Порекло живота на Земљи: теорије, хипотезе, концепти

Живот је највеће чудо које постоји на нашој планети. Проблеми његове студије тренутно заузимају не само биологе, већ и физичаре, математичаре, филозофе и друге научнике. Наравно, најтежа загонетка је сам извор живота на Земљи.

До сада су истраживачи расправљали о томе како се то догодило. Чудно како се чини, филозофија је дала значајан допринос проучавању овог феномена: ова знаност омогућава да се донесу исправни закључци, сумирајући огромне количине информација. Које верзије научника данас воде широм света? Ево тренутних теорија порекла живота на Земљи:

• Концепт спонтане генерације.
• Креационизам, или теорија божанског стварања.
• Принцип стационарног стања.
• Панспермије, навијачи о којима се расправља о природној "продуктивности" било које планете, гдје постоје погодни услови. Конкретно, ову идеју развио је у своје вријеме злогласни академик Вернадски.
• Биохемијска еволуција према А. И. Опарину.

Размотримо све теорије о пореклу живота на Земљи нешто детаљније.

Материјализам и идеализам

Чак иу средњем веку и раније, у арапском свету, неки научници, чак и на ризик сопственог живота, претпоставили су да је свет могао бити створен као резултат неких природних процеса, без учешћа божанске суштине. То су били први материјалисти. Према томе, све друге тачке гледишта, које су предвиђале Божанску интервенцију у стварању свих ствари, биле су идеалистичне. Према томе, сасвим је могуће размотрити порекло живота на Земљи са ова два положаја.

Креационисти тврде да је живот могао створити само Бог, док материјалисти промовишу теорију о појави првих органских једињења и живота од неорганских супстанци. Њихова верзија се заснива на тешкоћи или немогућности разумевања оних процеса који су довели до живота у модерном облику. Интересантно је, али модерна Црква само делимично подржава ову хипотезу. Са тачке гледишта оних који су највише пријатељски према научницима, главна Мисао Креатора је заиста немогућа за разумевање, али можемо одредити феномене и процесе по којима је живот настао. Међутим, то је још увијек далеко од истински научног приступа.

Тренутно преовлађујуће гледиште материјалиста. Међутим, они нису увек изнијели модерне теорије о пореклу живота. Тако је у почетку била популарна хипотеза да се рођење и еволуција живота на Земљи догодила спонтано, а присталице овог феномена се сусрећу почетком 19. века.

Заговорници овог концепта тврдили су да постоје неки закони природне природе који одређују могућност произвољног преласка неорганских једињења у органске уз накнадно произвољно формирање живота. Ово укључује и теорију о стварању "хомунцулуса", вештачког човека. Генерално, спонтана генерација живота на Земљи још увек је озбиљно схваћена од стране неких "стручњака" ... Барем је добро што кажу о бактеријама и вирусима.

Наравно, погрешност оваквог приступа је касније доказана, али је одиграла важну улогу, дајући огромну количину вриједног емпиријског материјала. Имајте на уму да се коначно одбацивање верзије независног рођења живота догодило тек средином КСИКС века. У принципу, немогућност таквог процеса доказао је Лоуис Пастеур. За то је научник чак добио значајну награду од Француске академије наука. Ускоро, главне теорије о пореклу живота на Земљи, које ћемо описати у наставку, долазе до изражаја.

Теорија академика Опарина

Савремене идеје о пореклу живота на Земљи засноване су на теорији коју је 1924. године изнио домаћи истраживач, академик Опарин. Одбацио је принцип Редија, који је говорио о могућности само биогене синтезе органска материја , што указује на то да овај концепт важи само за садашње стање ствари. Научник је истакао да је на самом почетку свог постојања наша планета била огромна стјеновита кугла, на којој, у принципу, није било органске материје.

Опаринова хипотеза била је да је рођење живота на планети Земљи дуги биохемијски процес, сировина за коју су уобичајена једињења која се могу наћи на било којој планети. Академик је сугерисао да је прелаз ових супстанци у сложеније могуће под утицајем изузетно јаких физичких и хемијских фактора. Опарин је прво изнио хипотезу о континуираној трансформацији и интеракцији органских и неорганских једињења. Он је то назвао "биохемијска еволуција". Испод су главне фазе рођења живота на Земљи према Опарину.

Фаза хемијске еволуције

Пре око четири милијарде година, када је наша планета била огроман и беживотан камен у дубинама свемира, на њеној је површини већ био процес не-биолошке синтезе угљеничних једињења. Током овог периода, вулкани су избацили титанску количину лаве и врелих гасова. Хлађењем у примарној атмосфери, гасови су се претворили у облаке, од којих су непрестане бујице. Сви ови процеси одвијали су се милионима година. Али дозволите ми, када је почело рођење живота на Земљи?

