1. Úvod
2. Kreacionistický koncept
3. Teória panspermie
4. Evolucionistický koncept
5. Záver
6. Bibliografia

Problém vzniku života na Zemi a možnosti jeho existencie v iných oblastiach Vesmíru už dlho priťahuje pozornosť vedcov a filozofov, ako aj obyčajných ľudí. V posledných rokoch sa záujem o tento „večný problém“ výrazne zvýšil.

Pôvod života je jednou z najzáhadnejších otázok, na ktorú sa pravdepodobne nikdy nepodarí získať komplexnú odpoveď. Mnohé hypotézy a dokonca aj teórie o vzniku života, vysvetľujúce rôzne aspekty tohto javu, zatiaľ nedokážu prekonať podstatnú okolnosť – experimentálne potvrdzujú skutočnosť vzniku života. Moderná veda nemá priame dôkazy o tom, ako a kde vznikol život. Existujú len logické konštrukcie a nepriame dôkazy získané modelovými experimentmi a údaje z oblasti paleontológie, geológie, astronómie atď.

Teórie o pôvode života na Zemi sú rôzne a ani zďaleka nie sú spoľahlivé. Najbežnejší teórie pôvodu života na Zemi sú nasledovné:

1. Život bol vytvorený nadprirodzenou bytosťou (Stvoriteľom) v určitom čase (kreacionizmus).
2. Život vznikal opakovane z neživej hmoty (spontánna generácia).
3. Život bol na našu planétu prinesený zvonku (panspermia).
4. Život vznikol ako výsledok procesov, ktoré sa riadia chemickými a fyzikálnymi zákonmi (biochemická evolúcia).

Kreacionistický koncept

Kreacionizmus (z latinského creaсio - stvorenie) je filozofická a metodologická koncepcia, v rámci ktorej sa celá rozmanitosť organického sveta, ľudstva, planéty Zem, ako aj sveta ako celku, považuje za zámerne stvorenú nejakou superbytosťou. (Stvoriteľ) alebo božstvo. Neexistujú žiadne vedecké dôkazy pre tento názor: v náboženstve sa pravda chápe prostredníctvom Božieho zjavenia a viery. Predpokladá sa, že proces stvorenia sveta prebehol iba raz, a preto je neprístupný pozorovaniu.

Teóriu kreacionizmu vyznávajú vyznávači takmer všetkých najbežnejších náboženských náuk (najmä kresťania, moslimovia, židia). Podľa tejto teórie sa pôvod života vzťahuje na nejakú konkrétnu nadprirodzenú udalosť v minulosti, ktorú možno vypočítať. V roku 1650 arcibiskup Ussher z Armaghu (Írsko) vypočítal, že Boh stvoril svet v októbri 4004 pred Kristom. e. a svoje dielo ukončil 23. októbra o 9. hodine ráno stvorením človeka. Asher získal tento dátum sčítaním veku všetkých ľudí uvedených v biblickej genealógii, od Adama po Krista. Z aritmetického hľadiska to dáva zmysel, no znamená to, že Adam žil v čase, keď, ako ukazujú archeologické nálezy, na Blízkom východe už existovala dobre rozvinutá mestská civilizácia.

Tradičný židovsko-kresťanský pohľad na stvorenie, ako je uvedený v Knihe Genezis, bol a stále je kontroverzný. Existujúce rozpory však nevyvracajú koncepciu stvorenia. Hypotézu stvorenia nemožno dokázať ani vyvrátiť a vždy bude existovať spolu s vedeckými hypotézami o pôvode života.

Teória spontánneho generovania (sebaorganizácie)

Táto teória o pôvode života na Zemi bola bežná v starovekej Číne, Babylone a Egypte ako alternatíva ku kreacionizmu, s ktorým koexistovala. Náboženské učenia všetkých čias a všetkých národov zvyčajne pripisovali vzhľad života tomu či onomu tvorivému činu božstva. Aj prví bádatelia prírody riešili túto otázku veľmi naivne. Aristoteles (384 – 322 pred n. l.), často oslavovaný ako zakladateľ biológie, sa pridržiaval teórie o samovoľnom vzniku života. Dokonca aj pre takú výnimočnú myseľ staroveku, akou bol Aristoteles, nebolo obzvlášť ťažké prijať myšlienku, že zvieratá - červy, hmyz a dokonca aj ryby - môžu vzniknúť z bahna. Naopak, tento filozof tvrdil, že každé suché telo, zmoknuté, a naopak, každé mokré telo, ktoré sa stane suchým, porodí zvieratá.

Podľa Aristotelovej hypotézy o samovoľnom vytváraní určité „častice“ hmoty obsahujú určitý „aktívny princíp“, ktorý za vhodných podmienok dokáže vytvoriť živý organizmus. Aristoteles mal pravdu, keď sa domnieval, že túto účinnú látku obsahuje oplodnené vajíčko, ale mylne sa domnieval, že je prítomná aj v slnečnom svetle, blate a hnijúcom mäse.

Množstvo diel zo 16. a 17. storočia podrobne popisuje premenu vody, kameňov a iných neživých predmetov na plazy, vtáky a zvieratá. Grindel von Ach dokonca poskytuje obraz žiab vznikajúcich z májovej rosy a Aldrovand dáva kresby, ktoré ukazujú, ako sa z konárov a plodov stromov rodia vtáky a hmyz.

Už v roku 1688 taliansky biológ a lekár Francesco Redi, ktorý žil vo Florencii, pristupoval k problému vzniku života prísnejšie a spochybnil teóriu spontánneho generovania. Doktor Redi jednoduchými pokusmi dokázal neopodstatnenosť názorov o samovoľnom vytváraní červov v hnijúcom mäse. Zistil, že malé biele červy sú larvy múch. Po vykonaní série experimentov získal údaje podporujúce myšlienku, že život môže vzniknúť len z predchádzajúceho života (koncept biogenézy).

Pokiaľ ide o živé bytosti viditeľné voľným okom, predpoklad spontánneho generovania sa ukázal ako neudržateľný. Ale koncom 17. stor. Kircher a Leeuwenhoek objavili svet drobných tvorov, neviditeľných voľným okom a viditeľných iba cez mikroskop. Tieto „najmenšie živé zvieratá“ (ako Leeuwenhoek nazval baktérie a nálevníky, ktoré objavil) možno nájsť všade tam, kde došlo k rozkladu, v dlhotrvajúcich odvaroch a nálevoch z rastlín, v hnijúcom mäse, vývare, v kyslom mlieku, vo výkaloch, v zubnom povlaku. Stačí na chvíľu umiestniť rýchlo sa kaziace a ľahko hnijúce látky na teplé miesto a okamžite sa v nich rozvinú mikroskopické živé tvory, ktoré tam predtým neboli, vznikla myšlienka, že v hnijúcich odvaroch a nálevoch samovoľne vznikajú živé mikróby z neživej hmoty. vyskytuje Táto myšlienka bola silne potvrdená pri pokusoch škótskeho kňaza Needhama, ktorý odoberal mäsový vývar alebo odvary z rastlinných látok, vložil ich do tesne uzavretých nádob a krátko povaril, podľa Needhama by všetky nové embryá mali zomrieť. nemohli sa dostať zvonku, pretože nádoby boli tesne uzavreté, po určitom čase sa však v tekutinách objavili mikróby. Z toho spomínaný vedec usúdil, že je prítomný počas fenoménu spontánneho generovania.

Proti tomuto názoru sa postavil ďalší vedec, Talian Spallanzani. Opakovaním Needhamových experimentov sa presvedčil, že dlhšie zahrievanie nádob obsahujúcich organické kvapaliny ich úplne sterilizuje. V roku 1765 uskutočnil Lazzaro Spallanzani nasledujúci experiment: po niekoľkohodinovom varení mäsových a zeleninových vývarov ich ihneď uzavrel a potom ich odstavil z ohňa. Po preskúmaní kvapalín o niekoľko dní neskôr v nich Spallanzani nenašiel žiadne známky života. Z toho usúdil, že vysoké teploty ničia všetky formy živých bytostí a že bez nich nemôže vzniknúť nič živé.

Medzi zástupcami dvoch protichodných názorov sa rozpútal ostrý spor. Spallanzani tvrdil, že tekutiny v Needhamových experimentoch neboli dostatočne zahriate a embryá živých bytostí tam zostali. Na to Needham namietal, že to nebol on, kto zohrieval tekutiny príliš málo, ale naopak, Spallanzani ich zohrieval príliš veľa a takouto hrubou metódou zničil „generatívnu silu“ organických infúzií, ktorá je veľmi vrtkavá a vrtkavá. .

Louis Pasteur sa v roku 1860 zaoberal problémom pôvodu života. V tom čase už urobil veľa v oblasti mikrobiológie a podarilo sa mu vyriešiť problémy, ktoré ohrozovali serikultúru a vinárstvo. Dokázal tiež, že baktérie sú všadeprítomné a neživé materiály môžu byť ľahko kontaminované živými bytosťami, ak nie sú správne sterilizované. Sériou experimentov ukázal, že všade, a najmä v blízkosti ľudských obydlí, sa vo vzduchu vznášajú drobné embryá. Sú také ľahké, že sa voľne vznášajú vo vzduchu, len veľmi pomaly a postupne padajú na zem.

V dôsledku série experimentov založených na Splanzaniho metódach Pasteur dokázal platnosť teórie biogenézy a nakoniec vyvrátil teóriu spontánneho generovania.

Pasteur vysvetlil záhadný výskyt mikroorganizmov pri pokusoch predchádzajúcich výskumníkov buď neúplnou sterilizáciou prostredia, alebo nedostatočnou ochranou tekutín pred prenikaním choroboplodných zárodkov. Ak obsah banky dôkladne prevaríte a následne ochránite pred choroboplodnými zárodkami, ktoré by sa vzduchom prúdiacim do banky mohli dostať dovnútra, tak v sto prípadoch zo sto nedôjde k hnitiu tekutiny a tvorbe mikróbov.

