Концепция естествознания
ездной системы в другую.
Во второй половине XIX в. также высказывается предположение, что жизнь
возникла в первичном океане из неорганического вещества в результате
природного процесса.
3 мая 1924 г. на собрании Русского ботанического общества молодой
советский ученый А. И. Опарин с новой точки зрения рассмотрел проблему
возникновения жизни. Его доклад «О возникновении жизни» стал изходной
точкой нового взгляда на вечную проблему «откуда мы пришли?». Пять лет
спусля независимо от Опарина сходные идеи были развиты английским ученым
Дж. Холдейном. Общим во взглядах Опарина и Холдейна является попытка
объяснить возникновение жизни в результате химической эволюции на первичной
Земле. Оба они подчеркивают огромную роль первичного океана как огромной
химической лаборатории, в которой образовался «первичный бульон», а кроме
того, и роль энзимов — органических молекул, которые многократно ускоряют
нормальный ход химических процессов. В дополнение к этому Холдейн впервые
высказывает идею, что первичная атмосфера на Земле, «вероятно, содержала
очень мало или вообще не содержала кислорода».
В 1952 г. Гарольд Юри (1893-1981) самостоятельно пришел к выводу, что
атмосфера молодой Земли имела восстановленный характер, то есть к
завершению процесса формирования Земля имела сильно восстановленную
атмосферу, так как ее основными составляющими были водород и полностью
восстановленные формы углерода, азота и кислорода: метан, аммиак и пары
воды. Гравитационное поле Земли не могло удержать легкий водород, — и он
постепенно улетучился в космическое пространство. Вторичным следствием
потери свободного водорода было постепенное окисление метана до диоксида
углерода, а аммиака — до газообразного азота, которые через определенное
время превратили атмосферу из восстановительной в окислительную. Юри
предполагал, что именно в период улетучивания водорода, когда атмосфера
находилась в промежуточном окислительно-восстановительном состоянии, на
Земле могло образоваться в больших количествах сложное органическое
вещество. По его оценкам, океан, по-видимому, представлял тогда собой
однопроцентный раствор органических соединений. В результате возникла жизнь
в ее самой примитивной форме.
Первое необходимое условие возникновения жизни имеет общекосмический
характер. Оно связано с единой химической основой Вселенной. Жизнь
развивается на этой единой основе, отражающей как количественные, так и
качественные особенности отдельных химических эелементов. Это допущение
приводит к заключению, что на любой планете во Вселенной, которая похожа на
нашу по массе и расположению относительно центральной звезды, может
возникнуть жизнь. «Согласно представлениям видного американского астронома
Х.Шепли, во Вселенной имеется 108 космических тел (планет или звезд-
лилипутов), на которых может возникнуть и существовать жизнь».[1]
Главное условие возникновения жизни имеет планетарную причину и
определяется массой планеты, то есть жизнь, подобная земной, могла
возникнуть и развиться на планете, масса которой имеет строго определенную
величину. Если масса планеты больше чем 1/20 массы Солнца, на ней
начинаются интенсивные ядерные реакции, что повышает ее температуру, и она
светится, как звезда.
Из планет Солнечной системы кроме Земли подходящую массу имеют Венера и
Марс, но там отсутствуют другие условия.
Особенно важным условием возникновения жизни является наличие воды.
Значение воды для жизни исключительно. Это обусловлено ее специфиескими
термическими особенностями: огромной теплоемкостью, слабой
теплопроводностью, расширением при замерзании, хорошими свойствами как
растворителя и др. Эти особенности обусловливают круговорот воды в природе,
который играет очень важную роль в геологической истории Земли.
Сейчас имеются достаточно интересные сведения о наличии органических
соединений во Вселенной. Источники этих сведений — естественные посланцы
космоса на Землю, метеориты.
Метеориты - это малые космические тела, которые падают на Землю. Они
являются осколками астероидов. Масса астероидов обычно превышает 50 кг. По
составу различают каменные, железные и железнокаменные метеориты. По
особенностям структуры и наличию сферических образований (хондр) некоторые
каменные метеориты называются хондритами. Особый интерес представляют
углистые хондриты, которые составляют 5% от общего числа метеоритов,
ежегодно падающих на поверхность Земли.
