфера первичной Земли сильно отличалась от современной. Легкие газы — водород, гелий, азот, кислород, аргон и другие — не удерживались еще недостаточно плотной планетой, а более тяжелые соединения оставались (вода, аммиак, двуокись углерода, метан). Вода оставалась газом, пока температура не упала ниже 100°С. Химический состав Земли сформировался в результате космической эволюции вещества, возникли определенные пропорции соотношений атомов. Космическое обилие кислорода и водорода выразилось в обилии воды и ее многочисленных окислов, а высокая распространенность углерода одна из причин, определивших большую вероятность возникновения жизни. Обилие кремния, магния и железа способствовало образованию в земной коре и метеоритах силикатов.

Источниками сведений о распространенности элементов служат данные о составе Солнца, метеоритов, поверхностей Луны и планет. Возраст метеоритов примерно соответствует возрасту земных пород, поэтому их состав помогает восстановить химический состав Земли в прош­лом и выделить изменения, вызванные появлением жизни на Земле.

1. Сначала — период образования простых органических соединений. На других планетах и в косми­ческой газопылевой туманности обнаружены соединения углерода и даже углеводороды.

2. Второй этап — образование в водах океана белковых веществ. В разных странах удалось получить из смеси аммиака, метана, водорода и водяного пара при высоких давлениях и наличии элект­рических разрядов и ультрафиолетового облучения амино­кислоты. Позже путем полимеризации были получены в этих условиях и более сложные органические соединения.

3. В дальнейшем процессы стали происходить в кисло­родной атмосфере, так как он стал накапливаться в течение 1,2 млрд лет, и соединения стали окисляться.

Так родился «первичный бульон» жизни. Можно сказать, что Опарин обратился к простым формам неживой материи, распространив на их изучение дарвиновский принцип эволюции. Научная постановка проблемы возникновения жизни принадлежит Энгельсу, считавшему, что жизнь сформироватась в ходе эволюции материи. В этом же ключе высказался и К.А. Тимирязев: «Мы вынуждены допустить, что живая материя осуществлялась так же, как и все остальные процессы, путем эволюции... Процесс этот, вероятно, имел место и при переходе из неорганического мира в органический» (1912 г.). Но окончательного ответа пока нет.

В 1924-29 гг. Опариным была сформулирована гипотеза о возникновении жизни в результате длительной эволюции углеродных соединений, большой вклад в ее развитие внес Холдейн, в конечном итоге гипотеза приобрела статус научной теории. Теория Опарина-Холдейна до сих пор лежит в основе научных представлений о происхождении жизни.

По теории Опарина -Холдейна принято выделять 4 основных этапа становления жизни на нашей планете:

1- синтез низкомолекулярных органических соединений из газов первичной атмосферы;

2- полимеризация мономеров с образованием цепей белков и нуклеиновых кислот; 3- образование систем органических веществ, обособленных от внешней среды примитивными мембранами;

4- возникновение простейших клеток, обладающих свойствами живого, в том числе репродуктивным аппаратом, гарантирующим передачу дочерним клеткам всех химических и метаболических свойств родительских клеток.

Первые три этапа - химическая эволюция, четвертый - начало биологической.

Первые экспериментальные подтверждения теории Опарина-Холдейна были получены в 1953 году Миллером и Юри. Они воздействовали искровым разрядом на заключенную в колбу смесь из метана, аммиака и паров воды. Эта смесь, по мнению авторов, должна была в эксперименте имитировать состав первичной атмосферы Земли. В результате эксперимента в колбе был получен набор низкомолекулярных органических молекул. Так впервые была доказана возможность абиогенного синтеза органических соединений в системах, имитирующих предположительный состав первичной Земной атмосферы.

Сущность жизни.

Вопрос о сущности жизни, о том, где проходит граница между живым и неживым является краеугольным камнем современной теоретической биологии. Рассмотрим эту проблему сразу с нескольких позиций.

В 1964 г. наш соотечественник академик А.Н.Колмогоров, известный своими работами в области теории систем, сформулировал определение жизни, ставшее классическим: "Живые системы характеризуются непрерывными потоками вещества, энергии и информации, которые они способны воспринимать, хранить и перерабатывать".

По структуре системы подразделяются на замкнутые, открытые и относительно изолированные. Замкнутые системы совершенно изолированы от окружающей среды, в них существует связь только между собственными элементами. В открытых системах - кроме внутренних связей имеются и внешние. В относительно изолированных системах также существуют внутренние и внешние связи. Внешние связи системы осуществляются либо через входы (сенсоры), либо через выходы (эффекторы).