Na dehydratáciu vzduchu prúdiaceho do banky Pasteur použil rôzne techniky: buď kalcinoval vzduch v sklenených a kovových trubiciach, alebo chránil hrdlo banky bavlnenou zátkou, v ktorej sú všetky najmenšie častice suspendované vo vzduchu. zadržaný, alebo nakoniec vzduch nechal prejsť tenkou sklenenou trubicou, zakrivenou do tvaru písmena S - v tomto prípade boli všetky embryá mechanicky zadržané na mokrých povrchoch ohybov trubice.

Kdekoľvek bola ochrana dostatočne spoľahlivá, nebol pozorovaný výskyt mikróbov v kvapaline. Ale možno dlhodobé zahrievanie chemicky zmenilo prostredie a urobilo ho nevhodným na podporu života? Pasteur ľahko vyvrátil aj túto námietku. Do tekutiny, zbavenej tepla, vhodil vatu, cez ktorú prechádzal vzduch a ktorá teda obsahovala embryá - tekutina rýchlo hnila. V dôsledku toho sú varené nálevy celkom vhodnou pôdou na vývoj mikróbov. Tento vývoj nenastáva len preto, že neexistuje embryo. Akonáhle sa embryo dostane do tekutiny, okamžite vyklíči a produkuje bujnú úrodu.

Pasteurove experimenty nepochybne ukázali, že v organických infúziách nedochádza k spontánnej tvorbe mikróbov. Všetky živé organizmy sa vyvíjajú z embryí, to znamená, že pochádzajú z iných živých bytostí. Potvrdenie teórie biogenézy však vyvolalo ďalší problém. Keďže pre vznik živého organizmu je potrebný ďalší živý organizmus, odkiaľ sa potom vzal úplne prvý živý organizmus? Iba teória ustáleného stavu nevyžaduje odpoveď na túto otázku a všetky ostatné teórie naznačujú, že v určitom štádiu histórie života došlo k prechodu od neživého k živému.

Teória panspermie

Teória vzniku života na zemi panspermia (grécky panspermía - zmes všetkých druhov semien, od pán - všetci, všetci a spérma - semeno) neponúka žiadny mechanizmus na vysvetlenie prvotného vzniku života, ale predkladá tzv. teóriu o jeho mimozemskom pôvode, preto ju nemožno považovať za teóriu vzniku života, keďže prenáša problém vzniku na iné miesto vo vesmíre. Teória presviedča, že život mohol vzniknúť raz alebo viackrát v rôznych časoch a v rôznych častiach galaxie alebo vo vesmíre, na podloženie tejto teórie sa používa viacnásobný výskyt UFO, skalné umenie podobné raketám, astronauti a stretnutia s mimozemšťanmi. Ruskí a americkí nasledovníci vo vesmíre veria, že vznik života v našej slnečnej sústave je zanedbateľný. Neposkytujú však žiadne informácie o možnosti života v tomto systéme. Gény kyanidu, kyselina kyanovodíková a organické zlúčeniny boli nájdené v meteoritoch a kométach - prekurzoroch života, ktoré mohli zohrať úlohu semien padajúcich na holú zem.

Jedným z prvých, ktorí vyjadrili myšlienku kozmických základov, bol v roku 1865 nemecký lekár G. E. Richter, ktorý tvrdil, že život je večný a jeho základy možno prenášať z jednej planéty na druhú. Táto hypotéza úzko súvisí s hypotézou stacionárneho stavu. Na základe predstavy, že všade v kozme sa vznášajú malé častice pevnej hmoty (kozmozoány), oddelené od nebeských telies, predpokladal tento autor, že súčasne s týmito časticami, možno na nich priľnutými, poletujú životaschopné zárodky mikroorganizmov. Tieto embryá sa teda môžu preniesť z jedného nebeského telesa obývaného organizmami do druhého, kde ešte nie je život. Ak sú na tomto druhom už vytvorené priaznivé životné podmienky v zmysle vhodnej teploty a vlhkosti, potom embryá začínajú klíčiť, vyvíjať sa a následne sa stávajú predkami celého organického sveta danej planéty.

Táto teória si vo vedeckom svete získala mnoho priaznivcov, medzi ktorými boli aj takí vynikajúci myslitelia ako G. Helmholtz, S. Arrhenius, J. Thomson, P. P. Lazarev a ďalší, sa jej obhajcovia snažili najmä vedecky podložiť možnosť takéhoto transferu embryí z jedného nebeského telesa do druhého, čo by zachovalo životaschopnosť týchto embryí. V skutočnosti je v konečnom dôsledku hlavnou otázkou práve to, či spór môže absolvovať takú dlhú a nebezpečnú cestu, akou je let z jedného sveta do druhého bez toho, aby zomrel, pričom si zachoval schopnosť klíčiť a vyvinúť sa do nového organizmu.

Koncom 60. rokov sa popularita tejto teórie obnovila. Bolo to spôsobené tým, že počas štúdia meteoritov a komét bolo objavených veľa „prekurzorov živých vecí“ - organické zlúčeniny, kyselina kyanovodíková, voda, formaldehyd, kyanogény. V roku 1975 sa v lunárnej pôde a meteoritoch našli prekurzory aminokyselín. Zástancovia panspermie ich považujú za „semená zasiate na Zemi“.

Moderní prívrženci koncepcie panspermie (vrátane nositeľa Nobelovej ceny anglického biofyzika F. Cricka) veria, že život priniesli na Zem náhodne alebo úmyselne vesmírni mimozemšťania pomocou lietadiel. Dôkazom toho sú opakované objavenia sa UFO.

Hypotézu panspermie podporuje aj pohľad astronómov Ch. Wickramasinghe (Srí Lanka) a F. Hoyle (Veľká Británia). Veria, že mikroorganizmy sú prítomné vo veľkom počte vo vesmíre, hlavne v oblakoch plynu a prachu. Ďalej sú tieto mikroorganizmy zachytené kométami, ktoré potom pri prechode v blízkosti planét „zasievajú zárodky života“.

Vo všeobecnosti záujem o teóriu panspermie dodnes neupadol.

Evolucionistický koncept

Prvú vedeckú teóriu o pôvode živých organizmov na Zemi vytvoril sovietsky biochemik A. I. Oparin (nar. 1894). V roku 1924 publikoval diela, v ktorých načrtol predstavy o tom, ako mohol vzniknúť život na Zemi. Podľa tejto teórie život vznikol v špecifických podmienkach starovekej Zeme a Oparin ho považuje za prirodzený výsledok chemického vývoja zlúčenín uhlíka vo vesmíre.

Podľa Oparina možno proces, ktorý viedol k vzniku života na Zemi, rozdeliť do troch etáp:

1. Vznik organických látok.
2. Tvorba biopolymérov (proteíny, nukleové kyseliny, polysacharidy, lipidy a pod.) z jednoduchších organických látok.
3. Vznik primitívnych samoreprodukujúcich sa organizmov.

Medzi modernými vedcami má najväčší počet priaznivcov teória biochemickej evolúcie. Zem vznikla asi pred piatimi miliardami rokov; Spočiatku bola jej povrchová teplota veľmi vysoká (4000 - 80000C). Ochladzovaním sa vytvoril pevný povrch (zemská kôra – litosféra). Atmosféru, pôvodne pozostávajúcu z ľahkých plynov (vodík, hélium), nedokázala nedostatočne hustá Zem účinne zadržať a tieto plyny nahradili ťažšie: vodná para, oxid uhličitý, amoniak a metán. Keď teplota Zeme klesla pod 1000C, vodná para začala kondenzovať a vytvárať svetové oceány. V tomto čase, v súlade s myšlienkami A.I.Oparina, prebiehala abiogénna syntéza, teda v pôvodných zemských oceánoch, nasýtených rôznymi jednoduchými chemickými zlúčeninami, „v primárnom bujóne“ pod vplyvom sopečného tepla, výbojov bleskov, intenzívne ultrafialové žiarenie a ďalšie faktory prostredia začali syntézu zložitejších organických zlúčenín a potom biopolymérov. Vznik organických látok uľahčila absencia živých organizmov – konzumentov organickej hmoty – a hlavného... oxidačného činidla... -... kyslíka. Komplexné molekuly aminokyselín sa náhodne spojili do peptidov, ktoré následne vytvorili pôvodné proteíny. Z týchto proteínov boli syntetizované primárne živé bytosti mikroskopickej veľkosti.

Teória bola opodstatnená, až na jeden problém, pred ktorým takmer všetci odborníci v oblasti vzniku života dlho zatvárali oči. Ak spontánne, prostredníctvom náhodných syntéz bez templátov, v koacerváte vznikli jednotlivé úspešné návrhy proteínových molekúl (napríklad účinné katalyzátory, ktoré poskytujú výhodu pre daný koacervát pri raste a reprodukcii), ako by sa potom mohli skopírovať na distribúciu v rámci koacervát, a ešte viac pre prenos na potomkov koacervátov? Ukázalo sa, že teória nie je schopná ponúknuť riešenie problému presnej reprodukcie – v rámci koacervátov a generácií – jednotlivých, náhodne sa vyskytujúcich účinných proteínových štruktúr.

Nedávno matematický výskum zasadil zdrvujúcu ranu hypotéze abiogénnej syntézy. Matematici vypočítali, že pravdepodobnosť spontánneho vygenerovania živého organizmu z blokov bez života je prakticky nulová. L. Blumenfeld teda dokázal, že pravdepodobnosť náhodného vzniku aspoň jednej molekuly DNA počas celej existencie Zeme je 1/10800. Súčasný americký astrofyzik C. Wickramasinghe vyjadril nemožnosť abiogénnej syntézy takto: „Pre hurikán, ktorý sa prevalí nad starým cintorínom lietadiel, je rýchlejšie zostaviť úplne nový superliner z kúskov šrotu, než aby sa z jeho komponentov objavil život ako výsledok náhodného procesu."

Teórie abiogénnej syntézy a geologické údaje si protirečia. Bez ohľadu na to, ako ďaleko prenikneme do hlbín geologickej histórie, nenájdeme žiadne stopy „azoickej éry“, teda obdobia, keď na Zemi neexistoval život.