Этому есть две причины:
. вероятность того, что при их изучении будут получены данные о
добиологической эволюции органических молекул;
. неясность происхождения ряда элементов их структуры — до последнего
времени некоторые исследователи считали минеральные образования в
хондритах фосфатизированными микроорганизмами.
Эти интересные объекты представляют собой не претерпевшие существенных
изменений «обломки протосолнечной туманности». Они считаются первичными,
поскольку образовались одновременно с Солнечной системой. Метеориты слишком
малы, чтобы иметь собственную атмосферу, но по относительному содержанию
нелетучих элементов углистые хондриты весьма сходны с Солнцем. Их
минеральный состав свидетельствует о том, что они сформировались при низкой
температуре и действию высоких температур никогда не подвергались. Они
содержат до 20% воды (связанной в виде гидратов минералов) и до 10%
органического вещества.
При исследовании двух метеоритов — первый упал в 1950 году возле Мори
(шт. Кентукки, США), а второй — у Мерчисона (шт. Виктория, Австралия) в
1969 году — в их составе обнаружены отдельные аминокислоты — строительный
материал белков в живых организмах. В метеорите Мерчисон открыты и жирные
кислоты, из которых построены жиры в живых тканях.
Из аминокислот идентифицированы глутаминовая кислота, пролин, глицин,
саркозин, аланин, валин и 2-метилаланин, а из жирных кислот — 17 видов.
Жирные кислоты земных организмов имеют четное количество углеродных
атомов тогда как жирные кислоты с нечетным количеством атомов углерода
нехарактерны для живых тканей на Земле. При химических реакциях, которые
осуществляются без участия живых существ или веществ биогенного
происхождения, образуется приблизительно равное количество жирных кислот с
четным и нечетным количеством атомов углерода. То же показывают и
результаты анализа метеорита Мерчисон.
Имеются убедительные свидетельства в пользу того, что аминокислоты и
углеводородные соединения в метеорите Мерчисон имеют явно эндогенное
происхождение и не являются результатом внешнего загрязнения:
. преобладание глицина над другими аминокислотами;
. положительные величины показателя 13С;
. наличие аминокислот, которые несвойственны белкам.
В период с 1968 по 1970 гг. с помощью радиоспектрометрии были открыты
органические молекулы в межзвездном пространстве, что, безусловно,
пополнило наши знания об органической химии Вселенной. Были опубликованы
первые сообщения об открытии воды, формальдегида и аммиака в отдельных
областях нашей Галактики.
Гидроксил ОН, формальдегид Н2СО и окись углерода СО — самые
распространенные молекулы в межзвездной среде. Они обнаруживаются повсюду в
Галактике, тогда как в отдельных межзвездных областях встречаются и другие
соединения. В нашей Галактике существует около 3000 таких туманностей,
плотность которых больше плотности межзвездной среды; молекулы здесь
возникают чаще. Атомы углерода играют главную роль в образовании
органических молекул, которые имеют в живых организмах основное значение.
При таком положении возникновение жизни выглядит неизбежным. В
туманностях космического пространства уже при образовании звезд и планет
возникают молекулы, которые приводят к формированию более сложных молекул
аминокислот, жирных кислот, пуринов, пиримидинов и других главных составных
элементов жизни.
Теория химической эволюции — современная теория происхождения жизни —
также опирается на идею самозарождения. Однако, в основе ее лежит не
внезапное возникновение живых существ на Земле, а образование химических
соединений и систем, которые составляют живую материю. Она рассматривает
химию древнейшей Земли, прежде всего химические реакции, протекавшие в
примитивной атмосфере и в поверхностном слое воды, где, по всей
вероятности, концентрировались легкие эелементы, составляющие основу живой
материи, и поглощалось огромное количество солнечной энергии. Эта теория
пытается ответить на вопрос: каким образом в ту далекую эпоху могли
самопроизвольно возникнуть и сформироваться в живую систему органические
соединения?
Большинство современных специалистов убеждены, что возникновение жизни
в условиях первичной Земли есть естественный результат эволюции материи.
Это убеждение основано на доказанном единстве химической основы жизни,
построенной из нескольких простых и самых распространенных во Вселенной
атомов.
Исключительное морфологическое разнообразие жизни (микроорганизмы,
растения, животные) осуществляется на достаточно единообразной
биохимической основе: нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, жиры и
несколько более редких соединений типа фосфатов.
Основные химические элементы, из которых посторена жизнь,
| |  скачать работу |
Концепция естествознания |
