Δημοτικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα

Μέση τιμή ολοκληρωμένο σχολείο № 45

Θεωρίες για την προέλευση της ζωής στη Γη

Εκτελέστηκε : μαθητής της 11ης τάξης «Β»

Νιγματουλίνα Μαρία

Προβείλα : καθηγητής βιολογίας

Trapueva L. S.

Τσελιάμπινσκ

2010

1. Εισαγωγή

2. Υποθέσεις για την προέλευση της ζωής

3. Γενοβίωση και ολοβίωση

4. Θεωρία Oparin–Haldane

5. Ο κόσμος του RNA ως πρόδρομος της σύγχρονης ζωής

6. Πανσπερμία

7. Αυθόρμητη γενιά ζωής

8. Θεωρία Σταθερής Κατάστασης

9. Δημιουργισμός

10. Θεωρία της εξέλιξης

11. Δαρβινική θεωρία

12. Συμπέρασμα

Εισαγωγή

Οι θεωρίες σχετικά με την προέλευση της Γης και της ζωής σε αυτήν, και μάλιστα ολόκληρου του Σύμπαντος, είναι ποικίλες και κάθε άλλο παρά αξιόπιστες. Σύμφωνα με τη θεωρία της σταθερής κατάστασης, το σύμπαν υπάρχει για πάντα. Σύμφωνα με άλλες υποθέσεις, το Σύμπαν θα μπορούσε να έχει προκύψει από μια δέσμη νετρονίων ως αποτέλεσμα της «Μεγάλης Έκρηξης», γεννήθηκε σε μια από τις μαύρες τρύπες ή δημιουργήθηκε από τον Δημιουργό. Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, η επιστήμη δεν μπορεί να αντικρούσει τη θέση της θεϊκής δημιουργίας του Σύμπαντος, όπως οι θεολογικές απόψεις δεν απορρίπτουν απαραίτητα την πιθανότητα η ζωή στη διαδικασία της ανάπτυξής της να αποκτήσει χαρακτηριστικά που μπορούν να εξηγηθούν με βάση τους νόμους της φύσης. .

Υποθέσεις για την προέλευση της ζωής

ΣΕ διαφορετική ώραΟι ακόλουθες υποθέσεις έχουν διατυπωθεί σχετικά με την προέλευση της ζωής στη Γη:

• Υπόθεση βιοχημικής εξέλιξης
• Υπόθεση πανσπερμίας
• Υπόθεση Σταθερής Κατάστασης Ζωής
• Υπόθεση αυθόρμητης δημιουργίας

Θεωρίες αυθόρμητη γενιάΚαι σταθερή κατάστασηπαρουσιάζουν μόνο ιστορικό ή φιλοσοφικό ενδιαφέρον, αφού τα αποτελέσματα επιστημονική έρευναέρχονται σε αντίθεση με τα συμπεράσματα αυτών των θεωριών.

Θεωρία πανσπερμίαδεν λύνει το θεμελιώδες ερώτημα της προέλευσης της ζωής, απλώς την σπρώχνει στο ακόμα πιο νεφελώδες παρελθόν του Σύμπαντος, αν και δεν μπορεί να αποκλειστεί ως υπόθεση για την αρχή της ζωής στη Γη.

Γενοβίωση και ολοβίωση

Ανάλογα με το τι θεωρείται πρωταρχικό, υπάρχουν δύο μεθοδολογικές προσεγγίσεις στο ζήτημα της προέλευσης της ζωής:

Γενοβίωση- μια μεθοδολογική προσέγγιση στο ζήτημα της προέλευσης της ζωής, βασισμένη στην πίστη στην υπεροχή ενός μοριακού συστήματος με τις ιδιότητες ενός πρωτεύοντος γενετικού κώδικα.

Ολοβίωση- μια μεθοδολογική προσέγγιση στο ζήτημα της προέλευσης της ζωής, βασισμένη στην ιδέα της υπεροχής των δομών προικισμένων με την ικανότητα στοιχειώδους μεταβολισμού με τη συμμετοχή ενός ενζυματικού μηχανισμού.

Θεωρία Oparin-Haldane

Το 1924, ο μελλοντικός ακαδημαϊκός Oparin δημοσίευσε ένα άρθρο "The Origin of Life", το οποίο μεταφράστηκε στα αγγλικά το 1938 και αναζωογόνησε το ενδιαφέρον για τη θεωρία της αυθόρμητης δημιουργίας. Ο Oparin πρότεινε ότι σε διαλύματα ενώσεων υψηλού μοριακού βάρους μπορούν αυθόρμητασχηματίζονται ζώνες αυξημένης συγκέντρωσης, οι οποίες είναι σχετικά διαχωρισμένες από το εξωτερικό περιβάλλον και μπορούν να διατηρήσουν την ανταλλαγή με αυτό. Τους κάλεσε Coacervate σταγόνες, ή απλά συνενώνει .

Σύμφωνα με τη θεωρία του, η διαδικασία που οδήγησε στην εμφάνιση της ζωής στη Γη μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια:

• Η εμφάνιση οργανικών ουσιών
• Η εμφάνιση πρωτεϊνών
• Η εμφάνιση πρωτεϊνικών σωμάτων

Αστρονομικές μελέτες δείχνουν ότι τόσο τα αστέρια όσο και τα πλανητικά συστήματα προέκυψαν από ύλη αερίου και σκόνης. Μαζί με τα μέταλλα και τα οξείδια τους περιείχε υδρογόνο, αμμωνία, νερό και τον απλούστερο υδρογονάνθρακα - μεθάνιο.

Οι συνθήκες για την έναρξη της διαδικασίας σχηματισμού πρωτεϊνικών δομών δημιουργήθηκαν από τη στιγμή που εμφανίστηκε ο πρωταρχικός ωκεανός. Στο υδάτινο περιβάλλον, τα παράγωγα υδρογονανθράκων θα μπορούσαν να υποστούν περίπλοκες χημικές αλλαγές και μετασχηματισμούς. Ως αποτέλεσμα αυτής της επιπλοκής των μορίων, θα μπορούσαν να σχηματιστούν πιο πολύπλοκες οργανικές ουσίες, δηλαδή υδατάνθρακες.

Η επιστήμη έχει αποδείξει ότι ως αποτέλεσμα της χρήσης υπεριωδών ακτίνων, είναι δυνατή η τεχνητή σύνθεση όχι μόνο αμινοξέων, αλλά και άλλων βιοχημικών ουσιών. Σύμφωνα με τη θεωρία του Oparin, ένα περαιτέρω βήμα προς την ανάδυση πρωτεϊνικών σωμάτων θα μπορούσε να είναι ο σχηματισμός σταγονιδίων συνενώσεων. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, το υδατικό κέλυφος των οργανικών μορίων απέκτησε σαφή όρια και διαχώρισε το μόριο από το περιβάλλον διάλυμα. Μόρια που περιβάλλονται από ένα κέλυφος νερού ενώνονται, σχηματίζοντας πολυμοριακά σύμπλοκα - συνενώσεις.

Θα μπορούσαν επίσης να προκύψουν σταγονίδια με την απλή ανάμειξη διαφορετικών πολυμερών. Σε αυτή την περίπτωση, συνέβη η αυτοσυναρμολόγηση μορίων πολυμερούς σε πολυμοριακούς σχηματισμούς - σταγονίδια ορατά κάτω από ένα οπτικό μικροσκόπιο.

Οι σταγόνες ήταν ικανές να απορροφούν ουσίες από το εξωτερικό ανάλογα με τον τύπο ανοιχτά συστήματα. Όταν διάφοροι καταλύτες (συμπεριλαμβανομένων των ενζύμων) συμπεριλήφθηκαν στις σταγόνες coacervate, διάφορες αντιδράσεις, ιδίως τον πολυμερισμό μονομερών που προέρχονται από το εξωτερικό περιβάλλον. Λόγω αυτού, οι σταγόνες θα μπορούσαν να αυξηθούν σε όγκο και βάρος και στη συνέχεια να χωριστούν σε θυγατρικούς σχηματισμούς. Έτσι, τα coacervates μπορούσαν να αναπτυχθούν, να πολλαπλασιαστούν και να πραγματοποιήσουν μεταβολισμό.

Παρόμοιες απόψεις εξέφρασε και ο Βρετανός βιολόγος John Haldane.

