Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни кратко

Обновлено: 05.07.2024

Происхождение жизни - это обширная научная проблема. За последние 10 лет имеется огромное количество новых данных и исследований. На сегодняшний день остаются еще нерешенные вопросы, но общая картина того, как из неживой материи могла зародиться жизнь, очень быстро проясняется.

Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле

Вопрос происхождения жизни на Земле — один из самых сложных вопросов современного естествознания, на который до настоящего времени нет однозначного ответа.

Существует несколько теорий происхождения жизни на Земле, наиболее известные из которых:

теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения;
теория креационизма (или сотворения);
теория стационарного состояния;
теория панспермии;
теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина).

Рассмотрим основные положения этих теорий.

Теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения

Теория самопроизвольного зарождения жизни была широко распространена в Древнем мире — Вавилоне, Китае, Древнем Египте и Древней Греции (этой теории придерживался, в частности, Аристотель).

Ученые Древнего мира и средневековой Европы верили в то, что живые существа постоянно возникают из неживой материи: черви — из грязи, лягушки — из тины, светлячки — из утренней росы и т.п. Так, известный голландский ученый 17 в. Ван-Гельмонт совершенно серьезно описывал в своем научном трактате опыт, в котором он за 3 недели получил в запертом темном шкафу мышей непосредственно из грязной рубашки и горсти пшеницы.

Похожее по теме. Возникновение жизни Возникновение жизни или абиогенез - процесс превращения неживой природы в живую.

Впервые широко распространенную теорию решился подвергнуть экспериментальной проверке итальянский ученый Франческо Реди (1688). Он поместил несколько кусков мяса в сосуды и часть из них закрыл кисеей. В открытых сосудах на поверхности гниющего мяса появились белые червячки — личинки мух.

В сосудах же, прикрытых кисеей, личинки мух отсутствовали. Таким образом Ф. Реди удалось доказать, что личинки мух появляются не из гниющего мяса, а из яиц, отложенных мухами на его поверхность.

В 1765 г. известный итальянский ученый и врач Ладзаро Спаланцани прокипятил в запаянных стеклянных колбах мясные и овощные бульоны. Бульоны в запаянных колбах не портились. Он сделал вывод, что под действием высокой температуры погибли все живые существа, способные вызывать порчу бульона.

Споры но поводу возможности самозарождения жизни активизировались в связи с открытием микроорганизмов. Если сложные живые существа не могут самозарождаться, возможно, это могут микроорганизмы?

В связи с этим в 1859 г. французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно решит вопрос о возможности или невозможности самозарождения жизни.

Эту премию получил в 1862 г. знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер. Так же как Спаланцани, он прокипятил питательный бульон в стеклянной колбе, но колба была не обычная, а с горлышком в виде 5-образной трубки.

Однако стоило сломать горло колбы или ополоснуть стерильным бульоном нижнее колено 5-образной трубки, как бульон начинал быстро мутнеть — в нем появлялись микроорганизмы.

Однако, если все живые организмы в исторически обозримый период развития человечества происходят только от других живых организмов, естественно возникает вопрос: когда и каким образом появились на Земле первые живые организмы?

Теория креационизма

Похожее по теме. Кислород и происхождение сложной жизни О палеонтологии, о появлении первых многоклеточных животных, о великих вымираниях, об атмосфере в кембрийском периоде, о роли кислорода в происхождении многоклето

Теория креационизма и в настоящее время достаточно широко распространена, причем не только в религиозных, но и в научных кругах.

Обычно ее используют для объяснения наиболее сложных, не имеющих на сегодняшний день решения вопросов биохимической и биологической эволюции, связанных с возникновением белков и нуклеиновых кислот, формированием механизма взаимодействия между ними, возникновением и формированием отдельных сложных органелл или органов (таких, как рибосома, глаз или мозг).