Pozemská forma života mimoriadne úzko súvisí s hydrosférou. Dôkazom toho je skutočnosť, že voda je hlavnou časťou hmoty akéhokoľvek suchozemského organizmu (osoba sa napríklad skladá z viac ako 70% vody a organizmy, ako sú medúzy - 97-98%). Je zrejmé, že život na Zemi vznikol až vtedy, keď sa na nej objavila hydrosféra, a to sa podľa geologických údajov stalo takmer od začiatku existencie našej planéty. Mnohé z vlastností živých organizmov sú presne určené vlastnosťami vody, ale samotná voda je fenomenálna zlúčenina. Voda je teda podľa P. Privalova kooperatívny systém, v ktorom sa akákoľvek akcia šíri spôsobom „štafety“ na tisícky medziatómových vzdialeností, čiže prebieha „akcia na veľké vzdialenosti“.

Niektorí vedci sa domnievajú, že celá hydrosféra Zeme je v podstate jedna obrovská „molekula“ vody. Zistilo sa, že voda môže byť aktivovaná prirodzenými elektromagnetickými poľami pozemského a kozmického pôvodu (najmä umelými). Nedávny objav francúzskych vedcov o „pamäti vody“ bol mimoriadne zaujímavý. Možno skutočnosť, že biosféra Zeme je jediný superorganizmus, je spôsobená týmito vlastnosťami vody? Koniec koncov, všetky organizmy sú zložkami, „kvapkami“ tejto supermolekuly zemskej vody.

Teraz je teda dôvod tvrdiť, že život na Zemi sa objavil od samého začiatku svojej existencie a vznikol, slovami Ch.

Záver

Máme logické právo uznať zásadný rozdiel medzi živým a neživým? Existujú v prírode okolo nás fakty, ktoré nás presviedčajú o tom, že život existuje večne a s neživou prírodou má tak málo spoločného, ​​že by za žiadnych okolností nemohol byť sformovaný alebo od nej oddelený? Dokážeme rozpoznať organizmy ako entity úplne, zásadne odlišné od zvyšku sveta?

Biológia XX storočia. prehĺbil pochopenie základných čŕt živých vecí, odhalil molekulárny základ života. Moderný biologický obraz sveta je založený na myšlienke, že živý svet je grandiózny systém vysoko organizovaných systémov.

Do modelov vzniku života sa nepochybne dostanú nové poznatky, ktoré budú čoraz viac platné. Ale čím kvalitatívne sa nové líši od starého, tým ťažšie je vysvetliť jeho vznik.

Po preskúmaní hlavné teórie vzniku života na Zemi sa mi osobne zdala najpravdepodobnejšia teória stvorenia. Biblia hovorí, že Boh stvoril všetko z ničoho. Moderná veda prekvapivo pripúšťa, že všetko mohlo vzniknúť z ničoho. „Nič“ sa vo vedeckej terminológii nazýva vákuum. Vákuum, čo je fyzika 19. storočia. považovaný za prázdnotu, podľa moderných vedeckých konceptov ide o jedinečnú formu hmoty, ktorá je schopná za určitých podmienok „zrodiť“ hmotné častice. Moderná kvantová mechanika umožňuje, aby sa vákuum dostalo do „vzrušeného stavu“, v dôsledku čoho sa v ňom môže vytvoriť pole a z neho hmota.

Bibliografia

1. Bernal D. Vznik života Príloha č.1: Oparin A.I. "Pôvod života". - M.: "Mir", 1969.
2. Vernadsky V.I. Počiatok a večnosť života. - M., 1989.
3. Naydysh V. M. Koncepty moderných prírodných vied. – M., 1999.
4. Oparin A. N. Vznik života na Zemi. – M., 1957.
5. Ponnamperuma S. Pôvod života. - M.: "Mir", 1977.
6. Smirnov I.N., Titov V.F. Filozofia. Učebnica pre študentov vysokých škôl. - M.: Ruská ekonomická akadémia pomenovaná po. Plechanov, 1998.
7. Yablokov A.V., Yusufov A.G. Evolučná doktrína. - M.: Vyššia škola, 1988.

Podobné materiály

→

→

→

→

→

Otázka pôvodu života na Zemi je jednou z najťažších otázok modernej prírodnej vedy, na ktorú dodnes neexistuje jednoznačná odpoveď.

Existuje niekoľko teórií o pôvode života na Zemi, z ktorých najznámejšie sú:

• teória spontánnej (spontánnej) generácie;
• kreacionizmus (alebo teória stvorenia);
• teória ustáleného stavu;
• teória panspermie;
• teória biochemickej evolúcie (teória A.I. Oparina).

Pozrime sa na hlavné ustanovenia týchto teórií.

Teória spontánnej generácie

Teória spontánneho vzniku života bola rozšírená v starovekom svete - Babylone, Číne, starovekom Egypte a starovekom Grécku (tejto teórie sa držal najmä Aristoteles).

Vedci starovekého sveta a stredovekej Európy verili, že živé bytosti neustále vznikajú z neživej hmoty: červy z nečistôt, žaby z blata, svetlušky z rannej rosy atď. Teda slávny holandský vedec 17. storočia. Van Helmont celkom vážne opísal vo svojom vedeckom pojednaní skúsenosť, pri ktorej počas 3 týždňov získaval myši priamo zo špinavej košele a hrsti pšenice v zamknutej tmavej skrini. Taliansky vedec Francesco Redi (1688) sa po prvýkrát rozhodol podrobiť rozšírenú teóriu experimentálnemu testovaniu. Niekoľko kusov mäsa umiestnil do nádob a niektoré z nich prikryl mušelínom. V otvorených nádobách sa na povrchu hnijúceho mäsa objavili biele červy — larvy múch. V nádobách pokrytých mušelínom neboli žiadne muchy. F. Redimu sa teda podarilo dokázať, že larvy múch nevznikajú z hnijúceho mäsa, ale z vajíčok nakladených muchami na jeho povrch.

V roku 1765 slávny taliansky vedec a lekár Lazzaro Spalanzani varil mäsové a zeleninové bujóny v uzavretých sklenených bankách. Bujóny v uzavretých bankách sa nepokazili. Dospel k záveru, že vysoká teplota zabila všetky živé tvory, ktoré by mohli spôsobiť pokazenie vývaru. Experimenty F. Rediho a L. Spalanzaniho však nepresvedčili každého. Vitalistickí vedci (z lat. vita- život) veril, že vo varenom vývare nedochádza k spontánnej tvorbe živých bytostí, pretože v ňom je zničená špeciálna „životná sila“, ktorá nemôže preniknúť do zapečatenej nádoby, pretože sa prenáša vzduchom.

Spory o možnosti spontánneho generovania života sa zintenzívnili v súvislosti s objavením mikroorganizmov. Ak sa zložité živé veci nedokážu spontánne generovať, možno to dokážu mikroorganizmy?

V tejto súvislosti Francúzska akadémia v roku 1859 oznámila udelenie ceny tomu, kto definitívne rozhodne o možnosti či nemožnosti spontánneho generovania života. Túto cenu získal v roku 1862 slávny francúzsky chemik a mikrobiológ Louis Pasteur. Rovnako ako Spalanzani prevaril výživný vývar v sklenenej banke, ale banka nebola obyčajná, ale s hrdlom v tvare 5-ky. Vzduch, a teda „životná sila“, mohol preniknúť do banky, ale prach a s ním aj mikroorganizmy prítomné vo vzduchu sa usadili v spodnej časti trubice v tvare 5 a vývar v banke zostal sterilný ( Obr. 1). Akonáhle sa však hrdlo banky zlomilo alebo spodná časť skúmavky v tvare 5 sa opláchla sterilným vývarom, vývar sa začal rýchlo zakalovať - ​​objavili sa v ňom mikroorganizmy.

Vďaka práci Louisa Pasteura bola teda teória spontánnej generácie uznaná ako neudržateľná a vo vedeckom svete bola etablovaná teória biogenézy, ktorej stručná formulácia je: "Všetko živé je zo živých vecí."

Ryža. 1. Pasteurova banka

Ak však všetky živé organizmy v historicky predvídateľnom období vývoja ľudstva pochádzajú len z iných živých organizmov, zákonite vyvstáva otázka: kedy a ako sa na Zemi objavili prvé živé organizmy?

Teória stvorenia

Teória stvorenia predpokladá, že všetky živé organizmy (alebo len ich najjednoduchšie formy) boli vytvorené (“navrhnuté”) nejakou nadprirodzenou bytosťou (božstvo, absolútna idea, supermyseľ, supercivilizácia atď.) v určitom časovom období. Je zrejmé, že toto je názor, ktorý od staroveku vyznávajú nasledovníci väčšiny popredných svetových náboženstiev, najmä kresťanského náboženstva.

Teória kreacionizmu je aj dnes pomerne rozšírená nielen v náboženských, ale aj vedeckých kruhoch. Zvyčajne sa používa na vysvetlenie najzložitejších otázok biochemickej a biologickej evolúcie, ktoré v súčasnosti nemajú riešenie, súvisiace so vznikom proteínov a nukleových kyselín, vznikom mechanizmu interakcie medzi nimi, vznikom a tvorbou jednotlivých zložitých organel resp. orgány (ako je ribozóm, oko alebo mozog). Akty periodického „tvorenia“ tiež vysvetľujú absenciu jasných prechodných väzieb z jedného druhu zvierat
inému, napríklad od červov po článkonožce, od opíc po ľudí atď. Je potrebné zdôrazniť, že filozofický spor o prvenstvo vedomia (nadmyseľ, absolútna idea, božstvo) alebo hmoty je v zásade neriešiteľný, keďže pokus vysvetliť akékoľvek ťažkosti modernej biochémie a evolučnej teórie zásadne nepochopiteľnými nadprirodzenými aktmi stvorenia vyžaduje tieto otázky presahujúce rámec vedeckého bádania nemožno teóriu kreacionizmu zaradiť medzi vedeckú teóriu vzniku života na Zemi.