Η θεωρία δοκιμάστηκε από τον Stanley Miller το 1953 στο πείραμα Miller-Urey. Τοποθέτησε ένα μείγμα H 2 O, NH 3, CH 4, CO 2, CO σε ένα κλειστό δοχείο (Εικ. 1) και άρχισε να περνάει ηλεκτρικές εκκενώσεις μέσα από αυτό. Αποδείχθηκε ότι σχηματίζονται αμινοξέα. Αργότερα μέσα διαφορετικές συνθήκεςελήφθησαν άλλα σάκχαρα και νουκλεοτίδια. Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η εξέλιξη μπορεί να συμβεί σε μια φάση διαχωρισμένη κατάσταση από το διάλυμα (coacervates). Ωστόσο, ένα τέτοιο σύστημα δεν μπορεί να αναπαραχθεί.

Η θεωρία ήταν δικαιολογημένη, εκτός από ένα πρόβλημα, στο οποίο σχεδόν όλοι οι ειδικοί στον τομέα της προέλευσης της ζωής είχαν κάνει τα στραβά μάτια. Εάν αυθόρμητα, μέσω τυχαίων συνθέσεων χωρίς εκμαγεία, προέκυψαν μεμονωμένα επιτυχημένα σχέδια μορίων πρωτεΐνης στο coacervate (για παράδειγμα, αποτελεσματικοί καταλύτες που παρέχουν πλεονέκτημα για ένα δεδομένο coacervate στην ανάπτυξη και την αναπαραγωγή), τότε πώς θα μπορούσαν να αντιγραφούν για διανομή εντός του coacervate, και ακόμη περισσότερο για μετάδοση σε απογόνους coacervates; Η θεωρία δεν μπόρεσε να δώσει λύση στο πρόβλημα ακριβής αναπαραγωγή- εντός του coacervate και σε γενεές - μεμονωμένες, τυχαία εμφανιζόμενες αποτελεσματικές πρωτεϊνικές δομές. Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι τα πρώτα συνενώσεις θα μπορούσαν να σχηματιστούν αυθόρμητα από λιπίδια που συντέθηκαν αβιογονικά και μπορούσαν να εισέλθουν σε συμβίωση με «ζωντανά διαλύματα» - αποικίες αυτοαναπαραγόμενων μορίων RNA, μεταξύ των οποίων ήταν ριβοένζυμα που καταλύουν τη σύνθεση λιπιδίων και μια τέτοια κοινότητα είναι ήδη δυνατή ονομάστε την οργανισμό.

Alexander Oparin (δεξιά) στο εργαστήριο

Ο κόσμος του RNA ως πρόδρομος της σύγχρονης ζωής

ΠΡΟΣ ΤΗΝ XXI αιώναςη θεωρία Oparin-Haldane, η οποία υποθέτει την αρχική εμφάνιση πρωτεϊνών, έχει πρακτικά δώσει τη θέση της σε μια πιο σύγχρονη. Η ώθηση για την ανάπτυξή του ήταν η ανακάλυψη ριβοενζύμων - μορίων RNA με ενζυματική δραστηριότητα και επομένως ικανά να συνδυάζουν λειτουργίες που στα πραγματικά κύτταρα εκτελούνται κυρίως ξεχωριστά από πρωτεΐνες και DNA, δηλαδή να καταλύουν βιοχημικές αντιδράσεις και να αποθηκεύουν κληρονομικές πληροφορίες. Έτσι, υποτίθεται ότι τα πρώτα έμβια όντα ήταν οργανισμοί RNA χωρίς πρωτεΐνες και DNA, και το πρωτότυπό τους θα μπορούσε να είναι ένας αυτοκαταλυτικός κύκλος που σχηματίζεται από αυτά τα ίδια τα ριβοένζυμα ικανά να καταλύουν τη σύνθεση των δικών τους αντιγράφων.

Πανσπερμία

Σύμφωνα με τη θεωρία της Πανσπερμίας, που προτάθηκε το 1865 από τον Γερμανό επιστήμονα G. Richter και τελικά διατυπώθηκε από τον Σουηδό επιστήμονα Arrhenius το 1895, η ζωή θα μπορούσε να είχε μεταφερθεί στη Γη από το διάστημα. Ζωντανοί οργανισμοί εξωγήινης προέλευσης είναι πιο πιθανό να εισέλθουν με μετεωρίτες και κοσμική σκόνη. Αυτή η υπόθεση βασίζεται σε δεδομένα σχετικά με την υψηλή αντοχή ορισμένων οργανισμών και των σπορίων τους στην ακτινοβολία, το βαθύ κενό, χαμηλές θερμοκρασίεςκαι άλλες επιρροές. Ωστόσο, δεν υπάρχουν ακόμη αξιόπιστα στοιχεία που να επιβεβαιώνουν την εξωγήινη προέλευση των μικροοργανισμών που βρίσκονται στους μετεωρίτες. Αλλά ακόμα κι αν έφταναν στη Γη και δημιουργούσαν ζωή στον πλανήτη μας, το ερώτημα της αρχικής προέλευσης της ζωής θα παρέμενε αναπάντητο.

Ο Francis Crick και η Leslie Orgel πρότειναν μια άλλη επιλογή το 1973 - την ελεγχόμενη πανσπερμία, δηλαδή τη σκόπιμη «μόλυνση» της Γης (μαζί με άλλα πλανητικά συστήματα) με μικροοργανισμούς που μεταφέρονται σε μη επανδρωμένα διαστημόπλοιοένας προηγμένος εξωγήινος πολιτισμός που μπορεί να αντιμετώπιζε μια παγκόσμια καταστροφή ή απλώς ήλπιζε να μορφοποιήσει άλλους πλανήτες για μελλοντικό αποικισμό. Έδωσαν δύο κύρια επιχειρήματα υπέρ της θεωρίας τους - την καθολικότητα του γενετικού κώδικα (γνωστές άλλες παραλλαγές του κώδικα χρησιμοποιούνται πολύ λιγότερο συχνά στη βιόσφαιρα και διαφέρουν ελάχιστα από την καθολική) και τον σημαντικό ρόλο του μολυβδαινίου σε ορισμένα ένζυμα. Το μολυβδαίνιο είναι ένα πολύ σπάνιο στοιχείο παντού ηλιακό σύστημα. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, ο αρχικός πολιτισμός μπορεί να ζούσε κοντά σε ένα αστέρι εμπλουτισμένο σε μολυβδαίνιο.

Ενάντια στην ένσταση ότι η θεωρία της πανσπερμίας (συμπεριλαμβανομένης της ελεγχόμενης) δεν λύνει το ζήτημα της προέλευσης της ζωής, προβάλλουν το εξής επιχείρημα: σε πλανήτες άλλου τύπου άγνωστου σε εμάς, η πιθανότητα προέλευσης της ζωής μπορεί αρχικά να είναι μεγάλη υψηλότερα από ό,τι στη Γη, για παράδειγμα, λόγω της παρουσίας ειδικών ορυκτών με υψηλή καταλυτική δραστηριότητα.

Το 1981, ο F. Crick έγραψε το βιβλίο «Η ίδια η ζωή: η προέλευση και η φύση της», στο οποίο εκθέτει την υπόθεση της ελεγχόμενης πανσπερμίας με περισσότερες λεπτομέρειες παρά στο άρθρο και σε μια δημοφιλή μορφή.

Η προέλευση της ζωής στη Γη είναι ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα της φυσικής επιστήμης. Ακόμη και στην αρχαιότητα, οι άνθρωποι έκαναν ερωτήσεις στον εαυτό τους για το από πού προήλθε. Ζωντανή φύση, πώς εμφανίστηκε η ζωή στη Γη, πού είναι η γραμμή μετάβασης από το άψυχο στη ζωή, κλπ. Κατά τη διάρκεια δεκάδων αιώνων, οι απόψεις για το πρόβλημα της ζωής έχουν αλλάξει, έχουν εκφραστεί απόψεις διαφορετικές ιδέες, υποθέσεις και έννοιες. Αυτή η ερώτηση ανησυχεί την ανθρωπότητα μέχρι σήμερα.

Ορισμένες ιδέες και υποθέσεις σχετικά με την προέλευση της ζωής έγιναν ευρέως διαδεδομένες κατά τη διάρκεια διαφορετικών περιόδων στην ιστορία της ανάπτυξης της φυσικής επιστήμης. Επί του παρόντος, υπάρχουν πέντε υποθέσεις για την προέλευση της ζωής:

1. Ο Δημιουργισμός είναι μια υπόθεση που δηλώνει ότι η ζωή δημιουργήθηκε από ένα υπερφυσικό ον ως αποτέλεσμα μιας πράξης δημιουργίας, δηλαδή τον Θεό.

