Реферат: Теории зарождения жизни на Земле

Вступление.

Каждыйчеловек хоть раз задавался вопросом о происхождении жизни на нашей планете.Вопрос чрезвычайно интересный и загадочный, существует множество теории, каждаяиз которых имеет своих приверженцев и противников. О периоде зарождения жизнимы практически ничего не можем сказать наверняка, и хотя учёные приводятмножество доказательств в подтверждение правильности именно своего мнения, всеэти теории возникли из простой догадки, поэтому этих теорий так много, скольколюдей столько и мнений.

Понятие «жизнь» очень трудно целиком и полностью определить, с какойбы стороны мы ни пытались к нему подойти. Можно последовать феноменологическомуподходу и составить список свойств живого: живое существо движется, ему присущифункции выделения, питания и метаболизма, оно растет, воспроизводит себеподобных и так далее. Трудность, с которой сталкиваются при использовании этогоподхода, состоит в том, что из подобного списка всегда найдутся исключения,ставящие под угрозу само определение. Такое определение – в виде произвольногосписка свойств – вряд ли является фундаментальным. Например: в случае вируса,растущего кристалла, бактериальной споры оно оказывается неудовлетворительным.Кроме того научно доказано, что жизнь может существовать не только за счёт соединенийуглерода. Так например, если бы на Земле углерод до зарождения жизни былпогребе под огромным слоем осадочных пород или бы отсутствовал вообще, то жизнивполне могла бы зародиться на основе кремния. Она была бы представлена скореевсего только растениями, в виде кристаллов и росла бы чрезвычайно медленно, ноэто была бы жизнь.

Эта темана мой взгляд должна заинтересовать любого человека. А послушать мнения разныхученых и их теории будет интересно, я думаю, всем. Поэтому я и выбрал эту темудля своего реферата, кто не знает своего прошлого, тот не имеет будущего.

Теорий,как было сказано выше, существует великое множество, но можно выделитьнесколько основных теорий, части которых берутся за основу другими. Почти всетеории сходятся во времени возникновения жизни, на основе ископаемыхдоказательств, особняком стоит лишь божественная теория, к ним относятсяследующие теории: жизнь была занесена на нашу планету случайным образом изкосмоса на метеоритах или частицах света, жизнь была занесена на нашу планетуразумными существами с иных планет в качестве эксперимента, жизнь появиласьпутем усложнения органических веществ и появление белков.

Божественнаятеория.

Введение.

Божественнаятеория является самой древней из всех существующих теорий возникновения жизнина сегодняшний день. Человек будучи, по своей природе, существом наделённымразумом должен был объяснить откуда берутся различные явления. Наибольшеенедоумения вызывали, разумеется, явления природы: ветер, молния и др. — и неимея возможности объяснить их с научной стороны, люди начали олицетворять этиявления природы с существами, наделёнными огромными силами – богами.

С развитием человеческойкультуры, развивалось и представление о богах, человеку требовалось так жеобъяснить откуда происходит он, остальные живые существа, вообще весьокружающий его мир и куда все уходят после смерти. Так появлялись новые богазагробного мира, природы. На первых этапах своего развития богов быломножество и все они были равноправны. Религия олицетворяла культуру тогообщества в котором она возникла и существовала, она изменялась с изменениемобщества, показывала зависимость человека от окружающей среды, взаимоотношениялюдей между собой. Так у более диких племён и религия была более первобытной,земледельцы и собиратели поклонялись богам природы и приносили жертву им в видеплодов своего труда, у охотников было своё животное покровитель, котороеолицетворяло бога – защитника, другие животные были духами, и обряды проводимыеперед охотой ставили своей целью убить дух животного ещё до начала охоты. Обрядвыглядел примерно следующим образом: на стене пещеры рисовалось изображениеживотного на которое племя собиралось охотиться, потом производилось ритуальноеубийство животного. После этого охотники наносили на своё тело узор, который поих мнению должен был помочь им в охоте. Подобные ритуалы можно ещё увидеть уплемён Южной Америки и Африки. Обряды войны были наверное одними из самыхкровавых, в племенах зачастую не было разницы в деление богов по их значимостьили принадлежность к той или иной сфере природы, смерти или жизни, но из-заразличных названий и небольших расхождениях в теории возникновения племени иокружающего мира, войны носили отчасти религиозный характер. Непосредственноперед битвой богу или богам войны приносились кровавые жертвы, зачастуючеловеческие, считалось, что это умилостивит богов и принесёт победу. Спленными выигравшее племя поступало чрезвычайно жестоко, для проигравшихнаилучшей участью было бы умереть на поле боя, так как в противном случаеполовину из пленных ждало пожизненное жестокое рабство у победителей,практически без возможности бежать. Так как даже если бы они и бежали, товыжить во враждебном окружающем мире в одиночку в то время было бы практическиневозможно. Вторую же половину ждало принесение в жертву богам. Так одними изнаиболее кровавых обрядов можно назвать человеческие жертвоприношения различныхплемён Южной Америки, так в племени Майя, хотя это было уже скорее цивилизация,пленных рано утром чередами вели по главной улицы города, чтобы потом принестировно в полдень в жертву богам. Человека клали на каменный стол на верхупирамиды, привязывали за руки и за ноги, потом жрец брал длинный изогнутый ножи одним умелым движение рассекал грудную клетку жертвы, после чего отделял сердцеи поднимал его высоко над собой, как бы предлагая солнцу принять его в качествеплаты за победу. Во время рассвета этой цивилизации после большой победы погородам текли буквально реки крови, в жертву приносилось до нескольких тысячлюдей.

