17.01

Возникновение жизни на Земле

1

О зарождении жизни на ЗемлеПредлагаю Вашему вниманию общепризнанную концепцию зарождения жизни на Земле. Весьма познавательно и интересно.

В течение долгих веков, свято веря в акт Божественного творения, люди, кроме того, были твёрдо убеждены, что жизнь постоянно зарождается самопроизвольно. Ещё древнегреческий философ Аристотель писал, что не только растения, черви, насекомые, но даже рыбы, лягушки и мыши могут рождаться из влажной почвы или гниющего ила.

Голландский учёный Ян ван Гельмонт в XVII в. описал свой опыт, утверждая, что живые мыши якобы зарождались у него из грязного белья и горсти пшеницы, запертых в шкафу.

Другой натуралист, Гриндель фон Ах, так рассказывал о якобы наблюдавшемся им самозарождении живой лягушки: «Хочу описать появление  на свет  лягушки,  которое  мне удалось наблюдать при помощи микроскопа. Однажды я взял каплю майской росы и, тщательно наблюдая за ней под микроскопом, заметил, что у меня сформировывается какое-то существо. Прилежно наблюдая на второй день, я заметил, что появилось уже туловище, но голова ещё казалась не ясно сформированной; продолжая свои наблюдения на третий день, я убедился, что наблюдаемое мною существо есть не что иное, как лягушка с головой и ногами. Прилагаемый рисунок всё поясняет».

В 1688 г. итальянский учёный Франческо Реди решил проверить идею самопроизвольного зарождения жизни. Он рассказывал о своём опыте: «Я взял четыре сосуда, поместил в один из них мёртвую змею, в другой — немного рыбы, в третий — дохлых угрей, в четвёртый — кусок телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми. Вскоре мясо и рыба в открытых сосудах зачервивели. Можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я не видел ни одного червяка, хотя прошло много дней после того, как в них была положена дохлая рыба и мясо».

В 1675 г. итальянский учёный Ладзаро Спалланцани прокипятил в запаянном сосуде крепкий мясной бульон. Прошло несколько дней, но никаких признаков жизни в бульоне не обнаружилось.

Наконец, в 1860 г. Луи Пастер с помощью ряда блестящих опытов, похожих на опыт Спалланцани, окончательно доказал, что жизнь в современных условиях не самозарождается. Он показал, что даже бактерии могут возникать только от других бактерий.

КАК ЖЕ ВОЗНИКЛА ЖИЗНЬ?

Опыты Пастера не разрешили вопрос о происхождении жизни, а поставили его с новой остротой. Если жизнь в современных условиях не самозарождается, то когда и как она возникла впервые?

Наблюдаемая нами Вселенная, по данным современной науки, возникла в результате Большого Взрыва около 15—20 млрд. лет назад. Возраст нашей планеты — около 5 млрд. лет. Сейчас большинство учёных склоняется к мнению о том, что жизнь зародилась на Земле на заре её существования.

Древнейшая Земля весьма мало напоминала планету, на которой мы живём. Её атмосфера состояла из водяных паров, углекислого газа и, по одним данным, — из азота, по другим — из метана и аммиака. Кислорода в воздухе безжизненной планеты не было. И, надо сказать, отсутствие кислорода было необходимо для возникновения жизни. Быть может, читатель, привыкший к выражению «живительный кислород», будет удивлён необычным словосочетанием «смертоносный кислород». Между тем кислород разрушительно действует на органические молекулы. Мы привыкли к его воздействию, но на Земле и сейчас есть бактерии, которые воспринимают кислород как яд и в его присутствии жить не могут. Кислородная атмосфера делает невозможным в наше время самозарождение жизни.

Итак, в атмосфере древней Земли гремели грозы, её пронизывало жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца, на планете извергались вулканы.

Под влиянием всех этих воздействий в первичном океане, покрывавшем поверхность Земли, образовывались органические вещества —  простейшие «кирпичики», из которых строится всё живое. В наше время их немедленно поглотили бы бактерии и грибы. Но тогда их ещё не было, и поэтому органические вещества накапливались, пока весь первичный океан не превратился в «тёплый разбавленный бульон».

Такое предположение впервые высказал в 1922 г. советский биолог Александр Опарин.

В 1953 г. американский биолог Стэнли Миллер решил проверить гипотезу Опарина и воспроизвёл в специальной установке природные условия древней Земли. В стеклянном сосуде находились нагретая вода («океан») и смесь газов — аммиака, метана и водорода («первичная атмосфера»). Через «атмосферу» проскакивали искры — «молнии». Опыт продолжался в течение недели.

Через неделю «первичный бульон» проанализировали и нашли в нём многие органические вещества, в том числе 5 аминокислот. В другой раз в результате такого же опыта были обнаружены даже нуклеиновые кислоты — цепочки, длиной до шести звеньев.

Согласно одной гипотезе, содержание органических веществ выше всего было в высыхающих лужах, остававшихся на берегу океана после отлива. Здесь образовывались цепочки белков и нуклеиновых кислот. При этом чем длиннее была цепочка, тем она была устойчивее. Она закручивалась в клубок, который разрушался уже не так легко.

Опарин считал, что главная роль в превращении неживого в живое принадлежала белкам. В «первичном бульоне» образовывались «сгустки» белка (коацерваты). Они могли вбирать в себя новые питательные вещества, разбиваться на более мелкие капельки. Конечно, они ещё не были живыми.

По словам Опарина, расстояние от этих «сгустков» до самых примитивных бактерий ничуть не меньше, чем от амёбы до человека. Главное, что отличало «сгустки» от клеток, — неспособность точно воспроизводить самих себя.

Чтобы «штамповать» одинаковые белки, нужна матрица. В ныне живущих организмах (от бактерий и вирусов до человека) этой матрицей служат нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК).

В какой момент белковые «сгустки» «перешагнули» порог живого? Тогда, когда включили в себя нуклеиновые кислоты, которые позволили создавать хотя бы грубые, приблизительные копии уже имеющихся белков. Это были уже зачатки примитивных клеток.

Один из скептиков высказал мнение, что возникновение жизни в результате перечисленных процессов столь же неправдоподобно, как сборка самолёта «Боинг-747» в результате урагана, пронёсшегося над мусорной свалкой. Но не будем забывать, что на протяжении длительного времени (миллиарда лет) в огромном пространстве, где происходил «опыт» (весь земной океан), самое маловероятное событие могло стать почти неизбежным.

По материалам Энциклопедии

17 января 2013 от Retroman

Комментарии

  1. Термодинамика и возникновение жизни Thermodynamics and the origin of life
    Почему возникает жизнь? Why is there life?

    Переход между неживой и живой материей является плавным. Он предопределен действием термодинамического принципа стабильности вещества, описывающего прямые и обратные связи при передаче термодинамической информации между временными (temporal) и структурными иерархиями в ходе химической, «промежуточной или переходной» и биологической эволюции.
    http://gladyshevevolution.wordpress.com/ см.: Термодинамика и возникновение жизни.
    Явление жизни может быть осознано на основе квазиравновесной иерархической термодинамики динамических систем, созданной на прочном фундаменте термодинамики Дж. У. Гиббса. Теория может быть построена без привлечения концепции о диссипативных структурах И.Пригожина и его представлениях о негоэнтропии.
    http://www.youtube.com/watch?v=CYr1G5TZO50
    С точки зрения термодинамики явление жизни можно определить так: «Жизнь – существование пространственно выделенных обновляющихся полииерархических структур в круговороте лабильного (склонного к изменению) химического вещества в присутствии жидкой воды на планете».


    Georgi



Оставить комментарий