Необходимо подчеркнуть, что философский спор о первичности сознания (сверхразума, абсолютной идеи, божества) либо материи принципиально не разрешим, однако, поскольку попытка объяснить любые трудности современной биохимии и эволюционной теории принципиально непостижимыми сверхъестественными актами творения выводит эти вопросы за рамки научных исследований, теорию креационизма нельзя отнести к разряду научных теорий происхождения жизни на Земле.

Теории стационарного состояния и панспермии

Подобных взглядов на происхождение жизни придерживался, в частности, основоположник учения о биосфере академик В.И. Вернадский.

Однако теория стационарного состояния, предполагающая бесконечно долгое существование вселенной, не согласуется с данными современной астрофизики, согласно которым вселенная возникла сравнительно недавно (около 16 млрд лет т.н.) путем первичного взрыва.

Очевидно, что обе теории (панспермии и стационарного состояния) вообще не предлагают объяснения механизма первичного возникновения жизни, перенося его на другие планеты (панспермия) либо отодвигая по времени в бесконечность (теория стационарного состояния).

Теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина)

Предбиологическая (химическая) эволюция

По мнению большинства ученых (в первую очередь астрономов и геологов), Земля сформировалась как небесное тело около 5 млрд лет т.н. путем конденсации частиц вращавшегося вокруг Солнца газопылевого облака.

Под влиянием сил сжатия частицы, из которых формируется Земля, выделяют огромное количество тепла. В недрах Земли начинаются термоядерные реакции. В результате Земля сильно разогревается. Таким образом, 5 млрд лет т.н. Земля представляла собой несущийся в космическом пространстве раскаленный шар, температура поверхности которою достигала 4000-8000°С (смеха. 2).

Постепенно, за счет излучения тепловой энергии в космическое пространство, Земля начинает остывать. Около 4 млрд лет т.н. Земля остывает настолько, что на ее поверхности формируется твердая кора; одновременно из ее недр вырываются легкие, газообразные вещества, поднимающиеся вверх и формирующие первичную атмосферу.

По составу первичная атмосфера существенно отличалась от современной. Свободный кислород в атмосфере древней Земли, по-видимому, отсутствовал, а в ее состав входили вещества в восстановленном состоянии, такие, как водород (Н2), метан (СН4), аммиак (NH3), пары воды (Н2О), а возможно, также азот (N2), окись и двуокись углерода (СО и С02).

Восстановительный характер первичной атмосферы Земли чрезвычайно важен для зарождения жизни, поскольку вещества в восстановленном состоянии обладают высокой реакционной способностью и в определенных условиях способны взаимодействовать друг с другом, образуя органические молекулы. Отсутствие в атмосфере первичной Земли свободного кислорода (практически весь кислород Земли был связан в виде окислов) также является важной предпосылкой возникновения жизни, поскольку кислород легко окисляет и тем самым разрушает органические соединения.

Поэтому при наличии в атмосфере свободного кислорода накопление на древней Земле значительного количества органических веществ было бы невозможно.

Около 5 млрд лет т.п . — возникновение Земли как небесного тела; температура поверхности — 4000-8000°С

Около 4 млрд лет т.н. - формирование земной коры и первичной атмосферы

При температуре 1000°С — в первичной атмосфере начинается синтез простых органических молекул

Энергию для синтеза дают:

Температура первичной атмосферы ниже 100°С — формирование первичного океана -

Синтез сложных органических молекул — биополимеров из простых органических молекул:

простые органические молекулы — мономеры
сложные органические молекулы — биополимеры

Когда температура первичной атмосферы достигает 1000°С, в ней начинается синтез простых органических молекул, таких, как аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты, простые сахара, многоатомные спирты, органические кислоты и др.

Энергию для синтеза поставляют грозовые разряды, вулканическая деятельность, жесткое космическое излучение и, наконец, ультрафиолетовое излучение Солнца, от которого Земля еще не защищена озоновым экраном, причем именно ультрафиолетовое излучение ученые считают основным источником энергии для абиогенного (т.е. проходящею без участия живых организмов) синтеза органических веществ.