Истовремено, пљускови су довели до огромних примарних океана, чије су воде биле изузетно засићене солима. Ту је и први органска једињења формирање које се одвијало у атмосфери под дејством најјачих електричних пражњења и УВ зрачења. Постепено се њихова концентрација повећавала све док се море није претворило у неку врсту "бујона" засићеног пептидима. Али шта се даље десило и како су прве ћелије потекле из ове "супе"?

Формирање протеинских једињења, масти и угљених хидрата

И само у другој фази се у „бујону“ појављују прави протеини и друга једињења која чине живот. Услови на Земљи су омекшани, појавили су се угљени хидрати, протеини и масти, први биополимери, нуклеотиди. То је било формирање коацерватних капи, које су биле прототип стварних ћелија. Грубо речено, капи протеина, масти, угљених хидрата (као у супи) су се тако звали. Ове формације могу апсорбовати, апсорбовати оне супстанце које су растворене у водама примарних океана. Истовремено, дошло је до осебујне еволуције, чији је резултат пад са повећаном стабилношћу и отпорношћу на утицаје околине.

Изглед првих ћелија

У ствари, у трећој фази, ова аморфна формација се претворила у нешто "смисленије". То јест, у живој ћелији способној за процес саморепродукције. Природна селекција капи, које смо већ поменули, постале су све ригидније. Први "напредни" коацервати већ су имали примитиван, али метаболизам. Научници сугеришу да се кап, која је достигла одређену величину, распала у мање формације које су имале све карактеристике мајчинске "ћелије".

Постепено се појавио слој липида око језгра коацервате, што је довело до потпуног ћелијске мембране. Тако су формиране примарне ћелије, архаета. Управо овај тренутак с пуним правом да буде виђен као рођење живота на Земљи.

Да ли је не-биолошка синтеза органске материје стварна?

Што се тиче хипотезе о пореклу живота на Земљи од Опарина ... Многи одмах постављају питање: "Колико је реално формирање неорганских организама под природним условима уопште?"

Амерички научник Милер је 1953. моделирао примарну атмосферу Земље, са њеним невероватним температурама и електричним пражњењем. На овај медиј су постављена једноставна неорганска једињења. На тај начин су формиране сирћетне и мравље киселине, друга органска једињења. Ово је порекло живота на Земљи. Укратко, овај процес може карактеризирати филозофски закон “Прелазак количине у квалитет”. Једноставно речено, са акумулацијом одређене количине протеина и других супстанци у примарном океану, ова једињења добијају друга својства и способност да се самоорганизују.

Снаге и слабости теорије Опарина

Концепт који смо разматрали има не само јаке, већ и слабе тачке. Снага теорије је њена логика и експериментална потврда абиотичке синтезе органских једињења. У принципу, то може бити рађање и развој живота на Земљи. Велика слабост је чињеница да до сада нико не може објаснити како су се коатсервати трансформисали у сложену биолошку структуру. Чак и присталице теорије признају да је прелазак из капи протеина и масти у пунокрвну ћелију веома сумњив. Вероватно нам нешто недостаје, не узимајући у обзир непознате факторе. Тренутно, сви научници препознају да је дошло до оштрог скока, што је резултирало самоорганизацијом супстанце. Како се то могло догодити? Још је нејасно ... Шта су још основне теорије о пореклу живота на Земљи?

Теорија панспермије и стационарне државе

Као што смо рекли, некада је ову верзију снажно подржао и "промовисао" познати академик Вернадски. Уопштено говорећи, теорија панпермије се не може дискутовати одвојено од концепта стационарног стања, јер они сматрају да је принцип порекла живота са истог становишта. Требало би да знате да је овај концепт први пут предложио Немац Рихтер крајем 19. века. Године 1907. био је подржан од стране шведског истраживача Аррхениуса.

Научници који се држе овог концепта верују да је живот у Универзуму једноставно постојао и да ће увек постојати. Од планете до планете, преноси се уз помоћ комета и метеорита, који играју улогу врсте "семена". Недостатак те теорије је да се верује да је сам Универзум настао прије 15-25 милијарди година. Уопште не личи на вечност. С обзиром на чињеницу да је живот планета потенцијално погодних за образовање много пута мањи од обичних каменитих планетоида, питање се може сматрати сасвим природним: "Када и гдје је животна форма и како се она ширила кроз Универзум таквом брзином, с обзиром на нереалне удаљености?"