2. Η υπόθεση της σταθερής κατάστασης, σύμφωνα με την οποία η ζωή υπήρχε πάντα.

3. Η υπόθεση της αυθόρμητης δημιουργίας ζωής, η οποία βασίζεται στην ιδέα της επαναλαμβανόμενης ανάδυσης της ζωής από τη μη ζωντανή ύλη.

4. Η υπόθεση της πανσπερμίας, σύμφωνα με την οποία η ζωή μεταφέρθηκε στη Γη από το διάστημα.

5. Υπόθεση για την ιστορική προέλευση της ζωής μέσα από τη βιοχημική εξέλιξη.

Σύμφωνα με δημιουργιστική υπόθεσηπου έχει τη μεγαλύτερη ιστορία, η δημιουργία της ζωής είναι μια πράξη θεϊκής δημιουργίας. Απόδειξη αυτού είναι η παρουσία στους ζωντανούς οργανισμούς μιας ειδικής δύναμης, μιας «ψυχής» που ελέγχει όλες τις διαδικασίες της ζωής. Η υπόθεση του δημιουργισμού είναι εμπνευσμένη από θρησκευτικές απόψεις και δεν έχει καμία σχέση με την επιστήμη.

Σύμφωνα με υπόθεση σταθερής κατάστασης,η ζωή δεν προέκυψε ποτέ, αλλά υπήρχε για πάντα μαζί με τη Γη, που διακρίνεται από μια μεγάλη ποικιλία ζωντανών όντων. Καθώς οι συνθήκες διαβίωσης στη Γη άλλαξαν, άλλαξαν και τα είδη: άλλα εξαφανίστηκαν, άλλα εμφανίστηκαν. Η υπόθεση αυτή βασίζεται κυρίως σε παλαιοντολογικές μελέτες. Στην ουσία, αυτή η υπόθεση δεν σχετίζεται με τις έννοιες της προέλευσης της ζωής, αφού δεν επηρεάζει θεμελιωδώς το ζήτημα της προέλευσης της ζωής.

Υπόθεση αυθόρμητης προέλευσης ζωήςπροήχθη σε Αρχαία Κίνακαι η Ινδία ως εναλλακτική στον δημιουργισμό. Αυτή η υπόθεση υποστηρίχθηκε από στοχαστές Αρχαία Ελλάδα(Πλάτωνας, Αριστοτέλης), καθώς και επιστήμονες της περιόδου της Νέας Εποχής (Γαλιλαίος, Ντεκάρτ, Λαμάρκ). Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, ζωντανοί οργανισμοί (κατώτεροι) μπορούν να εμφανιστούν με αυθόρμητη δημιουργία από μη ζωντανή ύλη που περιέχει κάποιο είδος «ενεργού αρχής». Έτσι, για παράδειγμα, σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, τα έντομα και οι βάτραχοι, υπό ορισμένες συνθήκες, μπορούν να αναπτυχθούν σε λάσπη και υγρό έδαφος. σκουλήκια και φύκια σε στάσιμο νερό, αλλά πετούν προνύμφες σε σάπιο κρέας καθώς σαπίζει.

Ωστόσο, ήδη από τις αρχές του 17ου αι. Αυτή η κατανόηση της προέλευσης της ζωής άρχισε να αμφισβητείται. Σημαντικό πλήγμα σε αυτή την υπόθεση έδωσε ο Ιταλός φυσιοδίφης και γιατρός F. Redi (1626–1698), ο οποίος το 1688 αποκάλυψε την ουσία της εμφάνισης της ζωής στο σάπιο κρέας. Ο F. Redi διατύπωσε την αρχή του: «Όλα τα ζωντανά πράγματα προέρχονται από ζωντανά πράγματα» και έγινε ο ιδρυτής της έννοιας της βιογένεσης, η οποία υποστήριξε ότι η ζωή μπορεί να προκύψει μόνο από την προηγούμενη ζωή.

Ο Γάλλος μικροβιολόγος L. Pasteur (1822–1895) με τα πειράματά του με ιούς απέδειξε τελικά την ασυνέπεια της ιδέας της αυθόρμητης γενιάς της ζωής. Ωστόσο, έχοντας διαψεύσει αυτή την υπόθεση, δεν πρότεινε τη δική του και δεν έριξε φως στο ζήτημα της προέλευσης της ζωής.

Παρόλα αυτά τα πειράματα του Λ. Παστέρ είχαν μεγάλης σημασίαςστην απόκτηση πλούσιου εμπειρικού υλικού στον τομέα της μικροβιολογίας της εποχής του.

Υπόθεση πανσπερμίας– για την απόκοσμη προέλευση της ζωής φέρνοντας τα «έμβρυα της ζωής» από το διάστημα στη Γη – εκφράστηκε για πρώτη φορά από τον Γερμανό βιολόγο και γιατρό G. Richter στα τέλη του 19ου αιώνα. Η έννοια της πανσπερμίας (από τα ελληνικά. τηγάνι- όλα, σπέρμα– σπόρος) επιτρέπει τη δυνατότητα προέλευσης της ζωής σε διαφορετικές χρονικές στιγμές σε διαφορετικά μέρη του Σύμπαντος και τη μεταφορά της με διαφορετικούς τρόπους στη Γη (μετεωρίτες, αστεροειδείς, κοσμική σκόνη).

Πράγματι, τώρα έχουν ληφθεί ορισμένα δεδομένα που υποδεικνύουν τη δυνατότητα σχηματισμού οργανικών ουσιών χημικάσε διαστημικές συνθήκες. Έτσι, το 1975, βρέθηκαν πρόδρομοι αμινοξέων στο σεληνιακό έδαφος. Οι απλούστερες ενώσεις άνθρακα, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που βρίσκονται κοντά σε αμινοξέα, έχουν ανακαλυφθεί στα διαστρικά νέφη. Στους μετεωρίτες βρέθηκαν αλδεΰδες, νερό, αλκοόλες, υδροκυανικό οξύ κ.λπ.

Η έννοια της πανσπερμίας ήταν κοινή από μεγάλους επιστήμονες τέλη XIX– αρχές 20ού αιώνα: Γερμανός χημικός και γεωπόνος J. Liebig, Άγγλος φυσικός W. Thomson, Γερμανός φυσιοδίφης G. Helmholtz, Σουηδός φυσικοχημικός S. Arrhenius. Το 1907, ο S. Arrhenius περιέγραψε ακόμη και στα γραπτά του πώς ζωντανά σπόρια οργανισμών διαφεύγουν στο διάστημα με σωματίδια σκόνης από άλλους πλανήτες. Ορμώντας μέσα από τις τεράστιες εκτάσεις του διαστήματος υπό την επίδραση της πίεσης του αστρικού φωτός, κατέληξαν σε πλανήτες και, όπου οι συνθήκες ήταν ευνοϊκές (συμπεριλαμβανομένης της Γης), άρχισαν νέα ζωή. Τις ιδέες της πανσπερμίας υποστήριξαν και ορισμένοι Ρώσοι επιστήμονες: ο γεωφυσικός P. Lazarev, ο βιολόγος L. Berg, ο βιολόγος του εδάφους S. Kostychev.

Υπάρχει μια ιδέα για την εμφάνιση της ζωής στη Γη σχεδόν από τη στιγμή του σχηματισμού της. Όπως γνωρίζετε, η Γη σχηματίστηκε πριν από περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι η ζωή θα μπορούσε να έχει προκύψει κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του Ηλιακού Συστήματος, δηλαδή στο διάστημα. Δεδομένου ότι η διάρκεια της εξέλιξης της Γης και της ζωής σε αυτήν ποικίλλει ελαφρώς, υπάρχει μια εκδοχή ότι η ζωή στη Γη είναι η συνέχεια της αιώνιας ύπαρξής της. Αυτή η θέση είναι κοντά στη θεωρία της αιώνιας ύπαρξης της ζωής στο Σύμπαν. Στην κλίμακα της παγκόσμιας εξελικτικής διαδικασίας, μπορεί να υποτεθεί ότι η εμφάνιση της ζωής στη Γη μπορεί προφανώς να συμπίπτει με το σχηματισμό και την ύπαρξη της ύλης. Ο ακαδημαϊκός V. Vernadsky μοιράστηκε την ιδέα της αιωνιότητας της ζωής όχι στο πλαίσιο της ανακατανομής της στο χώρο, αλλά με την έννοια του αδιαχώριστου και της διασύνδεσης ύλης και ζωής. Έγραψε ότι «η ζωή και η ύλη είναι αχώριστες, αλληλένδετες και δεν υπάρχει χρονική αλληλουχία μεταξύ τους». Ο Ρώσος βιολόγος και γενετιστής Timofeev-Resovsky (1900-1982) επισημαίνει την ίδια ιδέα. Στη σύντομη περιγραφή της θεωρίας της εξέλιξης (1977), παρατήρησε έξυπνα: «Είμαστε όλοι τόσο υλιστές που όλοι μας ανησυχεί τρελά για το πώς δημιουργήθηκε η ζωή. Ταυτόχρονα, δεν μας ενδιαφέρει καθόλου το πώς προέκυψε η ύλη. Όλα είναι απλά εδώ. Η ύλη είναι αιώνια, ήταν πάντα, και δεν χρειάζονται ερωτήσεις. Πάντα ήταν. Αλλά η ζωή, βλέπετε, πρέπει απαραίτητα να προκύψει. Ή ίσως ήταν πάντα εκεί. Και δεν χρειάζονται ερωτήσεις, απλώς ήταν πάντα εκεί, αυτό είναι όλο».