Древняя Греция.

С возникновением родовогонеравенства в обществе появлялось неравенство среди богов. Выделялся главныйбог – создатель со своей женой, остальные были либо их детьми, либо братьями.Люди придумывали различные легенды о богах, которые зачастую становилисьчрезвычайно красивыми литературными произведениями, наиболее красивы, на мойвзгляд, были мифы и легенды древней Греции, которые можно читать какхудожественную литературу. По этой религии всё происходило из вечного Хаоса.Сначала из Хаоса возникла богиня Земля – Гея, которая дала в свою очередь жизньрастениям и животным. Под Землёй находится Тартар, где нет жизни и тампропадает всё, что туда попадает, даже боги. Из Хаоса так же возникла великаясила, всё оживляющая Любовь – Эрос. Хаос породил так же вечный мрак – Эреб итёмную ночь – Нюкту. А от ночи и мрака произошёл вечный Свет – Эфир и радостныйсветлый День – Гемера. Свет разлился по миру и стали сменять друг друга день иночь.

Гея породилабеспредельное голубое Небо – Уран, и небо раскинулось над Землёй. Уран взялсебе в жёны Гею. У них было шесть сыновей и шесть дочерей – могучих и грозныхтитанов. Океан, обтекавший всю землю, и Фетида породили все реки и морскихбогинь – океанид. Титаны Гиперион и Тейа дали миру своих детей: Солнце –Гелиоса, Луну – Селену, и Зарю – Эос (Аврора). От Астрея и Эос произошли звёздыи ветры: бурный северный ветер Борей, восточный Эвр, влажный южный Нот иласковый западный ветер Зефир.

Так же Земля породилатрёх одноглазых великанов – циклопов и трёх громадных, как горы, пятидесятиголовы великанов – сторуких (гекатонхейров), названных так потому, что по сторук было у каждого из них. Не что не могло устоять против их огромной силы.

Уран возненавидел своихдетей великанов и заключил их в недра Земли, из-за чего она ужасно страдала.Она вызвала своих детей – титанов и стала уговаривать их восстать против своегоотца, но они побоялись поднять на него руку. Только младший из них, коварныйКрон (Первоначально был богом земледелия и жатвы, потом трансформировался вповелителя времени), хитростью низверг своего отца и отнял у него власть.

Ночь родила в отместкуКрону множество ужасных существ: Танату – смерть, Эриду – раздор, Апату –обман, Кера – уничтожение, Гипноса – сон с мрачными тяжёлыми видениями, незнающими пощады Немесиду – отмщение за преступление, и множество других.

Крон боялся, что противнего восстанут его дети и проглатывал всех их, рождённых от своей жены Реи. Ужепятерых проглотил он: Гестию, Деметру, Геру, Аида и Посейдона. Рея не хотелапотерять шестого ребёнка и по совету своих родителей, Урана и Геи. Ушла наостров Крит, где и родила сына Зевса. Она спрятала Зевса в пещере, а Крону даладлинный камень, завёрнутый в пелёнки. Нимфы Адрестея и Идея вскормили Зевсамолоком божественной козы Амалфеи, а пчёлы носили ему мёд с горы Дикты. ЖрецыРеи и Зевса ударяли в шиты, когда маленький Зевс плакал, чтобы не услышал ихКрон и не постигла бы Зевса участь его братьев и сестёр.

Зевс вырос и начал борьбупротив своего отца, он заставил Крона вернуть проглоченных им детей, и онивместе с Зевсом начали борьбу против своего отца за власть над миром.

Эта борьба была ужасна иупорна. Дети Крона утвердились на высоком Олимпе, на их сторону встали инекоторые титаны. Циклопы выковали специально для Зевса громы и молнии, которыеи метал он в титанов. Борьба длилась десять лет, но ни та, ни другая сторона немогли одержать верх. И тогда Зевс освободил из недр Земли циклопов. Они вышлииз недр Земли и ринулись в бой, циклопы отрывали верхушки скал и метали их втитанов, Зевс метал громы и молнии. От этой битвы кипели моря и горела земля. Идрогнули титаны, их сила была сломлена. Олимпийцы сковали их и бросили вмрачный Тартар, вековечную тьму. У медных несокрушимых врат Тартара на стражувстали сторукие великаны, чтобы не вырвались от туда могучие титаны.

