Moderne hypoteser om livets oprindelse på jorden. Livets oprindelse på Jorden: teorier, hypoteser, begreber

I øjeblikket er der flere begreber, der overvejer livets oprindelse på jorden. Lad os kun dvæle ved nogle af de vigtigste teorier, der hjælper med at komponere et ret komplet billede af denne komplekse proces.

Kreationisme (lat. cgea - skabelse).

Ifølge dette koncept er liv og alle arter af levende væsener, der bor på Jorden, resultatet af en kreativ handling fra et højere væsen på et bestemt tidspunkt.

Kreationismens hovedbestemmelser er beskrevet i Bibelen i Første Mosebog. Processen med den guddommelige skabelse af verden er tænkt som at have fundet sted én gang og derfor utilgængelig for observation.

Dette er nok til at tage hele konceptet om guddommelig skabelse ud af omfanget af videnskabelig forskning. Videnskaben beskæftiger sig kun med observerbare fænomener og vil derfor aldrig være i stand til hverken at bevise eller afvise dette koncept.

Spontan(spontan) generation.

Ideerne om oprindelsen af ​​levende væsener fra livløst stof var udbredt i det gamle Kina, Babylon og Egypten. Den største filosof i det antikke Grækenland, Aristoteles, foreslog, at visse "partikler" af stof indeholder en form for "aktivt princip", som under passende forhold kan skabe en levende organisme.

Van Helmont (1579-1644), en hollandsk læge og naturfilosof, beskrev et eksperiment, hvor han angiveligt skabte mus på tre uger. Til dette var der brug for en snavset skjorte, et mørkt skab og en håndfuld hvede. Van Helmont anså menneskelig sved for at være det aktive princip i processen med fødslen af ​​en mus.

I det 17.-18. århundrede, takket være succeser i studiet af lavere organismer, befrugtning og udvikling af dyr, samt observationer og eksperimenter fra den italienske naturforsker F. Redi (1626-1697), den hollandske mikroskopist A. Leeuwenhoek ( 1632-1723), den italienske videnskabsmand L. Spallanzani (1729-1799), den russiske mikroskopist M. M. Terekhovsky (1740-1796) og andre, blev troen på spontan generering grundigt undermineret.

Men indtil fremkomsten i midten af ​​det tiende århundrede af arbejdet fra grundlæggeren af ​​mikrobiologi, Louis Pasteur, fortsatte denne doktrin med at finde tilhængere.

Udviklingen af ​​ideen om spontan generering refererer i bund og grund til den æra, hvor religiøse ideer dominerede den offentlige bevidsthed.

De filosoffer og naturforskere, der ikke ønskede at acceptere Kirkens lære om "skabelsen af ​​liv", med det daværende vidensniveau, kom let til ideen om dens spontane generation.

I det omfang, i modsætning til troen på skabelsen, blev ideen om organismers naturlige oprindelse understreget, var ideen om spontan generering på et vist stadium af progressiv betydning. Derfor blev denne idé ofte modarbejdet af kirken og teologer.

Panspermihypotesen.

Ifølge denne hypotese, foreslået i 1865. af den tyske videnskabsmand G. Richter og endelig formuleret af den svenske videnskabsmand Arrhenius i 1895, kunne liv bringes til Jorden fra rummet.

Det mest sandsynlige hit af levende organismer af udenjordisk oprindelse med meteoritter og kosmisk støv. Denne antagelse er baseret på data om den høje modstand hos nogle organismer og deres sporer over for stråling, højt vakuum, lave temperaturer og andre påvirkninger.

Der er dog stadig ingen pålidelige fakta, der bekræfter den udenjordiske oprindelse af mikroorganismer fundet i meteoritter.

Men selv hvis de kom til Jorden og gav anledning til liv på vores planet, ville spørgsmålet om livets oprindelige oprindelse forblive ubesvaret.

Hypotese biokemisk evolution.

I 1924 formulerede biokemikeren AI Oparin, og senere den engelske videnskabsmand J. Haldane (1929), en hypotese, der betragter livet som resultatet af en lang udvikling af kulstofforbindelser.

Den moderne teori om livets oprindelse på Jorden, kaldet teorien om biopoiesis, blev formuleret i 1947 af den engelske videnskabsmand J. Bernal.

I øjeblikket, i processen med dannelsen af ​​liv, skelnes der konventionelt mellem fire stadier:

• 1. Syntese af lavmolekylære organiske forbindelser (biologiske monomerer) fra gasser i den primære atmosfære.
• 2. Dannelse af biologiske polymerer.
• 3. Dannelse af faseadskilte systemer af organiske stoffer adskilt fra det ydre miljø af membraner (protobionter).
• 4. Fremkomsten af ​​de simpleste celler, der har egenskaber som en levende ting, herunder reproduktionsapparatet, som sikrer overførsel af forældrecellers egenskaber til datterceller.

De første tre stadier tilskrives perioden med kemisk udvikling, og fra den fjerde begynder den biologiske udvikling.

Lad os overveje mere detaljeret de processer, som resulterer i, at liv kunne være opstået på Jorden. Ifølge moderne begreber blev Jorden dannet for omkring 4,6 milliarder år siden. Dens overfladetemperatur var meget høj (4000-8000°C), og da planeten afkølede og tyngdekraften virkede, blev jordskorpen dannet af forbindelser af forskellige grundstoffer.

Afgasningsprocesser førte til skabelsen af ​​en atmosfære beriget, muligvis med nitrogen, ammoniak, vanddamp, kuldioxid og kulilte. En sådan atmosfære var tilsyneladende ved at reducere, som det fremgår af tilstedeværelsen i de ældste klipper på Jorden af ​​metaller i reduceret form, såsom for eksempel jernholdigt jern.

Det er vigtigt at bemærke, at atmosfæren indeholdt brint-, kulstof-, oxygen- og nitrogenatomer, som udgør 99% af de atomer, der udgør det bløde væv i enhver levende organisme.

Men for at atomer kunne blive til komplekse molekyler, var deres simple kollisioner ikke nok. Der var brug for yderligere energi, som var tilgængelig på Jorden som følge af vulkansk aktivitet, elektriske lynudladninger, radioaktivitet, ultraviolet stråling fra Solen.

Fraværet af fri ilt var sandsynligvis ikke en tilstrækkelig betingelse for livets fremkomst. Hvis fri ilt var til stede på Jorden i den præbiotiske periode, så ville det på den ene side oxidere de syntetiserede organiske stoffer, og på den anden side ville det danne et ozonlag i atmosfærens øvre horisont, absorbere højenergi ultraviolet stråling fra Solen.

I den betragtede periode med livets fremkomst, som varede cirka 1000 millioner år, var ultraviolet stråling sandsynligvis den vigtigste energikilde til syntese af organiske stoffer.

Oparin A.I.

Fra brint, nitrogen og kulstofforbindelser, i nærværelse af fri energi på Jorden, skulle simple molekyler (ammoniak, metan og lignende simple forbindelser) først være opstået.

I fremtiden kan disse simple molekyler i det primære hav indgå i reaktioner med hinanden og med andre stoffer og danne nye forbindelser.

I 1953 simulerede den amerikanske forsker Stanley Miller i en række eksperimenter de forhold, der eksisterede på Jorden for cirka 4 milliarder år siden.

Ved at lede elektriske udladninger gennem en blanding af ammoniak, metan, brint og vanddamp opnåede han en række aminosyrer, aldehyder, mælkesyre, eddikesyre og andre organiske syrer. Den amerikanske biokemiker Cyril Ponnaperuma opnåede dannelsen af ​​nukleotider og ATP. I løbet af sådanne og lignende reaktioner kunne vandet i det primære hav blive mættet med forskellige stoffer og danne den såkaldte "primære suppe".

Det andet trin bestod af yderligere omdannelser af organiske stoffer og abiogene dannelse af mere komplekse organiske forbindelser, herunder biologiske polymerer.

Den amerikanske kemiker S. Fox sammensatte blandinger af aminosyrer, udsatte dem for opvarmning og opnåede proteo-lignende stoffer. På primitiv jord kunne proteinsyntese finde sted på overfladen af ​​jordskorpen. I små fordybninger i den størknende lava dukkede reservoirer op med små molekyler opløst i vand, herunder aminosyrer.

Når vandet fordampede eller sprøjtede på varme klipper, reagerede aminosyrerne og dannede proteoider. Regnen skyllede derefter proteoiderne ud i vandet. Hvis nogle af disse proteoider havde katalytisk aktivitet, så kunne syntesen af ​​polymerer, dvs. proteinlignende molekyler, begynde.