Teórie ustáleného stavu a panspermie

Obe tieto teórie predstavujú komplementárne prvky jedného obrazu sveta, ktorého podstata je nasledovná: vesmír existuje navždy a život v ňom existuje navždy (stacionárny stav). Život sa prenáša z planéty na planétu „semenámi života“ putujúcimi vo vesmíre, ktoré môžu byť súčasťou komét a meteoritov (panspermia). Podobné názory na vznik života zastával najmä zakladateľ doktríny biosféry akademik V.I. Vernadského.

Teória ustáleného stavu, ktorá predpokladá nekonečne dlhú existenciu vesmíru, však nesúhlasí s údajmi modernej astrofyziky, podľa ktorých vesmír vznikol relatívne nedávno (asi pred 16 miliardami rokov) primárnym výbuchom.

Je zrejmé, že obe teórie (panspermia a stacionárny stav) vôbec neponúkajú vysvetlenie mechanizmu primárneho vzniku života, jeho prenosu na iné planéty (panspermia) alebo jeho posúvania späť v čase do nekonečna (teória stacionárneho stavu) .

Teória biochemickej evolúcie (teória A.I. Oparina)

Zo všetkých teórií vzniku života je vo vedeckom svete najrozšírenejšia a najuznávanejšia teória biochemickej evolúcie, ktorú v roku 1924 navrhol sovietsky biochemik akademik A.I. Oparin (v roku 1936 to podrobne načrtol vo svojej knihe „Vznik života“).

Podstatou tejto teórie je, že biologická evolúcia – t.j. Vzniku, vývoju a komplikáciám rôznych foriem živých organizmov predchádzala chemická evolúcia - dlhé obdobie v dejinách Zeme spojené so vznikom, komplikáciami a zlepšovaním interakcie medzi elementárnymi jednotkami, ktorých „stavebnými kameňmi“ sú všetky skladajú sa živé veci – organické molekuly.

Prebiologická (chemická) evolúcia

Podľa väčšiny vedcov (predovšetkým astronómov a geológov) vznikla Zem ako nebeské teleso asi pred 5 miliardami rokov. kondenzáciou častíc oblaku plynu a prachu rotujúcich okolo Slnka.

Vplyvom kompresných síl častice, z ktorých je vytvorená Zem, uvoľňujú obrovské množstvo tepla. Termonukleárne reakcie začínajú v hlbinách Zeme. V dôsledku toho sa Zem veľmi zahrieva. Teda 5 miliárd rokov tzv. Zem bola horúca guľa rútiaca sa vesmírom, ktorej povrchová teplota dosahovala 4000-8000 °C (smiech. 2).

Postupne sa Zem vplyvom vyžarovania tepelnej energie do vesmíru začína ochladzovať. Asi 4 miliardy rokov tzv. Zem sa ochladí natoľko, že sa na jej povrchu vytvorí pevná kôra; zároveň z jeho hlbín vyvierajú ľahké, plynné látky, ktoré stúpajú nahor a vytvárajú primárnu atmosféru. Zloženie primárnej atmosféry sa výrazne líšilo od modernej. V atmosfére starovekej Zeme zrejme nebol voľný kyslík a jej zloženie zahŕňalo látky v redukovanom stave, ako vodík (H 2), metán (CH 4), amoniak (NH 3), vodnú paru (H 2 O ), prípadne tiež dusík (N 2), oxid uhoľnatý a oxid uhličitý (CO a CO 2).

Redukujúci charakter primárnej atmosféry Zeme je mimoriadne dôležitý pre vznik života, keďže látky v redukovanom stave sú vysoko reaktívne a za určitých podmienok sú schopné vzájomnej interakcie, pričom vznikajú organické molekuly. Neprítomnosť voľného kyslíka v atmosfére primárnej Zeme (takmer všetok zemský kyslík bol viazaný vo forme oxidov) je tiež dôležitým predpokladom pre vznik života, pretože kyslík ľahko oxiduje a tým ničí organické zlúčeniny. Preto v prítomnosti voľného kyslíka v atmosfére by akumulácia významného množstva organických látok na starovekej Zemi nebola možná.

Asi 5 miliárd rokov atď.— vznik Zeme ako nebeského telesa; povrchová teplota - 4000-8000°C

Asi 4 miliardy rokov tzv. - tvorba zemskej kôry a primárnej atmosféry

Pri teplote 1000°C- syntéza jednoduchých organických molekúl začína v primárnej atmosfére

Energiu pre syntézu poskytujú:

Teplota primárnej atmosféry je pod 100°C - vznik primárneho oceánu -

Syntéza zložitých organických molekúl - biopolymérov z jednoduchých organických molekúl:

• jednoduché organické molekuly – monoméry
• komplexné organické molekuly - biopolyméry

Schéma. 2. Hlavné štádiá chemického vývoja

Keď teplota primárnej atmosféry dosiahne 1000°C, začína sa v nej syntéza jednoduchých organických molekúl, ako sú aminokyseliny, nukleotidy, mastné kyseliny, jednoduché cukry, viacsýtne alkoholy, organické kyseliny a pod.. Energiu pre syntézu dodáva napr. bleskové výboje, sopečná činnosť, žiarenie z tvrdého vesmíru a napokon ultrafialové žiarenie zo Slnka, pred ktorým Zem ešte nie je chránená ozónovou clonou, a práve ultrafialové žiarenie vedci považujú za hlavný zdroj energie pre abiogénne (t.j. prebiehajúce bez účasti živých organizmov) syntéza organických látok.

Uznanie a široké šírenie teórie A.I. Oparin bol do značnej miery podporovaný skutočnosťou, že procesy abiogénnej syntézy organických molekúl sú ľahko reprodukovateľné v modelových experimentoch.

Možnosť syntézy organických látok z anorganických je známa už od začiatku 19. storočia. Už v roku 1828 vynikajúci nemecký chemik F. Wöhler syntetizoval organickú látku - močovinu z anorganického - kyanatanu amónneho. Možnosť abiogénnej syntézy organických látok za podmienok blízkych podmienkam starovekej Zeme však prvýkrát ukázal experiment S. Millera.

V roku 1953 mladý americký výskumník, postgraduálny študent Chicagskej univerzity, Stanley Miller, reprodukoval v sklenenej banke s elektródami v nej zatavenými primárnu atmosféru Zeme, ktorá podľa vtedajších vedcov pozostávala z metánu. CH 4, amoniak NH a vodná para H 2 0 (obr. 3). S. Miller prechádzal cez túto zmes plynov cez týždeň elektrickými výbojmi, čo simulovalo búrky. Na konci experimentu boli v banke nájdené α-aminokyseliny (glycín, alanín, asparagín, glutamín), organické kyseliny (jantárová, mliečna, octová, glykolová), kyselina y-hydroxymaslová a močovina. Opakovaním experimentu sa S. Millerovi podarilo získať jednotlivé nukleotidy a krátke polynukleotidové reťazce s piatimi až šiestimi jednotkami.

Ryža. 3. Inštalácia S. Millera

V ďalších experimentoch s abiogénnou syntézou, ktoré vykonali rôzni výskumníci, sa použili nielen elektrické výboje, ale aj iné typy energie charakteristické pre starovekú Zem - kozmické, ultrafialové a rádioaktívne žiarenie, vysoké teploty spojené so sopečnou činnosťou, ako aj rôzne druhy energie. zmesí plynov, simulujúcich primárnu atmosféru. V dôsledku toho sa získalo takmer celé spektrum organických molekúl charakteristických pre živé veci: aminokyseliny, nukleotidy, látky podobné tukom, jednoduché cukry, organické kyseliny.

Okrem toho môže v súčasnosti na Zemi prebiehať abiogénna syntéza organických molekúl (napríklad v procese sopečnej činnosti). Zároveň vo vulkanických emisiách možno nájsť nielen kyselinu kyanovodíkovú HCN, ktorá je prekurzorom aminokyselín a nukleotidov, ale aj jednotlivé aminokyseliny, nukleotidy a dokonca aj také zložité organické látky, akými sú porfyríny. Abiogénna syntéza organických látok je možná nielen na Zemi, ale aj vo vesmíre. Najjednoduchšie aminokyseliny sa nachádzajú v meteoritoch a kométach.

Keď teplota primárnej atmosféry klesla pod 100°C, na Zem padali horúce dažde a objavil sa primárny oceán. S prúdom dažďa sa do primárneho oceánu dostali abiogénne syntetizované organické látky, ktoré ho premenili, v obraznom vyjadrení anglického biochemika Johna Haldana, na zriedený „primárny vývar“. Zrejme práve v primárnom oceáne začínajú procesy vzniku z jednoduchých organických molekúl – monomérov – zložitých organických molekúl – biopolymérov (pozri obr. 2).

Procesy polymerizácie jednotlivých nukleotidov, aminokyselín a cukrov sú však kondenzačné reakcie, vyskytujú sa pri odstraňovaní vody, preto vodné prostredie neprispieva k polymerizácii, ale naopak k hydrolýze biopolymérov (t.j. ich zničenie pridaním vody).

K tvorbe biopolymérov (najmä proteínov z aminokyselín) mohlo dôjsť v atmosfére pri teplote okolo 180 °C, odkiaľ sa so zrážkami vyplavili do primárneho oceánu. Okrem toho je možné, že na starovekej Zemi sa aminokyseliny koncentrovali vo vysychajúcich nádržiach a polymerizovali v suchej forme pod vplyvom ultrafialového svetla a tepla lávových prúdov.

Napriek tomu, že voda podporuje hydrolýzu biopolymérov, v živej bunke dochádza k syntéze biopolymérov práve vo vodnom prostredí. Tento proces je katalyzovaný špeciálnymi katalytickými proteínmi – enzýmami a energia potrebná na syntézu sa uvoľňuje pri rozklade kyseliny adenozíntrifosforečnej – ATP. Je možné, že syntézu biopolymérov vo vodnom prostredí prvotného oceánu katalyzoval povrch niektorých minerálov. Experimentálne sa ukázalo, že roztok aminokyseliny alanínu môže polymerizovať vo vodnom prostredí v prítomnosti špeciálneho typu oxidu hlinitého. Tým vzniká peptid polyalanín. Polymerizačná reakcia alanínu je sprevádzaná rozkladom ATP.