Признанию и широкому распространению теории А.И. Опарина во многом способствовало то, что процессы абиогенного синтеза органических молекул легко воспроизводятся в модельных экспериментах.

Возможность синтеза органических веществ из неорганических была известна с начала 19 в. Уже в 1828 г. выдающийся немецкий химик Ф. Вёлер синтезировал органическое вещество — мочевину из неорганическою — циановокислого аммония. Однако возможность абиогенного синтеза органических веществ в условиях, близких к условиям древней Земли, была впервые показана в опыте С. Миллера.

В 1953 г. молодой американский исследователь, студент- дипломник Чикагского университета Стенли Миллер воспроизвел в стеклянной колбе с впаянными в нес электродами первичную атмосферу Земли, которая, по мнению ученых того времени, состояла из водорода метана СН4, аммиака NH, и паров воды Н20 (рис. 3).

Через эту газовую смесь С. Миллер в течение недели пропускал электрические разряды, имитирующие грозовые. По окончании эксперимента в колбе были обнаружены α-аминокислоты (глицин, аланин, аспарагин, глутамин), органические кислоты (янтарная, молочная, уксусная, гликоколовая), у-оксимасляная кислота и мочевина. При повторении опыта С. Миллеру удалось получить отдельные нуклеотиды и короткие полинуклеотидные цепочки из пяти-шести звеньев.

В дальнейших опытах по абиогенному синтезу, проводимых различными исследователями, использовались не только электрические разряды, но и другие виды энергии, характерные для древней Земли, — космическое, ультрафиолетовое и радиоактивное излучения, высокие температуры, присущие вулканической деятельности, а также разнообразные варианты газовых смеси, имитирующих первичную атмосферу.

В результате был получен практически весь спектр органических молекул, характерных для живого: аминокислоты, нуклеотиды, жироподобные вещества, простые сахара, органические кислоты.

Более того, абиогенный синтез органических молекул может происходить на Земле и в настоящее время (например, в процессе вулканической деятельности).

При этом в вулканических выбросах можно обнаружить не только синильную кислоту HCN, являющуюся предшественником аминокислот и нуклеотидов, но и отдельные аминокислоты, нуклеотиды и даже такие сложные по строению органические вещества, как порфирины. Абиогенный синтез органических веществ возможен не только на Земле, но и в космическом пространстве. Простейшие аминокислоты обнаружены в составе метеоритов и комет.

Однако процессы полимеризации отдельных нуклеогидов, аминокислот и Сахаров — это реакции конденсации, они протекают с отщеплением воды, следовательно, водная среда способствует не полимеризации, а, напротив, гидролизу биополимеров (т.е. разрушению их с присоединением воды).

Образование биополимеров (в частности, белков из аминокислот) могло происходить в атмосфере при температуре около 180°С, откуда они смывались в первичный океан с атмосферными осадками. Кроме того, возможно, на древней Земле аминокислоты концентрировались в пересыхающих водоемах и полимеризовались в сухом виде под действием ультрафиолетового света и тепла лавовых потоков.

Несмотря на то что вода способствует гидролизу биополимеров, в живой клетке синтез биополимеров осуществляется именно в водной среде. Этот процесс катализируют особые белки-катализаторы — ферменты, а необходимая для синтеза энергия выделяется при распаде аденозинтрифосфорной кислоты — АТФ.

Возможно, синтез биополимеров в водной среде первичного океана катализировался поверхностью некоторых минералов. Экспериментально показано, что раствор аминокислоты аланина может полимеризоваться в водной среде в присутствии особого вида глинозема. При этом образуется пептид полиаланин. Реакция полимеризации аланина сопровождается распадом АТФ.

Полимеризация нуклеотидов проходит легче, чем полимеризация аминокислот. Показано, что в растворах с высокой концентрацией солей отдельные нуклеотиды самопроизвольно полимеризуются, превращаясь в нуклеиновые кислоты.