Но не кончалась этимборьба. Земля разозлилась на Зевса за то, что он так сурово поступил с еёдетьми титанами. Она вступила в брак с мрачным Тартаром и произвела на светужасное стоглавое чудовище Тифона. Он вырвался из недр земли. Олимпийцысодрогнулись от ужаса, но Зевс смело ринулся на нового врага, он снова металгромы и молнии и земля снова покрылась огнём, как во время битвы с титанами.Зевс испепелил все сто голов Тифона и низверг его в Тартар, породивший его, ноТифон всё ещё грозит богам, вызывая бури и извержения вулканов.

Отсюда становится ясновидно, что боги олицетворялись с силами природы, Землёй, сменой дня и ночи,жизнью и смертью. Впоследствии древнегреческую религию копировали, как римляне,и брали за основу, зачастую не как религию, а как культуру, так как эта религияобъединял мир богов и людей, боги общались с людьми, и им не были чужды людскиечувства.

Древний Египет.

Египетская религиярадикально отличается от греческой. Боги зачастую были жестоки и поклонения имбыло скорее обязанностью людей перед ними, а не высказыванием своего уважениябогам, как это было в Греции. Вся религия, а с ней и культура была направленане на жизнь людей в «этом мире», а на загробную. С этой целью воздвигалисьогромные сооружения, такие как пирамиды – гигантские гробницы фараонов,украшенные изнутри картинами, обставленные всевозможными предметами роскоши.Пирамида сооружалась на протяжении всей жизни фараона, и каждый из них считалсвоим долгом создать самую большую гробницу. Она становилась памятником ему вэтом мире, и путём в загробный.

Монотеизм.

На смену множеству боговс развитием общества пришла религия монотеизма, то есть на смену множествубогов, олицетворяюших силы природы, пришёл один бог, создатель всего.

На данный момент можновыделить три таких религии (не считая различных течений):

1. Христианство

2. Ислам

3. Буддизм

Христианствои Ислам довольно сходны между собой по общему смыслу теорий возникновенияжизни. Всё сущее создал Бог – создатель. Больше распространено в нашей странехристианство, поэтому смысл этого течения я расскажу на примере именно его.

Христианство.

Некое всесильное существосоздало мир и всё существующее в нём за семь дней. Первоначально все существа,включая человека жили в прекрасном мире – рае. Сначала был только один человек– Адам, но так как ему одному было одиноко, то пока он спал Бог создал из егоребра женщину – Еву. Но они вкусили запретный плод – знание, которое предложилим змей, и этим обрекли себя на изгнание из рая и жизнь в жестоком мире. ОтАдама и Евы произошли и все остальные люди. Но люди всё ещё могут попасть врай, если будут соблюдать заповеди – божественные правила праведной жизни.Таким образом эта религия была очень жестокой нормой жизни. Это частоиспользовала для обогащения церковь в средние века, принуждая людей платить запопадание в рай. Сейчас тот же механизм обогащения используют некоторыерелигиозные течения.

Божественна теориядостаточно крепко закрепилась в умах людей, и, хотя и, на мой взгляд ошибочна,скорей всего будет существовать пока существует человечество. Так как надообъяснить необъяснимое, то есть то, что наука пока объяснить не может.

Происхождение мира.

Прежде чем переходить косвещению научных теорий возникновения жизни, я считаю необходимым предоставитьодну, на мой взгляд наиболее вероятную, теорию происхождения материи в космосе.

В момент зарождения мира,примерно 15-20 млрд. лет назад, в космосе существовало два типа материи:вещество и антивещество, которые по своей природе являются совершенно несовместимыми и при взаимодействии начинают бурно друг с другом реагировать,уничтожая друг друга и выделяя огромное количество энергии. Сразу же послесвоего появления эти две формы материи начали взаимодействовать друг с другом.И в какой-то момент вещества оказалось больше, и оно стало основой для всегообозримого нами мира. А энергии, выделившейся в результате реакции хватило назарождение химических веществ, а из них космической пыли, а из неё впоследствие галактик, планетарных систем, планет и звезд.

Научные теории.

Введение.

В течение многих вековдля большинства людей проблемы возникновения живого вообще не существовало.Даже известные ученые допускали возможность постоянного зарождения живыхсуществ из неживого. Греческий философ Аристотель, не сомневался всамозарождении лягушек, мышей, не говоря уже о более мелких животных ирастениях.

В CVвеке голландский ученый Ян Баптист Ван-Гельмонт,известный своими количественными исследованиями питания растений, был и авторомрецепта получения мышей из пшеницы и загрязненного потом белья. Английскийфилософ Френсис Бэкон, основоположник экспериментальной науки, выступил в своемзнаменитом труде «Новый органон» с резкой критикой Аристотеля и егопоследователей за отвлеченный характер мышления. В то же самое время он пишет осамозарождении мелких животных в гниющем субстрате.