Polymerizácia nukleotidov je jednoduchšia ako polymerizácia aminokyselín. Ukázalo sa, že v roztokoch s vysokou koncentráciou solí jednotlivé nukleotidy spontánne polymerizujú a menia sa na nukleové kyseliny.

Život všetkých moderných živých bytostí je procesom nepretržitej interakcie najdôležitejších biopolymérov živej bunky – bielkovín a nukleových kyselín.

Proteíny sú „pracovné molekuly“, „inžinierske molekuly“ živej bunky. Pri charakterizovaní ich úlohy v metabolizme biochemici často používajú obrazné výrazy ako „proteín funguje“, „enzým vedie reakciu“. Najdôležitejšia funkcia bielkovín je katalytická. Ako viete, katalyzátory sú látky, ktoré urýchľujú chemické reakcie, ale samotné nie sú súčasťou konečných reakčných produktov. Katalyzátorové nádrže sa nazývajú enzýmy. Enzýmy ohýbajú a zrýchľujú metabolické reakcie tisíckrát. Metabolizmus, a teda aj život, je bez nich nemožný.

Nukleové kyseliny- sú to „počítačové molekuly“, molekuly sú držiteľmi dedičnej informácie. Nukleové kyseliny uchovávajú informácie nie o všetkých látkach živej bunky, ale iba o bielkovinách. Stačí v dcérskej bunke reprodukovať proteíny charakteristické pre materskú bunku tak, aby presne obnovili všetky chemické a štrukturálne vlastnosti materskej bunky, ako aj charakter a rýchlosť metabolizmu, ktorá je pre ňu charakteristická. Samotné nukleové kyseliny sa tiež reprodukujú vďaka katalytickej aktivite proteínov.

Záhada pôvodu života je teda záhadou pôvodu mechanizmu interakcie medzi proteínmi a nukleovými kyselinami. Aké informácie o tomto procese má moderná veda? Ktoré molekuly boli primárnym základom života – proteíny alebo nukleové kyseliny?

Vedci sa domnievajú, že napriek kľúčovej úlohe bielkovín v metabolizme moderných živých organizmov neboli prvými „živými“ molekulami proteíny, ale nukleové kyseliny, konkrétne ribonukleové kyseliny (RNA).

V roku 1982 objavil americký biochemik Thomas Check autokatalytické vlastnosti RNA. Experimentálne ukázal, že v médiu obsahujúcom vysoké koncentrácie minerálnych solí ribonukleotidy spontánne polymerizujú a vytvárajú polynukleotidy - molekuly RNA. Na pôvodných polynukleotidových reťazcoch RNA sa ako na templáte vytvárajú kópie RNA párovaním komplementárnych dusíkatých báz. Reakcia kopírovania templátu RNA je katalyzovaná pôvodnou molekulou RNA a nevyžaduje účasť enzýmov alebo iných proteínov.

To, čo nasleduje, je celkom dobre vysvetlené procesom, ktorý by sa mohol na molekulárnej úrovni nazvať „prirodzeným výberom“. Pri samokopírovaní (samo-skladaní) molekúl RNA nevyhnutne vznikajú nepresnosti a chyby. Kópie RNA obsahujúce chyby sa skopírujú znova. Pri opätovnom kopírovaní sa môžu znova vyskytnúť chyby. V dôsledku toho bude populácia molekúl RNA v určitej oblasti primárneho oceánu heterogénna.

Pretože procesy rozpadu RNA prebiehajú paralelne s procesmi syntézy, molekuly, ktoré majú buď väčšiu stabilitu, alebo lepšie autokatalytické vlastnosti, sa budú hromadiť v reakčnom médiu (t. j. molekuly, ktoré sa rýchlejšie kopírujú, sa rýchlejšie „množia“).

Na niektorých molekulách RNA, ako na matrici, môže dôjsť k samozostaveniu malých proteínových fragmentov - peptidov. Okolo molekuly RNA sa vytvorí proteínový „kryt“.

Spolu s autokatalytickými funkciami objavil Thomas Check fenomén samozostrihu v molekulách RNA. V dôsledku samozostrihu sú časti RNA, ktoré nie sú chránené peptidmi, spontánne odstránené z RNA (sú akoby „vyrezané“ a „vyhodené“) a zostávajúce časti RNA kódujúce proteín fragmenty sú „fúzované“, t.j. spontánne spojiť do jedinej molekuly. Táto nová molekula RNA už bude kódovať veľký komplexný proteín (obrázok 4).

Zrejme spočiatku plnili proteínové obaly predovšetkým ochrannú funkciu, chránili RNA pred deštrukciou a tým zvyšovali jej stabilitu v roztoku (toto je funkcia proteínových obalov u najjednoduchších moderných vírusov).

Je zrejmé, že v určitom štádiu biochemického vývoja dostali výhodu molekuly RNA kódujúce nielen ochranné proteíny, ale aj katalytické proteíny (enzýmy), ktoré prudko zrýchľujú rýchlosť kopírovania RNA. Zrejme presne takto vznikol proces interakcie medzi proteínmi a nukleovými kyselinami, ktorý v súčasnosti nazývame život.

V procese ďalšieho vývoja sa vďaka objaveniu sa proteínu s funkciami enzýmu - reverznej transkriptázy začali na jednovláknových molekulách RNA syntetizovať molekuly deoxyribonukleovej kyseliny (DNA) pozostávajúce z dvoch reťazcov. Neprítomnosť OH skupiny v 2" polohe deoxyribózy robí molekuly DNA stabilnejšími vzhľadom na hydrolytické štiepenie v slabo alkalických roztokoch, konkrétne reakcia prostredia v primárnych rezervoároch bola slabo alkalická (táto reakcia prostredia je zachovaná v cytoplazme moderných buniek).

Kde sa vyvinul zložitý proces interakcie medzi proteínmi a nukleovými kyselinami? Podľa teórie A.I. Oparin, takzvané koacervátové kvapky sa stali rodiskom života.

Ryža. 4. Hypotéza výskytu interakcie medzi proteínmi a nukleovými kyselinami: a) pri procese samokopírovania RNA sa hromadia chyby (1 - nukleotidy zodpovedajúce pôvodnej RNA; 2 - nukleotidy nezodpovedajúce pôvodnej RNA - chyby pri kopírovaní ); b) vďaka svojim fyzikálno-chemickým vlastnostiam sa aminokyseliny „lepia“ na časť molekuly RNA (3 - molekula RNA; 4 - aminokyseliny), ktoré sa pri vzájomnej interakcii menia na krátke proteínové molekuly - peptidy. V dôsledku samozostrihovej charakteristiky molekúl RNA sú úseky molekuly RNA nechránené peptidmi zničené a zvyšné „rastú spolu“ do jedinej molekuly kódujúcej veľký proteín. V dôsledku toho sa objaví molekula RNA pokrytá proteínovým obalom (podobnú štruktúru majú aj najprimitívnejšie moderné vírusy, napríklad vírus tabakovej mozaiky)

Fenomén koacervácie spočíva v tom, že za určitých podmienok (napríklad v prítomnosti elektrolytov) sa z roztoku oddeľujú látky s vysokou molekulovou hmotnosťou, ale nie vo forme zrazeniny, ale vo forme koncentrovanejšieho roztoku - koacervátu. . Pri pretrepaní sa koacervát rozpadne na jednotlivé malé kvapôčky. Vo vode sú takéto kvapky pokryté hydratačným obalom (obal z molekúl vody), ktorý ich stabilizuje – obr. 5.

Koacervátové kvapky majú určité zdanie metabolizmu: jód pod vplyvom čisto fyzikálnych a chemických síl môžu selektívne absorbovať určité látky z roztoku a uvoľňovať produkty ich rozkladu do prostredia. Vďaka selektívnej koncentrácii látok z prostredia môžu rásť a keď dosiahnu určitú veľkosť, začnú sa „množiť“, pučia malé kvapôčky, ktoré zase môžu rásť a „pučať“.

Koacervátové kvapôčky, ktoré vznikajú ako dôsledok koncentrovania proteínových roztokov počas miešania pod vplyvom vĺn a vetra, sa môžu pokryť lipidovou škrupinou: jedinou škrupinou, ktorá pripomína mydlové micely (keď sa kvapka zdvihne z povrchu vody pokrytej lipidová vrstva raz), alebo dvojitý obal, pripomínajúci bunkovú membránu (keď kvapka pokrytá jednovrstvovou lipidovou membránou opakovane padá na lipidový film pokrývajúci povrch rezervoára - obr. 5).

Procesy vzniku koacervátových kvapôčok, ich rast a „pučanie“, ako aj ich „obliekanie“ membránou lipidovej dvojvrstvy sa dajú ľahko simulovať v laboratórnych podmienkach.

Pre koacervátové kvapôčky tiež existuje proces "prirodzeného výberu", v ktorom sú najstabilnejšie kvapôčky zadržané v roztoku.

Napriek vonkajšej podobnosti koacervátových kvapôčok so živými bunkami chýba koacervátovým kvapôčkam hlavný znak života – schopnosť presne sa reprodukovať, sebakopírovať. Je zrejmé, že prekurzormi živých buniek boli také koacervátové kvapôčky, ktoré zahŕňali komplexy replikátorových molekúl (RNA alebo DNA) a proteínov, ktoré kódujú. Je možné, že komplexy RNA-proteín existovali dlhý čas mimo koacervátových kvapôčok vo forme takzvaného „voľne žijúceho génu“, alebo možno ich tvorba prebiehala priamo vo vnútri niektorých koacervátových kvapôčok.