Για να τεκμηριωθεί η πανσπερμία, η λαϊκή επιστημονική λογοτεχνία παρέχει «γεγονότα» για άγνωστα ιπτάμενα αντικείμενα, την άφιξη εξωγήινων στη Γη και πίνακες τοπολογικών πετρωμάτων.

Ωστόσο, αυτή η έννοια δεν έχει σοβαρές αποδείξεις και πολλά επιχειρήματα την αντιτίθενται. Είναι γνωστό ότι το εύρος των συνθηκών διαβίωσης για την ύπαρξη έμβιων όντων είναι αρκετά στενό. Επομένως, είναι απίθανο οι ζωντανοί οργανισμοί να επιβιώσουν στο διάστημα υπό την επίδραση των υπεριωδών ακτίνων, των ακτίνων Χ και της κοσμικής ακτινοβολίας. Αλλά η πιθανότητα εισαγωγής ορισμένων προαπαιτούμενων παραγόντων ζωής στον πλανήτη μας από το διάστημα δεν μπορεί να αποκλειστεί. Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτό δεν έχει θεμελιώδη σημασία, καθώς η έννοια της πανσπερμίας δεν λύνει θεμελιωδώς το πρόβλημα της προέλευσης της ζωής, αλλά τη μεταφέρει μόνο πέρα ​​από τη Γη, χωρίς να αποκαλύπτει τον ίδιο τον μηχανισμό σχηματισμού της.

Έτσι, καμία από τις τέσσερις υποθέσεις που παρατίθενται δεν έχει επιβεβαιωθεί μέχρι στιγμής από αξιόπιστες πειραματικές μελέτες.

Η πέμπτη υπόθεση φαίνεται η πιο πειστική από τη σκοπιά της σύγχρονης επιστήμης - υπόθεση της προέλευσης της ζωής στο ιστορικό παρελθόν ως αποτέλεσμα της βιοχημικής εξέλιξης.Συγγραφείς του είναι ο εγχώριος βιοχημικός ακαδημαϊκός A. Oparin (1923) και ο Άγγλος φυσιολόγος S. Haldane (1929). Θα συζητήσουμε αυτή την υπόθεση λεπτομερώς στην επόμενη ενότητα.

Υπόθεση για την προέλευση της ζωής στο ιστορικό παρελθόν ως αποτέλεσμα της βιοχημικής εξέλιξης από τον A. I. Oparin

Από την άποψη της υπόθεσης του A. Oparin, καθώς και από τη σκοπιά της σύγχρονης επιστήμης, η εμφάνιση της ζωής από την άψυχη ύλη συνέβη ως αποτέλεσμα φυσικών διεργασιών στο Σύμπαν κατά τη μακροχρόνια εξέλιξη της ύλης. Η ζωή είναι μια ιδιότητα της ύλης που εμφανίστηκε στη Γη σε ένα ορισμένο σημείο της ιστορίας της. Αυτό είναι το αποτέλεσμα διεργασιών που λαμβάνουν χώρα πρώτα για πολλά δισεκατομμύρια χρόνια στην κλίμακα του Σύμπαντος και μετά για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια στη Γη.

Ο A. Oparin εντόπισε διάφορα στάδια βιοχημικής εξέλιξης, ο τελικός στόχος των οποίων ήταν ένα πρωτόγονο ζωντανό κύτταρο. Η εξέλιξη προχώρησε σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

1. Γεωχημική εξέλιξη του πλανήτη Γη, η σύνθεση των απλούστερων ενώσεων, όπως CO 2, 1 h[H 3, H 2 0 κ.λπ., η μετάβαση του νερού από ατμό σε υγρή κατάσταση ως αποτέλεσμα της σταδιακής ψύξη της Γης. Εξέλιξη της ατμόσφαιρας και της υδρόσφαιρας.

2. Ο σχηματισμός οργανικών ουσιών - αμινοξέων - από ανόργανες ενώσεις και η συσσώρευσή τους στον πρωτεύοντα ωκεανό ως αποτέλεσμα της ηλεκτρομαγνητικής επίδρασης του Ήλιου, της κοσμικής ακτινοβολίας και των ηλεκτρικών εκκενώσεων.

3. Σταδιακή επιπλοκήοργανικές ενώσεις και ο σχηματισμός πρωτεϊνικών δομών.

4. Απομόνωση πρωτεϊνικών δομών από το μέσο, ​​σχηματισμός υδατικών συμπλεγμάτων και δημιουργία υδατικού κελύφους γύρω από πρωτεΐνες.

5. Η σύντηξη τέτοιων συμπλεγμάτων και ο σχηματισμός συνενώσεων (από λατ. coacervus– θρόμβος, σωρός, συσσώρευση), ικανός να ανταλλάσσει ύλη και ενέργεια με περιβάλλον.

6. Απορρόφηση μετάλλων από συνενώσεις, που οδήγησε στο σχηματισμό ενζύμων που επιταχύνουν τις βιοχημικές διεργασίες.

7. Σχηματισμός υδρόφοβων λιπιδικών ορίων μεταξύ των συσσωρευτών και του εξωτερικού περιβάλλοντος, που οδήγησε στον σχηματισμό ημιδιαπερατών μεμβρανών, οι οποίες εξασφάλιζαν τη σταθερότητα της λειτουργίας του κοκοειδούς.

8. Ανάπτυξη στην πορεία της εξέλιξης σε αυτούς τους σχηματισμούς διαδικασιών αυτορρύθμισης και αυτοαναπαραγωγής.

Έτσι, σύμφωνα με την υπόθεση του A. Oparin, εμφανίστηκε μια πρωτόγονη μορφή ζωντανής ύλης. Αυτή, κατά τη γνώμη του, είναι η προβιολογική εξέλιξη της ύλης.

Ο ακαδημαϊκός V. Vernadsky συνέδεσε την εμφάνιση της ζωής με ένα ισχυρό άλμα που διέκοψε την άψυχη εξέλιξη του φλοιού της γης. Αυτό το άλμα (διακλάδωση) εισήγαγε τόσες πολλές αντιφάσεις στην εξέλιξη που δημιούργησαν τις προϋποθέσεις για την προέλευση της ζωής.

Η προέλευση της ζωής στη Γη είναι από τις πιο δύσκολες και συνάμα σχετικές και ενδιαφέρον Ρωτήστεστη σύγχρονη φυσική επιστήμη.

Η Γη πιθανότατα σχηματίστηκε πριν από 4,5-5 δισεκατομμύρια χρόνια από ένα γιγάντιο σύννεφο κοσμικής σκόνης. τα σωματίδια του οποίου συμπιέστηκαν σε μια καυτή μπάλα. Οι υδρατμοί απελευθερώθηκαν από αυτό στην ατμόσφαιρα και το νερό έπεφτε από την ατμόσφαιρα στη Γη που ψύχεται αργά για εκατομμύρια χρόνια με τη μορφή βροχής. Ένας προϊστορικός ωκεανός σχηματίστηκε στις κοιλότητες της επιφάνειας της γης. Η αρχική ζωή εμφανίστηκε σε αυτό περίπου 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Η εμφάνιση της ζωής στη Γη

Πώς προέκυψε ο ίδιος ο πλανήτης και πώς εμφανίστηκαν οι θάλασσες σε αυτόν; Υπάρχει μια ευρέως αποδεκτή θεωρία σχετικά με αυτό. Σύμφωνα με αυτό, η Γη σχηματίστηκε από σύννεφα κοσμικής σκόνης που περιείχαν όλα τα γνωστά στη φύση χημικά στοιχεία, τα οποία συμπιέστηκαν σε μπάλα. Ο ζεστός υδρατμός διέφυγε από την επιφάνεια αυτής της καυτής μπάλας, τυλίγοντάς την σε ένα συνεχές νέφος.Οι υδρατμοί στα σύννεφα ψύχθηκαν αργά και μετατράπηκαν σε νερό, το οποίο έπεφτε με τη μορφή άφθονων συνεχών βροχών στο ακόμα καυτό, που καίγεται Γη. Στην επιφάνειά του μετατράπηκε ξανά σε υδρατμούς και επέστρεψε στην ατμόσφαιρα. Μέσα σε εκατομμύρια χρόνια, η Γη έχασε σταδιακά τόση θερμότητα που η υγρή της επιφάνεια άρχισε να σκληραίνει καθώς ψύχθηκε. Έτσι σχηματίστηκε ο φλοιός της γης.