Идея самопроизвольногозарождения живого из неживого не вызывала возражений и у таких выдающихсямыслителей как В. Гарней, Р. Декарт, Г. Галилей, Ж. Б. Ламарк, Г. Гегель.

Перелом в представлениях начался лишьво второй половине CVIIвека, когда тосканский врач Франческа Реди в 1668 году доказал, что белыечерви, развивающиеся в гниющем мясе, представляют собой личинки мух. Однаковиталисты не сдавались, утверждая, что в опыте Реди не было доступа кислорода,а следовательно не могла проникнуть и «жизненная сила». Через сто лет в 1862году французский ученый Луи Постер, принимая во внимание утверждениявиталистов, проделал эксперимент: он взял две колбы с S-образными горлышками, в которых содержалась питательнаясреда, после длительного кипячения, при котором погибали не толькомикроорганизмы, но их споры. Колба с целым горлом долго оставалась стерильной,а в сосуде с удаленным S-горломбыстро появились микроорганизмы, этот опыт показал, что «живительная сила» несуществует и утвердил положении, «все живое из живого».

Сто лет спустя ЛазароСпалланцани и русский ученый Мартын Тереховский нанесли первый удар попредставлениям о самозарождении микроскопических организмов.

Ученые, в какой-то мере,пытавшиеся ответить на вопрос о возникновении жизни, разделились на два лагеря.Представители одного лагеря развивали идею вечности жизни. Таким образом,проблема возникновения жизни на Земле вообще снималась с повестки дня научногоисследования. Представители другого лагеря, основываясь на некоторыхфактических экспериментальных данных, пытались создать более или менееправдоподобные представления о возникновении живого из неживого. Наибольшейпопулярностью пользовались гипотезы Ф. Аллена, Г. Осборна, Э. Пфлюгера.Несмотря на несомненную ценность этих гипотез, все они имели один весьмасущественный недостаток – возникновение живого из минеральных элементовтрактовалось как внезапный случайный процесс.

Наиболее вероятнаятеория.

Насегодня очевидно, что рождение Жизни могло произойти только в жидкой воде.Однако ни один исследователь не обратился к этому универсальному растворителюкак к возможному, и, быть может, основному участнику кодирования белков в ДНК,а тем более как к главному дирижеру буквально всех процессов в нашем организме.Скорее всего, гипнотизирующая простота химического состава воды не давала дажеповода к такой мысли. Но, исключив воду из рассмотрения возможных претендентовна матрицу синтеза предбиологической органики, исследователи за сорок лет безуспешныхпоисков были вынуждены обратиться к очень популярным ныне среди космобиохимиковидеям внеземного происхождения жизни и направленной панспермии.

Однакопри таком простом составе структура аномальной по всем свойствам воды настолькосложна, что не поддается всем самым современным методам исследования.

В 1990году Ю. А. Колясников предложил оригинальную политетрамерную модель структурыводы, в которой роль молекул играют не Н2О, а сверхсжатые водныететрамеры Н8О4, соразмерные кремнекислородным тетраэдрам– элементарным «кирпичикам» литосферы.

Важнымэлементом модели является обнаруженная графически рацемичность воды, то естьналичие в ней зеркально-симметричных, по распределению внутренних Н- связей,тетрамеров. А как полагали еще П. Кюри и В. И. Вернадский, правизна — левизнаживого вещества есть следствие диссиметрии среды, в данном случае – воды. Крометого, в живом веществе, вода находится в связанном состоянии, когда тетрамеры«развязываются», образуя, правые и левые спиральные цепочки, в которых в связис дипольностью молекул может быть записана некая информация.

Попробуемпредставить, что происходило на Земле 4 млрд. лет назад.

Во времяформирования Земли оболочка подвергалась разнообразным интенсивным эндогенным(внутренним), экзогенным (внешним), вещественным, энергетическим иинформационным воздействиям. Из-за чего на поверхности развивались различныеглобальные процессы, который впоследствии помогли формированию жизни на нашейпланете. Началась зарождаться биосфера, а так как жизнь могла зародиться тольков биосфере, то это явилось одним из главных условий появления жизни.

Домомента возникновения жизни в географической оболочке существовала какая-тосферическая область в которой развивались предбиологические процессы. Этодоказывается на основе исследований в области осадочной геологии докембрия А.В. Сидоренко. В своих исследованиях он доказал, что развитие и эволюция жизнигенетически связано с геологической формой развития земного шара.

Сам фактсуществования жизни изменяет Землю. Так жизнь начала своё развитие, по мнениюБ. С. Соколова, ещё 4,25 млрд. лет назад, то есть ещё начала геологическойэволюции, так как геологическая эволюция происходила из-за влияния живыхорганизмов на земную кору. А к началу архея жизнь уже прошла сложный путь отбелковых молекул до самовоспроизводящихся биологических систем, но до этого ейещё нужно будет пройти сложный путь.