Det tredje trin var karakteriseret ved frigivelsen af ​​specielle coacervat-dråber, som er grupper af polymere forbindelser, i den primære "næringsbouillon". Det er blevet vist i en række eksperimenter, at dannelsen af ​​coacervat-suspensioner eller mikrosfærer er typisk for mange biologiske polymerer i opløsning.

Coacervat-dråber har nogle egenskaber, der også er karakteristiske for levende protoplasma, såsom at for eksempel selektivt adsorbere stoffer fra den omgivende opløsning og på grund af dette "vokse", øge deres størrelse.

På grund af det faktum, at koncentrationen af ​​stoffer i koacervatdråber var ti gange større end i den omgivende opløsning, steg muligheden for interaktion mellem individuelle molekyler betydeligt.

Det er kendt, at mange stoffers molekyler, især polypeptider og fedtstoffer, består af dele, der har et andet forhold til vand. De hydrofile dele af molekylerne placeret ved grænsen mellem coacervaterne og opløsningen vender sig mod opløsningen, hvor vandindholdet er højere.

De hydrofobe dele er orienteret inde i coacervaterne, hvor vandkoncentrationen er mindre. Som følge heraf får overfladen af ​​coacervaterne en vis struktur og i forbindelse hermed egenskaben til at passere nogle stoffer i en bestemt retning og ikke slippe andre igennem.

På grund af denne egenskab stiger koncentrationen af ​​nogle stoffer inde i koacervaterne endnu mere, mens koncentrationen af ​​andre falder, og reaktionerne mellem koacervaternes komponenter får en bestemt retning. Coacervat dråber bliver systemer isoleret fra mediet. Protoceller eller protobionter opstår.

Et vigtigt skridt i den kemiske udvikling var dannelsen af ​​en membranstruktur. Parallelt med fremkomsten af ​​membranen skete der en ordning og forbedring af stofskiftet. Katalysatorer burde have spillet en væsentlig rolle i den yderligere komplikation af metabolisme i sådanne systemer.

Et af hovedtræk ved en levende ting er evnen til at replikere, det vil sige at skabe kopier, der ikke kan skelnes fra modermolekyler. Denne egenskab besidder nukleinsyrer, som i modsætning til proteiner er i stand til at replikere.

Et protenoid, der er i stand til at katalysere polymeriseringen af ​​nukleotider med dannelsen af ​​korte RNA-kæder, kunne dannes i coacervater. Disse kæder kunne spille rollen som både et primitivt gen og messenger-RNA. Hverken DNA eller ribosomer eller transfer-RNA'er eller enzymer fra proteinsyntese har endnu deltaget i denne proces. Alle dukkede op senere.

Allerede på dannelsesstadiet af protobionter fandt naturlig udvælgelse sandsynligvis sted, dvs. bevarelsen af ​​nogle former og elimineringen (døden) af andre. Således blev progressive ændringer i strukturen af ​​protobionter fikseret på grund af selektion.

Fremkomsten af ​​strukturer, der er i stand til selvreproduktion, replikation og variabilitet, bestemmer tilsyneladende det fjerde trin i livets udvikling.

Så i det sene arkæiske område (ca. 3,5 milliarder år siden), på bunden af ​​små reservoirer eller lavvandede, varme og næringsrige have, opstod de første primitive levende organismer, som var heterotrofer efter ernæringstype, det vil sige, de fodrede på færdige organiske stoffer, syntetiseret i løbet af den kemiske udvikling.

Fermentering, en proces med enzymatisk omdannelse af organiske stoffer, hvor andre organiske stoffer tjener som elektronacceptorer, tjente som et middel til metabolisme.

En del af den energi, der frigives i disse processer, lagres i form af ATP. Det er muligt, at nogle organismer også brugte energien fra redoxreaktioner til livsprocesser, det vil sige, at de var kemosyntetiske stoffer.

Over tid skete der et fald i reserverne af frit organisk stof i miljøet, og organismer, der var i stand til at syntetisere organiske forbindelser fra uorganiske, fik en fordel.

På denne måde opstod for formentlig omkring 2 milliarder år siden de første fototrofe organismer af typen cyanobakterier, der var i stand til at bruge lysenergi til syntese af organiske forbindelser fra CO2 og H2O, samtidig med at de frigav fri ilt.

Overgangen til autotrofisk ernæring var af stor betydning for udviklingen af ​​livet på Jorden, ikke kun med hensyn til at skabe reserver af organisk stof, men også for at mætte atmosfæren med ilt. Samtidig begyndte atmosfæren at få en oxiderende karakter.

Ozonskærmens udseende beskyttede de primære organismer mod de skadelige virkninger af ultraviolette stråler og satte en stopper for den abiogene (ikke-biologiske) syntese af organiske stoffer.

Disse er de moderne videnskabelige ideer om hovedstadierne i livets oprindelse og dannelse på Jorden.

Et visuelt diagram over udviklingen af ​​liv på Jorden (klikbart)

Tilføjelse:

Den vidunderlige verden af ​​"sorte rygere"

I videnskaben har man længe troet, at levende organismer kun kan eksistere fra Solens energi. Jules Verne beskrev i sin roman Journey to the Center of the Earth underverdenen med dinosaurer og gamle planter. Dette er dog fiktion. Men hvem ville have troet, at der ville være en verden isoleret fra Solens energi med helt forskellige levende organismer. Og han blev fundet på bunden af ​​Stillehavet.

Tilbage i halvtredserne af det tyvende århundrede troede man, at der ikke kunne være liv i havets dybder. Opfindelsen af ​​badebyen af ​​Auguste Picard fjernede denne tvivl.

Hans søn, Jacques Picard, gik sammen med Don Walsh ned i Triestes badeby i Marianergraven til en dybde på mere end ti tusinde meter. Helt i bunden så deltagerne i dykket en levende fisk.

Derefter begyndte oceanografiske ekspeditioner i mange lande at finkæmme den dybe havafgrund med dybhavsnet og opdage nye dyrearter, familier, ordener og endda klasser!

Neddykning i badedysser blev forbedret. Jacques-Yves Cousteau og forskere fra mange lande foretog dyre dyk til bunden af ​​havene.
I 70'erne blev der gjort en opdagelse, der vendte op og ned på mange videnskabsmænds ideer. Fejl blev opdaget nær Galapagos-øerne i en dybde af to til fire tusinde meter.
Og i bunden blev opdaget små vulkaner - hydrotermer. Havvand, der faldt ind i jordskorpens forkastninger, fordampede sammen med forskellige mineraler gennem små vulkaner op til 40 meter høje.
Disse vulkaner blev kaldt "sorte rygere" på grund af det sorte vand, der kom ud af dem.

Det mest utrolige er dog, at i sådant vand, fyldt med svovlbrinte, tungmetaller og forskellige giftige stoffer, blomstrer et pulserende liv.

Temperaturen på vandet, der kommer ud af de sorte rygere, når op på 300° C. Solens stråler trænger ikke ned i fire tusind meters dybde, og derfor kan der ikke være et rigt liv.
Selv i lavere dybder er bundorganismer meget sjældne, for ikke at nævne dybe afgrunde. Der lever dyr af organisk affald, der falder ned fra oven. Og jo større dybden er, jo mindre ringere er bundlivet.
På overfladen af ​​sorte rygere er der fundet kemoautotrofe bakterier, der nedbryder svovlforbindelser, der er udbrudt fra planetens indre. Bakterier dækker bundoverfladen i et sammenhængende lag og lever under aggressive forhold.
De er blevet føde for mange andre dyrearter. I alt er omkring 500 arter af dyr, der lever under ekstreme forhold af "sorte rygere" blevet beskrevet.

En anden opdagelse var vestimentifera, som tilhører klassen af ​​bizarre dyr - pogonophorer.

Det er små rør, hvorfra der stikker lange rør ud i enderne med tentakler. Det usædvanlige ved disse dyr er, at de ikke har et fordøjelsessystem! De gik i symbiose med bakterier. Inde i vestimentiferen er der et organ - trofosomet, hvor mange svovlholdige bakterier lever.

Bakterier modtager svovlbrinte og kuldioxid for livet, overskuddet af avlsbakterier spises af vestimentifera selv. Desuden blev der i nærheden fundet toskallede bløddyr af slægterne Calyptogena og Bathymodiolus, som også gik i symbiose med bakterier og ophørte med at være afhængige af fødesøgningen.