Πέρασαν εκατομμύρια χρόνια και η θερμοκρασία της επιφάνειας της Γης έπεσε ακόμη περισσότερο. Τα όμβρια ύδατα σταμάτησαν να εξατμίζονται και άρχισαν να ρέουν σε τεράστιες λακκούβες. Έτσι άρχισε η επίδραση του νερού στο η επιφάνεια της γης. Και τότε, λόγω της πτώσης της θερμοκρασίας, έγινε μια πραγματική πλημμύρα. Το νερό, που είχε προηγουμένως εξατμιστεί στην ατμόσφαιρα και είχε μετατραπεί στο συστατικό του, έπεφτε συνεχώς στη Γη, με βροντές και κεραυνούς, ισχυρές βροχές έπεφταν από τα σύννεφα.

Σιγά σιγά, το νερό συσσωρεύτηκε στα βαθύτερα κοιλώματα της επιφάνειας της γης, τα οποία δεν είχαν πια χρόνο να εξατμιστούν εντελώς. Ήταν τόσο πολύ που σταδιακά σχηματίστηκε ένας προϊστορικός ωκεανός στον πλανήτη. Κεραυνοί χάραξαν τον ουρανό. Αλλά κανείς δεν το είδε αυτό. Δεν υπήρχε ακόμα ζωή στη Γη. Η συνεχής βροχή άρχισε να διαβρώνει τα βουνά. Το νερό έτρεχε από αυτά σε θορυβώδη ρυάκια και φουρτουνιασμένα ποτάμια. Κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών, οι ροές του νερού έχουν διαβρώσει βαθιά την επιφάνεια της γης και σε ορισμένα σημεία έχουν εμφανιστεί κοιλάδες. Η περιεκτικότητα σε νερό στην ατμόσφαιρα μειώθηκε και συσσωρεύτηκε όλο και περισσότερο στην επιφάνεια του πλανήτη.

Η συνεχής νεφοκάλυψη έγινε πιο λεπτή, ώσπου μια ωραία μέρα η πρώτη ακτίνα του ήλιου άγγιξε τη Γη. Η συνεχής βροχή έχει σταματήσει. Το μεγαλύτερο μέρος της γης καλυπτόταν από τον προϊστορικό Ωκεανό. Απο αυτη ανώτερα στρώματατο νερό παρέσυρε τεράστιες ποσότητες διαλυτών μετάλλων και αλάτων, που κατέληξαν στη θάλασσα. Το νερό από αυτό εξατμιζόταν συνεχώς, σχηματίζοντας σύννεφα και τα άλατα κατακάθονταν και με την πάροδο του χρόνου, σημειώθηκε σταδιακή αλάτωση θαλασσινό νερό. Προφανώς, κάτω από κάποιες συνθήκες που υπήρχαν στην αρχαιότητα, σχηματίστηκαν ουσίες από τις οποίες προέκυψαν ειδικές κρυσταλλικές μορφές. Μεγάλωσαν, όπως όλοι οι κρύσταλλοι, και δημιούργησαν νέους κρυστάλλους, που πρόσθεταν όλο και περισσότερες ουσίες στον εαυτό τους.

Το φως του ήλιου και πιθανώς πολύ ισχυρές ηλεκτρικές εκκενώσεις χρησίμευσαν ως πηγή ενέργειας σε αυτή τη διαδικασία. Ίσως οι πρώτοι κάτοικοι της Γης - προκαρυώτες, οργανισμοί χωρίς σχηματισμένο πυρήνα, παρόμοιος με τα σύγχρονα βακτήρια - προέκυψαν από τέτοια στοιχεία. Ήταν αναερόβια, δηλαδή δεν χρησιμοποιούσαν ελεύθερο οξυγόνο για την αναπνοή, που δεν υπήρχε ακόμα στην ατμόσφαιρα. Η πηγή τροφής γι 'αυτούς ήταν οργανικές ενώσεις που προέκυψαν στην ακόμα άψυχη Γη ως αποτέλεσμα της έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία από τον Ήλιο, τις εκκενώσεις κεραυνών και τη θερμότητα που παράγεται κατά τις ηφαιστειακές εκρήξεις.

Τότε υπήρχε ζωή σε μια λεπτή βακτηριακή μεμβράνη στον πυθμένα των δεξαμενών και σε υγρά μέρη. Αυτή η εποχή της ανάπτυξης της ζωής ονομάζεται Αρχαϊκή. Από βακτήρια, και ίσως με εντελώς ανεξάρτητο τρόπο, μικροσκοπικό μονοκύτταροι οργανισμοί- τα πιο παλιά απλά ζώα.

Πώς έμοιαζε η πρωτόγονη Γη;

Ας προχωρήσουμε στα 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Η ατμόσφαιρα δεν περιέχει ελεύθερο οξυγόνο, βρίσκεται μόνο στα οξείδια. Σχεδόν κανένας ήχος εκτός από το σφύριγμα του ανέμου, το σφύριγμα του νερού που ξεσπά με λάβα και τις κρούσεις των μετεωριτών στην επιφάνεια της Γης. Ούτε φυτά, ούτε ζώα, ούτε βακτήρια. Ίσως έτσι έμοιαζε η Γη όταν εμφανίστηκε ζωή σε αυτήν; Αν και αυτό το πρόβλημα απασχολεί εδώ και πολύ καιρό πολλούς ερευνητές, οι απόψεις τους για αυτό το θέμα ποικίλλουν πολύ. Οι βράχοι θα μπορούσαν να υποδεικνύουν συνθήκες στη Γη εκείνη την εποχή, αλλά καταστράφηκαν πριν από πολύ καιρό ως αποτέλεσμα γεωλογικών διεργασιών και κινήσεων του φλοιού της γης.

Θεωρίες για την προέλευση της ζωής στη Γη

Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε εν συντομία για αρκετές υποθέσεις για την προέλευση της ζωής, αντανακλώντας σύγχρονες επιστημονικές ιδέες. Σύμφωνα με τον Stanley Miller, γνωστό ειδικό στον τομέα της προέλευσης της ζωής, μπορούμε να μιλήσουμε για την προέλευση της ζωής και την αρχή της εξέλιξής της από τη στιγμή που τα οργανικά μόρια αυτοοργανώθηκαν σε δομές που ήταν σε θέση να αναπαραχθούν . Αλλά αυτό εγείρει άλλα ερωτήματα: πώς προέκυψαν αυτά τα μόρια; γιατί μπορούσαν να αναπαραχθούν και να συγκεντρωθούν σε εκείνες τις δομές που δημιούργησαν ζωντανούς οργανισμούς. τι προϋποθέσεις χρειάζονται για αυτό;

Υπάρχουν πολλές θεωρίες για την προέλευση της ζωής στη Γη. Για παράδειγμα, μια από τις μακροχρόνιες υποθέσεις λέει ότι μεταφέρθηκε στη Γη από το διάστημα, αλλά δεν υπάρχουν οριστικά στοιχεία για αυτό. Επιπλέον, η ζωή που γνωρίζουμε είναι εκπληκτικά προσαρμοσμένη για να υπάρχει ακριβώς σε γήινες συνθήκες, οπότε αν προέκυψε έξω από τη Γη, θα ήταν σε έναν πλανήτη γήινου τύπου. Οι περισσότεροι σύγχρονοι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ζωή προήλθε από τη Γη, στις θάλασσές της.