Анализируяпалеонтологические и биохимические данные Г. В. Вайткевич и Ю. И. Холодковпришли к выводу, что первейшие зачатки жизни на Земле возникли практически собразованием самой Земли, как твёрдого тела. Но опять же оговорю, что теориймножество и это лишь одна из них.

Так что,вероятно, что предбиологическая стадия развития Земли была довольнократковременна и лишь создала начальные условия для возникновения жизни. В этотпериод Земля от холодного состояния переходило в разогретое. Планетапервоначально сформировалась относительно холодной, так как большая часть теплаушла на формирование Земли как твердого тела. Сама планета никогда ненаходилась в расплавленном состоянии, так как иначе все летучие вещества,находившиеся на ней испарились и улетучились в космос, но каждая часть Земликогда-то да была расплавлена.

Разогревне мог достичься только за счет энергии солнца. В недрах планеты происходилиядерные реакции, разогревавшие её изнутри. По мере разогрева на поверхностьвыходили различные газы, которые сформировали оболочки Земли: протокору,гидросферу и атмосферу.

Химические вещества, необходимые для возникновения жизни могли оказатьсяна нашей планете различными путями. По одному из самых вероятных мнений онимогли первоначально присутствовать на планете с момента её образования. То естьпланета произошла путем притягивания друг к другу частиц так называемойкомической пыли, которая как раз и состояла из различных химических веществ.Объяснить появление этих различных химических веществ еще в космосе можноследующим образом: в процессе гравитационного коллапса звезд гравитационнаяэнергия превращается в тепло и энергию световых квантов, инициируя реакциюслияния протонов в a-частицы.Дальнейшее сжатие и сопровождающий его разогрев звезды создают условия длясинтеза из a-частиц ядер углерода. Вэтих процессах высвобождается громадное количество энергии – намного больше чемпри изменении гравитационной энергии. Это происходит за счет превращениявещества в энергию в реакциях нуклеосинтеза.

В CN-цикле протоны сливаются в a-частицы, при этом углерод выступает в роликатализатора. Кроме того, a-частицымогут и непосредственно взаимодействовать с ядрами кислорода, порождая ядранеона, магния, кремния и серы. В процессе фоторасщепления ядер энергияэлектромагнитного излучения инициирует образование и более тяжелых ядер вплотьдо ядер железа.

Таким образом, в образовании химических элементов участвуютисточники энергии четырех типов: гравитационной, тепловой, ядерной и энергиисветовых квантов.

Примощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая в то время состоялаиз аммиака, метана, углекислого газа и паров воды могли возникнуть простейшиеорганические соединения, необходимые для возникновения жизни, все происходилопримерно по описанному ниже образом.

По мереостывания планеты ее плотный облачный покров, подобный венерианскому, опускалсявсе ниже и ниже. Из облаков проливались горячие ливни, но поначалу они выкипалина лету. Наконец дождевые капли стали достигать поверхности, но они падали итут же вскипали. Это продолжалось достаточно долго, вплоть до того момента,когда одна из них не выкипела целиком, упав, следовательно, на максимальноохлажденную точку горячей протокоры, с которой и начался стремительный ростгидросферы. В составе тонкой пленки первородного бульона имелись все нужные длясинтеза предбиологической органики компоненты, хотя сама вода была тогда вдефиците.

В тойпервой капле в подкипящем состоянии (250 – 200 оС и 50 атм.) перваятетрамерная спиральная цепочка связанной с жестким силикатным субстратом воды,совершенно случайно оказалось левовращающей (с той же вероятностью она моглабыть и правовращающей). На ней была синтезирована первая аминокислота, котораяуже не случайно получилась левовращающей. К первой тетрамерной цепочкеприсоединилась вторая, тоже левая, как и синтезированная на ней аминокислота,то есть все последующие аминокислоты становились левовращающими. И такпоследовательно заработал водно-матричный механизм синтеза сразухирально-чистой аминокислотной органики.

Однакоодновременно с левовращающими «разворачивались» и правовращающие тетрамерныецепочки связанной воды, на которых позднее начался синтез менее термостойкихсахаров – основы нуклеиновых кислот. Такой синхронный синтез полипептидов иполинуклеотидов неумолимо вел к образованию сложных нуклеопротеидных комплексовс записью в их примитивной РНК однозначного генетического кода.

Итак,главным фактором хирального очищения органики и возникновения генетическогокода живого вещества Земли могло быть лишь одно из необычайных свойств воды, аименно ее собственная рацемичность. Следует отметить также, что в принятыхсейчас сценариях биопоэза синтез рацемичной предбиологической органикипроисходил в уже существовавшем океане, в котором позднее произошла хиральнаякатастрофа.

Винтерпретации же Ю. А. Колясникова все началось с самой первой капли, и далеешла стремительная экспансия бульонной пленки с синтезом в ней сразухирально-чистой органики, что исключает маловероятную хиральную катастрофу. Врезультате на поверхности планеты образовался первобытный Солярис, огромнаясеть бульонной пленки состоящей из предбиологического органического вещества.

