ПОХОДЖЕННЯ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ

Походження життя на Землі була, є і буде залишатись досить актуальною темою ще на довгий час. До нині ще не поставлена крапка в даному питанні. Адже ніхто не може дати відповіді на дане запитання. Ця тема буде актуальною до тих пір, поки не будуть знайдені факти та доведена істинність даної думки.

Нині існує досить багато теорій або, як ще прийнято казати, гіпотез, виникнення життя на Землі. Та я розгляну лише ті, які є, на мою думку, найвагомішими та найцікавішими.

Перш за все слід відзначити найпоширеніші уявлення, які заслуговують на увагу. А саме:

1. життя було створене надприродною істотою в певний час (креаціонізм);
2. життя виникало неодноразово з неживої речовини (мимовільне зародження);
3. життя існувало завжди (теорія стаціонарного стану);
4. життя занесене на нашу планету ззовні (панспермія);
5. життя виникло з неживої природи в результаті біохімічних процесів (еволюція) [4].

Одні вірять у біблійну історію створення, інші − в доводи сучасного природознавства, а інші згодні, що життя зародилося в океані.

Т. Хейєрдал (норвезький етнограф, географ, археолог, мандрівник) вважав, що ні Бог, ні природа не могли б створити людину з безживної вулканічної породи. Довгий і складний розвиток, вінцем якого стала людина, починався в товщі океану, коли енергія Сонця вперше перетворила гази й продукти вивітрювання гірських порід на протоплазму й живі клітини [5].

Серед гіпотез біогенетичного виникнення життя (біогенезу) слід назвати гіпотезу панспермії, яку сформулював шведський фізик С. Арреніус, а розвинув український учений В. І. Вернадський. Прихильником був Ф. Крик. Суть цієї гіпотези ґрунтується на припущенні, що організми (точніше «зародки життя») позаземного походження занесені на Землю з космосу із метеоритами та космічним пилом якоюсь космічною надцивілізацією. На сьогодні немає достовірних підтверджень позаземного виникнення мікроорганізмів, хоча їх і знайшли на метеоритах, тобто вони мають значну стійкість до космічного випромінювання. Можливо, це й так, але не знімається запитання: а як же там виникло життя? [1].

Найбільш аргументована теорія походження життя на Землі розроблена російським ученим О. І. Опаріним та англійським Д. Холдейном, яка дістала назву «гіпотеза Опаріна-Холдейна».

Це гіпотеза про можливість виникнення сполук абіотичним шляхом, тобто без участі живої речовини, висловив у 1923 р. російський біохімік, академік О.І. Опарін, а вперше експериментально перевірив у 1953 р. американський аспірант С. Міллер. Вона ґрунтується на тому, що до складу первинної атмосфери входили Н2О, СО2, CO, H2S, NH3, CH4 та інші речовини і температура її була високою. Коли температура поверхні Землі стала нижчою за 100°С, пішли зливи. Вода заповнювала западини поверхні землі, утворювались моря й океани, в яких розчинялися різні речовини атмосфери. Досить висока температура води первісного океану і значна концентрація перелічених вище сполук були сприятливими для синтезу складних високомолекулярних органічних речовин. У синтезі цих речовин важливу роль відігравали енергія електричних розрядів, ультрафіолетове випромінювання та розпечені вулканічні викиди.

Первісний океан поступово наповнювався все складнішими і складнішими органічними полімерними сполуками − вуглеводами, амінокислотами, азотистими основами тощо. Із них абіогенним шляхом формувались первинні білки, нуклеїнові кислоти.

Правомірність абіогенного синтезу органічних сполук підтверджена численними експериментами. Абіогенним шляхом синтезовано аденін, піримідин, рибозу, дезоксирибозу, АДФ, полісахариди і полінуклеотиди.

Таким був перший етап виникнення життя на Землі. Другим етапом став процес концентрування органічних речовин у "поживному бульйоні", що супроводжувався утворенням коацерватних краплин, а далі − багатомолекулярних систем найпростішої організації − "пробіонтів", до складу яких входили поліпептидноліпоїднополінуклеотидні комплекси. Коацерватні краплини були здатні вибірково адсорбувати речовини з навколишнього середовища і за рахунок цього "рости", подрібнюватися й утворювати "дочірні" краплини. На думку О. І. Опаріна і Д. Холдейна, між коацерватними краплинами йшов добіологічний природний "добір", який був спрямований на вдосконалення молекул білків і нуклеїнових кислот, виникнення процесів матричного синтезу. В результаті такого добору утворювалися білковонуклеїноволіпоїдні системи, які характеризувалися упорядкованим обміном речовин і самовідтворенням. Тривала еволюція хімічних процесів, яку вчені розглядали як третій етап виникнення життя на Землі, спричинила перетворення окремих коацерватних краплин на перші примітивні живі істоти, які вступили в біологічний природний добір і започаткували органічний світ Землі [2].

