Курс биологии для поступающих в вузы

ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Вопрос о происхождении жизни на земле является наиболее дискуссионным в биологии. Точного ответа на него получить нельзя, но существует множество гипотез, пытающихся с разной степенью убедительности объяснить условия возникновения жизни. Поэтому этот вопрос больше мировоззренческий. Наиболее известными теориями являются: креационизм, самопроизвольное зарождение из неживой материи, непрерывность жизни, гипотеза панспермии, гипотеза биохимической эволюции. Многие из этих гипотез происхождения жизни на земле руководствуются одинаковыми фактами, но с разной их интерпретацией.

Гипотеза божественного происхождения жизни (креационизм) основывается на образовании жизни и живых существ Создателем. В Библии имеется прямое описание процесса и достаточно подробно указана последовательность событий (Книга Бытия, 1.1 - 26). Практически в каждом религиозном учении есть догма о сверхъестественном происхождении жизни. Эта гипотеза принимает жизнь как данность и не предпринимает попыток объяснения факта возникновения жизни законами естественной природы. Иными словами, ее последователи снимают с себя ответственность за объяснение этих событий и принимают на веру религиозные утверждения.

Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни возникла в античные времена в качестве альтернативы креационизму. Сторонниками спонтанного зарождения жизни были выдающиеся философы древнего мира - Фалес, Анаксимандр, Анаксимен, Эмпедокл, Аристотель и др. С распространением христианства эта гипотеза отошла в тень и согласие с ней было чревато судом инквизиции. Однако некоторые ученые (например, Ван Гельмонт) оставались среди ее сторонников.

Гипотеза непрерывности жизни (гипотеза стационарного состояния) снимает сам вопрос о ее зарождении. Приверженцы этой гипотезы уверены, что Земля существовала вечно, а вместе с ней существовала жизнь. Не разделяя взглядов эволюционистов, они исключают развитие и преобразование организмов. При этом виды никогда не возникали, а существовали всегда, но они могут в определенных условиях исчезнуть. Нахождение ископаемых остатков в геологических пластах объясняется не историческим периодом существования вида, а простым фактом увеличения численности этих организмов в данной местности.

Гипотеза панспермии подобно предыдущей не пытается объяснить момент и условия возникновения жизни. Но ее сторонники не считают Землю вечной, а наличие на ней жизни объясняют попаданием из Вселенной, где она была всегда. Доказательствами внеземного происхождения жизни признаются сомнительные свидетельства контактов с инопланетянами, визиты НЛО, нерасшифрованные наскальные изображения объектов, похожие на космические корабли. Периодически публикуются данные изучения метеоритов и комет, в которых обнаружены примитивные формы жизни. Однако научная достоверность таких сообщений невелика. Нынешнее состояние науки не позволяет строго подтвердить или опровергнуть факт существования внеземной жизни.

Гипотеза биохимической эволюции объясняет появление жизни процессами, которые подчиняются законам химии и физики. После того как температура на поверхности Земли опустилась ниже 100°С, вода из парообразного состояния перешла в жидкое, образовав Мировой океан. Отсутствие в атмосфере молекулярного кислорода облегчало естественное появление органических веществ, которые создали нужные предпосылки появлению живой материи. Синтез органических веществ из неорганических в условиях, которые (разумеется, предположительно) соответствовали условиям первобытной Земли, экспериментально доказан, поэтому такая аргументация не вызывает сомнений. В дальнейшем из простых органических соединений должны были возникнуть более сложные вещества, а те, в свою очередь, каким-то образом преобразовались в живую систему. По мнению А. И. Опарина (1924), решающее значение в этом переходном процессе имели белки, которые в силу своей амфотерности притягивают воду и могут создать вокруг себя оболочку. Предполагалось, что такие частично обособленные комплексы в дальнейшем сливались в более крупные - коацерватны/е капли. В результате происходило отделение первичных коллоидов от водного окружения. Опарин считал, что коацерваты способны к примитивному обмену, в результате которого в них избирательно накапливались определенные вещества, а на границе коацервата с окружающей водой выстраивались молекулы сложных углеводородов - липи- дов. Образовавшаяся при этом пограничная мембрана еще в большей степени стабилизирует систему, в которой могли бы осуществляться некоторые биохимические реакции. Самовоспроизведение коацерватов Опарин объяснил фрагментацией особо крупных капель на более мелкие идентичные капли. Дальнейшее развитие процесса должно было привести к созданию простейших форм гетеротрофных организмов.

Г. Мёллер (1929) считал более важным участие нуклеиновых кислот, а не белков. Экспериментально доказана возможность репликации небольших участков нуклеиновых кислот без участия белков-ферментов. Также подтверждена ферментативная активность некоторых РНК. Это позволяет предположить, что в ранних живых системах роль ферментов выполняли именно нуклеиновые кислоты, а не белки.

Таким образом, основные положения гипотезы биохимической эволюции состоят в последовательности следующих событий: 1) возникновение органических соединений; 2) образование сложных биополимеров; 3) появление первичных живых организмов.

Несмотря на то что положения рассматриваемой гипотезы разделяют в настоящее время очень многие специалисты (кроме того, ее придерживается программа для поступающих в российские вузы), она не может быть признана объективной. Основная ее аргументация направлена на возможность синтеза и некоторой устойчивости возникшей системы. Но она никак не объясняет появления биохимических реакций, сложной взаимоподчиненной системы «нуклеиновые кислоты - белок», а также не может внятно объяснить самовоспроизводство образовавшихся систем. Исходя из положений теорий Опарина и его сторонников, можно ожидать, что кусок мяса (в котором находятся настоящие клетки, причем организованные куда совершеннее, чем коацерваты, и содержащие все необходимые для жизни вещества, но они мертвые) способен инициировать образование живых организмов (например, других таких же кусков или хотя бы отдельных клеток). А это уже напоминает взгляды Ван Гельмонта, которому для создания мышей было достаточно грязной рубашки, темного шкафа и горсти пшеницы. В настоящее время ученые могут синтезировать в лабораторных условиях основные органические соединения или выделить их из организмов, и никто не мешает сторонникам данной теории на практике доказать состоятельность своих взглядов. Однако еще ни одному человеку не удалось вдохнуть жизнь в химические вещества.

Возможность возникновения такой сложнейшей организации, как живая материя, в результате случайных взаимодействий молекул, по образному высказыванию астронома Фреда Хойла, «столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, может привести к сборке Боинга-747». В соответствии с теорией вероятности подобные события столь же ожидаемы, как и возможность написания без единой ошибки Библии обезьяной, которую подвели к пишущей машинке.