En af de mest usædvanlige skabninger i dybhavsverdenen af ​​hydrotermer er Alvinella pompeii orme.

De er navngivet på grund af analogien med vulkanen Pompejis udbrud - disse skabninger lever i en zone med varmt vand, der når 50 ° C, og aske fra svovlpartikler falder konstant på dem. Orme danner sammen med vestimentifera ægte "haver", der giver mad og husly til mange organismer.

Krabber og decapoder lever blandt kolonier af vestimentifera og pompeii orme, som lever af dem. Også blandt disse "haver" er der blæksprutter og fisk fra ålekvabbefamilien. De sorte rygeres verden husede også for længe uddøde dyr, der var blevet skubbet ud af andre dele af havet, såsom havfugle Neolepas.

Disse dyr var udbredt for 250 millioner år siden, men uddøde derefter. Her føler repræsentanter for ildhuder ro.

Opdagelsen af ​​"sorte rygeres" økosystemer er blevet den mest betydningsfulde begivenhed i biologien. Sådanne økosystemer er blevet fundet i forskellige dele af verdenshavet og endda på bunden af ​​Baikal-søen.

Pompeji orm. Foto life-grind-style.blogspot.com

Livets oprindelse på Jorden er et af naturvidenskabens vigtigste problemer. Selv i oldtiden stillede folk sig selv spørgsmål om, hvor dyrelivet kom fra, hvordan livet opstod på Jorden, hvor er overgangslinjen fra livløs til liv osv. I løbet af titusinder af århundreder har synet på livets problem ændret sig , forskellige ideer, hypoteser og begreber er blevet udtrykt. Dette spørgsmål bekymrer menneskeheden den dag i dag.

Nogle ideer og hypoteser om livets oprindelse er blevet udbredt i forskellige perioder af naturvidenskabens udviklingshistorie. I øjeblikket er der fem hypoteser for livets oprindelse:

1. Kreationisme - hypotesen om, at livet blev skabt af et overnaturligt væsen som et resultat af en skabelseshandling, det vil sige Gud.

2. Steady state-hypotesen, ifølge hvilken liv altid har eksisteret.

3. Hypotesen om livets spontane oprindelse, som er baseret på ideen om den gentagne fremkomst af liv fra ikke-levende stof.

4. Hypotesen om panspermia, ifølge hvilken liv blev bragt til Jorden fra det ydre rum.

5. Hypotesen om livets historiske oprindelse gennem biokemisk evolution.

Ifølge kreationistisk hypotese, som har den længste historie, er skabelsen af ​​liv en handling af guddommelig skabelse. Bevis på dette er tilstedeværelsen i levende organismer af en speciel kraft, "sjælen", som styrer alle livsprocesser. Hypotesen om kreationisme er inspireret af religiøse overbevisninger og har intet med videnskab at gøre.

Ifølge steady state hypotese, liv opstod aldrig, men eksisterede for evigt sammen med Jorden, kendetegnet ved en stor variation af levende ting. Med en ændring i livsbetingelserne på Jorden skete der også en ændring i arter: nogle forsvandt, andre dukkede op. Denne hypotese er hovedsageligt baseret på palæontologisk forskning. I sin essens gælder denne hypotese ikke for begreberne om livets oprindelse, da den grundlæggende ikke påvirker spørgsmålet om livets oprindelse.

Hypotese om spontan generering af liv blev fremsat i det gamle Kina og Indien som et alternativ til kreationisme. Ideerne i denne hypotese blev støttet af det antikke Grækenlands tænkere (Platon, Aristoteles) såvel som videnskabsmænd fra den moderne periode (Galileo, Descartes, Lamarck). Ifølge denne hypotese kan levende organismer (lavere) opstå ved spontan generering fra livløst stof, der indeholder en form for "aktivt princip". Så for eksempel, ifølge Aristoteles, kan insekter og frøer under visse forhold starte i silt, fugtig jord; orme og alger i stillestående vand, men fluelarver i råddent kød, når det rådner.

Men siden begyndelsen af ​​det XVII århundrede. denne forståelse af livets oprindelse begyndte at blive sat spørgsmålstegn ved. Et håndgribeligt slag mod denne hypotese blev givet af den italienske naturforsker og læge F. Redi (1626-1698), som i 1688 afslørede essensen af ​​livets udseende i rådnende kød. F. Redi formulerede sit princip: "Alle levende ting er fra levende ting" og blev grundlæggeren af ​​begrebet biogenese, som sagde, at liv kun kan opstå fra et tidligere liv.

Den franske mikrobiolog L. Pasteur (1822-1895) beviste ved sine eksperimenter med vira endelig inkonsekvensen af ​​ideen om spontan spontan generering af liv. Men efter at have tilbagevist denne hypotese tilbød han ikke sin egen, kastede ikke lys over spørgsmålet om livets oprindelse.

Ikke desto mindre var L. Pasteurs eksperimenter af stor betydning for at opnå rigt empirisk materiale inden for hans tids mikrobiologi.

Panspermi hypotese- om livets ujordiske oprindelse ved at bringe "livets bakterier" fra rummet til Jorden - blev første gang udtrykt af den tyske biolog og læge G. Richter i slutningen af ​​det 19. århundrede. Begrebet panspermia (fra græsk. pande- alle, sperma- frø) giver mulighed for livets oprindelse på forskellige tidspunkter i forskellige dele af universet og dets overførsel på forskellige måder til Jorden (meteoritter, asteroider, kosmisk støv).

Faktisk er der på nuværende tidspunkt opnået nogle data, der indikerer muligheden for dannelse af organiske stoffer ved kemiske midler under rumforhold. Således blev der i 1975 fundet aminosyreprækursorer i månens jord. De enkleste kulstofforbindelser, inklusive dem tæt på aminosyrer, er blevet fundet i interstellare skyer. Aldehyder, vand, alkoholer, blåsyre osv. blev fundet i sammensætningen af ​​meteoritter.

Begrebet panspermi blev delt af de største videnskabsmænd i slutningen af ​​det 19. og begyndelsen af ​​det 20. århundrede: den tyske kemiker og agronom J. Liebig, den engelske fysiker W. Thomson, den tyske naturforsker G. Helmholtz og den svenske fysisk kemiker S. Arrhenius . S. Arrhenius i 1907 beskrev endda i sine skrifter, hvordan levende sporer af organismer forlader med støvpartikler ud i det ydre rum fra andre planeter. Vandrende i de store vidder af rummet under presset af stjernelys faldt de på planeterne, og hvor der var gunstige forhold (inklusive på Jorden) begyndte de et nyt liv. Ideerne om panspermia blev også støttet af nogle russiske videnskabsmænd: geofysiker P. Lazarev, biolog L. Berg, jordbiolog S. Kostychev.

Der er en idé om livets oprindelse på Jorden næsten lige fra dets dannelse. Som du ved, blev Jorden dannet for omkring 5 milliarder år siden. Det betyder, at liv kunne være opstået under dannelsen af ​​solsystemet, altså i rummet. Da varigheden af ​​Jordens udvikling og livet på den afviger lidt, er der en version af, at livet på Jorden er en fortsættelse af dets evige eksistens. Denne position er tæt på teorien om livets evige eksistens i universet. På skalaen af ​​den globale evolutionære proces kan det antages, at fremkomsten af ​​liv på Jorden tilsyneladende kan falde sammen med dannelsen og eksistensen af ​​stof. Akademiker V. Vernadsky delte ideen om livets evighed, ikke i sammenhæng med dets omfordeling i rummet, men i betydningen af ​​kontinuiteten og indbyrdes forbundethed mellem materie og liv. Han skrev, at "liv og materie er uadskillelige, indbyrdes forbundne, og der er ingen tidsmæssig sekvens mellem dem." Den russiske biolog og genetiker Timofeev-Resovsky (1900-1982) påpeger samme idé. I sit korte essay om evolutionsteorien (1977) bemærkede han vittigt: "Vi er alle sådanne materialister, at vi alle er vanvittigt bekymrede over, hvordan livet begyndte. Samtidig er vi næsten ligeglade med, hvordan materien er opstået. Alt er enkelt her. Stoffet er evigt, det har det jo altid været, og der er ikke behov for spørgsmål. Har altid været. Men livet, ser du, må nødvendigvis opstå. Eller måske har hun altid været det. Og der er ikke behov for spørgsmål, det har det bare altid været, og det er det."