Жизнь всех современных живых существ — это процесс непрерывного взаимодействия важнейших биополимеров живой клетки — белков и нуклеиновых кислот.

Таким образом, тайна зарождения жизни — это тайна возникновения механизма взаимодействия белков и нуклеиновых кислот. Какими же сведениями об этом процессе располагает современная наука? Какие молекулы явились первичной основой жизни — белки или нуклеиновые кислоты?

В 1982 г. американский биохимик Томас Чек открыл автокаталитические свойства РНК. Он экспериментально показал, что в среде, содержащей в высокой концентрации минеральные соли, рибонуклеотиды спонтанно (самопроизвольно) полимеризуются, образуя полинуклеотиды — молекулы РНК. На исходных полинуклеотидных цепях РНК, как на матрице, путем спаривания комплементарных азотистых оснований образуются РНК-копии. Реакция матричного копирования РНК катализируется исходной молекулой РНК и не требует участия ферментов либо других белков.

По-видимому, первоначально белковые чехлы выполняли в первую очередь, защитную функцию, предохраняя РНК от разрушения и повышая тем самым ее стабильность в растворе (такова функция белковых чехлов и у простейших современных вирусов).

Очевидно, что на определенном этапе биохимической эволюции преимущество получили молекулы РНК, кодирующие не только защитные белки, но и белки-катализаторы (ферменты), резко ускоряющие скорость копирования РНК. По-видимому, именно таким образом и возник процесс взаимодействия белков и нуклеиновых кислот, который мы в настоящее время называем жизнью.

В процессе дальнейшего развития, благодаря появлению белка с функциями фермента — обратной транскриптазы, на одно- цепочечных молекулах РНК стали синтезироваться состоящие из двух цепей молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Отсутствие у дезоксирибозы ОН-группы в 2' положении делает молекулы ДНК более стабильными по отношению к гидролитическому расщеплению в слабощелочных растворах, а именно слабощелочной была реакция среды в первичных водоемах (эта реакция среды сохранилась и в цитоплазме современных клеток).

Где же происходило развитие сложного процесса взаимодействия белков и нуклеиновых кислот? По теории А.И. Опарина, местом зарождения жизни стали так называемые коацерватные капли.

Явление коацервации состоит в том, что в некоторых условиях (например, в присутствии электролитов) высокомолекулярные вещества отделяются от раствора, но не в форме осадка, а в виде более кон центрирован но го раствора — коацервата. При встряхивании коацерват распадается на отдельные мелкие капельки. В воде такие капли покрываются стабилизирующей их гидратной оболочкой (оболочкой из молекул воды) — рис. 5.

Похожее по теме. Микробы и микробиология Микробы - собирательное название группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом.

Возникшие в результате концентрирования белковых растворов коацерватные капли в процессе перемешивания под действием волн и ветра могут покрываться оболочкой из липидов: одинарной, напоминающей мицеллы мыла (при однократном отрыве капли от поверхности воды, покрытой липидным слоем), либо двойной, напоминающей клеточную мембрану (при повторном падении капли, покрытой однослойной липидной мембраной, на липидную пленку, покрывающую поверхность водоема — рис. 5).

а) образование коацервата; 6) стабилизация коацерватных капель в водном растворе; в) — формирование вокруг капли двойного липидного слоя, похожего на клеточную мембрану: 1 — коацерватная капля; 2 — мономолекулярный слой липида на поверхности водоема; 3 — формирование вокруг капли одинарного липидного слоя; 4 — формирование вокруг капли двойного липидного слоя, похожего на клеточную мембрану; г) — коацерватная капля, окруженная двойным липидным слоем, с вошедшим в ее состав белково-нуклеотидным комплексом — прообраз первой живой клетки

Исключительно сложный, не до конца понятный современной науке процесс возникновения жизни на Земле прошел с исторической точки зрения чрезвычайно быстро. Уже 3,5 млрд лет т.н. химическая эволюция завершилась появлением первых живых клеток и началась биологическая эволюция.

Теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения жизни

Концепция спонтанного зарождения жизни существовала в Вавилоне, Египте и Китае как альтернатива креационизму.

Креационизм — философское и религиозное учение о сотворении мира и человека Богом. Креационизм принимает жизнь как данность и не предпринимает попыток объяснения происхождения жизни естественными законами природы.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Самозарождение — спонтанное зарождение живых существ из неживых материалов.

Поддерживали данную гипотезу и другие натуралисты. Например, один исследователь утверждал, что видел через микроскоп самозарождение лягушки из майской росы. Эту теорию поддерживали также Галилей, Декарт, Гарвей, Гегель, Ламарк.

Однако в конце XVII века итальянский врач и натуралист Франческо Реди смог доказать ненаучность теории экспериментальным методом. Окончательно опровергнуть гипотезу спонтанного возникновения живых организмов удалось в 1859 г. французскому микробиологу Л . Пастеру .

Опыты Реди, Нидхэма, Спалланцани, Тереховского и Пастера

Эксперимент Реди

Спустя несколько лет после опытов Реди был изобретен мощный микроскоп, позволяющий увидеть мельчайшие организмы, которые могут жить в разных веществах. Это возобновило споры о самозарождении организмов.

Эксперимент Нидхэма

В 1745 г. английский естествоиспытатель Джон Тербервилл Нидхем провел ряд экспериментов, результаты которых оценивались в пользу абиогенеза.

Абиогенез — образование органических соединений, распространенных в живой природе, вне организма без участия ферментов.

Ученый для опытов использовал питательные жидкости (куриный бульон и др.). Нидхем производил нагрев жидкости и наливал ее в пробирку, которую впоследствии закупоривал. В итоге воздухонепроницаемую пробирку ученый снова нагревал и оставлял на несколько дней. В результате в жидкости образовывались организмы.

Эксперименты Спалланцани

Итальянский ученый Ладзаро Спалланцани (1729-1799) понимал, что Нидхем ошибся в своих экспериментах, и решил доказать экспериментально, что в нагреве жидкости решающую роль играет температура нагрева, которая при недостаточно высоком показателе не убивает микроорганизмы. Спалланцани закрывал пробирки с отварами и нагревал их в течение часа. Для сравнения ученый брал другие пробирки с жидкостью, которые кипятил только несколько минут. Через какое-то время Спалланцани обнаружил, что в плотно закрытых пробирках, которые он кипятил продолжительное время, никаких микроорганизмов не появилось. В тех емкостях, где нагревание проходило короткий промежуток времени, появилась жизнь.

Нидхем не желал признавать поражения и заявил в ответ на эксперименты ученого о существовании Производящей силы, находящейся в семенных отварах и бульоне, которую Спалланцани убивает путем активного нагревания пробирок. Спалланцани снова провел эксперимент: ученый приоткрыл крышку емкости с семенным отваром, который прогревал в течение нескольких часов. Согласно возражению Нидхема, Производящая сила жидкости должна была умереть, однако, приоткрытая пробирка впускала микроорганизмы из воздуха, что стало причиной их размножения в дальнейшем. Результаты экспериментов Спалланцани набирали популярность, а доказательства Нидхема стали терять актуальность.

Ладзаро Спалланцани совершил ряд важнейших открытий, сыгравших важную роль в развенчании теории самозарождения и развитии микробиологии вообще.

Опыты Тереховского

Российский врач и натуралист Мартын Тереховский основывался на опытах Спалланцани , однако обратил особое внимание на природу микроскопических организмов, обитающих в водных настоях, приготовленных на веществах с растительным или животным происхождением. М. Тереховский привел описание изучаемых организмов, которые могут:

активно двигаться;
реагировать на яды;
реагировать на электрические заряды;
двигаться с помощью специальных органов;
погибать при определенной температуре.