У 1953 р. американський хімік С. Міллер провів експеримент, котрий, як уважалось тоді, вирішував питання про те, яким чином виникло життя на Землі. У герметичному скляному приладі вчений відтворив умови, які були характерні для первісної планети. Через газову суміш, яка вміщувала метан, аміак і водень, Міллер пропускав електричні розряди, а воду на дні приладу нагрівав, імітуючи стародавній океан. Через кілька днів дослідник виявив у колбі наявність амінокислот. Експерименти Міллера довели можливість абіогенного (небіологічного) синтезу важливих для життя молекул. Цей факт став також підтвердженням гіпотези російського вченого О. І. Опаріна про «білковий початок» розвитку життя на планеті.

Але дослідження деяких учених поставили під сумнів вихідну ідею, від якої відштовхувався у своїх експериментах С. Міллер: який був склад первісної атмосфери Землі? У результаті складних дослідів та комп'ютерного моделювання стародавньої земної атмосфери (Дж. Уокер (США) та ін.) було показано, що ультрафіолетове сонячне випромінювання, яке тоді ще не стримувалось озоновим екраном, повинно було руйнувати гідрогеновмісні молекули газів. Нині передбачається, що основними компонентами первинної атмосфери були вуглекислий газ і азот. При цьому частка вуглекислого газу в атмосфері була настільки велика, що працював «парниковий ефект», під впливом якого вода в океанах майже кипіла.

У подібних умовах синтез амінокислот був надто проблематичним.

Передбачається, що перші живі організми Землі могли бути гетеротрофами, тому що їм доступні були готові органічні молекули, які утворюються шляхом хімічного синтезу в первинному середовищі їхнього існування. З появою хемо- і фотосинтезу в атмосфері Землі з'явився і став накопичуватися кисень, після чого почав формуватись «озоновий екран» [1].

Відповідно аналізуючи, синтезуючи дану теорію, можна виділити три основні етапи:

1. Утворення Землі.
2. Хімічна еволюція.
3. Біологічна еволюція.

Нещодавно науковці запропонували світу нову гіпотезу походження життя на Землі. Учені з Дюссельдорфського університету і дослідницького центру в Глазго вважають, що перші форми життя зародилися в так званих "неорганічних інкубаторах" − невеликих відсіках у скелях залізного колчедану на дні океану. Ця теорія суперечить загальноприйнятому уявленню про походження життя на Землі.

У науковому світі триває запекла дискусія з приводу нової і дуже суперечливої теорії виникнення життя на Землі. Один з висновків нової теорії полягає в тому, що життя все-таки може існувати на тих планетах, де, за традиційною теорією, життя не може бути зовсім.

З 1930-х років більшість учених вважає, що теорія походження клітин ґрунтується на тому, що життя з'явилося в океані завдяки впливу атмосфери.

Зараз професор Мартін з Дюссельдорфа і професор Рассел з Глазго стверджують, що спочатку на морському дні з'явилися "неживі" клітини із залізного колчедану, які були частиною поверхні Землі. Вони існували в повній темряві при низьких температурах на дні океану.

Життя, стверджують вони, зародилося внаслідок хімічної реакції конвекції на земній корі. Загалом така реакція можлива і на будь-якій іншій вологій і скелястій планеті.

Доктор Рассел так пояснює свою теорію: "Гідротермальні потоки, багаті на водень, ціанід, сульфіди й окис вуглецю, вирвалися із земної кори на дно океану, унаслідок чого в скелях залізного колчедану розпочалася хімічна реакція. З'явилися клітини, у яких негайно розпочалося зчеплення молекул. Саме там, на нашу думку, розпочалося життя".

Якщо вірити цій теорії, то життя може існувати і на інших планетах чи великих супутниках планет − таких, як вкрита льодом Європа (супутник Юпітера) [3].

Розглянувши лише традиційні та основні гіпотези, важко обрати з них головну. Адже кожна з них має право на існування. Відповідно більшість уявлень походження життя на Землі постійно піддаються критиці, але, не маючи доказів, які б підтверджували б якусь з них, не можна відхиляти жодної.

На мою думку, варті уваги гіпотези Опаріна-Холдейна та панспермії. Перша має значні переваги у судженнях та є більш, начебто, реальною. Але не менш приваблива й гіпотеза панспермії, якщо не зосереджуватись на питанні «білкових тіл з космосу». Та доки не знайдено заперечень їх існування, даним уявленням не можна нівелювати. Адже космос – це ще одна нерозгадана таємниця, «невідома сторінка» людських відкриттів.

Література:

1. Яблоков А. В. Мир эволюции / А.В. Яблоков; оформ. Е. Андреевой, Д. Константинова .— М.: Дет. лит., 1985 . − 127 с.
2. Эволюционное учение: Учеб. для биол. спец. вузов / А. В. Яблоков, A. Г. Юсуфов. − [6-e изд., испр.]. – М.: Высш. шк., 2006. – 310 с.
3. Висунута нова гіпотеза про походження життя на Землі [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://ua.korrespondent.net/tech/242260
4. Иорданский Н. Н. Эволюция жизни / Н. Н. Иорданский. – М. : Высш. шк., 2001. – 235 с.
5. Беренбаум А. А. Краткие сведения о строении нашей Галактики / А. А. Беренбаум. − Л.: Недра, 1991.