Možná cesta prechodu od koacervátových kvapiek k primitívnym vzplanutiam:

a) tvorba koacervátu; 6) stabilizácia kvapôčok koacervátu vo vodnom roztoku; c) - tvorba okolo kvapky dvojitej lipidovej vrstvy, podobnej bunkovej membráne: 1 - koacervátová kvapka; 2 - monomolekulárna vrstva lipidu na povrchu zásobníka; 3 - vytvorenie jednej lipidovej vrstvy okolo kvapky; 4 - vytvorenie dvojitej lipidovej vrstvy okolo kvapôčky podobnej bunkovej membráne; d) - koacervátová kvapka obklopená dvojitou lipidovou vrstvou s komplexom proteín-nukleotid zahrnutý v jej zložení - prototyp prvej živej bunky

Mimoriadne zložitý proces vzniku života na Zemi, ktorý moderná veda úplne nepochopila, prešiel z historického hľadiska mimoriadne rýchlo. Už 3,5 miliardy rokov tzv. chemická evolúcia skončila objavením sa prvých živých buniek a začala biologická evolúcia.

Pôvod života na Zemi je jednou z najťažších a zároveň relevantných a najzaujímavejších otázok modernej prírodnej vedy.

Zem pravdepodobne vznikla pred 4,5 až 5 miliardami rokov z obrovského oblaku kozmického prachu. ktorých častice boli stlačené do horúcej gule. Vodná para sa z nej uvoľnila do atmosféry a voda padala z atmosféry na pomaly chladnúcu Zem po milióny rokov vo forme dažďa. V priehlbinách zemského povrchu vznikol prehistorický oceán. Pôvodný život v ňom vznikol približne pred 3,8 miliardami rokov.

Vznik života na Zemi

Ako vznikla samotná planéta a ako sa na nej objavili moria? Existuje na to jedna všeobecne uznávaná teória. Zem podľa nej vznikla z oblakov kozmického prachu obsahujúceho všetky chemické prvky známe v prírode, ktoré boli stlačené do gule. Z povrchu tejto rozžeravenej gule unikala horúca vodná para, ktorá ju zahalila do súvislej oblačnosti. Vodná para v oblakoch sa pomaly ochladzovala a menila sa na vodu, ktorá v podobe výdatných súvislých dažďov padala na ešte horúce, horiace. Zem. Na svojom povrchu sa opäť zmenil na vodnú paru a vrátil sa do atmosféry. Počas miliónov rokov Zem postupne stratila toľko tepla, že jej tekutý povrch začal chladnutím tvrdnúť. Takto vznikla zemská kôra.

Prešli milióny rokov a teplota zemského povrchu klesla ešte viac. Prívalová voda sa prestala odparovať a začala stekať do obrovských mlák. Tak začal vplyv vody na zemský povrch. A potom kvôli poklesu teploty nastala skutočná potopa. Voda, ktorá sa predtým vyparila do atmosféry a zmenila sa na svoju zložku, nepretržite padala na Zem, s hrommi a bleskami padali z mrakov silné lejaky.

Kúsok po kúsku sa v najhlbších priehlbinách zemského povrchu hromadila voda, ktorá sa už nestihla úplne vypariť. Bolo toho toľko, že sa na planéte postupne vytvoril prehistorický oceán. Oblohu zasiahli blesky. Ale toto nikto nevidel. Na Zemi ešte nebol život. Nepretržitý dážď začal erodovať hory. Voda z nich tiekla v hlučných potokoch a búrlivých riekach. Vodné toky za milióny rokov hlboko erodovali zemský povrch a na niektorých miestach vznikli údolia. Obsah vody v atmosfére klesol a na povrchu planéty sa jej hromadilo stále viac.

Súvislá oblačnosť sa stenčila, až sa jedného krásneho dňa prvý slnečný lúč dotkol Zeme. Nepretržitý dážď ustal. Väčšinu územia pokrýval prehistorický oceán. Z jeho vrchných vrstiev voda vyplavila obrovské množstvo rozpustných minerálov a solí, ktoré dopadli do mora. Voda z nej sa priebežne odparovala, vytvárali sa oblaky a soli sa usadzovali a časom dochádzalo k postupnému zasoľovaniu morskej vody. Zrejme za určitých podmienok, ktoré existovali v dávnych dobách, vznikali látky, z ktorých vznikli zvláštne kryštalické formy. Rástli ako všetky kryštály a dali vzniknúť novým kryštálom, ktoré do seba pridávali stále viac látok.

Ako zdroj energie v tomto procese slúžilo slnečné svetlo a možno aj veľmi silné elektrické výboje. Z takýchto prvkov vzišli azda prví obyvatelia Zeme – prokaryoty, organizmy bez vytvoreného jadra, podobné moderným baktériám. Boli to anaeróby, to znamená, že na dýchanie nepoužívali voľný kyslík, ktorý ešte v atmosfére neexistoval. Zdrojom potravy pre nich boli organické zlúčeniny, ktoré vznikli na ešte neživej Zemi v dôsledku vystavenia ultrafialovému žiareniu zo Slnka, výbojom bleskov a teplu vznikajúcemu pri sopečných erupciách.

Život vtedy existoval v tenkom bakteriálnom filme na dne nádrží a na vlhkých miestach. Táto éra vývoja života sa nazýva archejská. Z baktérií a možno úplne nezávislým spôsobom vznikli drobné jednobunkové organizmy – najstaršie prvoky.

Ako vyzerala primitívna Zem?

Poďme rýchlo vpred pred 4 miliardami rokov. Atmosféra neobsahuje voľný kyslík, nachádza sa len v oxidoch. Takmer žiadne zvuky okrem hvízdania vetra, syčania vody vytekajúcej lávou a dopadov meteoritov na povrch Zeme. Žiadne rastliny, žiadne zvieratá, žiadne baktérie. Možno takto vyzerala Zem, keď sa na nej objavil život? Hoci tento problém už dlho znepokojuje mnohých výskumníkov, ich názory na túto vec sa značne líšia. Horniny mohli naznačovať vtedajšie pomery na Zemi, no v dôsledku geologických procesov a pohybov zemskej kôry boli zničené už dávno.

Teórie vzniku života na Zemi

V tomto článku budeme stručne hovoriť o niekoľkých hypotézach o vzniku života, ktoré odrážajú moderné vedecké myšlienky. Podľa Stanleyho Millera, známeho odborníka v oblasti vzniku života, môžeme hovoriť o vzniku života a začiatku jeho evolúcie od momentu, keď sa organické molekuly samoorganizovali do štruktúr, ktoré boli schopné samy reprodukovať . To však vyvoláva ďalšie otázky: ako tieto molekuly vznikli; prečo sa mohli reprodukovať a zostavovať do tých štruktúr, z ktorých vznikli živé organizmy; aké sú na to potrebné podmienky?

Existuje niekoľko teórií o vzniku života na Zemi. Napríklad jedna z dlhodobých hypotéz hovorí, že bola na Zem prinesená z vesmíru, no neexistujú o tom presvedčivé dôkazy. Navyše, život, ktorý poznáme, je prekvapivo prispôsobený na existenciu presne v pozemských podmienkach, takže ak by vznikol mimo Zeme, bol by na planéte pozemského typu. Väčšina moderných vedcov verí, že život vznikol na Zemi, v jej moriach.

Teória biogenézy

Vo vývoji doktrín o pôvode života zaujíma významné miesto teória biogenézy - pôvodu živých vecí iba zo živých vecí. Mnohí to však považujú za neudržateľné, pretože zásadne stavia do protikladu živé a neživé a potvrdzuje myšlienku večnosti života, ktorú veda odmieta. Abiogenéza - myšlienka pôvodu živých vecí z neživých vecí - je počiatočnou hypotézou modernej teórie pôvodu života. V roku 1924 slávny biochemik A.I.Oparin navrhol, že so silnými elektrickými výbojmi v zemskej atmosfére, ktorá sa pred 4-4,5 miliardami rokov skladala z amoniaku, metánu, oxidu uhličitého a vodnej pary, by mohli vzniknúť najjednoduchšie organické zlúčeniny potrebné na vznik života. Predpoveď akademika Oparina sa naplnila. V roku 1955 americký výskumník S. Miller, prechádzajúc elektrickým nábojom cez zmes plynov a pár, získal najjednoduchšie mastné kyseliny, močovinu, kyselinu octovú a mravčiu a niekoľko aminokyselín. A tak sa v polovici 20. storočia experimentálne uskutočňovala abiogénna syntéza bielkovinových a iných organických látok v podmienkach reprodukujúcich podmienky primitívnej Zeme.

Teória panspermie

Teória panspermie je možnosť prenosu organických zlúčenín a spór mikroorganizmov z jedného kozmického tela do druhého. Ale vôbec neodpovedá na otázku: ako vznikol život vo vesmíre? Je potrebné podložiť vznik života v tomto bode vesmíru, ktorého vek je podľa teórie veľkého tresku obmedzený na 12-14 miliárd rokov. Pred týmto časom neexistovali ani elementárne častice. A ak neexistujú žiadne jadrá a elektróny, neexistujú žiadne chemické látky. Potom sa v priebehu niekoľkých minút objavili protóny, neutróny, elektróny a hmota vstúpila do cesty evolúcie.

Na potvrdenie tejto teórie sa používajú viaceré pozorovania UFO, skalné maľby predmetov pripomínajúcich rakety a „astronautov“ a správy o údajných stretnutiach s mimozemšťanmi. Pri štúdiu materiálov meteoritov a komét sa v nich objavilo mnoho „prekurzorov života“ – látky ako kyanogény, kyselina kyanovodíková a organické zlúčeniny, ktoré mohli hrať úlohu „semená“, ktoré dopadli na holú Zem.

Zástancami tejto hypotézy boli laureáti Nobelovej ceny F. Crick a L. Orgel. F. Crick vychádzal z dvoch nepriamych dôkazov: z univerzálnosti genetického kódu: z potreby normálneho metabolizmu všetkých živých bytostí molybdénu, ktorý je dnes na planéte extrémne vzácny.

Pôvod života na Zemi je nemožný bez meteoritov a komét

Výskumník z Texaskej technickej univerzity po analýze obrovského množstva zozbieraných informácií predložil teóriu o tom, ako by sa na Zemi mohol vytvoriť život. Vedec je presvedčený, že objavenie sa raných foriem najjednoduchšieho života na našej planéte by nebolo možné bez účasti komét a meteoritov, ktoré na ňu dopadli. Výskumník sa podelil o svoju prácu na 125. výročnom stretnutí Geologickej spoločnosti Ameriky, ktoré sa konalo 31. októbra v Denveri v Colorade.