Спалланцани считал, что микроорганизмы попадают в настой из воздуха. Тереховский решил связать условия их появления с естественными условиями пребывания организмов в природе. Ученый определил, что состав вида микроскопических элементов в настоях соответствует их видовому составу в обычной воде, которая используется для приготовления этих настоев. Это говорило о том, что организмы возникают не из вещества, на основе которого делается настой.

Ученый провел ряд экспериментов, в результате которых он пришел к следующим положениям:

Микроорганизмы вносятся в настой с водой, которая берется из естественных водоемов и других источников, где эти организмы обычно обитают.
Растительная и животная основа, на которой готовится настой, не гарантирует появление в жидкости микроорганизмов.
Не существует никакой связи между появлением организмов и гниением настоя.
Если число микроорганизмов увеличивается в чистой воде — это результат их размножения из изначально заложенных в ней живых элементов.

В результате опыты Тереховского совпадали с наблюдениями других ученых-единомышленников. Российский врач привел опыты в единую систему и убедительно обосновал собственную концепцию.

Плюсом изучения Тереховским микроорганизмов стало создание нового представления о них не как о скоплениях с заложенной жизненной активностью, а как достаточно сложных по своему строению и своей жизнедеятельности организмов. Минусом концепции ученого была ограниченность круга его изучения: Тереховский в основном занимался крупными водными микроскопическими организмами и не обращал внимание на существование спор, которые обитают в воздушной среде.

Эксперимент Пастера

Окончательно опровергнуть гипотезу спонтанного возникновения живых организмов удалось в 1859 году французскому химику и микробиологу Л . Пастеру . Он проводил ряд опытов с колбами с S-образными горлами. Особенность такой конструкции заключается в том, что если такие колбы прокипятить и аккуратно охладить, то даже при отсутствии пробки в емкости будет сохраняться стерильность. Такой эффект возможен благодаря изгибам S-образного горла, в которых оседают содержащиеся в воздухе микроорганизмы.

После экспериментов Пастера в конце XIX века возникли новые споры о самозарождении плесневых грибов в процессе брожения вин. Ученый вновь был вынужден проводить опыт, отбирая мякоть винограда и помещая ее в стерильные условия, лишенные контакта с воздухом. Пастер доступно и понятно доказал, что спорам дрожжей необходим воздух, чтобы вызвать определенные процессы в ткани винограда.

Несостоятельность теории витализма

Несмотря на ряд проведенных опытов, в XX веке были популярны идеи о самозарождении относительно субмикроскопических живых частиц — вирусов.

Научно доказано, что вирусы не зарождаются из невирусного материала, а происходят только от себе подобных частиц, то есть вирусов.

Современные доказательства несостоятельности витализма ссылаются на работы Реди, Тереховского и Луи Пастера, которые внесли вклад в признание на мировом уровне теории, что любой организм, от самого примитивного до самого сложного и высокоорганизованного, рождается только от своих родителей, живых организмов.

Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала.

Религиозные учения всех времен и всех народов приписывали обычно появление жизни тому или другому творческому акту божества. Весьма наивно решали этот вопрос и первые исследователи природы. Аристотель (384 – 322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Даже для такого выдающегося ума древности, каким являлся Аристотель, принять представление о том, что животные — черви, насекомые и даже рыбы — могли возникнуть из ила, не представляло особых затруднений. Напротив, этот философ утверждал, что всякое сухое тело, становясь влажным, и, наоборот, всякое мокрое тело, становясь сухим, родят животных.

Согласно гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные “частицы” вещества содержат некое “активное начало”, которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.

“Таковы факты – живое может возникать не только путем спаривания животных, но и разложением почвы. Так же обстоит дело и у растений: некоторые развиваются из семян, а другие как бы самозарождаются под действием всей природы, возникая из разлагающейся земли или определенных частей растений” (Аристотель).

Авторитет Аристотеля имел исключительное влияние на воззрения средневековых ученых. Мнение этого философа в их умах причудливо переплеталось с учением отцов церкви, зачастую давая нелепые и даже смешные на современный взгляд представления. Приготовление живого человека или его подобия, “гомункулуса”, в колбе, при помощи смешения и перегонки различных химических веществ, считалось в средние века хотя и весьма трудным и беззаконным, но, без сомнения, выполнимым делом.