Θεωρία βιογένεσης

Στην ανάπτυξη των δογμάτων για την προέλευση της ζωής, η θεωρία της βιογένεσης - η προέλευση των έμβιων όντων μόνο από τα έμβια όντα - κατέχει σημαντική θέση. Πολλοί όμως το θεωρούν αβάσιμο, καθώς αντιπαραβάλλει θεμελιωδώς το ζωντανό με το άψυχο και επιβεβαιώνει την ιδέα της αιωνιότητας της ζωής, που απορρίπτεται από την επιστήμη. Abiogenesis - η ιδέα της προέλευσης των ζωντανών πραγμάτων από μη ζωντανά πράγματα - η αρχική υπόθεση σύγχρονη θεωρίαπροέλευση της ζωής. Το 1924, ο διάσημος βιοχημικός A.I. Oparin πρότεινε ότι με ισχυρές ηλεκτρικές εκκενώσεις στην ατμόσφαιρα της γης, που πριν από 4-4,5 δισεκατομμύρια χρόνια αποτελούνταν από αμμωνία, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς, θα μπορούσαν να προκύψουν οι απλούστερες οργανικές ενώσεις, απαραίτητες για την εμφάνιση ΖΩΗ. Η πρόβλεψη του ακαδημαϊκού Oparin έγινε πραγματικότητα. Το 1955, ο Αμερικανός ερευνητής S. Miller, περνώντας ηλεκτρικά φορτία μέσα από ένα μείγμα αερίων και ατμών, έλαβε τα πιο απλά λιπαρά οξέα, ουρία, οξικό και φορμικό οξύκαι αρκετά αμινοξέα. Έτσι, στα μέσα του 20ου αιώνα, η βιογονική σύνθεση πρωτεϊνικών και άλλων οργανικών ουσιών πραγματοποιήθηκε πειραματικά υπό συνθήκες που αναπαράγουν τις συνθήκες της πρωτόγονης Γης.

Θεωρία πανσπερμίας

Η θεωρία της πανσπερμίας είναι η δυνατότητα μεταφοράς οργανικών ενώσεων, σπορίων μικροοργανισμών από ένα κοσμικό σώμασε άλλο. Αλλά δεν απαντά καθόλου στο ερώτημα: πώς ξεκίνησε η ζωή στο Σύμπαν; Υπάρχει ανάγκη να τεκμηριωθεί η εμφάνιση της ζωής σε εκείνο το σημείο του Σύμπαντος, η ηλικία της οποίας, σύμφωνα με τη θεωρία του Big Bang, περιορίζεται στα 12-14 δισεκατομμύρια χρόνια. Πριν από αυτό το διάστημα δεν υπήρχαν καν στοιχειώδη σωματίδια. Και αν δεν υπάρχουν πυρήνες και ηλεκτρόνια, δεν υπάρχει ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ. Στη συνέχεια, μέσα σε λίγα λεπτά, εμφανίστηκαν πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια και η ύλη μπήκε στο μονοπάτι της εξέλιξης.

Για να τεκμηριωθεί αυτή η θεωρία, χρησιμοποιούνται πολλαπλές θεάσεις UFO, βραχογραφίες αντικειμένων που μοιάζουν με πυραύλους και «αστροναύτες» και αναφορές για υποτιθέμενες συναντήσεις με εξωγήινους. Κατά τη μελέτη των υλικών των μετεωριτών και των κομητών, ανακαλύφθηκαν πολλοί «πρόδρομοι της ζωής» σε αυτά - ουσίες όπως κυανογόνα, υδροκυανικό οξύ και οργανικές ενώσεις, που μπορεί να έπαιξαν το ρόλο των «σπόρων» που έπεσαν στη γυμνή Γη.

Οι υποστηρικτές αυτής της υπόθεσης ήταν οι βραβευθέντες βραβείο Νόμπελ F. Crick, L. Orgel. Ο F. Crick βασίστηκε σε δύο έμμεσα στοιχεία: την καθολικότητα του γενετικού κώδικα: την ανάγκη για τον φυσιολογικό μεταβολισμό όλων των ζωντανών όντων από μολυβδαίνιο, που είναι πλέον εξαιρετικά σπάνιο στον πλανήτη.

Η προέλευση της ζωής στη Γη είναι αδύνατη χωρίς μετεωρίτες και κομήτες

Ένας ερευνητής από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Τέξας, αφού ανέλυσε έναν τεράστιο όγκο συλλεγμένων πληροφοριών, πρότεινε μια θεωρία για το πώς θα μπορούσε να σχηματιστεί ζωή στη Γη. Ο επιστήμονας είναι βέβαιος ότι η εμφάνιση των πρώιμων μορφών η πιο απλή ζωήστον πλανήτη μας θα ήταν αδύνατο χωρίς τη συμμετοχή κομητών και μετεωριτών που έπεσαν πάνω του. Ο ερευνητής μοιράστηκε τη δουλειά του στην 125η ετήσια συνάντηση της Γεωλογικής Εταιρείας της Αμερικής, που πραγματοποιήθηκε στις 31 Οκτωβρίου στο Ντένβερ του Κολοράντο.

Ο συγγραφέας του έργου, καθηγητής γεωεπιστημών στο Texas Tech University (TTU) και επιμελητής του μουσείου παλαιοντολογίας του πανεπιστημίου, Sankar Chatterjee, είπε ότι κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα αφού ανέλυσε πληροφορίες σχετικά με την πρώιμη γεωλογική ιστορία του πλανήτη μας και τη σύγκριση δεδομένα με διάφορες θεωρίες χημικής εξέλιξης.

Ο ειδικός πιστεύει ότι αυτή η προσέγγιση καθιστά δυνατή την εξήγηση μιας από τις πιο κρυφές και ατελώς μελετημένες περιόδους στην ιστορία του πλανήτη μας. Σύμφωνα με πολλούς γεωλόγους, το μεγαλύτερο μέρος των διαστημικών «βομβαρδισμών», στους οποίους συμμετείχαν κομήτες και μετεωρίτες, συνέβησαν πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Ο Chatterjee πιστεύει ότι η παλαιότερη ζωή στη Γη σχηματίστηκε σε κρατήρες που άφησαν πτώσεις μετεωριτών και κομητών. Και πιθανότατα αυτό συνέβη κατά την περίοδο του «Ύστερου Βαρύ Βομβαρδισμού» (πριν από 3,8-4,1 δισεκατομμύρια χρόνια), όταν η σύγκρουση μικρών διαστημικών αντικειμένων με τον πλανήτη μας αυξήθηκε απότομα. Εκείνη την εποχή, υπήρχαν αρκετές χιλιάδες περιπτώσεις πτώσεων κομήτη. Είναι ενδιαφέρον ότι αυτή η θεωρία υποστηρίζεται έμμεσα από το μοντέλο της Νίκαιας. Σύμφωνα με αυτό, ο πραγματικός αριθμός κομητών και μετεωριτών που θα έπρεπε να είχαν πέσει στη Γη εκείνη την εποχή αντιστοιχεί στον πραγματικό αριθμό κρατήρων στη Σελήνη, που με τη σειρά του ήταν ένα είδος ασπίδας για τον πλανήτη μας και δεν επέτρεπε τον ατελείωτο βομβαρδισμό να το καταστρέψεις.

Ορισμένοι επιστήμονες προτείνουν ότι το αποτέλεσμα αυτού του βομβαρδισμού είναι ο αποικισμός της ζωής στους ωκεανούς της Γης. Ωστόσο, αρκετές μελέτες σχετικά με αυτό το θέμα δείχνουν ότι ο πλανήτης μας έχει περισσότερα αποθέματα νερού από ό,τι θα έπρεπε. Και αυτή η υπέρβαση αποδίδεται σε κομήτες που ήρθαν σε εμάς από το Νέφος του Όορτ, το οποίο υποτίθεται ότι βρίσκεται ένα έτος φωτός μακριά μας.

Ο Chatterjee επισημαίνει ότι οι κρατήρες που δημιουργήθηκαν από αυτές τις συγκρούσεις ήταν γεμάτοι με λιωμένο νερό από τους ίδιους τους κομήτες, καθώς και με τα απαραίτητα χημικά δομικά στοιχεία που απαιτούνται για το σχηματισμό απλών οργανισμών. Ταυτόχρονα, ο επιστήμονας πιστεύει ότι εκείνα τα μέρη όπου η ζωή δεν εμφανίστηκε ακόμη και μετά από έναν τέτοιο βομβαρδισμό απλώς αποδείχθηκαν ακατάλληλα για αυτό.