Autor práce, profesor geovedy na Texaskej technickej univerzite (TTU) a kurátor univerzitného múzea paleontológie Sankar Chatterjee povedal, že k tomuto záveru dospel po analýze informácií o ranej geologickej histórii našej planéty a porovnaní týchto informácií. údaje s rôznymi teóriami chemickej evolúcie.

Odborník sa domnieva, že tento prístup umožňuje vysvetliť jedno z najskrytejších a neúplne preštudovaných období v histórii našej planéty. Podľa mnohých geológov sa väčšina vesmírnych „bombardovaní“, na ktorých sa zúčastnili kométy a meteority, odohrala asi pred 4 miliardami rokov. Chatterjee verí, že najskorší život na Zemi vznikol v kráteroch, ktoré zanechali padajúce meteority a kométy. A s najväčšou pravdepodobnosťou sa to stalo počas obdobia „neskorého ťažkého bombardovania“ (pred 3,8-4,1 miliardami rokov), keď sa kolízia malých vesmírnych objektov s našou planétou prudko zvýšila. V tom čase sa vyskytlo niekoľko tisíc prípadov pádov komét. Je zaujímavé, že túto teóriu nepriamo podporuje model z Nice. Podľa nej skutočný počet komét a meteoritov, ktoré mali v tom čase dopadnúť na Zem, zodpovedá skutočnému počtu kráterov na Mesiaci, ktorý bol zasa akýmsi štítom pre našu planétu a neumožňoval nekonečné bombardovanie. zničiť to.

Niektorí vedci tvrdia, že výsledkom tohto bombardovania je kolonizácia života v oceánoch Zeme. Viaceré štúdie na túto tému však naznačujú, že naša planéta má viac zásob vody, ako by mala. A tento prebytok sa pripisuje kométam, ktoré k nám prišli z Oortovho oblaku, ktorý sa údajne nachádza jeden svetelný rok od nás.

Chatterjee poukazuje na to, že krátery vytvorené týmito kolíziami boli vyplnené roztopenou vodou zo samotných komét, ako aj nevyhnutnými chemickými stavebnými kameňmi potrebnými na vytvorenie jednoduchých organizmov. Vedec sa zároveň domnieva, že miesta, kde sa život neobjavil ani po takomto bombardovaní, sa jednoducho ukázali ako nevhodné.

„Keď Zem vznikla asi pred 4,5 miliardami rokov, bolo úplne nevhodné, aby sa na nej objavili živé organizmy. Bol to skutočný vriaci kotol sopiek, jedovatého horúceho plynu a neustále naň padajúcich meteoritov,“ píše internetový magazín AstroBiology s odvolaním sa na vedca.

"A po jednej miliarde rokov sa z nej stala tichá a pokojná planéta, bohatá na obrovské zásoby vody, obývaná rôznymi predstaviteľmi mikrobiálneho života - predchodcami všetkých živých vecí."

Život na Zemi mohol vzniknúť vďaka hline

Skupina vedcov pod vedením Dana Lua z Cornell University prišla s hypotézou, že obyčajná hlina by mohla slúžiť ako koncentrátor pre staroveké biomolekuly.

Pôvodne sa výskumníci nezaoberali problémom pôvodu života – hľadali spôsob, ako zvýšiť účinnosť systémov bezbunkovej syntézy bielkovín. Namiesto toho, aby sa DNA a jej podporné proteíny voľne vznášali v reakčnej zmesi, vedci sa ich pokúsili vtlačiť do hydrogélových častíc. Tento hydrogél ako špongia absorboval reakčnú zmes, sorboval potrebné molekuly a v dôsledku toho sa všetky potrebné zložky uzamkli v malom objeme – podobne ako sa to deje v bunke.

Autori štúdie sa potom pokúsili použiť íl ako lacnú náhradu hydrogélu. Ukázalo sa, že častice ílu sú podobné časticiam hydrogélu, čím sa stali akýmsi mikroreaktorom pre interagujúce biomolekuly.

Po získaní takýchto výsledkov si vedci nemohli pomôcť, ale pripomenúť si problém pôvodu života. Ílové častice so svojou schopnosťou sorbovať biomolekuly by v skutočnosti mohli slúžiť ako úplne prvé bioreaktory pre úplne prvé biomolekuly, kým ešte nezískali membrány. Túto hypotézu podporuje aj fakt, že vylúhovanie silikátov a iných minerálov z hornín za vzniku ílu začalo podľa geologických odhadov tesne predtým, ako sa podľa biológov začali najstaršie biomolekuly spájať do protobuniek.

Vo vode, presnejšie v roztoku, by sa toho mohlo stať len málo, pretože procesy v roztoku sú absolútne chaotické a všetky zlúčeniny sú veľmi nestabilné. Moderná veda považuje hlinu – presnejšie povrch častíc ílových minerálov – za matricu, na ktorej by sa mohli vytvárať primárne polyméry. Ale to je tiež len jedna z mnohých hypotéz, z ktorých každá má svoje silné a slabé stránky. Ale aby ste mohli simulovať vznik života v plnom rozsahu, musíte byť skutočne Bohom. Aj keď na Západe sa už dnes objavujú články s názvami „Konštrukcia buniek“ alebo „Modelovanie buniek“. Napríklad jeden z posledných laureátov Nobelovej ceny, James Szostak, sa teraz aktívne pokúša vytvárať efektívne modely buniek, ktoré sa samy množia a reprodukujú svoj vlastný druh.

Teória spontánnej generácie

Teória spontánneho vzniku života bola rozšírená v starovekom svete - Babylone, Číne, starovekom Egypte a starovekom Grécku (tejto teórie sa držal najmä Aristoteles).

Vedci starovekého sveta a stredovekej Európy verili, že živé bytosti neustále vznikajú z neživej hmoty: červy z nečistôt, žaby z blata, svetlušky z rannej rosy atď. Teda slávny holandský vedec 17. storočia. Van Helmont celkom vážne opísal vo svojom vedeckom pojednaní skúsenosť, pri ktorej počas 3 týždňov získaval myši priamo zo špinavej košele a hrsti pšenice v zamknutej tmavej skrini. Taliansky vedec Francesco Redi (1688) sa po prvýkrát rozhodol podrobiť rozšírenú teóriu experimentálnemu testovaniu. Niekoľko kusov mäsa umiestnil do nádob a niektoré z nich prikryl mušelínom. V otvorených nádobách sa na povrchu hnijúceho mäsa objavili biele červy - larvy múch. V nádobách pokrytých mušelínom neboli žiadne muchy. F. Redimu sa teda podarilo dokázať, že larvy múch nevznikajú z hnijúceho mäsa, ale z vajíčok nakladených muchami na jeho povrch.

V roku 1765 slávny taliansky vedec a lekár Lazzaro Spalanzani varil mäsové a zeleninové bujóny v uzavretých sklenených bankách. Bujóny v uzavretých bankách sa nepokazili. Dospel k záveru, že vysoká teplota zabila všetky živé tvory, ktoré by mohli spôsobiť pokazenie vývaru. Experimenty F. Rediho a L. Spalanzaniho však nepresvedčili každého. Vitalistickí vedci (z latinského vita - život) verili, že vo varenom bujóne nedochádza k spontánnemu vytváraniu živých bytostí, pretože v ňom je zničená špeciálna „životná sila“, ktorá nemôže preniknúť do zapečatenej nádoby, pretože sa prenáša cez vzduchu.

Spory o možnosti spontánneho generovania života sa zintenzívnili v súvislosti s objavením mikroorganizmov. Ak sa zložité živé veci nedokážu spontánne generovať, možno to dokážu mikroorganizmy?

V tejto súvislosti Francúzska akadémia v roku 1859 oznámila udelenie ceny tomu, kto definitívne rozhodne o možnosti či nemožnosti spontánneho generovania života. Túto cenu získal v roku 1862 slávny francúzsky chemik a mikrobiológ Louis Pasteur. Rovnako ako Spalanzani prevaril výživný vývar v sklenenej banke, ale banka nebola obyčajná, ale s hrdlom v tvare 5-ky. Vzduch, a teda „životná sila“, mohol preniknúť do banky, ale prach a s ním aj mikroorganizmy prítomné vo vzduchu sa usadili v spodnej časti trubice v tvare 5 a vývar v banke zostal sterilný (obr. 2.1.1). Akonáhle sa však hrdlo banky zlomilo alebo spodná časť skúmavky v tvare 5 sa opláchla sterilným vývarom, vývar sa začal rýchlo zakalovať - ​​objavili sa v ňom mikroorganizmy.

Vďaka dielam Louisa Pasteura bola teda teória spontánnej generácie uznaná ako neudržateľná a vo vedeckom svete bola založená teória biogenézy, ktorej stručná formulácia je „všetko živé je zo živých vecí“.

Ak však všetky živé organizmy v historicky predvídateľnom období vývoja ľudstva pochádzajú len z iných živých organizmov, zákonite vyvstáva otázka: kedy a ako sa na Zemi objavili prvé živé organizmy?

Teória stvorenia

Teória kreacionizmu predpokladá, že všetky živé organizmy (alebo len ich najjednoduchšie formy) boli vytvorené (“navrhnuté”) nejakou nadprirodzenou bytosťou (božstvo, absolútna idea, supermyseľ, supercivilizácia atď.) v určitom časovom období. Je zrejmé, že toto je názor, ktorý od staroveku vyznávajú nasledovníci väčšiny popredných svetových náboženstiev, najmä kresťanského náboženstva.