Получение же животных из неживых материалов представлялось ученым того времени настолько простым и обычным, что известный алхимик и врач Ван-Гельмонт (1577 – 1644 гг.) дает рецепт, следуя которому можно искусственно приготовить мышей, покрывая сосуд с зерном мокрыми и грязными тряпками. Этот весьма удачливый ученый описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван- Гельмонт считал человеческий пот.

Ряд сочинений, принадлежащих к XVI и XVII вв., подробно описывает превращение воды, камней и других неодушевленных предметов в пресмыкающихся, птиц и зверей. Гриндель фон Ах даже приводит изображение лягушек, образующихся из майской росы, а Альдрованд дает рисунки, показывающие, каким образом птицы и насекомые родятся из веток и плодов деревьев.

Чем дальше развивалось естествознание, чем большее значение в деле познания природы приобретали точное наблюдение и опыт, а не одни только рассуждения и мудрствования, тем более сужалась область применения теории самопроизвольного зарождения.

Уже в 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Доктор Реди простыми опытами доказал неосновательность мнений о самозарождении червей в гниющем мясе. Он установил, что маленькие белые червячки - это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

“Убежденность была бы тщетной, если бы ее нельзя было подтвердить экспериментом. Поэтому в середине июля я взял четыре больших сосуда с широким горлом, поместил в один из них землю, в другой – немного рыбы, в третий – угрей из Арно, в четвертый – кусок молочной телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми… Вскоре мясо и рыб в незапечатанных сосудах зачервили; 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” (Реди).

Таким образом, относительно живых существ, видимых простым глазом, предположение о самозарождении оказалось несостоятельным.

Но в конце XVII в. Кирхером и Левенгуком был открыт мир мельчайших существ, невидимых простым глазом и различимых только в микроскоп. Этих “мельчайших живых зверьков” (так Левенгук называл открытые им бактерии и инфузории) можно было обнаружить всюду, где только происходило гниение, в долго стоявших отварах и настоях растений, в гниющем мясе, бульоне, в кислом молоке, в испражнениях, в зубном налете. “В моем рту, — писал Левенгук, — их (микробов) больше, чем людей в соединенном королевстве”. Стоит только поставить на некоторое время в теплое место скоропортящиеся и легко загнивающие вещества, как в них сейчас же развиваются микроскопические живые существа, которых раньше там не было. Откуда же эти существа берутся? Неужели же они произошли из зародышей, случайно попавших в гниющую жидкость? Сколько, значит, должно быть повсюду этих зародышей! Невольно являлась мысль, что именно здесь, в гниющих отварах и настоях и происходит самозарождение живых микробов из неживой материи.

Это мнение в середине XVIII в. получило подтверждение в опытах шотландского священника Нидхэма, который брал мясной бульон или отвары растительных веществ, помещал их в плотно закрывающиеся сосуды и короткое время кипятил. При этом, по мнению Нидхэма, должны были погибнуть все зародыши, новые же не могли попасть извне, так как сосуды были плотно закрыты. Тем не менее, спустя некоторое время в жидкостях появлялись микробы. Отсюда указанный ученый делал вывод, что он присутствует при явлении самозарождения.

Однако против этого мнения выступил другой ученый, итальянец Спалланцани. Повторяя опыты Нидхэма, он убедился, что более продолжительное нагревание сосудов, содержащих органические жидкости, совершенно их обеспложивает. В 1765 году Ладзаро Спалланцани провел следующий опыт: подвергнув мясные и овощные отвары кипячению в течение нескольких часов, он сразу же их запечатал, после чего снял с огня. Исследовав жидкости через несколько дней, Спалланцани не обнаружил в них никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая температура уничтожила все формы живых существ и что без них ничто живое уже не могло возникнуть.