«Όταν η Γη σχηματίστηκε πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν εντελώς ακατάλληλη για να εμφανιστούν ζωντανοί οργανισμοί σε αυτήν. Ήταν ένα πραγματικό καζάνι που βράζει από ηφαίστεια, δηλητηριώδη θερμά αέρια και μετεωρίτες που έπεφταν συνεχώς πάνω του», γράφει το διαδικτυακό περιοδικό AstroBiology, επικαλούμενο τον επιστήμονα.

«Και μετά από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, έγινε ένας ήσυχος και ειρηνικός πλανήτης, πλούσιος σε τεράστια αποθέματα νερού, στον οποίο κατοικούν διάφοροι εκπρόσωποι της μικροβιακής ζωής - οι πρόγονοι όλων των ζωντανών όντων».

Η ζωή στη Γη θα μπορούσε να έχει προκύψει χάρη στον πηλό

Μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Dan Luo από το Πανεπιστήμιο Cornell κατέληξε σε μια υπόθεση ότι ο συνηθισμένος πηλός θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως συμπυκνωτής για αρχαία βιομόρια.

Αρχικά, οι ερευνητές δεν ασχολήθηκαν με το πρόβλημα της προέλευσης της ζωής - αναζητούσαν έναν τρόπο να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα των συστημάτων πρωτεϊνοσύνθεσης χωρίς κύτταρα. Αντί να επιτρέψουν στο DNA και τις υποστηρικτικές του πρωτεΐνες να επιπλέουν ελεύθερα στο μείγμα αντίδρασης, οι επιστήμονες προσπάθησαν να τις εξαναγκάσουν σε σωματίδια υδρογέλης. Αυτή η υδρογέλη, σαν σφουγγάρι, απορρόφησε το μείγμα της αντίδρασης, ρόφησε τα απαραίτητα μόρια και ως αποτέλεσμα, όλα τα απαραίτητα συστατικά κλειδώθηκαν σε μικρό όγκο - παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει σε ένα κύτταρο.

Στη συνέχεια, οι συγγραφείς της μελέτης προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν τον πηλό ως φθηνό υποκατάστατο υδρογέλης. Τα σωματίδια αργίλου αποδείχτηκαν παρόμοια με τα σωματίδια υδρογέλης, και έγιναν ένα είδος μικροαντιδραστήρα για αλληλεπιδρώντα βιομόρια.

Έχοντας λάβει τέτοια αποτελέσματα, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν παρά να θυμηθούν το πρόβλημα της προέλευσης της ζωής. Τα σωματίδια αργίλου, με την ικανότητά τους να προσροφούν βιομόρια, θα μπορούσαν στην πραγματικότητα να χρησιμεύσουν ως οι πρώτοι βιοαντιδραστήρες για τα πρώτα βιομόρια, πριν ακόμη αποκτήσουν μεμβράνες. Αυτή η υπόθεση υποστηρίζεται επίσης από το γεγονός ότι η έκπλυση πυριτικών αλάτων και άλλων ορυκτών από πετρώματα προς σχηματισμό πηλού ξεκίνησε, σύμφωνα με γεωλογικές εκτιμήσεις, λίγο πριν, σύμφωνα με τους βιολόγους, τα παλαιότερα βιομόρια αρχίσουν να ενώνονται σε πρωτοκύτταρα.

Στο νερό, ή πιο συγκεκριμένα σε ένα διάλυμα, λίγα θα μπορούσαν να συμβούν, επειδή οι διαδικασίες σε ένα διάλυμα είναι απολύτως χαοτικές και όλες οι ενώσεις είναι πολύ ασταθείς. Η σύγχρονη επιστήμη θεωρεί τον πηλό - πιο συγκεκριμένα, την επιφάνεια των σωματιδίων των ορυκτών αργίλου - ως μια μήτρα στην οποία θα μπορούσαν να σχηματιστούν πρωτογενή πολυμερή. Αλλά αυτή είναι επίσης μόνο μία από τις πολλές υποθέσεις, καθεμία από τις οποίες έχει τα δικά της δυνατά και αδύνατα σημεία. Αλλά για να προσομοιώσεις την προέλευση της ζωής σε πλήρη κλίμακα, πρέπει πραγματικά να είσαι Θεός. Αν και στη Δύση σήμερα εμφανίζονται ήδη άρθρα με τίτλους «Cell Construction» ή «Cell Modeling». Για παράδειγμα, ένα από τα τελευταία ΝομπελίστεςΟ James Szostak προσπαθεί τώρα ενεργά να δημιουργήσει αποτελεσματικά μοντέλα κυττάρων που πολλαπλασιάζονται μόνα τους, αναπαράγοντας το δικό τους είδος.

Το πρόβλημα της προέλευσης και της εξέλιξης της ζωής είναι ένα από τα πιο ενδιαφέροντα και ταυτόχρονα λιγότερο διερευνημένα ζητήματα που σχετίζονται με τη φιλοσοφία και τη θρησκεία. Σε όλη σχεδόν την ιστορία της ανάπτυξης της επιστημονικής σκέψης, πιστευόταν ότι η ζωή είναι ένα φαινόμενο που δημιουργείται αυθόρμητα.

Βασικές θεωρίες:

1) η ζωή δημιουργήθηκε από τον Δημιουργό σε μια ορισμένη στιγμή - δημιουργισμός (από λατ. δημιουργία -δημιουργία);

2) η ζωή προέκυψε αυθόρμητα από μη ζωντανή ύλη.

3) η ζωή πάντα υπήρχε.

4) Η ζωή μεταφέρθηκε στη Γη από το Διάστημα.

5) Η ζωή προέκυψε ως αποτέλεσμα της βιοχημικής εξέλιξης.

Σύμφωνα με τη θεωρία δημιουργισμός , η προέλευση της ζωής αναφέρεται σε ένα συγκεκριμένο γεγονός στο παρελθόν που μπορεί να υπολογιστεί. Οι οργανισμοί που κατοικούν σήμερα στη Γη προέρχονται από τους ατομικά δημιουργημένους βασικούς τύπους έμβιων όντων. Τα είδη που δημιουργήθηκαν ήταν από την αρχή εξαιρετικά οργανωμένα και προικισμένα με την ικανότητα για κάποια μεταβλητότητα εντός ορισμένων ορίων (μικροεξέλιξη).

Θεωρία της αυθόρμητης προέλευσης της ζωήςυπήρχε στη Βαβυλώνα, την Αίγυπτο και την Κίνα ως εναλλακτική λύση στον δημιουργισμό. Ανάγεται στον Εμπεδοκλή και στον Αριστοτέλη: ορισμένα «σωματίδια» μιας ουσίας περιέχουν μια συγκεκριμένη «ενεργητική αρχή», η οποία, υπό ορισμένες προϋποθέσεις, μπορεί να δημιουργήσει έναν ζωντανό οργανισμό. Ο Αριστοτέλης πίστευε ότι το ενεργό συστατικό είναι ένα γονιμοποιημένο ωάριο, το φως του ήλιου και το σάπιο κρέας. Για τον Δημόκριτο η αρχή της ζωής ήταν στη λάσπη, για τον Θαλή - στο νερό, για τον Αναξαγόρα - στον αέρα.

Με την εξάπλωση του Χριστιανισμού, οι ιδέες της αυθόρμητης δημιουργίας κηρύχθηκαν αιρετικές και για πολύ καιρό δεν μνημονεύτηκαν. Αλλά ο Helmont βρήκε μια συνταγή για την παραγωγή ποντικών από σιτάρι και βρώμικα ρούχα. Ο Μπέικον πίστευε ότι η σήψη είναι το μικρόβιο μιας νέας γέννησης. Οι ιδέες της αυθόρμητης δημιουργίας ζωής υποστηρίχθηκαν από τον Κοπέρνικο, τον Γαλιλαίο, τον Ντεκάρτ, τον Χάρβεϊ, τον Χέγκελ, τον Λαμάρκ, τον Γκαίτε και τον Σέλινγκ.

Ο Λ. Παστέρ έδειξε τελικά το 1860 ότι τα βακτήρια μπορούν να εμφανιστούν σε οργανικά διαλύματα μόνο εάν είχαν εισαχθεί εκεί νωρίτερα. Και για να απαλλαγούμε από μικροοργανισμούς, είναι απαραίτητη η αποστείρωση, που ονομάζεται παστερίωση . Ως εκ τούτου, ενισχύθηκε η ιδέα ότι ένας νέος οργανισμός μπορεί να προέλθει μόνο από έναν ζωντανό.

