Основные гипотезы происхождения жизни на Земле

Происхождение жизни и эволюция ее форм

С античных времен до наших дней не прекра­щаются бурные дискуссии и споры по поводу того, как появилась жизнь на Земле. Наибо­лее просто и радикально решают эту пробле­му креационисты, считающие, что жизнь явля­ется результатом божественного творения. Не объясняя, а просто постулируя акт творения, креационизм аргументирует свою правоту методом «от противного», акцентируя внима­ние на несостоятельности других концепций, прежде всего концепции абиогенного проис­хождения жизни. Следует отметить, что в ряде случаев критика креационистов выгля­дит весьма убедительно, так как научное ре­шение проблемы возникновения жизни до сих пор не может считаться завершенным. Например, классическим возражением про­тив абиогенной гипотезы является практиче­ски равная нулю вероятность случайного об­разования самовоспроизводящейся молекулы ДНК. Примерно такую же вероятность (пра­вильнее было бы сказать, невероятность) име­ет акт создания слепой обезьяной, случайно тюкающей по клавиатуре, текста «Войны и мира». Так что существует много вопросов к науке, на которые, действительно, нет однозначных ответов.

В то же время креационизм фактически уводит чело­века от ответов на эти вопросы, так как акт творения, как и все божественное, является принципиально необъясни­мым (иррациональным) с научной точки зрения. Креацио­низм вообще не является научной гипотезой и может быть принят только на веру, создавая психологический ком­форт от чудесного решения сложнейшей проблемы.

Не останавливаясь на концепциях происхождения жиз­ни, потерявших свою актуальность (например, основан­ные на представлении о том, что Земля и жизнь на ней никогда не возникали, а существовали вечно), рассмотрим те, которые все еще обсуждаются в научной и популярной литературе, после чего перейдем к общепринятой сейчас концепции абиогенного происхождения живой материи. Что может быть противопоставлено концепции креацио­низма? Самой простой альтернативой акту божественного тво­рения является представление о том, что жизнь во Вселен­ной существовала вечно (концепция стационарного состоя­ния), а на Землю живая материя была занесена из космоса (концепция панспермии). Что касается стационарного со­стояния, то эта концепция никак не согласуется с концеп­цией Большого Взрыва, которая в настоящее время не вы­зывает сомнений и прочно вписывается в естественнонауч­ную картину мира. Действительно, допущение о том, что элементы жизни уже существовали в самые первые мгно­вения после Большого взрыва, когда Вселенная представ­ляла собой кварк-глюонную плазму, слишком фантастич­но, чтобы научно рассматривать такую возможность. А вот концепция панспермии, пытающаяся объяснить, как появилась жизнь на Земле, встречается в научных дискуссиях довольно часто. Основная проблема здесь за­ключается в эмпирическом обосновании концепции, так как большинство аргументов в пользу панспермии обыч­но оказываются несостоятельными. Например, время от времени сообщается о находках метеоритов, в которых якобы были обнаружены даже не сами биополимеры, а химические соединения (цианогены, синильная кислота, некоторые органические соединения и т. п.), которые мог­ли бы сыграть роль «семян», «спор», из которых впослед­ствии возникла жизнь на Земле. Иногда даже следов воды в метеоритах бывает достаточно, чтобы объявить концеп­цию панспермии экспериментально подтвержденной. На самом деле, конечно, никакого эмпирического фундамен­та у этой концепции нет, как нет и исчерпывающих осно­ваний объявлять ее ложной.

Долгое время в естествознании господствовала гипо­теза самопроизвольного(или спонтанного) зарождения жизни.Ее суть в том, что жизнь возникала и продолжает постоянно и многократно возникать из неживого (косно­го) вещества. Эта гипотеза была распространена в Древнем Китае, Вавилоне, Египте. Позднее ее сторонником был Ари­стотель, который считал, что обычное неживое вещество содержит «активное начало», при определённых условиях обусловливающее переход в живое состояние. Аристотель и его последователи считали, что такое активное начало есть, например, в оплодотворенном яйце (что, безусловно, правильно), в солнечном свете, тине, разлагающейся земле и т. п. Средневековые ученые в XVI-XVII вв. настойчиво экспериментировали с гниющим мясом, в котором якобы сами по себе зарождались черви, с грязной одеждой, в ко­торой «самопроизвольно» появлялись мыши и т. д. Концепция самозарождения была очень популярна до конца XVII в., когда ученые установили, что неживое вещество является лишь средой обитания живых организ­мов, которые на самом деле появляются естественным об­разом из семян, спор, оплодотворенных клеток. Важную роль в борьбе против концепции самозарождения жизни сыграли знаменитые опыты итальянского биолога и вра­ча Ф.Реди в 1688 г. Он установил, что маленькие белые червяки, появляющиеся на гнилом мясе, это личинки мух, развившиеся из отложенных взрослыми насекомы­ми яичек. На основании этих и других опытов Ф.Реди сфор­мулировал концепцию биогенеза,в соответствии с кото­рой жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни («все живое от живого»).

Однако в XVIII в. уже скомпрометировавшая себя концеп­ция самозарождения жизни неожиданно получила веское экспериментальное подтверждение. В 1673 г. знаменитый нидерландский натуралист А. Левенгук, изготовив лин­зы с 300-кратным увеличением, впервые наблюдал и за­рисовал различные микроорганизмы (инфузории, бакте­рии, эритроциты и т. д.). Самым удивительным тогда оказалось появление бактерий в первоначально чистой капле воды, в мясных и овощных отварах и других препа­ратах. Снова заговорили о самопроизвольном зарождении жизни из неживых субстратов. И только почти сто лет спустя, в 1765 г., итальянец Л. Спалланцани догадался подвергнуть препараты многочасовому кипячению и по­следующей герметизации. Спустя несколько дней, рас­сматривая препараты под микроскопом, Спалланцани не обнаружил никаких бактерий. Был сделан очевидный вывод о том, что высокая температура уничтожила все формы живых существ, а без них живое уже не могло воз­никнуть. Окончательно гипотеза самозарождения жизни была опровергнута только в 1862 г. Л. Пастером, который на качественно более высоком уровне провел опыты, анало­гичные экспериментам Спалланцани, и доказал, что раз­витие бактерий может происходить только при попада­нии этих микроорганизмов или их спор извне.

Таким образом, к концу XIX в. в естествознании ут­вердилась концепция биогенеза («все живое от живого»), которая, однако, не отвечала на важнейший вопрос: как появился первый живой организм? Пастер понимал, что жизнь возникла на Земле из неживого вещества. Но это должно было быть однократным событием, обусловленным уникальным сочетанием различных факторов. Абиогенное появление жизни после этого уже невозможно, во-первых, потому что нет тех первичных уникальных условий, а во-вторых, потому что уже существующие организмы про­сто-напросто «съели» бы вновь родившихся.

Именно к анализу этих уникальных условий рождения живого из неживого (абиогенный синтез живого) ученые приступили в начале XX в. Результатом стала концепция абиогенного происхождения жизнина Земле, основанная на гипотезе происхождения жизни путем биохимической эволюции. Выдвинутая независимо российским ученым ака­демиком А. И. Опариным и английским ученым Холдейном (гипотеза Опарина-Холдейна), эта концепция прочно во­шла в современную естественнонаучную картину мира.