Между представителями двух противоположных взглядов разгорелся ожесточенный спор. Спалланцани доказывал, что жидкости в опытах Нидхэма не были достаточно прогреты и там оставались зародыши живых существ. На это Нидхэм возражал, что не он нагревал жидкости слишком мало, а, наоборот, Спалланцани нагревал их слишком много и таким грубым приемом разрушал “зарождающую силу” органических настоев, которая очень капризна и непостоянна.

Таким образом, каждый из спорящих остался при своем мнении, и вопрос о самозарождении микробов в гниющих жидкостях не был разрешен ни в ту, ни в другую сторону в течение целого столетия. За это время было сделано немало попыток опытным путем доказать или опровергнуть самозарождение, но ни одна из них не привела к определенным результатам.

Вопрос запутывался все больше и больше, и только в половине XIX в. он был окончательно разрешен благодаря блестящим исследованиям гениального французского ученого Пастера.

Французский микробиолог Луи Пастер (1822–1895) своими опытами окончательно доказал несостоятельность идеи спонтанного самозарождения жизни.

Конечно, человека издавна интересовало – как появляется живое, жизнь? Если не по воле божества, то каким образом? Можно выделить следующие основные гипотезы происхождения жизни:

2. Гипотеза стационарного состояния жизни.

3. Гипотеза самозарождения жизни.

4. Гипотеза панспермии.

Гипотеза стационарного состояния жизни, или же этернизм, столь же далека от научности. Ее выдвинул немецкий физиолог Тьерри Уильям Прейер в 1880 году. Адепты этернизма верили в то, что Вселенная, планета Земля и живые организмы в том виде, в котором мы их наблюдаем, существовали всегда. Ни первая, ни вторая теория никак не соотносятся с данными археологии, геологии, генетики и прочих наук – но их защитникам это никогда не мешало.

Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни

Впрочем, решение этой проблемы (и пришедшее понимание необходимости стерилизации) не отменяло другого вопроса – не было ли первичного самозарождения жизни на планете? Если для новой жизни уже требуется живое (Пастер, как и Реди был сторонником биогенеза), и каждая клетка происходит от другой клетки (клеточная теория, 1838 год), как тогда появилась эта исходная клетка?

Гипотеза панспермии

Главная ее идея – жизнь на планету была как-то занесена из космоса: из других планетарных систем, вместе с космической пылью и метеоритами. Эта гипотеза была выдвинута в начале XX века шведским физиком Сванте Августом Аррениусом, ее сторонником также был Владимир Вернадский (который, впрочем, склонялся и к гипотезе стационарного состояния, поскольку верил, что жизнь как базовое свойство существовала всегда). Доказательств возможности панспермии немало, например, в 1996 году было опубликовано исследование о метеорите, прилетевшем к нам с Марса. В нем найдены структуры, похожие на колонии бактерий и следы жизнедеятельности этих бактерий. Да, гипотеза эта может объяснить, как жизнь пришла на Землю, но не способна ответить на вопрос, как вообще она возникла.

Гипотеза биохимической эволюции

Эта гипотеза разрабатывается и корректируется уже практически столетие. Ее основоположниками независимо друг от друга стали биохимик Александр Иванович Опарин (СССР) и биолог Джон Холдейн (Великобритания).

Согласно гипотезе, на ранних этапах существования нашей планеты (и очень долго, бесконечные миллионы лет) имел место абиогенез – процесс создания органических веществ из неорганических.

Стэнли Миллер, американский химик, экспериментально подтвердил гипотезу Опарина-Холдейна. Он получил аминокислоты в смоделированных условиях. Далее во многих лабораториях абиогенно были синтезированы полипептиды, полнуклеотиды, полисахариды, липиды.

Впрочем, гипотеза Опарина-Холдейна все-таки не совершенна в глобальном отношении – пока непонятно, как в целом произошел качественный скачок от неживой материи к живой. Когда и почему во Вселенной началась химическая эволюция?

Читайте также: