1.  История представлений о возникновении жизни

Многотысячелетняя история Homo sapiens знала не од­ну гипотезу о путях возникновения жизни и о месте челове­ка в системе живых существ.

В этом вопросе с древности существуют две противо­положные точки зрения, одна из которых утверждает воз­можность происхождения живого из неживого — теория абиогенеза; другая — теория биогенеза — отрицает само­произвольное зарождение жизни. Последнее воззрение при дальнейшем развитии приводит к выводу, что жизнь столь же стара, как и неживая материя. Вокруг этих двух направ­лений и происходила борьба в вопросе о возникновении жиз­ни на всем протяжении истории науки.

Современные воззрения позволяют только поставить этот спор на строго научную почву и тем самым обосновать пра­вильность теории абиогенеза. Они дают возможность наме­тить те факторы, которые привели к превращению неживой материи в живую, и те пути эволюции веществ, которые мог­ли привести к возникновению живого.

2.  Представления древних и средневековых философов

Общий уровень знаний в древнем мире был невысок, и господствовавшие в то время представления отличались своей фантастичностью. Особенно это относится к такому явлению, как размножение. Так, греческий философ Эмпедокл (V в. до н. э.) приписывал деревьям способность нести яйца. Неудивительно поэтому, что даже такой крупный уче­ный, как Аристотель (IV в. до н. э.), высказывал аналогич­ные, нелепые с нашей точки зрения, взгляды. Незнание спо­собов размножения многих животных и растений служило, по-видимому, причиной того, что для них считалась возмож­ной способность возникновения из мертвых остатков живых существ или из неорганических веществ. Например, вшам Аристотель приписывает происхождение из мяса, клопам — из соков тела животных, а дождевым червям — из ила прудов.

Взгляды на происхождение жизни в средние века следу­ет также расценивать как следствие невежества, которое по мере накопления положительного знания уступало место бо­лее правильным представлениям. Однако, поскольку авто­ритет Аристотеля поддерживался средневековой церковью, идея самопроизвольного зарождения господствовала в умах длительное время и направляла средневековых алхимиков на поиски рецепта искусственного превращения неживого вещества в живую материю. Сюда относятся рецепты при­готовления мышей из пшеницы при помощи «фермента», исходящего от грязной рубашки; приготовление человека из гниющих жидкостей человеческого тела — мочи и кро­ви, а также многие другие.

В более позднее время открытие микроскопа расширило представления о строении организма и показало сложность строения таких, например, существ, как насекомые, кото­рые до того причислялись к простейшим организмам. Соот­ветственно этому была взята под сомнение и сама возмож­ность их зарождения из неживого.

Первые опыты в этом направлении принадлежат италь­янскому ученому Ф. Реди (середина XVII в.). Он покрыл кисеей, не ограничивающей доступ воздуха, мясо и показал, что при этом на мясе не появляется личинок мясной мухи, которая обычно откладывает оплодотворенные яйца на гниющем мясе. Таким образом, и для этих насекомых ока­зался справедливым принцип «все живое — из живого». Чрезвычайно важны в этом отношении взгляды английско­го ученого В. Гарвея (XVI в.). Ему принадлежит большая ра­бота по размножению, в которой он провозгласил принцип «все живое — из яйца». Правда, и Гарвей отдал дань пред­ставлениям своей эпохи, допуская возможность самозарож­дения для таких животных, как насекомые или черви.

С другой стороны, благодаря микроскопу было откры­то существование огромного числа мельчайших живых су­ществ, организованных еще проще, чем насекомые, черви и другие из ранее известных животных. К этому следует добавить еще микроорганизмы, в огромных количествах заселяющие растворы органических веществ. Все эти об­стоятельства благоприятствовали тому, что идея самозаро­ждения получила кажущееся подкрепление.

Среди работ этого направления следует отметить первые по времени экспериментальные исследования ирландского священника Д. Нидгема (1748), который закупоривал кол­бы, наполненные питательным раствором, и подвергал их нагреванию на тлеющих углях. Высокая температура, по мнению автора, должна была убить все зародыши, которые могли бы проникнуть в колбу извне. Тем не менее спустя несколько дней в колбах в изобилии появлялись микроорга­низмы, что служило для Нидгема неопровержимым доказа­тельством их зарождения из неживой материи.

Взгляды и исследования Нидгема нашли широкий от­клик среди ученых того времени и долго еще служили опо­рой теории самозарождения. Многие ученые повторяли и модифицировали опыты ирландского священника, но не всегда получали одинаковые результаты.

3.  Работы Л. Пастера

Окончательное поражение воззрениям о самозарожде­нии нанесли блестящие исследования французского микро­биолога Пастера, проведенные в семидесятых годах прошло­го столетия. Успех этих работ был подготовлен всем пред­шествующим развитием проблемы.

Пастер придал своим заключениям исключительную убедительность благодаря прекрасно задуманным и осуще­ствленным им экспериментам. Последние имели целью не только доказать правильность положений автора, но и вы­явить ошибки его противников и вскрыть причины отдель­ных неудач его предшественников.

Пастер заполнял баллон питательной средой, а шейке колбы придавал S-образную форму. Кипячением из баллона выгонялся воздух, который при остывании жидкости воз­вращался обратно. Микроорганизмы из воздуха при этом оседали на изгибе шейки, и жидкость в баллоне оставалась стерильной неопределенно долго. Стоило только отрезать шейку колбы, как через несколько дней в жидкости появля­лись бактерии. Появления их можно было также добиться, наклоняя баллон и смывая микроорганизмы, осевшие в из­гибе трубки.

Работы Пастера явились переломным моментом в исто­рии учения о происхождении жизни. Вопрос о самозарож дении в том виде, в каком он был поставлен, разрешился в отрицательном смысле, и принцип «все живое — из жи­вого» для всех известных существ мог по праву считаться справедливым и не знающим ни одного исключения.

Вопрос о происхождении жизни, однако, не был разре­шен опытами Пастера — он был только заново поставлен, но на этот раз вполне научно. Тому способствовали расшире­ние и углубление представлений о жизни, особенно учение о клетке как основе жизни, и развитие физико-химических наук. После Пастера в учении о происхождении жизни ни микроорганизмы вообще, ни известные нам даже наиболее просто устроенные их представители не рассматриваются больше как источники появления в современных условиях более сложных живых существ. Вопрос этот переносится на клетку с ее сложным химическим составом и строением. Проблема получает более конкретную формулировку, ибо ставится вопрос не только о происхождении простейших клеток, но и о возможности ее искусственного создания из неорганических веществ.

Наряду с этим вновь появились старые представления о непрерывности и вечности жизни, также вооруженные новейшими достижениями в области биологии, астрономии и физики.

Теории вечности жизни в современном виде возникли почти одновременно с появлением работ Л. Пастера и на первый взгляд являются логическим выводом из послед­них.

Одной из первых подобных теорий следует признать тео­рию панспермии, в основной своей форме провозглашенную немецким ученым Г. Рихтером в 1865 г. Согласно Рихтеру, жизнь на Земле не возникала из неорганических веществ, а была занесена с других планет. В связи с этим, естественно возникал вопрос о том, насколько возможно такое перенесе­ние жизни с одной планеты на другую через огромные про­странства, их разделяющие. Доводы в пользу возможности такого хода событий черпались в области физики, и неуди­вительно поэтому, что защитниками этой теории явились в первую очередь представители этой науки, выдающиеся ученые Г. Гельмгольц, Г. Томсон, С. Аррениус, П. Лазарев.

Вопрос сводился к двум основным пунктам: при помо­щи каких сил может происходить перенос зародышей жиз­ни с одной планеты на другую и могут ли эти зародыши сохранять жизнеспособность во время путешествия по кос­мическому пространству?

Согласно представлениям Томсона и Гельмгольца, спо­ры бактерий и других микроорганизмов могли быть зане­сены на Землю с метеоритами. Современные же сторонники теории панспермии полагают, что основная масса орга­нических веществ, явившихся материалом, из которого возникали живые существа, доставлена на планету метео­ритами.

Лабораторные исследования вскоре продемонстрирова­ли высокую устойчивость живых организмов к неблагопри­ятным воздействиям. Например, длительное выдерживание спор и семян растений в жидком кислороде или азоте удава­лось без нарушения их жизнеспособности.

Теория панспермии не может, однако, служить для раз­решения вопроса о происхождении жизни, она лишь пыта­ется объяснить появление жизни на Земле, но не ее первое возникновение. В этом смысле она только отодвигает про­блему, не разрешая ее. Развитием подобных представлений можно считать теории вечности жизни, одна из которых выдвинута немецким ученым В. Прейером в 1880 г. и на­шедшая отклик со стороны академика В. И. Вернадского, автора учения о биосфере.

По Прейеру, проблемы происхождения жизни вообще нет. Он рассматривает жизнь как существующую вечно. Более того, он ставит вопрос о происхождении неживого из живого, ему предшествовавшего во времени. Соответст­венно этому ученый рассматривал раскаленные массы формировавшегося земного шара как гигантские живые ор­ганизмы со своим особым обменом веществ. По мере осты­вания Земли эти массы распадались на части, которые не могли вновь слиться и поэтому выпадали из жизненно­го круговорота. Они-то и составляли неорганическую при-Роду.

4.Материалистические теории  происхождения  жизни

Проблема происхождения жизни для теорий вечности жизни не существует по той простой причине, что эти тео­рии стирают различия, существующие между живым и не­живым. Поскольку эти теории исходят из единства ком­плекса живое — неживое, для них не существует и вопроса о происхождении одного от другого. Совсем иначе обстоит дело, если принять наличие специфических различий меж­ду живой и неживой материей — в этом случае сам собой возникает вопрос о возникновении этих различий. Разре­шение настоящего вопроса, естественно, неразрывно связа­но с теми представлениями, которые существуют о природе различий между неживой материей и живыми организ­мами.

Правильная постановка этого вопроса стала возможной лишь после исследований Л. Пастера и в связи с расшире­нием и углублением самого понятия живого. Особенное зна­чение в истории проблемы имела теория немецкого ученого Э. Пфлюгера (1875).

Вопрос о происхождении жизни для Пфлюгера, как и для современных ученых, сводился к вопросу о происхож­дении белковых веществ и о той внутренней их организа­ции, которая составляет характерное отличие белков живой «протоплазмы». Автор соответственно разбирает различия между «живым» и «мертвым» белком, из которых основное заключается в неустойчивости «живого» белка, его способ­ности к изменениям в отличие от инертного «мертвого» бел­ка. Эти свойства «живого» белка во времена Пфлюгера при­писывали наличию в молекуле белка кислорода. Это воззре­ние в настоящее время оставлено. Из других представлений о различиях между «живым» и «мертвым» белком ученый останавливается на содержании в молекуле «живого» белка группы циана, CN, и соответственно этому он пытается соз­дать представление о происхождении этого основного для белковой молекулы радикала. В соответствии с этим, иссле­дователь считает, что цианистые соединения возникли еще в то время, когда Земля представляла собой расплавленную или раскаленную массу. Именно при этих температурах

в лаборатории удается получить указанные соединения ис­кусственным путем. Впоследствии, при охлаждении земной поверхности, соединения циана с водой и с другими хими­ческими веществами привели к образованию белковых ве­ществ, наделенных «жизненными» свойствами.

В теории Пфлюгера, в настоящее время устаревшей, цен­ным является материалистический подход к проблеме про­исхождения жизни и выделение белка как важнейшей со­ставной части протоплазмы. Происхождение белковых ве­ществ можно представить себе и иначе. И действительно, вскоре после Пфлюгера появились другие попытки подойти к разрешению этого вопроса с биохимической стороны. Одной из таких попыток является теория английского уче­ного Дж. Эллена (1899).

Первое появление азотистых соединений на Земле, в противоположность Пфлюгеру, Эллен приурочивает к то­му периоду, когда пары воды вследствие охлаждения сгу­стились в воду и покрыли поверхность Земли. В воде были растворены соли металлов, имеющие первостепенное значе­ние для образования и деятельности белка. В ней же содер­жалось известное количество углекислоты, которая вступа­ла в соединение с оксидами азота и с аммиаком. Последние могли образоваться при электрических разрядах, имевших место в воздухе, содержащем азот.

Уже эти теории, относящиеся к концу прошлого столе­тия, ясно намечают основное направление, по которому и в настоящее время идет развитие проблемы возникновения живого.