For at underbygge panspermia i den populærvidenskabelige litteratur gives der "fakta" om uidentificerede flyvende objekter, ankomsten af ​​rumvæsener til Jorden, klippetopologiske tegninger.

Imidlertid har dette koncept ingen seriøse beviser, og mange argumenter er imod det. Det er kendt, at rækkevidden af ​​levevilkår for eksistensen af ​​levende ting er ret snæver. Derfor er det usandsynligt, at levende organismer ville overleve i rummet under påvirkning af ultraviolette stråler, røntgenstråler og kosmisk stråling. Men muligheden for at bringe visse forudsætningsfaktorer for liv til vores planet fra det ydre rum er ikke udelukket. Det skal bemærkes, at dette ikke er af grundlæggende betydning, da begrebet panspermia ikke grundlæggende løser problemet med livets oprindelse, men kun overfører det ud over Jorden uden at afsløre selve mekanismen for dets dannelse.

Ingen af ​​disse fire hypoteser er således blevet bekræftet af pålidelige eksperimentelle undersøgelser indtil videre.

Den mest overbevisende set fra moderne videnskabs synspunkt er den femte hypotese - hypotesen om livets oprindelse i den historiske fortid som et resultat af biokemisk evolution. Dens forfattere er den russiske biokemiker Academician A. Oparin (1923) og den engelske fysiolog S. Haldane (1929). Vi vil diskutere denne hypotese i detaljer i næste afsnit.

Hypotese om livets oprindelse i den historiske fortid som et resultat af biokemisk evolution A. I. Oparina

Fra synspunktet af A. Oparins hypotese, såvel som fra moderne videnskabs synspunkt, skete fremkomsten af ​​liv fra livløst stof som et resultat af naturlige processer i universet under den lange udvikling af stof. Livet er en egenskab ved stof, der dukkede op på Jorden på et bestemt tidspunkt i dens historie. Dette er resultatet af processer, der først finder sted i mange milliarder år på universets skala, og derefter i hundreder af millioner af år på Jorden.

A. Oparin identificerede flere stadier af biokemisk evolution, hvis ultimative mål var en primitiv levende celle. Udviklingen gik efter skemaet:

1. Geokemisk udvikling af planeten Jorden, syntese af de simpleste forbindelser, såsom CO 2,1 h[H 3 , H 2 0, etc., vandets overgang fra en damp til en flydende tilstand som følge af den gradvise afkøling af jorden. Udvikling af atmosfæren og hydrosfæren.

2. Dannelsen af ​​organiske stoffer fra uorganiske forbindelser - aminosyrer - og deres ophobning i det primære hav som følge af solens elektromagnetiske påvirkning, kosmisk stråling og elektriske udladninger.

3. Gradvis komplikation af organiske forbindelser og dannelse af proteinstrukturer.

4. Isolering af proteinstrukturer fra mediet, dannelse af vandkomplekser og dannelse af en vandig skal omkring proteinerne.

5. Fusionen af ​​sådanne komplekser og dannelsen af ​​koacervater (fra lat. coacervus- koagulering, bunke, akkumulering), i stand til at udveksle stof og energi med miljøet.

6. Absorption af metaller af coacervater, hvilket førte til dannelsen af ​​enzymer, der accelererer biokemiske processer.

7. Dannelse af hydrofobe lipidgrænser mellem koacervater og det ydre miljø, hvilket førte til dannelsen af ​​semipermeable membraner, som sikrede stabiliteten af ​​coacervatets funktion.

8. Udvikling i evolutionens forløb i disse formationer af selvregulerings- og selvreproduktionsprocesser.

Så ifølge A. Oparins hypotese dukkede en primitiv form for levende stof op. Sådan er stoffets præbiologiske udvikling efter hans mening.

Akademiker V. Vernadsky associerede livets fremkomst med et kraftigt spring, der afbrød den livløse udvikling af jordskorpen. Dette spring (bifurkation) introducerede så mange modsætninger i evolutionen, at de skabte betingelserne for livets oprindelse.

Livets historie på Jorden gemmer på mange hemmeligheder. Om de nogensinde vil blive afsløret, vil videnskabens fremtidige udvikling vise.

Vi begrænser os til en kulturhistorisk betragtning af alle hypoteser for livets oprindelse på Jorden. Inden for rammerne af det naturvidenskabelige begreb vil vi være særligt opmærksomme på de konstruktiv-teoretiske modeller af teorien om biokemisk evolution.

Da biologisk tid - alder har en "tidspil" rettet fra fortiden til fremtiden og beskrives af triaden: fødsel - aldring - død, opstod den evolutionære idé allerede i mytologien og blev dannet i oldtidens naturfilosofi i teori om spontan generering liv fra livløst stof, mens det blev antaget flere generationer baseret på naiv transformisme gennem en tilfældig kombination af individuelle organer (Empedocles, 495-435 f.Kr.), en pludselig transformation af arter (Anaksimen, 384-322 f.Kr.). Aristoteles (384-322 f.Kr.) formaliserede teorien om den spontane generering af liv til teorien om den gradvise udvikling af levende former (fra simple til komplekse), som krydser i middelalderen med kreationistisk teori.

kreationisme(skabelse, skabelse) - indeholder specialet om den guddommelige skabelse af verden og mennesket. Ifølge denne teori er livet resultatet af overnaturlige begivenheder i fortiden. Mange videnskabsmænd inden for tænkningens æstetik kombinerer faktisk den evolutionære idé med kreationisme. Det forekommer os, at tænkningens æstetik af den russiske filosof fra det 20. århundrede Merab Mamardashvili, der fører til skæringspunktet mellem hellig og verdslig tænkning på "mødestedet, hvor vi tænkte en tanke, som ikke kan fås af viljen eller ønsket tankegang, synes berettiget. Hun tænker eller gør ikke. Og hvis vi tænker over det, hvis vi er på dette skæringspunkt i det samlede væsens fylde, vil det ikke gå os forbi. Så er vi værdige til denne tanke, eller med andre ord værdige til gaven. Gaven følger ikke af vores fortjenester, vi er kun værdige til den, når den sker for os, og dette er en vej langs en bue, og ikke horisontalt, da vi er forbundet og smeltet sammen med det højere, overbevidste.

I det syttende århundrede var der teori om biogenese, som bunder i den påstand, at liv kun kan opstå fra et tidligere liv, altså "det levende fra det levende". Det blev dannet af den italienske læge og biolog F. Redi og er i litteraturen kendt som "Redi-princippet". Den franske biolog Louis Pasteur i 1862 beviste ved overbevisende eksperimenter umuligheden af ​​spontan generering af de simpleste organismer under moderne forhold og godkendte princippet om "alt, der lever af levende ting." Tænkeæstetikken hos grundlæggeren af ​​moderne mikrobiologi og immunologi, L. Pasteur, krydser tydeligt med kreationismen i følgende udsagn: "Jo mere jeg studerer naturen, jo mere stopper jeg i ærbødig forundring over Skaberens gerninger. Jeg beder under mit arbejde i laboratoriet.”

Princippet om komplementaritet af evolutionære ideer med kreationisme er også karakteristisk for princippet om udvikling af J.B. Lamarck (1744-1829), som postulerede følgende bestemmelser: organismer er foranderlige; arter (og andre taksonomiske kategorier) er betingede og omdannes gradvist til nye arter; den generelle tendens til historiske ændringer i organismer er den gradvise forbedring af deres organisation (gradation), hvis drivkraft er naturens oprindelige (fastlagt af Skaberen) ønske om fremskridt. For lamarckismen er to komplementære træk karakteristiske: teleologisme - som ønsket om forbedring, der er iboende i organismer, organismocentrisme - anerkendelsen af ​​en organisme som en elementær evolutionsenhed.

Charles Darwin (1809 - 1882), som generaliserede individuelle evolutionære ideer, skabte en sammenhængende, detaljeret evolutionsteori. Han anså evolutionens drivkræfter for at være arvelig variabilitet og naturlig udvælgelse, og som evolutionens elementære enhed hver arts organisme, det vil sige faktisk individuelle individer. Overlevende individer giver anledning til den næste generation, og dermed overføres "heldige" positive forandringer til de næste generationer. Meget ofte er Charles Darwins teori om naturlig udvælgelse i modsætning til kreationisme. Lad os dog vende os til æstetikken i Charles Darwins tænkning: "Verden hviler på mønstre og i sine manifestationer fremstår den som et produkt af sindet - dette er en indikation af dens Skaber."

