ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ - Летопись земли - Эволюция жизни

В геологической истории Земли не удаётся обнаружить периода — сколь угодно древнего — когда образование всех известных для него осадков происходило бы заведомо абиогенным путём.

В.И. Вернадский

Теорий возникновения жизни на Земле создано довольно много. Основные из них можно разбить на пять групп:

1). Креационизм.

2). Теория стационарного состояния.

3). Спонтанное зарождение.

4). Панспермия.

5). Биохимическая эволюция.

Креационисты уверены, что жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события. Подобной теории придерживаются последователи большинства религиозных учений (особенно христиане, мусульмане, иудеи). Никаких научных подтверждений этой точки зрения нет: в религии истина постигается через божественное откровение и веру. Процесс сотворения мира мыслится как имевший место лишь единожды и недоступный для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести указанную концепцию за рамки научного исследования. Другими словами, вернее словами К.Ю. Еськова — “... цена непроверяемой гипотезе, сколь бы красива она ни была — пятак в базарный день, и что суть научного исследования не в том, чтобы подбирать примеры, подтверждающие теорию, а чтоб искать всё новые способы для её критической проверки.”.

Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно — она всегда способна поддерживать жизнь, которая, если и изменялась, то очень мало. Сторонники этой теории считают, что наличие ископаемых остатков древних животных указывает лишь на то, что в исследуемый период их численность увеличивалась, либо они жили в местах, благоприятных для сохранения остатков. В настоящее время приверженцев этой теории почти не осталось.

Теория спонтанного зарождения возникла в древнем Китае, Вавилоне и Греции в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Приверженцем этой теории был и Аристотель. Апологеты этой теории считали, что определённые вещества содержат “активное начало”, которое при подходящих условиях может создать живой организм. Одним из экспериментов, якобы подтверждавшим эту теорию, был эксперимент Ван Гельмонта, в котором у этого ученого за три недели из грязной рубашки и горсти пшеницы в тёмном шкафу появились мыши. Открытие Левенгуком микроорганизмов добавило ей новых приверженцев. Однако тщательные и аккуратные эксперименты, поставленные Франческо Реди, Ладзаро Спалланциани и Луи Пастером, поставили крест на теории спонтанного зарождения.

Сторонники теории панспермии полагают, что жизнь на Землю занесена извне с метеоритами, кометами или даже НЛО. Шансов обнаружить жизнь в пределах Солнечной системы (не считая Земли) ничтожно мало, однако, вполне возможно, что жизнь могла возникнуть возле какой-то другой звезды. Астрономические исследования показали, что в составе некоторых метеоритов и комет имеются органические соединения (в частности, аминокислоты), которые могли сыграть роль “семян” при падении на Землю. Но доводы панспермистов не дают ответа на вопрос, откуда взялась жизнь в других мирах.

Теория биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных учёных. Земля возникла около пяти миллиардов лет назад. Первоначально температура её поверхности была очень высокой. По мере её остывания образовались твёрдая поверхность (литосфера). Атмосфера, первоначально состоявшая из лёгких газов (водород, гелий), не могла эффективно удерживаться недостаточно плотной Землёй, и эти газы заменялись более тяжёлыми: водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном. Когда температура Земли опустилась ниже 100°С, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это время из первичных соединений и образовывалась сложные органические вещества. Энергию для реакций синтеза доставляли грозовые разряды и интенсивная ультрафиолетовая радиация. Накоплению веществ способствовало отсутствие живых организмов — потребителей органики — и главного окислителя — кислорода.

Наиболее сложной проблемой в современной теории эволюции является превращение сложных органических веществ в простые живые организмы. По-видимому, белковые молекулы, притягивая молекулы воды, образовывали коллоидные гидрофильные комплексы. Дальнейшее слияние таких комплексов друг с другом приводило к отделению коллоидов от водной среды (коацервация). На границе между коацерватом и средой выстраивались молекулы липидов — примитивная клеточная мембрана. Предполагается, что коллоиды могли обмениваться молекулами с окружающей средой (прообраз гетеротрофного питания) и накапливать определённые вещества. Образовывавшиеся параллельно нуклеиновые кислоты научились “запоминать” последовательность аминокислот, находящихся с ними в паре. В случае случайного разрушения они могли достаточно быстро восстановить белок. Впоследствии это обеспечило способность к самовоспроизведению протоорганизмов.

Некоторые учёные считают, что первыми организмами были не гетеротрофы, а хемоли- тотрофы, обеспечивающие свою жизнедеятельность за счёт оксилительно- восстановительных химических реакций. Выделение молекулярного кислорода в таких реакциях охлаждало протоорганизмы, что способствовало их сохранению (температура Земли на ранних стадиях эволюции была очень высока), а образовывавшиеся в результате этого процесса углеводороды использовались для роста протоорганизмов. В результате повышения содержания кислорода в атмосфере появились организмы и с другими типами питания. Возможно, именно так выглядел первый протоорганизм. Впрочем, ряд учёных весьма скептически настроены по отношению к этой гипотезе. “Мысль о возникновении живого в результате описанных выше случайных взаимодействий молекул так же нелепа”, — говорят они, — как и утверждение о том, что торнадо, пронёсшееся над кучей мусора, способно собрать из неё луноход.

Большинство учёных считает, что первыми живыми организмами на Земле были одноклеточные прокариотические организмы, похожие на современных архебактерий. В вопросе о происхождении эукариот есть тоже много неясного. Одни (их большинство) придерживаются симбиотической гипотезы, согласно которой эукариотическая клетка появилась путём симбиоза нескольких прокариотических клеток (прообразов современных митохондрий и протопластов), внедрившихся в клетку-хозяина. Сторонники другой, аутогенной гипотезы считают, что одноклеточные эукариоты образовались путём усложнения и дифференциации прокариот.