С появлениемв первом вулканическом катаклизме 4 млрд. лет назад на поверхности планетысвободной воды, уцелевшие фрагменты первобытного Соляриса дезинтегрировались вплазмиды, прионы и наноразмерные нуклеопротеидные комплексы. Избегая прямогоконтакта с чуждой им объемной политетрамерной водой, последние сворачивались,формируя белковые капсулы с РНК внутри них. Следовательно, вторым этапомбиопоэза можно считать образование в первичной гидросфере бесчисленногомножества разнообразных протовирусов, вироидов и прочих.

Позднеепоявились мембраны разного состава, а на их основе возникли первые клетки каквполне автономные истинно живые системы. Но и те, и другие продолжалииспользовать в своей жизнедеятельности первичную водную матрицу, обеспечивающуюускоренный синтез их биополимеров.

В настоящее времябольшинство ученых придерживается традиционных представлений о зарождении жизнив древнем теплом океане. Однако ряд открытий сделанных в последние одно-двадесятилетия, главным образом крупнейшими микробиологами мира указывает нанесколько иной порядок вещей. К. Везе, обобщая данные по эволюциимикроорганизмов, расположил данную группу в основании бактериальногофилогенетического дерева. Таким образом, все прокариоты разделились на двегруппы — архебактерий и эубактерий. В ходе дальнейших исследований выяснилось,что архебактерии и эубактерии являются параллельными ветвями, развившимися изобщей гипотетичной предковой формы — Прогенота. Реконструирование главныххарактеристик Прогенота, проведенное К. Везе, привело к вполне определенномувыводу: наш общий предок существовал при температуре кипения воды, т. е. былгипертермофилом. Однако кроме проблемы температуры среды, в которой зародиласьжизнь, существует и другая, более важная проблема: проблема понимания существа ипричинности процессов, приводящих к возникновению простейших форм жизни.

Путь к решению даннойпроблемы пролегает через комплекс идей и концепций, рассматривающих явлениясамоорганизации природных систем. В основании этого направления лежитсформулированная в рамках неравновесной термодинамики теория диссипативныхструктур. К классу диссипативных структур относятся все без исключениябиологические и социальные системы, а также некоторые химические и физическиесистемы, в которых существуют незатухающие динамические явления. Фактически врамках теории диссипативных структур сформулирован целый ряд универсальныхзаконов появления, развития и отмирания природных систем, которые справедливы вчастности и для широкого класса биологических систем.

Кратким итогом сказанноговыше являются три основных требования к среде, в которой зародилась жизнь:

1. Среда должна бытьвысокотемпературной;

2. В ней должны были происходить сильныеколебания термодинамических и физико-химических параметров.

3. Среда должна быть жидкой.

Рассмотрим на основе этихкритериев возможные среды, в которых могла возникнуть жизнь.

На планете Земля известныдве жидкие глобальные геологические системы — гидросфера, объединяющаяприповерхностные воды, главная масса которых сконцентрирована в океане и гидротермальныесистемы, представляющие обычно высокотемпературные глубинные потоки растворов,составленные из ювенильных и вадозных вод. Общее сопоставление химическогосостава планетарного океана и усредненного состава гидротермальных источниковпоказывает наличие большого сходства. Эта особенность является естественной,поскольку океан формировался за счет мощных гидротермальных излияний в ходегеологического развития Земли.

Переходя ко второмукритерию среды возникновения жизни — ее высокотемпературности — следует сделатьвыбор из этих двух сред в пользу гидротермальных систем. Хотя следует отметить,что критерий высокотемпературности не позволяет сделать окончательный выбормежду океаном и гидротермальными системами, так как в случае исходно горячейЗемли первичный океан тоже должен быть достаточно горячим.

Третье требование к среде- сильная неравновесность — является ключевым. Требования сильнойнеравновесности среды, необходимой для спонтанного возникновения явленийсамоорганизации, означает наличие в среде сильных флуктуаций. Амплитудафлуктуаций должна быть велика для преодоления критического рубежа, за которымначинаются процессы самоорганизации. При небольших колебаниях параметровотносительно средних равновесных значений никакой самоорганизации не происходит,последняя возникает только вдали от состояния равновесия. Оценивая с этихпозиций степень возможных флуктуаций в океане можно сказать, пользуясьтерминологией неравновесной термодинамики, что океан находится в состоянииаттракции, или относительно (подвижного) равновесия, которое характеризуетсянебольшими колебаниями параметров вокруг равновесных значений.

Принципиально иными врассматриваемом аспекте являются гидротермальные системы. Кардинальное отличиегидротермальных систем от океана заключается в том, что они обладаютсобственной мощной энергетикой. Вследствие избытка свободной энергии в системепериодически происходит накопление напряжений, выражающееся в возрастанииинтенсивных параметров (температуры и давления). Так же периодически накопленныеразряжаются, приводя к увеличению экстенсивных параметров – объемапреобразованного растворами минерального вещества. Такая внутренняя активностьгидротермальных систем и вызывает постоянные и различные по амплитудефлуктуации, поддерживающие состояние неравновесности.

