Проблема возникновения жизни на земле

Страница 4

Как в целом, так и в своих отдельных вариантах гипотеза панспермии - мираж. Неза­ви­симо от того объясняет ли она ис­торию распространения жизни, она не объясняет возник­новения самой жизни. По выражению Дж. Бернала, эта гипоте­за только «лукавая уловка ума», которая отвлекает его от решения проблемы. По мнению Бернала, «одинаково бессо­дер­жательны и утверждения, что жизнь бы­ла создана со специальной целью, и утверждение, что она пришла откуда-то из другого места, где была всегда». Так как если даже и допус­тить, что жизнь принесена с других космических тел, то подобное допущение ничем не по­могает в решении проблемы происхождения жизни. «Все-таки жизнь, - пишет Опа­рин, -ко­гда-то и где-то должна была воз­никнуть на эволюционном пути, а Земля, как показывают современные научные данные, была для этого вполне подходя­щим местом». Вот почему нет необходимости привлекать другие созвездия, удаленные от нас на миллионы световых лет, чтобы узнать тайну жизни. Эти тайны скрыты здесь - на Земле, где люди открывают гори­зонты науки, любят фан­тастику, но уже перестали верить в призраки.

* * *

Уже установлено достаточно фактов, которые показывают, что физико-хими­ческие усло­вия океана не противоречат идее земного происхождения жизни. Процентное со­держание отдельных ме­таллов одинаково у бактерий, губок, рас­тений, животных и в океанской воде.

Однако вернемся к началу XX в. Все большее число ученых склонно признать, что про­блема возникновения жизни не может быть решена наукой. Основания для такого мнения налицо: тысячелетнее господство религиозных мифов о сотво­рении мира и на­ивные пред­ставления о самозарождении заменяются умозри­тельными гипотезами и но­выми мифами о космическом посеве. В научной среде в начале века остро реагировали на всякую умозри­тельную попытку объяснить мир вокруг нас. Знаменитый английский фи­зик Резерфорд часто говорил: «Только бездельник говорит о Вселенной в моей лабо­ратории!» Но челове­чество (за ис­ключением, может быть, представителей традицион­ного британского эмпи­ризма) не только с помощью поэтов и филосо­фов, но и добросо­вестных ученых стре­милось познать Вселенную и жизнь как ее детище.

Есть нечто символичное в том, что ос­новы современной теории происхожде­ния жизни заложены в один прекрасный майский день. 3 мая 1924 г. на собрании Русского ботаниче­ского общества моло­дой советский ученый А. И. Опарин с дерзостью, прису­щей молодости, позво­лил себе с новой точки зрения рассмо­треть проблему возникнове­ния жизни. Его док­лад «О возникновении жизни» стал исходной точкой нового взгляда на вечную проблему «откуда мы пришли?». Пять лет спустя независимо от Опарина сходные идеи были развиты английским ученым Дж. Холдейном. Общим во взглядах Опарина и Холдейна является по­пытка объяснить возникновение жизни в результате хи­мической эволюции на первичной Земле. Оба они подчеркивают огромную роль первич­ного океана как огромной химической лаборатории, в ко­торой образовался «первичный бульон», а кроме того, и роль энзимов - органиче­ских молекул, которые многократно ускоряют нормальный ход химических про­цессов. В дополнение к этому Холдейн впер­вые высказывает идею, что пер­вичная атмо­сфера на Земле, «вероятно, содержала очень мало или вообще не со­держала кислорода».

Согласно Дж. Берналу, «труд Опа­рина содержит в себе основы новой про­граммы хи­ми­ческих и биологических ис­следований». Идеи Опарина вдохновили многих ученых на новые целенапра­вленные исследования, результаты ко­торых начинают открывать тайну жиз­ни - эту мучительную и сладкую загадку для человека.

Глава 2. Возникновение жизни.

2.1. Предпосылки возникновения жизни на земле.

Большинство современных специали­стов убеждены, что возникновение жизни в ус­ло­виях первичной Земли есть есте­ственный результат эволюции материи. Это убеждение ос­новано на доказанном единстве химической основы жизни, по­строенной из несколь­ких простых и самых распространенных во Вселенной атомов.

