Возникновение жизни на Земле
новые целенаправленные исследования,
результаты которых начинают открывать тайну жизни — эту мучительную и
сладкую загадку для человека.
Глава 2. Возникновение жизни.
2.1. Предпосылки возникновения жизни на земле.
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 построена жизнь, — это
углерод, водород, кислород, азот, сера и фосфор. Очевидно, организмы
используют для своего строения простейшие и наиболее распространенные во
Вселенной элементы, что обусловлено самой природой этих элементов.
Например, атомы водорода, углерода, «кислорода и азота имеют небольшие
размеры и способны образовывать устойчивые соединения с двух- и
трехкратными связями, что повышает их реакционную способность. Образование
сложных полимеров, без которых возникновение и развитие жизни вообще
невозможны, связано со специфическими.
Другие два биогенных элемента — сера и фосфор — присутствуют в
относительно малых количествах, но их роль для жизни особенно важна.
Химические свойства этих элементов также дают возможность образования
кратных химических связей. Сера входит в состав белков, а фосфор —
составная часть нуклеиновых кислот.
Кроме этих шести основных химических элементов в построении
организмов в малых количествах участвуют натрий, калий, магний, кальций,
хлор, а также микроэлементы: железо, марганец, кобальт, медь, цинк и
небольшие следы алюминия, бора, ванадия, йода и молибдена; следует
отметить и некоторые исключительно редкие атомы, которые встречаются
случайно и в ничтожных количествах.
Следовательно, химическая основа жизни разнообразится еще 15
химическими элементами, которые вместе с шестью основными биогенными
элементами участвуют в различных соотношениях в строении и осуществлении
функций живых организмов. Этот факт особенно показателен в двух
отношениях: 1) как доказательство единства происхождения жизни и 2) в том,
что сама жизнь, являющаяся результатом самоорганизации материи, включила в
эволюцию биологических макромолекул не только все самые распространенные
элементы, но и все атомы, которые особенно пригодны для осуществления
жизненных функций (например, фосфор, железо, йод и др.). Как отмечает
советский ученый М. Камшилов, «для осуществления функций жизни важны
химические свойства ее атомов, к которым, в частности, относятся квантовые
особенности». Не только структура, обмен веществ, но даже и механические
действия живых организмов зависят от составляющих их молекул. Это, однако,
не означает, что жизнь может быть сведена просто к химическим
закономерностям.
Жизнь — одно из сложнейших, если не самое сложное явление природы.
Для нее особенно характерны обмен веществ и воспроизведение, а особенности
более высоких уровней ее организации обусловлены строением более низких
уровней.
Современная теория происхождения жизни основана на идее о том, что
биологические молекулы могли возникнуть в далеком геологическом прошлом
неорганическим путем. Сложную химическую эволюцию обычно выражают
следующей обобщенной схемой: атомы > простые соединения > простые
биоорганические соединения > макромолекулы > организованные системы.
Начало этой эволюции положено нуклеосинтезом в Солнечной системе, когда
образовались основные элементы, в том числе и биогенные. Начальное
состояние — нуклеосинтез — быстро переходит в процесс образования
химических соединений. Этот процесс протекает в условиях первичной Земли с
все нарастающей сложностью, обусловленной общекосмическими и конкретными
планетарными предпосылками.
Первое необходимое условие 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 элементов. 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 X. Шепли,
во Вселенной имеется 108 космических тел (планет или звезд-лилипутов), на
которых может возникнуть и существовать жизнь.
Главное условие возникновения жизни имеет планетарную причину и
определяется массой планеты. Такое утверждение, быть может, имеет
несколько геоцентрический и антропоцентрический характер, но 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. Таковы планеты Юпитер, Сатурн,
Уран и Нептун. Планеты с малой массой (Меркурий) имеют слабое
гравитационное поле и не могут продолжительное время удерживать атмосферу,
которая необходима для развития жизни. Здесь интересно отметить, что по
ряду подсчетов Земля приобрела 80% своей массы в первые 100 млн. лет
своего существования.
Из планет Солнечной системы кроме Земли подходящую массу имеют Венера
и Марс, но там отсутствуют другие условия. По мнению советского
астрофизика В. Г. Фесенкова, во Вселенной 1% планет имеет подходящую
массу.
Особенно важной предпосылкой возникновения и развития жизни является
относительно постоянная и оптимальная радиация, получаемая планетой от
центральной звезды. Обычно оптимальную радиацию получают планеты имеющие
орбиту, близкую к круговой, и подвергающиеся поэтому относительно
постоянному облучению.
Обязательным условием возникновения жизни является наличие воды.
Парадоксально, что, хотя вода — чуть ли не самая распространенная молекула
во Вселенной, поразительно мало планет имеют гидросферу: в нашей Солнечной
системе только Земля имеет гидросферу, а на Марсе имеется лишь
незначительное количество воды.
Значение воды для жизни исключительно. Это обусловлено ее
специфическими термическими особенностями: огромной теплоемкостью, слабой
теплопроводностью, расширением при замерзании, хорошими свойствами как
растворителя и др. Эти особенности обусловливают круговорот воды в
природе, который играет исключительную роль в геологической истории Земли.
Из сказанного выше можно сделать следующий вывод: возникновение жизни
на Земле есть часть общей эволюции материи во Вселенной, а не некий
сверхъестественный акт. Налицо были исходные органические соединения,
оптимальная масса Земли, оптимальная солнечная радиация, наличие
гидросферы. В этих условиях эволюция материи с высокой степенью
вероятности осуществляется по пути возникновения жизни.
За последние 20 лет были получены интересные сведения о наличии
органических соединений во Вселенной. Источники этих сведений
естественные посланцы космоса на Землю, метеориты.
Все ранее рождавшиеся теории идеалистов, сторонников религиозных
течений и даже материалистов были несостоятельными и до конца
необоснованными из-за нехватки знаний тогдашних ученых.
И только с наступлением капитализма, который отличался прогрессом в
науке и технике, когда был накоплен большой научный потенциал, стали
зарождаться научно обоснованные теории о происхождении жизни на земле.
2.2. Зарождение и развитие эволюционной идеи.
Первые проблески эволюционной мысли зарождаются в недрах
диалектической натурфилософии античного времени, рассматривавшей мир в
бесконечном движении, постоянном самообновлении на основе всеобщей связи и
взаимодействия явлений и борьбы противоположностей.
Выразителем стихийного диалектического взгляда на природу был
Гераклид, эфесский мыслитель (около 530-470 гг. до н. э.) его высказывания
о том, что в природе все течет все изменяется в результате
взаимопревращений первоэлементов космоса — огня, воды, воздуха, земли,
содержали в зародыше идею всеобщего, не имеющего начала и конца развития
материи.
Взгляды крупнейших представителей ионийской школы философов: 1) Фалес
из Милета считал, что все возникло из первичного материала — воды в ходе
естественного развития. 2) Анаксимандр исходил из того, что жизнь возникла
из воды и земли под действием тепла. 3) Согласно Анаксимену основным
элементом является воздух, способный разрежаться и уплотняться, и этим
процессом Анаксимен объяснял причину различий веществ. Он утверждал, что
человек и животное произошли из земной слизи.
Представителями механистического материализма были философы более
позднего периода (460-370 гг. до н. э.). По Демокриту мир состоял из
бесчисленного множества неделимых атомов, расположенных в бесконечном
пространстве. Атомы находятся в постоянном процессе случайного соединения
и разъединения. Атомы находятся в случайном движении и различны по
величине, массе и форме, то тела, появившиеся
| |  скачать работу |
Возникновение жизни на Земле |