Таким образом, наиболеевероятной средой для возникновения жизни являются глубокие областигидротермальных систем (от глубин в несколько километров до поверхности). Этаобласть характеризуется:

1. наличием высокотемпературной жидкой,существенно водной среды;

2. существованием в ней мощныхдинамических возмущений, и флуктуаций термодинамических и физико-химическихпараметров;

3. присутствием разнообразногорастворенного и дисперсного органического вещества.

Эту зону можнорассматривает как своеобразный природный инкубатор, в котором зародилисьпервичные эмбриональные формы протожизни.

Однако по другому мнениюнаиболее благоприятной средой для возникновения жизни были небольшие лужицы уберегов огромного океана, с большим содержанием минеральных солей, за счетиспарения большого количества воды, ранее находившегося в этой лужице, и сдостаточно большой температурой за счет энергии солнца.

Химические элементы объединяются друг с другом при относительнонизких температурах на поверхности твердой коры планеты и, при перечисленныхвыше условиях, образуют широкий спектр малых молекул. Под действием потоковэнергии (молнии, УФ-излучение, вулканическое тепло) наиболее стабильныемолекулы (СО2, N2, Н2О)превращаются в более сложные соединения (сахара, и аминокислоты) которыестановятся «строительными блоками» жизни. В последствии эти пока еще простыемолекулы объединяются между собой в аминокислоты, сахара и азотистые основания– исходные вещества для ДНК и РНК.

Для создания любого полимера организм должен затратить энергию.Связано это с тем что биологические полимеры находятся в водной среде, гдевесьма вероятен их гидролиз. Живые организмы получают необходимую им энергию засчет каталитически активных ферментов.

Это и есть суть проблемы Уробороса[1]:создание полимеров требует наличия полимеров. Иными словами: для того чтобыполучить энергию, необходимую для синтеза полимеров, необходимо затратитьэнергию.

Рассматривая энергетически метаболизм и процессы полимеризацииактивированных мономеров, мы сталкиваемся с одним интересным моментом: продуктыэтих процессов, полимеры, являются очень важными компонентами молекулярногоаппарата, при помощи которого сами эти полимеры образуются.

В этом смысле полимеры представляют собой самозарождающиеся объекты.Их синтез служит иллюстрацией головоломки Уробороса на молекулярном уровне, иразгадка этой головоломки аналогична решению проблемы самозарождения механизмасинтеза полимеров.

На примитивной Земле протекали различные химические процессы, ноособую роль играли те из них, в основе которых лежит фосфор. В конечном счетеименно с помощью энергии фосфатной связи появилась возможность направлятьэнергию геофизических окислительно-восстановительных реакций на инициациюпроцессов в органическом веществе, существовавшем на ранней Земле. Благодаряпревращению энергии окислительно-восстановительных реакций в энергию фосфатныхсвязей произошла энергетическая инициация полимеризации мономеров.

Подойти к решению проблемы перехода от неживой материи к живойпозволяет изучение механизмов, используемых современными организмами длягенерации энергии фосфатных связей и синтеза полимеров. Это помогает такжевыявить те компоненты и механизмы, которыми должен был обладать примитивныйорганизм, чтобы считаться «живым».

Живая клетка использует белки в различных целях. Большинство видовбелков является ферментами, катализирующими множество реакций, включая те изних, которые обеспечивают энергетический метаболизм, синтез мономеров иполинуклеотидов.

Полинуклеотиды используются клетками, прежде всего в процессесинтеза белков. Комплиментарность нуклеотидов четко контролирует аминокислотнуюпоследовательность синтезируемых белков и гарантирует правильность нуклеотиднойпоследовательности в полинуклеотидах, образующихся в процессе репликации при размноженииорганизма.

Пытаясь построить модель примитивного организма, мы все время должныпомнить, что все события происходили в геологическом масштабе времени.Относительно простой, примитивный организм не мог возникнуть мгновенно дажепосле того, как на первобытной Земле были созданы условия, благоприятные длязарождения жизни.

Протеиноиды – термические белки. Образуются при самопроизвольномсинтезе аминокислотных цепей. Длина и состав протеиноидов зависит от составаисходной аминокислоты, температуры и других условий.

Биохимики обнаружили, что при растворении протеиноидов в воде ониспонтанно образуют сферы диаметром примерно 1 мкм. Такие объекты получилиназвание микросфер.

Поскольку существовали микросферы, способные к синтезу РНК и,следовательно, небольших белков, то определенные последовательности РНК моглислучайным образом кодировать короткие белки, способные катализироватькопирование РНК (т. е. белки, обеспечивающие полимеризацию нуклеотидов насуществующей молекуле РНК). Вторая копия этой РНК была бы идентична исходнойРНК. Таким образом, эта модельная РНК могла функционировать как способный квоспроизведению ген, т. е. могла возникать самовоспроизводящаяся система –Уроборос.