Исключительное морфологическое разнообразие жизни (микроорганизмы, растения, жи­вотные) осуществляется на достаточно единообразной биохимиче­ской основе: нук­леиновые кислоты, бел­ки, углеводы, жиры и несколько более редких соединений типа фосфатов.

Основные химические элементы, из которых построена жизнь, - это углерод, водород, кислород, азот, сера и фосфор. Очевидно, организмы используют для своего строения про­стейшие и наиболее распространенные во Вселенной эле­менты, что обусловлено са­мой при­родой этих элементов. Например, атомы водо­рода, углерода, «кислорода и азота имеют не­большие размеры и способны обра­зовывать устойчивые соединения с двух- и трехкрат­ными связями, что повышает их реакционную способность. Образова­ние слож­ных полиме­ров, без которых возникновение и развитие жизни вообще невозможны, свя­зано со специ­фиче­скими.

Другие два биогенных элемента -сера и фосфор - присутствуют в относительно малых количествах, но их роль для жиз­ни особенно важна. Химические свойства этих элемен­тов также дают возможность образования кратных химических связей. Сера входит в со­став белков, а фосфор - составная часть нуклеиновых кислот.

Кроме этих шести основных химиче­ских элементов в построении организмов в малых количествах участвуют натрий, калий, магний, кальций, хлор, а также микроэлементы: же­лезо, марганец, ко­бальт, медь, цинк и небольшие следы алюминия, бора, ванадия, йода и молиб­дена; следует отметить и некоторые ис­ключительно редкие атомы, которые встреча­ются случайно и в ничтожных количествах.

Следовательно, химическая основа жизни разнообразится еще 15 химически­ми эле­мен­тами, которые вместе с шестью основными биогенными эле­ментами участвуют в различ­ных соотно­шениях в строении и осуществлении функций живых организмов. Этот факт особенно показателен в двух отноше­ниях: 1) как доказательство единства происхо­ждения жизни и 2) в том, что са­ма жизнь, являющаяся результатом самоорганизации ма­терии, включила в эволюцию биологических макромолекул не только все самые распро­страненные элементы, но и все атомы, которые осо­бенно пригодны для осуществления жиз­ненных функций (например, фосфор, же­лезо, йод и др.). Как отмечает советский уче­ный М. Камши­лов, «для осуществле­ния функций жизни важны химические свойства ее атомов, к которым, в частно­сти, относятся квантовые особенности». Не только струк­тура, обмен веществ, но даже и механические действия живых ор­ганизмов зависят от со­ставляющих их молекул. Это, однако, не означает, что жизнь может быть сведена просто к хи­мическим закономерно­стям.

Жизнь - одно из сложнейших, если не самое сложное явление природы. Для нее осо­бенно характерны обмен веществ и воспроизведение, а особенности более высоких уровней ее организации обус­ловлены строением более низких уро­вней.

Современная теория происхождения жизни основана на идее о том, что биоло­гиче­ские молекулы могли возникнуть в далеком геологическом прошлом неор­ганическим путем. Сложную химическую эволюцию обычно выражают следую­щей обобщенной схе­мой: атомы ð простые соединения ð простые биоорга­нические соединения ð макро­молекулы ð ор­ганизованные системы. Начало этой эволюции положено нуклеосинтезом в Солнечной сис­теме, когда образо­вались основные элементы, в том числе и биогенные. Начальное состоя­ние -нуклеосинтез -быстро переходит в процесс образования химиче­ских соединений. Этот про­цесс протекает в условиях первичной Земли со все нарастаю­щей слож­ностью, обуслов­ленной общекосмически­ми и конкретными планетарными пред­посылками.

Первое необходимое условие имеет общекосмический характер. Оно связано с единой химической основой Вселенной. Жизнь развивается на этой единой осно­ве, отражающей как количественные, так и качественные особенности отдельных химических элементов. Это допущение приводит к заключению, что на любой планете во Вселенной, которая похожа на нашу по массе и расположению относи­тельно центральной звезды, может воз­никнуть жизнь. Согласно представле­ниям видного американского астронома X. Ше­пли, во Вселен­ной имеется 108 кос­мических тел (планет или звезд-лилипу­тов), на кото­рых может возник­нуть и су­ществовать жизнь.