Треба имати на уму да старост наше планете није већа од 5 милијарди година. Комете и астероиди лете много спорије од брзине светлости, тако да једноставно не би имали довољно времена да доведу "семе" живота на Земљу. Заговорници панпермије сугеришу да се неке сјеменке (споре микроорганизама, на примјер) преносе "на свјетлосне зраке" одговарајућом брзином ... Само десетљећа рада летјелица су показала да има доста слободних честица у простору. Вероватноћа оваквог начина расподеле живих организама је премала.

Неки истраживачи данас сугеришу да на било којој планети која је погодна за живот, протеинска тела могу евентуално да се формирају, али механизам овог процеса нам је непознат. Други научници кажу да у свемиру могу постојати неке „колијевке“, планете на којима живот може да се формира. Звучи, наравно, као нека врста научне фантастике ... Али ко зна? Последњих година у нашој земљи и иностранству постепено почиње да се формира теорија, чије одредбе говоре о информацијама првобитно кодираним у атомима супстанци ...

Наводно, ови подаци дају исти потицај, што доводи до трансформације најједноставнијих коатсерватова у арклетокки. Логично, ово је иста теорија спонтаног стварања живота на Земљи! Генерално, концепт панспермије је тешко разматрати као завршену научну тезу. Његови навијачи могу само рећи да је живот на Земљи донесен са других планета. Али како је формирана тамо? Нема одговора на ово.

"Поклон" са Марса?

Данас је сигурно познато да је на Црвеном планету заиста било воде и да су постојали сви услови који су погодовали развоју живота протеина. Подаци који су то потврдили добивени су захваљујући раду на површини двају спуштених возила одједном: Спирит анд Цуриосити. Али до сада, научници упорно тврде: да ли је тамо био живот? Чињеница је да информације добијене из истих ровера говоре о краткорочном (у геолошком аспекту) постојању воде на овој планети. Колико је велика вероватноћа да су се у потпуности развили комплетни протеински организми? Поново, нема одговора на ово питање. Опет, чак и ако је живот дошао на нашу планету са Марса, то не објашњава процес његовог развоја тамо (као што смо већ написали).

Дакле, размотрили смо основне концепте порекла живота на Земљи. Која од њих је апсолутно истинита је непозната. Проблем лежи иу чињеници да до сада не постоји ни један експериментално потврђен тест који би могао потврдити или оповргнути барем концепт Опарина, да не спомињемо друге тезе. Да, можемо синтетизовати протеин без икаквих проблема, али не можемо добити животни протеин. Дакле, рад научника је још увијек у припреми за многе наредне деценије.

Постоји још један проблем. Чињеница је да ми интензивно тражимо живот заснован на угљенику, и покушавамо да схватимо тачно како је настао. А шта ако је концепт живота много шири? Шта ако се може базирати на силикону? У принципу, такво гледиште није у супротности са одредбама хемије и биологије. Дакле, у потрази за одговорима, сусрећемо се са новим и новим питањима. Тренутно, научници су изнели неколико фундаменталних теза, вођене тиме да људи траже потенцијално настањиве планете. Ево их:

• Планета треба да се окрене у такозваној “зони удобности” око звезде: на њеној површини не сме бити ни сувише вруће ни превише хладно. У принципу, најмање једна или две планете у сваком систему звезда испуњавају овај захтев (нарочито Земља и Марс).
• Маса таквог тела треба да буде средња (унутар једне и по величине Земље). Превелике планете имају или нереално високу гравитацију, или су гасни дивови.
• Више или мање високо организован живот може да постоји само у близини прилично старих звезда (најмање три или четири милијарде година).
• Звезда не би требало да озбиљно мења своје параметре. Бескорисно је тражити живот око бијелих патуљака или црвених дивова: ако је било тамо, одавно је умрло због изузетно неповољних околинских увјета.
• Пожељно је да звездани систем буде јединствен. У принципу, савремени истраживачи приговарају овој тези. Могуће је да бинарни систем са две звезде смештеним на супротним крајевима може да садржи још потенцијално усељиве планете. Штавише, данас све више говоре да негде на ободу Сунчевог система постоји облак гас-прашина, претеча нерођеног другог сунца.

Коначни закључци

Шта се онда може закључити? Прво, хитно нам недостају подаци о тачним еколошким условима на новонасталој Земљи. Да бисте добили ову информацију, идеално би било да посматрате развој планете, која је слична нашим на другим показатељима. Поред тога, истраживачима је и даље тешко да прецизно наведу који фактори стимулишу прелазак капи коацервата у пунокрвне ћелије. Можда ће даља дубинска истраживања генома живих бића дати неке одговоре.