"Gud, virkelig skyld ex maskine, giver dig mulighed for at hoppe over afgrunden mellem de levende og de døde, naturen og ånden, samtidig med at afgrunden bevares." Gud (Skaberen) er en kompleks, kreativ konstruktion af vores sind, der demonstrerer evnen til at civilisere menneskeheden til at tænke abstrakt. I middelalderen tager kreationismens teori form i konfessionelle filosofiske teologier og religioner, som bygger på tesen: ”Gud kendes kun gennem troen”, derved adskilte religion troen på verdens guddommelige skabelse fra videnskaben, dvs. den videnskabelige metode til at kende verden, baseret på en række empiriske og teoretiske metoder. Samtidig får godt og ondt hellig sanktion i religionen, og en person finder indre ro og lys til arbejdet i vores ufuldkomne verden. Dette kommer tydeligst til udtryk i den følgende undervisning af M.V. Lomonosov: "En matematiker er ikke fornuftig, hvis han vil måle den guddommelige vilje med et kompas. Sådan er teologilæreren, hvis han mener, at man kan lære astronomi og kemi af salmebogen.

De forsøgte at forklare livets udseende på Jorden ved at introducere det fra andre kosmiske verdener. I 1865 fremsatte den tyske læge G. Richter hypotesen om kosmozoer (kosmiske bakterier), ifølge hvilken livet er evigt, og de bakterier, der bebor verdensrummet, kan overføres fra en planet til en anden. opstod steady state teori, ifølge hvilket liv altid har eksisteret, til en vis grad baseret på "Redi-princippet". Denne hypotese blev understøttet af mange videnskabsmænd fra det XIX århundrede - W. Thompson, G. Helmholtz og andre. Til en vis grad har vores store videnskabsmand V.I. Vernadsky, der mente, at livet på Jorden dukkede op samtidig med Jordens udseende.

Steady state-teorien i Richter-modellen krydser med panspermi teori, som blev fremsat af den berømte svenske naturforsker S. Arrhenius i 1907: ”I Universet er der altid livskimer, der bevæger sig i det ydre rum under lysstrålernes tryk; falder ind i planetens tyngdekraftsfære, sætter de sig på dens overflade og lægger begyndelsen til livet på denne planet. Strukturelt - teoretiske muligheder for panspermi bekræftes af en række eksperimenter: påvisning af spor af organiske forbindelser i meteorit- og kometstoffer, aminosyreforstadier i månejord, spor af mikroorganismer i en meteorit af formodentlig Mars-oprindelse. Det er klart, at disse opdagelser fra anden halvdel af det 20. århundrede vil blive udvidet, efterhånden som mennesket udforsker det ydre rum.

Inden for rammerne af det naturvidenskabelige princip om global evolution er teorien om steady state imidlertid ikke produktiv, og teorien om panspermia tilbyder heller ikke nogen mekanisme til at forklare livets primære oprindelse; det overfører simpelthen problemet med livets oprindelse til et andet sted i universet.

Så inden for rammerne af de evolutionære "tidens pile", baseret på princippet om komplementaritet, er der stadig to gensidigt udelukkende og muligvis komplementære, i det mindste i tænkningens æstetik, teorien om kreationisme og teori om biokemisk evolution. Efter vores mening, i krydsfeltet mellem disse teorier, synes både troen på religiøs fanatisme og videnskabelig absolutisme uberettiget. Det forekommer os, at følelsen af ​​"religiøs tro på det højere, overbevidste og beundring" for harmonien i naturen på Jorden og i Kosmos og overbevisningen om, at i den "konceptuelle fond (såvel som i genpuljen) af Jorden" alle elementer er vigtige og vigtige er grundlaget ikke kun åndelig, men og materielle kultur af menneskelig civilisation.

Det antropiske princip, formuleret i 70'erne af det XX århundrede, taler til fordel for den ikke-tilfældige karakter af processen med både livets oprindelse og udvikling. Dens essens ligger i det faktum, at selv en lille afvigelse af værdien af ​​nogen af ​​de grundlæggende konstanter fører til umuligheden af ​​udseendet af højt ordnede strukturer i universet. For eksempel gør en stigning i Plancks konstant med 10 % det umuligt for en proton at kombinere med en neutron, det vil sige, at nukleosyntese bliver umulig. Et fald i Plancks konstant på 10% ville føre til dannelsen af ​​en stabil 2 He-kerne, hvilket ville resultere i udbrænding af al brint i de tidlige stadier af universets udvidelse eller kollaps af stjerner i de senere stadier . Videnskaben er stødt på en stor gruppe kendsgerninger, hvis særskilte betragtninger skaber indtryk af uforklarlige tilfældigheder, der grænser op til et mirakel. (for flere detaljer: Barron J.D., Tipler F.J. Det antropiske kosmologiske princip, Oxford, 2. udg., 1986). Ifølge fysikeren J. Wheeler: "Den livgivende faktor ligger i centrum af hele mekanismen og konstruerer verden."

Samtidig er konstruktiv-teoretiske modeller for biokemisk evolution baseret på hypotesen om, at liv er opstået som et resultat af processer, der adlyder kemiske og fysiske love. Således sætter vi, med rette eller ej, fysikkens og kemiens love i centrum for "hele mekanismen, der konstruerer verden."

De første tre stadier tilskrives perioden med kemisk evolution, den fjerde begynder biologisk evolution. Begrebet kemisk evolution er blevet bekræftet af en række eksperimenter. Begyndelsen til dette arbejde blev lagt i 1953 af S. Miller og G. Ury, som, da de blev udsat for en gnistladning på en gasblanding af metan og vanddamp, opnåede et sæt små organiske molekyler, der for første gang viste mulighed for abiogen syntese af organiske forbindelser i systemer, der efterligner den formodede sammensætning af jordens primære atmosfære.

De komplekse processer af kemisk evolution, der fører til biokemisk og biologisk evolution, kan udtrykkes som en simpel sekvens: atomer
simple molekyler
komplekse makromolekyler og ultramolekylære systemer (probionter)

encellede organismer.

De første celler betragtes som prototypen af ​​alle levende organismer af planter, dyr, bakterier.

Men i denne fysiske og kemiske konstruktion af alt levende er det antropiske princip naturligt til stede, dvs. tro på den ikke-tilfældige natur af processen med både oprindelse og udvikling af liv på Jorden. Derudover fjernes muligheden for skæringspunktet mellem teorien om biokemisk udvikling af jordbaseret stof og teorien om panspermia ikke. Teorien om biokemisk evolution i sig selv erhvervede den videnskabelige karakter af den teoretiske konstruktion af modeller, bekræftet eksperimentelt af Jordens geokronologiske historie først i det 20. århundrede efter opdagelsen af ​​det molekylærgenetiske niveau af det biologiske niveau af stof og dannelsen af ​​evolution kemi.

Teorien om biokemisk evolution er baseret på begrebet abiogenese - dannelsen af ​​organiske forbindelser, der er almindelige i den levende natur uden for kroppen, uden deltagelse af enzymer.

Alle de talrige hypoteser, der blev fremsat i 60-80'erne af det 20. århundrede, havde en tydelig udtrykt modstand i spørgsmålet om det protobiologiske systems karakteristika, dvs. den præcellulære forfader. Problemet var, at der mellem den kemiske form af stof, som endnu ikke er liv, og den biologiske form for stof, som allerede er liv, er en præbiotisk struktur forbundet med overgangen fra fysisk-kemisk evolution til biologisk. Det var nødvendigt at finde en form for præcellulær struktur, der kunne udvikle sig, så den var genstand for genetiske transformationer og naturlig selektion. Som et resultat blev to hypoteser identificeret - coacervant og genetisk.

Grundlaget for coacervant-hypotesen er påstanden om, at de indledende stadier af biogenese var forbundet med dannelsen af ​​proteinstrukturer fra det "primære hav" på grund af coacervering - den spontane adskillelse af en vandig opløsning af polymerer i faser med forskellige koncentrationer. Hovedbestemmelserne i denne hypotese blev først formuleret af A.I. Oparin i 1924 (se: Oparin A.I. Livet, dets natur, oprindelse og udvikling. M., 1968). Udvælgelse som hovedårsagen til forbedringen af ​​coacervans til primære levende væsener er den vigtigste bestemmelse i Oparins hypotese.