Υποστηρικτές θεωρίες αιώνιας ύπαρξης ζωής πιστεύουν ότι σε μια πάντα υπάρχουσα Γη, ορισμένα είδη αναγκάστηκαν να εξαφανιστούν ή άλλαξαν απότομα τον αριθμό τους σε ορισμένα μέρη λόγω αλλαγών εξωτερικές συνθήκες. Δεν έχει αναπτυχθεί μια σαφής ιδέα για αυτό το μονοπάτι, καθώς υπάρχουν ορισμένα κενά και ασάφειες στο αρχείο απολιθωμάτων της Γης.

Η υπόθεση για την εμφάνιση ζωής στη Γη ως αποτέλεσμα της μεταφοράς ορισμένων εμβρύων ζωής από άλλους πλανήτες ονομάζεται πανσπερμία (από τα ελληνικά τηγάνι- όλα, κάθε και σπέρμα- σπόρος). Η θεωρία της πανσπερμίας δεν προσφέρει έναν μηχανισμό για να εξηγήσει την πρωταρχική προέλευση της ζωής και μετατοπίζει το πρόβλημα σε άλλο μέρος στο Σύμπαν. Έχοντας προέλθει από το διάστημα, η ζωή παρέμεινε για μεγάλο χρονικό διάστημα σε αναστολή κινουμένων σχεδίων σχεδόν Τ= Ο Κ και μεταφέρθηκε στη Γη από μετεωρίτες. Στις αρχές του 20ου αιώνα. Ο Arrhenius σκέφτηκε την ιδέα της ραδιοπανσπερμίας. Περιέγραψε πώς σωματίδια ύλης, κόκκοι σκόνης και ζωντανά σπόρια μικροοργανισμών διαφεύγουν από κατοικημένους πλανήτες στο διάστημα. Αυτοί, ενώ διατηρούν τη ζωτικότητα, πετούν στο Σύμπαν λόγω ελαφριάς πίεσης και, φτάνοντας σε έναν πλανήτη με κατάλληλες συνθήκες, ξεκινούν μια νέα ζωή.

Τον περασμένο αιώνα, κατά τη μελέτη της ουσίας των μετεωριτών και των κομητών, ανακαλύφθηκαν πολλοί «πρόδρομοι ζωντανών όντων» - οργανικές ενώσεις, νερό, φορμαλδεΰδη, κυανογόνα. Οι σύγχρονοι οπαδοί της έννοιας της πανσπερμίας πιστεύουν ότι η ζωή ήρθε στη Γη τυχαία ή σκόπιμα διαστημικοί εξωγήινοι. Η υπόθεση της πανσπερμίας υποστηρίζεται από την άποψη των αστρονόμων Ch. Wickramasinghe (Σρι Λάνκα) και F. Hoyle (Μεγάλη Βρετανία). Πιστεύουν ότι στο διάστημα, κυρίως στα σύννεφα αερίου και σκόνης, μέσα μεγάλες ποσότητεςυπάρχουν μικροοργανισμοί, όπου, σύμφωνα με τους επιστήμονες, σχηματίζονται. Στη συνέχεια, αυτοί οι μικροοργανισμοί συλλαμβάνονται από κομήτες, οι οποίοι στη συνέχεια, περνώντας κοντά στους πλανήτες, «σπέρνουν τα μικρόβια της ζωής».

Η πρώτη επιστημονική θεωρία σχετικά με την προέλευση των ζωντανών οργανισμών στη Γη δημιουργήθηκε από τον Σοβιετικό βιοχημικό A.I. Oparin. Το 1924, δημοσίευσε έργα στα οποία περιέγραψε ιδέες για το πώς θα μπορούσε να προκύψει η ζωή στη Γη. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η ζωή προέκυψε κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες αρχαία γη, και θεωρείται ως φυσικό αποτέλεσμα της χημικής εξέλιξης των ενώσεων άνθρακα στο Σύμπαν. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η διαδικασία που οδήγησε στην εμφάνιση της ζωής στη Γη μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια:

1) Η ανάδυση οργανικών ουσιών.

2) Σχηματισμός βιοπολυμερών (πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, πολυσακχαρίτες, λιπίδια κ.λπ.) από απλούστερες οργανικές ουσίες.

3) Η εμφάνιση πρωτόγονων αυτοαναπαραγόμενων οργανισμών.

Σε ιδέες για η προέλευση της ζωής ως αποτέλεσμα της βιοχημικής εξέλιξης Η ίδια η εξέλιξη του πλανήτη παίζει σημαντικό ρόλο. Η γη υπάρχει για σχεδόν 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια και η οργανική ζωή για περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Η νεαρή Γη ήταν ένας καυτός πλανήτης με θερμοκρασία 5...8 10 3 Κ. Καθώς ψύχθηκε, τα πυρίμαχα μέταλλα και ο άνθρακας συμπυκνώθηκαν, σχηματίζοντας τον φλοιό της γης. Η ατμόσφαιρα της αρχέγονης Γης ήταν πολύ διαφορετική από τη σύγχρονη. Τα ελαφρά αέρια - υδρογόνο, ήλιο, άζωτο, οξυγόνο, αργό κ.λπ. - δεν έχουν ακόμη συγκρατηθεί επαρκώς πυκνός πλανήτης, και παρέμειναν βαρύτερες ενώσεις (νερό, αμμωνία, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο).

Όταν η θερμοκρασία της Γης έπεσε κάτω από τους 100ºC, οι υδρατμοί άρχισαν να συμπυκνώνονται, σχηματίζοντας τον Παγκόσμιο Ωκεανό. Εκείνη την εποχή, έλαβε χώρα η βιογονική σύνθεση, δηλαδή στους ωκεανούς της πρωτογενούς γης, κορεσμένους με διάφορες απλές χημικές ενώσεις, «στον πρωτεύοντα ζωμό» υπό την επίδραση ηφαιστειακής θερμότητας, εκκενώσεων κεραυνών, έντονης υπεριώδους ακτινοβολίας και άλλων περιβαλλοντικών παραγόντων. άρχισε η σύνθεση πιο πολύπλοκων οργανικών ενώσεων και στη συνέχεια βιοπολυμερών. Ο σχηματισμός οργανικών ουσιών διευκολύνθηκε από την απουσία ζωντανών οργανισμών -καταναλωτών οργανικής ύλης- και του κύριου οξειδωτικού παράγοντα - οξυγόνου. Πολύπλοκα μόρια αμινοξέων συνδυάστηκαν τυχαία σε πεπτίδια, τα οποία με τη σειρά τους δημιούργησαν τις αρχικές πρωτεΐνες. Από αυτές τις πρωτεΐνες συντέθηκαν πρωτεύοντα ζωντανά όντα μικροσκοπικού μεγέθους.

Το πιο δύσκολο πρόβλημα στη σύγχρονη θεωρία της εξέλιξης είναι η μετατροπή πολύπλοκων οργανικών ουσιών σε απλούς ζωντανούς οργανισμούς. Ο Οπάριν το πίστευε ζωτικό ρόλοστη μετατροπή των μη έμβιων πραγμάτων σε ζωντανά ανήκει στις πρωτεΐνες. Προφανώς, τα μόρια πρωτεΐνης, προσελκύοντας μόρια νερού, σχημάτισαν κολλοειδή υδρόφιλα σύμπλοκα. Περαιτέρω σύντηξη τέτοιων συμπλεγμάτων μεταξύ τους οδήγησε στον διαχωρισμό των κολλοειδών από υδάτινο περιβάλλον(coacervation). Στο όριο μεταξύ του coacervate (από λατ. coacervus- θρόμβος, σωρός) και το περιβάλλον παρατάσσει μόρια λιπιδίων - πρωτόγονο κυτταρική μεμβράνη. Υποτίθεται ότι τα κολλοειδή θα μπορούσαν να ανταλλάξουν μόρια με το περιβάλλον (ένα πρωτότυπο ετερότροφης διατροφής) και να συσσωρεύσουν ορισμένες ουσίες.

Οι πρώτοι οργανισμοί στη γη ήταν μονοκύτταροι - προκαρυώτες. Μετά από αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια, σχηματίστηκαν ευκαρυώτες και με την εμφάνισή τους προέκυψε μια επιλογή φυτικού ή ζωικού τρόπου ζωής, η διαφορά μεταξύ των οποίων έγκειται στη μέθοδο διατροφής και σχετίζεται με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Συνοδεύεται από την είσοδο οξυγόνου στην ατμόσφαιρα· η τρέχουσα περιεκτικότητα σε οξυγόνο στην ατμόσφαιρα 21% επιτεύχθηκε πριν από 25 εκατομμύρια χρόνια ως αποτέλεσμα της εντατικής ανάπτυξης των φυτών.