Очень важной особенностью предложенной примитивной модели являетсяее эволюционные возможности: неточная репликация трансляция гена создает основутой самой мутабильности, которая может привести к отбору систем, обладающихнаиболее совершенными механизмами энергетического сопряжения и использованияэнергии.

Эта теория являетсянаиболее вероятной еще и потому, что ее правдивость, в некотором смысле, былаподтверждена опытным путем. Опыт с получением простейшего организма провёлв 1953г. американский биологСтэнли Миллер. Он воспроизвел в специальной установке природные условия древнейЗемли. В стеклянном сосуде находились нагретая вода («океан») и смесь газоваммиака, метана и водорода («первичная – атмосфера»). Через «атмосферу «проскакивали искры-«молнии». Опыт продолжался в течение недели.

Через неделю «первичный бульон» проанализировали и нашли в неморганические вещества, в том числе 5 аминокислот. В другой раз в результатетакого же опыта были обнаружены даже нуклеиновые кислоты – цепочки, длиной дошести звеньев.

Теория«вечности жизни».

Так же существует большая теория «вечности жизни». Одним изосновоположников которой был академик В. И. Вернадский. Хотя в самой теории также есть множество расхождений, но суть ее примерно следующая: Жизньраспространяется по вселенным при помощи спор, различных микроорганизмов, с квантамисвета. Так жизнь на Земле могла зародиться при попадании на нее метеорита –частицы другой планеты, распавшейся в результате какого-то катаклизма илиметеорит ударился в планету и некоторые осколки самой планеты с бактериями илидругими микроорганизмами вылетели за приделы атмосферы планеты и отправились всвой долгий путь к новому месту жизни. Она так же имеет веские доказательства:было обнаружено, что бактерии и вирусы способны практически бесконечно долгосуществовать в условиях безвоздушного пространства – космоса. Эта теорияявляется конкурентом представленной выше.

Другие теории.

Кроме перечисленных, достаточно уже зрелых и состоявшихся, теорий,хотя в них существует множество внутренних противоречий и просто не доказанныхдомыслов, существует еще множество всякого рода гипотез, наиболее интересную ираспространенную я опишу ниже.

Почти сразу же после первых слухах о НЛО, домыслов о существованиижизни на других планетах и сведениях о похищении людей для опытов, возниклатеория того, что жизнь на Земле вообще и человечество в частности есть нечтоиное, как эксперимент инопланетян. Теория эта многократно оспаривалась, она неимеет под собой никаких веских доводов, кроме многочисленных свидетельствочевидцев (но если раньше человек, то что не мог объяснить, относил кбожественному проявлению, то теперь свидетели неординарных событий, которыеиногда можно легко объяснить с точки науки, причисляют их пришельцам). Эта,даже гипотеза, а не теория, находит множество последователей среди неособо пресвященныхмасс населения и некоторых ученых – уфологов (от английского слова UFO, что в переводе на русский значит НЛО), занимающихсяизучением фактов связанных с явлениями, которые причисляют к действиям иныхрас. Здесь можно отметить ряд экспериментов, проводимых учеными, изучающимивлияние на мозг того или иного фактора (Звуки, свет, электромагнитноеизлучение). При воздействии какого-либо из этих факторов у человеке возникаютразличные образы, которые создает мозг, когда не имеет точного представления,какие действия предпринять. А при действии сразу нескольких, возникают вполнеотчетливые образы и ощущения чего-то необъяснимого. Интересно, что подобнойреакцией является смех. Мозг не знает какие эмоции проявлять при чтении,например, несогласованного между собой текста: «Он и ухом не моргнул». Так, чтопо мнению большинства ученых эта гипотеза бездоказательна и попросту смешна,однако однозначно утверждать я не берусь.

Заключение.

В заключении хочу сказать, что нектоне может со сто процентной уверенностью утверждать, какая из теорийдействительна верна, или, что они все неверны. К этой проблеме применимапословица: «Сколько людей, столько и мнений». Но зато у вас есть возможностьпредложить свою теорию, обосновать, попытаться доказать ее правильность и в конечномитоге прославится.

Список использованной литературы:

1. Бернал Дж.«Возникновение жизни». Москва, «Мир» 1969г.

2. СавенкоВл. Я. «Новые представления о возникновении жизни на Земле». Москва.

3. Руттен М.«Происхождение жизни». Пер. с ангийиского Фролова Ю. М., «Мир», 1973г.

4. Крылеев И.А. «История религий». Москва, «Мысль», 1988г.

5. «Легенды исказания Древней Греции и Древнего Рима», составлено: Нейхардт А. А., Москва,«Правда», 1988г.

6. Журнал «Вмире науки». Москва 1991г.

7. Журнал«Наука в России». Москва 1992г.

8. Калвин В.«Химическая эволюция», Москва, «Наука», 1971г.

Содержание:

1. Введение ………………………………… 1.

2. Божественная теория.