Inden for rammerne af coacervant-hypotesen opstod et metodisk princip, kaldet holobiose, dvs. forrangen af ​​cellulære strukturer udstyret med evnen til elementær metabolisme, herunder enzymatisk katalyse.

Men hvis vi stoler på ligevægtstermodynamik, så opstår levende væseners molekyler ikke spontant; deres dannelse kræver en kompleks mekanisme for den kontinuerlige og koordinerede virkning af "varmeren" og "køleskabet" i overensstemmelse med termodynamikkens anden lov. Sandsynligheden for, at et proteinmolekyle, bestående af 20 typer aminosyrer, vil blive tilfældigt dannet efter et bestemt mønster, er

Tallet i nævneren er for stort til at blive forstået af sindet. "Sandsynligheden - ifølge astronomen Freud Hoyle, er åbenlyst lille, så lille, at det ville være utænkeligt, selvom hele universet bestod af økologisk suppe." Men hvis vi går over til termodynamik uden ligevægt, så er strålingsentropien S rad. meget mere end entropien af ​​stof S reel. (S izl >> S real.), derefter sandsynligheden for dannelse af ordnede strukturer fra krystaller til proteiner og nukleinsyrer stiger kraftigt.

Dog til dette knap nok naturlig udvælgelse, som har til formål at rense befolkningens genpulje fra "defekte" gener, sker modifikation kun inden for det eksisterende genetiske materiale, som en adaptiv reaktion på miljøændringer.

Kommer i forgrunden genetisk hypotese, ifølge hvilke nukleinsyrer først opstod som en matrixbasis for proteinsyntese. Denne hypotese blev først fremsat i 1929 af den amerikanske genetiker G. Meller.

Inden for rammerne af den genetiske hypotese opstod et metodisk princip, kaldet genobiose, der hævder forrangen af ​​fremkomsten som et resultat af biokemisk udvikling af et molekylært system med egenskaberne af den genetiske kode.

Ideen om diskret opsplitning af genetiske egenskaber blev føjet til naturlig udvælgelse, til en vis grad baseret på kvantemekanikkens hovedposition: "Alt: stof, energi, partiklers kvantekarakteristika - er diskrete mængder, og ingen af ​​dem kan måles uden at ændre det." Den genetiske hypotese forbinder teorien om biokemisk evolution med global evolutionisme, og teorien om livets oprindelse på Jorden er forbundet med troen på eksistensen af ​​"superrationel, superrationel" teleologisme - som ønsket om forbedring iboende i hele universet op til skabelsen af ​​en "fornuftig observatør" .

Det genetiske koncept er nu bredt accepteret som et resultat af opdagelser gjort i 1980'erne. Det er eksperimentelt blevet bevist, at simple nukleinsyrer kan replikeres uden enzymer. Nukleinsyrernes evne til at tjene som skabeloner i dannelsen af ​​komplementære kæder er det mest overbevisende argument til fordel for konceptet om den ledende rolle i processen med biogenese af den arvelige mekanisme og følgelig til fordel for den genetiske hypotese om livets oprindelse.

I begyndelsen af ​​1980'erne blev det klart, at kun ribonukleinsyre (RNA) kunne være den primære nukleinsyre.

Med andre ord var det RNA-molekylet, der kunne udgøre det makromolekylære substrat for den præcellulære forfader. Den afgørende opdagelse vedrørende RNA-molekylets rolle i livets oprindelse bunder i følgende. For det første er dette etableringen af ​​RNA's evne til at reproducere sig selv i fravær af proteinenzymer. For det andet konstateres det, at et af de små RNA-molekyler (ribosin) selv har funktionerne som et enzym. Endelig, for det tredje, blev det fundet, at RNA har autokatalytiske egenskaber.

Det kan således anses for, at gammelt RNA kombinerede begge funktioner: katalytisk og informationsgenetisk, hvilket gav mulighed for selvreproduktion af et makromolekylært objekt. Med andre ord opfyldte det alle kravene til evolutionsmekanismen ved at kombinere teorien om naturlig selektion med arvelig (genetisk) diskret opsplitning af egenskaber (alleliske gener) og med teorien om kobling af ikke-alleliske gener. Dette bidrog til den efterfølgende udvikling af det RNA-baserede makromolekylære system til et mere effektivt DNA-baseret makromolekylært system med hensyn til proteinsyntese. I processen med en sådan evolution var der i de fleste tilfælde en adskillelse af informationsgenetiske og katalytiske funktioner. Den væsentlige rolle af "højre-venstre"-asymmetrien af ​​både nuklein- og proteinmolekyler, hvis oprindelse har mange hypoteser og endnu ikke er blevet eksperimentelt underbygget, bør især understreges. Det er muligt, at fremkomsten af ​​en sådan dissymmetri havde lige så dybtgående konsekvenser for livets oprindelse, som fremkomsten af ​​baryon-antibaryon-dissymmetri havde for universets udvikling.

Problemet er også er tid og sted for handling- Jorden for omkring 4,5 milliarder år siden- unik arena for biokemisk evolution. Eller også fandt denne proces sted og foregår spontant og på samme tid på basis af "superrationel, superrationel" teleologisme i forskellige dele af det ydre rum, og Jorden gav kun gunstige betingelser for udviklingen af ​​liv, der havde allerede opstået.

Går man videre til det ontogenetiske (organismiske) niveau af levende natur, fra 1940'erne, er cellen, livets plante, blevet betragtet som et strukturelt træk ved en levende organisme. Med andre ord, Cellen er anerkendt som det laveste objekt i den levende natur enten som en uafhængig encellet organisme eller som en autonom del af en flercellet organisme. Præcellulære livsformer - vira - indtager et mellemsted mellem levende og ikke-levende.

Først i begyndelsen af ​​60'erne af det 20. århundrede dukkede det genetiske koncept op om den cellulære organisering af levende stof, som gjorde det muligt diskret at opdele alle levende ting i to overriger - prokaryoter og eukaryoter. De mest fundamentale forskelle mellem de to typer af organismer vedrører arten af ​​organisation og replikation på det genetiske niveau; strukturer af det apparat, der syntetiserer proteiner; arten af ​​"start"-mekanismerne for proteinbiosyntese; strukturer af RNA-molekylet; det fotosynteseapparats organisation og beskaffenhed mv. Samtidig har hverken prokaryoter eller eukaryoter visse evolutionære fordele. Dette tyder på, at begge disse typer af organismer nedstammer fra en fælles forfader, eller ærkeceller, kombinerer træk ved prokaryoter og eukaryoter.

I 1970'erne blev denne opfattelse stærkt bekræftet af opdagelsen arkæbakterier, som er prokaryoter i henhold til typen af ​​organisation af det genetiske apparat, har tegn, der bringer dem tættere på eukaryoter. Mest populær i øjeblikket symbiotisk hypotesen om, at en eukaryot celle er resultatet af en symbiose af flere prokaryote celler.

Et vigtigt koncept for den levende naturs funktion på det ontogenetiske niveau er dens funktionelt system. Ifølge dette koncept skyldes funktionel systemicitet, at komponenterne i systemerne ikke kun interagerer, men også samarbejde.

Begrebet funktionel konsistens er universelt på alle strukturelle niveauer af den levende natur. Det er baseret på samspillet mellem mutationel (genetisk arvelig opsplitning af alternative egenskaber (alleliske gener) og koblingen af ​​ikke-alleliske gener i kønsgenetik) udvælgelse med naturlig udvælgelse, når processer på lavere niveauer så at sige er organiseret ved funktionelle forbindelser på højere niveauer, og dels ved specialiserede reguleringsapparater (homeostase), som for eksempel hormonelle og de første systemer i dyrekroppen.

Begrebet funktionel konsistens kunne optræde på det molekylærgenetiske niveau og som en symbiose af de metodiske principper for holobiose og genobiose.

Denne tilgang fjerner til en vis grad problemet med proteinets eller DNA / RNA's forrang ved fremkomsten af ​​probioter. Det antages, at livet udviklede sig på basis af et dynamisk samspil mellem små molekyler (organiske og uorganiske), og de første biopolymerer kunne være resultatet af autokatalytiske reaktioner af små molekyler i regndråber oplyst af ursolens ultraviolette lys. Imidlertid er der et problem med modning af disse dråber til coacervante dråber i overensstemmelse med oparinscenariet for den "primære suppe" eller til primære dobbeltstrengede RNA'er i overensstemmelse med den genetiske hypotese og deres efterfølgende symbiose til en archecell.

Efter vores opfattelse, baseret på det fremførte af N.V. Timofeev-Resovsky aksiom, at udviklingen af ​​den levende natur er grundlæggende uforudsigelig, så peger dette aksiom på en ret vanskelig måde at studere livets oprindelse på Jorden og antropologisk undersøgelse af den menneskelige genealogi, som efter vores mening fører til skæringspunktet mellem mindst tre teorier (begreber), nemlig det naturvidenskabelige begreb om biokemisk evolution med begreberne panspermia og kreationisme baseret på det antropiske princip og princippet om global evolutionisme.

Hypoteser om livets oprindelse på Jorden. Livet er et af de mest komplekse naturfænomener. Siden oldtiden har det virket mystisk og ukendeligt – derfor har der altid været en skarp kamp mellem materialister og idealister om spørgsmål om dens oprindelse. Tilhængere af idealistiske synspunkter betragtede (og betragter stadig) livet som en åndelig, ikke-materiel begyndelse, der opstod som et resultat af guddommelig skabelse. Materialister mente tværtimod, at liv på Jorden kunne opstå fra livløst stof ved spontan generering (abiogenese) eller ved introduktion fra andre verdener, dvs. er et produkt af andre levende organismer (biogenese).

Ifølge moderne begreber er liv processen med eksistensen af ​​komplekse systemer bestående af store organiske molekyler og uorganiske stoffer og i stand til selv at reproducere, selvudvikle og opretholde deres eksistens som et resultat af udvekslingen af ​​energi og stof med miljøet .

Med ophobningen af ​​menneskelig viden om verden omkring os, udviklingen af ​​naturvidenskab, ændrede synspunkter om livets oprindelse, nye hypoteser blev fremsat. Men selv i dag er spørgsmålet om livets oprindelse endnu ikke endeligt løst. Der er mange hypoteser for livets oprindelse. De vigtigste af dem er følgende:

Kreationisme (livet blev skabt af Skaberen);

Hypoteser om spontan generering (spontan generation; liv opstod gentagne gange fra livløst stof);

Steady state hypotese (liv har altid eksisteret);

Panspermia hypotese (liv bragt til Jorden fra andre planeter);

Biokemiske hypoteser (liv opstod under jordens forhold som et resultat af processer, der adlyder fysiske og kemiske love, dvs. som et resultat af biokemisk evolution).

Kreationisme. Ifølge denne religiøse hypotese, som har ældgamle rødder, blev alt, hvad der eksisterer i universet, inklusive liv, skabt af en enkelt kraft - Skaberen som et resultat af adskillige handlinger af overnaturlig skabelse i fortiden. De organismer, der beboer Jorden i dag, nedstammer fra særskilt skabte grundlæggende typer af levende væsener. De skabte arter var fra begyndelsen fremragende organiseret og udstyret med evnen til en vis variabilitet inden for visse grænser (mikroevolution). Tilhængere af næsten alle de mest almindelige religiøse læresætninger holder sig til denne hypotese.

Den traditionelle jødisk-kristne idé om skabelsen af ​​verden, som er beskrevet i Første Mosebog, har forårsaget og fortsætter med at forårsage kontrovers. Men de eksisterende modsætninger modbeviser ikke skabelsesbegrebet. Religion, i betragtning af spørgsmålet om livets oprindelse, leder efter et svar hovedsageligt på spørgsmålene "hvorfor?" og "til hvad?", og ikke til spørgsmålet "hvordan?". Hvis videnskaben gør udstrakt brug af observation og eksperimenter i søgen efter sandhed, så forstår teologien sandheden gennem guddommelig åbenbaring og tro.

Processen med den guddommelige skabelse af verden præsenteres som kun at have fundet sted én gang og derfor utilgængelig for observation. I denne henseende kan hypotesen om skabelse hverken bevises eller afkræftes og vil altid eksistere sammen med videnskabelige hypoteser om livets oprindelse.

Hypoteser om spontan generering. I tusinder af år troede folk på den spontane generation af liv, idet de betragtede det som den sædvanlige måde for udseendet af levende væsener fra livløst stof. Det blev antaget, at kilden til spontan generering enten er uorganiske forbindelser eller henfaldende organiske rester. (begrebet abiogenese). Denne hypotese blev cirkuleret i det gamle Kina, Babylon og Egypten som et alternativ til den kreationisme, som den eksisterede sammen med. Ideen om spontan generering blev også udtrykt af filosofferne i det antikke Grækenland og endda af tidligere tænkere, dvs. det ser ud til at være lige så gammelt som menneskeheden selv. Gennem en så lang historie er denne hypotese blevet modificeret, men stadig forblevet fejlagtig. Aristoteles, ofte hyldet som grundlæggeren af ​​biologi, skrev, at frøer og insekter trives i fugtig jord. I middelalderen "formåede" mange at observere fødslen af ​​forskellige levende væsener, såsom insekter, orme, ål, mus, i rådnende eller rådnende rester af organismer. Disse "kendsgerninger" blev betragtet som meget overbevisende, indtil den italienske læge Francesco Redi (1626-1697) nærmede sig problemet med livets oprindelse mere stringent og satte spørgsmålstegn ved teorien om spontan generering. I 1668 lavede Redi følgende eksperiment. Han anbragte de døde slanger i forskellige kar, dækkede nogle kar med muslin og lod andre stå åbne. De sværmende fluer lagde deres æg på døde slanger i åbne kar; snart klækkede larverne fra æggene. Der var ingen larver i de tildækkede kar (fig. 5.1). Redi beviste således, at de hvide orme, der optræder i kødet af slanger, er larverne fra den florentinske flue, og at hvis kødet lukkes og fluernes adgang forhindres, så vil det ikke "producere" orme. Redi foreslog begrebet spontan generering, at liv kun kan opstå fra et tidligere liv. (begrebet biogenese).

Lignende synspunkter havde den hollandske videnskabsmand Anthony van Leeuwen-hoek (1632-1723), som ved hjælp af et mikroskop opdagede de mindste organismer, der var usynlige for det blotte øje. De var bakterier og protister. Leeuwenhoek foreslog, at disse små organismer, eller "dyredyr", som han kaldte dem, stammer fra deres egen art.

Leeuwenhoeks mening blev delt af den italienske videnskabsmand Lazzaro Spallanzani (1729-1799), som besluttede at bevise empirisk, at de mikroorganismer, der ofte findes i kødbouillon, ikke spontant opstår i den. Til dette formål anbragte han en væske rig på organisk materiale (kødbouillon) i kar, kogte denne væske over en ild og forseglede derefter karrene hermetisk. Som et resultat forblev bouillonen i karrene ren og fri for mikroorganismer. Med sine eksperimenter beviste Spallanzani umuligheden af ​​spontan generering af mikroorganismer.

Modstandere af dette synspunkt hævdede, at liv ikke opstod i kolber af den grund, at luften i dem forringes under kogning, derfor anerkendte de stadig hypotesen om spontan generering.

Et knusende slag mod denne hypotese blev givet i det 19. århundrede. Den franske mikrobiolog Louis Pasteur (1822-1895) og den engelske biolog John Tyndale (1820-1893). De viste, at bakterier spredte sig gennem luften, og at hvis de ikke var i luften, der kom ind i kolberne med steriliseret bouillon, så ville de ikke opstå i selve bouillonen. Pasteur brugt til denne kolber med en buet S-formet hals, som fungerede som en fælde for bakterier, mens luft frit kom ind og ud af kolben (fig. 5.3).

Tyndall steriliserede luften, der kom ind i kolberne, ved at lede den gennem en flamme eller gennem vat. I slutningen af ​​70'erne. 19. århundrede praktisk talt alle videnskabsmænd erkendte, at levende organismer kun nedstammer fra andre levende organismer, hvilket betød at vende tilbage til det oprindelige spørgsmål: hvor kom de første organismer fra?

Steady State Hypotese. Ifølge denne hypotese blev Jorden aldrig til, men eksisterede for evigt; det har altid været i stand til at opretholde liv, og hvis det har ændret sig, har det ændret sig meget lidt; arter har altid eksisteret. Denne hypotese kaldes nogle gange hypotesen evighed (fra lat. evighed- evig).

Hypotesen om evigheden blev fremsat af den tyske videnskabsmand W. Preyer i 1880. Preyers synspunkter blev støttet af akademiker V.I. Vernadsky, forfatteren af ​​doktrinen om biosfæren.

Panspermi hypotese. Hypotesen om udseendet af liv på Jorden som et resultat af overførslen af ​​visse livskimer fra andre planeter blev kaldt

panspermi (fra græsk. pande- alle, alle og sperma- frø). Denne hypotese støder op til steady state-hypotesen. Dens tilhængere støtter ideen om livets evige eksistens og fremsætter ideen om dets udenjordiske oprindelse. En af de første til at fremsætte ideen om en kosmisk (udenjordisk) oprindelse af liv var den tyske videnskabsmand G. Richter i 1865. Ifølge Richter stammede livet på Jorden ikke fra uorganiske stoffer, men blev introduceret fra andre planeter . I denne henseende opstod der spørgsmål om, hvor mulig en sådan overførsel fra en planet til en anden, og hvordan den kunne udføres. Svarene blev primært søgt i fysik, og det er ikke overraskende, at de første forsvarere af disse synspunkter var repræsentanterne for denne videnskab, de fremragende videnskabsmænd G. Helmholtz, S. Arrhenius, J. Thomson, P.P. Lazarev og andre.

Ifølge Thomson og Helmholtz' ideer kunne sporer af bakterier og andre organismer være blevet bragt til Jorden med meteoritter. Laboratorieundersøgelser bekræfter levende organismers høje resistens over for negative virkninger, især over for lave temperaturer. For eksempel døde sporer og frø af planter ikke selv efter længere tids eksponering for flydende ilt eller nitrogen.

Andre videnskabsmænd har udtrykt ideen om at overføre "livets sporer" til Jorden med lys.

Moderne tilhængere af begrebet panspermia (herunder Nobelprisvinderen, den engelske biofysiker F. Crick) mener, at liv på Jorden blev bragt ved et uheld eller med vilje af rumvæsner.

Synspunktet for astronomerne C. Vik-ramasingh (Sri Lanka) og F. Hoyle støder op til panspermia-hypotesen

(Det Forenede Kongerige). De mener, at i det ydre rum, hovedsageligt i gas- og støvskyer, er mikroorganismer til stede i stort antal, hvor de ifølge videnskabsmænd dannes. Yderligere er disse mikroorganismer fanget af kometer, som så, passerer nær planeterne, "så livets bakterier".

Der er mange hypoteser for livets oprindelse på Jorden. De vigtigste af disse er: kreationisme, spontan generering, steady state, panspermi, biokemiske hypoteser

Spørgsmålet om livets oprindelse er et af den moderne naturvidenskabs sværeste spørgsmål. Der var dog hele tiden stor interesse hos ham. Vanskeligheden ved at få et svar på dette spørgsmål ligger i, at det er svært nøjagtigt at gengive de processer og fænomener, der fandt sted i universet for milliarder af år siden. Samtidig tiltrækker den nuværende mangfoldighed af former og manifestationer af liv på Jorden den tætteste opmærksomhed på dette problem. I dag skelnes der mellem følgende hovedhypoteser for livets oprindelse.

kreationisme

Ifølge denne hypotese blev livet og alle arter af levende væsner, der bor på Jorden, skabt af Gud. Desuden skete den guddommelige skabelse af verden på én gang, så selve processen med at skabe liv er ikke tilgængelig for observation i tide. Derudover giver kreationismen ikke en klar fortolkning af oprindelsen af ​​selve Skaberguden og har derfor karakter af et postulat. Den berømte svenske naturforsker K. Linnaeus, såvel som den fremragende russiske kemiker M. V. Lomonosov, støttede dette dogme om livets oprindelse.

Spontan generationshypotese

Denne hypotese er en slags abiogenese- livets oprindelse fra ikke-levende stof. Denne hypotese var et alternativ til kreationisme, da den akkumulerede viden fra mennesker om dyreliv stillede spørgsmålstegn ved Guds skabelse af liv. Filosofferne i det antikke Grækenland og naturforskerne i middelalderens Europa troede på fremkomsten af ​​levende organismer fra livløst stof. De troede og forsøgte at bevise, at frøer og insekter starter i fugtig jord, fluer i råddent kød osv. Synspunkter om den spontane generering af liv var udbredt næsten indtil slutningen af ​​det 18. århundrede. Kun i midten af ​​XIX århundrede. Den franske videnskabsmand Louis Pasteur beviste, at bakterier er allestedsnærværende. Samtidig "inficeres" eventuelle livløse genstande med dem, hvis der ikke udføres sterilisering. Dermed bekræftede Pasteur teorien biogenese Livet kan kun opstå fra et tidligere liv. Videnskabsmanden tilbageviste endelig begrebet spontan generering af liv.

Panspermi hypotese

I 1865 foreslog den tyske videnskabsmand G. Richter en hypotese panspermi, ifølge hvilken liv kunne bringes til Jorden fra rummet sammen med meteoritter og kosmisk støv. En tilhænger af denne hypotese var den store russiske videnskabsmand, skaberen af ​​den moderne teori om biosfæren, V. I. Vernadsky. Moderne forskning bekræfter den høje modstand hos nogle mikroorganismer og deres sporer over for stråling og lave temperaturer. For nylig har der været rapporter om, at der er fundet spor af organisk stof i meteoritter. Når man studerede den nærmeste planet på Jorden, Mars, blev der fundet strukturer, der ligner bakterier og spor af vand. Disse fund besvarer dog ikke spørgsmålet om livets oprindelse.

Biokemisk hypotese om livets oprindelse er den mest almindelige pt. Denne hypotese blev fremsat i 1920'erne. af forrige århundrede, den russiske biokemiker A. I. Oparin og den engelske biolog J. Haldane. Det dannede grundlag for videnskabelige ideer om livets oprindelse.

Essensen af ​​denne hypotese er, at der i de tidlige stadier af Jordens udvikling var en lang periode med abiogenese. Levende organismer deltog ikke i det. Til syntesen af ​​organiske forbindelser tjente solens ultraviolette stråling som en energikilde. Solstråling blev ikke tilbageholdt af ozonlaget, fordi der hverken var ozon eller ilt i atmosfæren på den gamle Jord. Syntetiserede aminosyrer, sukkerarter og andre organiske forbindelser blev opbevaret i det gamle hav i titusinder af år. Deres ophobning førte til sidst til dannelsen af ​​en homogen masse, som Oparin kaldte "primær bouillon". Ifølge Oparin var det i "ursuppen", at livet opstod.

Oparin mente, at den afgørende rolle i transformationen af ​​de livløse til de levende tilhører proteiner. Det er proteiner, der er i stand til at danne kolloide komplekser, der tiltrækker vandmolekyler til sig selv. Sådanne komplekser, der fusionerede med hinanden, blev dannet coacervater- strukturer isoleret fra resten af ​​vandmassen.

Coacervates besad nogle af de levendes egenskaber. De kunne selektivt absorbere stof fra den omgivende opløsning og øges i størrelse - en vis udseende af ernæring og vækst. Under knusningen af ​​koacervater blev der dannet nye dråber, der bibeholdt hovedegenskaberne fra den oprindelige formation - udseende af reproduktion. Men for at forvandle sig til de første levende organismer manglede coacervater biologiske membraner og genetisk information for at sikre reproduktion.

Det næste skridt i livets oprindelse var udseendet af membraner. De kunne dannes af lipidfilm, der dækker overfladen af ​​vandområder. Yderligere blev proteiner opløst i vand bundet til sådanne lipidformationer. Som et resultat erhvervede overfladen af ​​coacervater strukturen og egenskaberne af en biologisk membran. Sådan en membran kunne allerede passere nogle stoffer indenfor og ikke lade andre slippe igennem.

Yderligere association af coacervater med nukleinsyrer førte til dannelsen af ​​selvregulerende og selvreproducerende første levende organismer - protobioter. Disse primitive primære organismer var anaerobe og heterotrofer, der fodrede på stofferne fra "ursuppen". Således, efter 1 milliard år, ifølge denne hypotese, var oprindelsen af ​​liv på Jorden fuldendt.

I øjeblikket skelnes der mellem følgende hovedhypoteser om livets oprindelse: kreationisme, spontan generering, panspermi og biokemiske hypoteser. Blandt de moderne synspunkter fra videnskabsmænd om livets oprindelse er det vigtigste sted besat af den biokemiske hypotese. Ifølge hende opstod liv på Jorden over en lang periode i fravær af ilt i nærvær af kemikalier og en konstant energikilde.