Teória kreacionizmu je aj dnes pomerne rozšírená nielen v náboženských, ale aj vedeckých kruhoch. Zvyčajne sa používa na vysvetlenie najzložitejších otázok biochemickej a biologickej evolúcie, ktoré v súčasnosti nemajú riešenie, súvisiace so vznikom proteínov a nukleových kyselín, vznikom mechanizmu interakcie medzi nimi, vznikom a tvorbou jednotlivých zložitých organel resp. orgány (ako je ribozóm, oko alebo mozog). Akty periodického „tvorenia“ tiež vysvetľujú absenciu jasných prechodných väzieb z jedného druhu zvierat
inému, napríklad od červov po článkonožce, od opíc po ľudí atď. Je potrebné zdôrazniť, že filozofický spor o prvenstvo vedomia (nadmyseľ, absolútna idea, božstvo) alebo hmoty je v zásade neriešiteľný, keďže pokus vysvetliť akékoľvek ťažkosti modernej biochémie a evolučnej teórie zásadne nepochopiteľnými nadprirodzenými aktmi stvorenia vyžaduje tieto otázky presahujúce rámec vedeckého bádania nemožno teóriu kreacionizmu zaradiť medzi vedeckú teóriu vzniku života na Zemi.

Teórie ustáleného stavu a panspermie

Obe tieto teórie predstavujú komplementárne prvky jedného obrazu sveta, ktorého podstata je nasledovná: vesmír existuje navždy a život v ňom existuje navždy (stacionárny stav). Život sa prenáša z planéty na planétu „semenámi života“ putujúcimi vo vesmíre, ktoré môžu byť súčasťou komét a meteoritov (panspermia). Podobné názory na vznik života zastával najmä zakladateľ doktríny biosféry akademik V.I. Vernadského.

Teória ustáleného stavu, ktorá predpokladá nekonečne dlhú existenciu vesmíru, však nesúhlasí s údajmi modernej astrofyziky, podľa ktorých vesmír vznikol relatívne nedávno (asi pred 16 miliardami rokov) primárnym výbuchom.

Je zrejmé, že obe teórie (panspermia a stacionárny stav) vôbec neponúkajú vysvetlenie mechanizmu primárneho vzniku života, jeho prenosu na iné planéty (panspermia) alebo jeho posúvania späť v čase do nekonečna (teória stacionárneho stavu) .

Predpoklady pre vznik života. Podľa vedeckých údajov sa planéta slnečnej sústavy, Zem, vytvorila z oblaku plynu a prachu asi pred 4,5 až 5 miliardami rokov. Takáto plynno-prachová hmota sa v súčasnosti nachádza v medzihviezdnom priestore.
Pre vznik života na Zemi sú nevyhnutné určité kozmické a planetárne podmienky. Jednou z týchto podmienok je veľkosť planéty. Hmotnosť planéty by nemala byť príliš veľká, pretože energia atómového rozpadu prírodných rádioaktívnych látok môže viesť k prehriatiu planéty alebo rádioaktívnej kontaminácii životného prostredia. Ale ak je hmotnosť planéty malá, potom nebude schopná udržať okolo seba atmosféru. Je tiež potrebné, aby sa planéta pohybovala okolo hviezdy po kruhovej dráhe, čo jej umožňuje neustále a rovnomerne prijímať potrebné množstvo energie. Pre rozvoj a vznik života je dôležitý rovnomerný tok energie na planétu, pretože existencia živých organizmov je možná za určitých teplotných podmienok. Medzi hlavné podmienky pre vznik života na Zemi teda patrí veľkosť planéty, energia a určité teplotné podmienky. Je vedecky dokázané, že tieto podmienky existujú iba na planéte Zem.
Otázka pôvodu života sa už dlho zaoberá ľudstvom a sú známe mnohé hypotézy.
V dávnych dobách kvôli nedostatku vedeckých údajov o pôvode života existovali rôzne názory. Veľký vedec svojej doby Aristoteles (štvrté storočie pred Kristom) zastával názor, že voš pochádza z mäsa, hmyz zo zvieracej šťavy a červ z bahna.
V stredoveku, napriek rozširovaniu vedeckých poznatkov, existovali rôzne predstavy o vzniku života. Neskôr s objavom mikroskopu boli objasnené údaje o stavbe organizmu. V súlade s tým sa objavili experimenty, ktoré otriasli predstavami o pôvode života z neživej prírody. Avšak až do polovice 17. stor. bolo ešte veľa zástancov názoru spontánnej generácie.
Na pochopenie tajomstiev života anglický filozof F. Bacon (1561-1626) navrhol uskutočniť výskum formou pozorovaní a experimentov. Názory vedcov mali osobitný vplyv na rozvoj prírodných vied.
V polovici 17. stor. Taliansky lekár Francesco Redi (1626-1698) zasadil teórii spontánneho generovania života vážnu ranu nasledujúcim experimentom (1668). Mäso vložil do štyroch nádob a nechal ich otvorené a ostatné štyri nádoby prikryl mäsom gázou. Larvy sa vyliahli v otvorených nádobách z vajíčok nakladených muchami. V uzavretej nádobe, kam muchy nemohli preniknúť, sa larvy neobjavili. Na základe tohto experimentu Redi dokázal, že muchy sa liahnu z vajec znesených muchami, t.j. muchy sa spontánne negenerujú.
V roku 1775 M. M. Terekhovsky vykonal nasledujúci experiment. Do dvoch nádob nalial vývar. Prvú nádobu s vývarom uvaril a pevne uzavrel zátku, kde neskôr nepozoroval žiadne zmeny. M. M. Terekhovsky nechal druhé plavidlo otvorené. O pár dní objavil v otvorenej nádobe kyslý vývar. O existencii mikroorganizmov však vtedy ešte nevedeli. Podľa predstáv týchto vedcov živé veci vznikajú z neživých vecí pod vplyvom nadprirodzených „životných síl“. „Životná sila“ nemôže preniknúť do uzavretej nádoby a pri varení zomrie. Takéto názory sa nazývajú vitalistické (latinsky vitalis - „živý, vitálny“).
V otázke vzniku života na Zemi sa objavili dva protichodné názory.
Prvá (teória abiogenézy) - živé veci vznikajú z neživej prírody. Druhý pohľad (teória biogenézy) - živé veci nemôžu vzniknúť spontánne, pochádzajú zo živých vecí. Nezmieriteľný boj medzi týmito názormi trvá dodnes.
Na dôkaz nemožnosti spontánneho generovania života uskutočnil v roku 1860 francúzsky mikrobiológ L. Pasteur (1822-1895) takýto experiment. Upravil experiment M. Terekhovského a použil banku s úzkym hrdlom v tvare S. L. Pasteur prevaril živnú pôdu a umiestnil ju do banky s dlhým zakriveným hrdlom, do banky voľne prúdil vzduch. Ale mikróby sa do nej nemohli dostať, pretože sa usadili v zakrivenej časti krku. V takejto banke sa kvapalina uchovávala dlhú dobu bez výskytu mikroorganizmov. L. Pasteur pomocou takéhoto jednoduchého experimentu dokázal, že názory vitalistov boli mylné. Presvedčivo dokázal správnosť teórie biogenézy – živé veci vznikajú len zo živých vecí.
Ale priaznivci teórie abiogenézy neuznávali JI experimenty. Pasteur.

Louis Pasteur (1822-1895). Francúzsky mikrobiológ. Študoval procesy fermentácie a rozkladu. Dokázal nemožnosť spontánnej tvorby mikroorganizmov. Vyvinutý spôsob pasterizácie potravín. Dokázalo sa šírenie infekčných chorôb prostredníctvom mikróbov.

Alexander Ivanovič Oparin (1894-1980). Slávny ruský biochemik. Zakladateľ hypotézy o vzniku organických látok abiogénnymi prostriedkami. Vypracoval prírodovednú teóriu vzniku života na Zemi. Zakladateľ evolučnej biochémie.

John Haldane (1892-1964). Slávny anglický biochemik, genetik a fyziológ. Autor hypotézy „prapolievky“, jeden zo zakladateľov populačnej genetiky. Má veľa prác v oblasti určovania frekvencie ľudskej mutácie a matematickej teórie výberu.

Niektorí z nich tvrdili, že „existuje nejaký druh životnej sily a život na Zemi je večný“. Tento pohľad sa nazýva kreacionizmus (lat. creatio - „tvorca“). Jej podporovateľmi boli K. Linné, J. Cuvier a ďalší Tvrdili, že zárodky života boli na Zem prinesené z iných planét prostredníctvom meteoritov a kozmického prachu. Tento pohľad je vo vede známy ako teória panspermie (grécky pan - „jednota“, sperma - „embryo“). „Teória panspermie“ bola prvýkrát navrhnutá v roku 1865 nemeckým vedcom G. Richterom. Podľa jeho názoru život na Zemi nevznikol z anorganických látok, ale bol prinesený z iných planét prostredníctvom mikroorganizmov a ich spór. Túto teóriu podporili slávni vedci v tom čase G. Helmholtz, G. Thomson, S. Arrhenius, T. Lazarev. Doteraz však neexistujú žiadne vedecké dôkazy o zavedení mikroorganizmov do meteoritov zo vzdialeného vesmíru.
V roku 1880 nemecký vedec W. Preyer navrhol teóriu večnosti života na Zemi, ktorú podporil slávny ruský vedec V.I. Táto teória popiera rozdiel medzi živou a neživou prírodou.
Pojem vznik života úzko súvisí s rozširovaním a prehlbovaním vedomostí o živých organizmoch. V tejto oblasti študoval nemecký vedec E. Pfluger (1875) bielkovinové látky. Osobitný význam pripisoval proteínu ako hlavnej zložke cytoplazmy, pričom sa snažil vysvetliť vznik života z materialistického hľadiska.
Veľký vedecký význam má hypotéza ruského vedca A.I.Oparina (1924), ktorá dokazuje vznik života na Zemi abiogénne z organických látok. Jeho názory podporili mnohí zahraniční vedci. V roku 1928 dospel anglický biológ D. Haldane k záveru, že energia potrebná na vznik organických zlúčenín je ultrafialové žiarenie Slnka.

John Bernal (1901-1971). Anglický vedec, verejná osobnosť. Zakladateľ teórie o vzniku moderného života na Zemi. Vytvoril diela o štúdiu zloženia bielkovín pomocou röntgenového žiarenia.

V súčasnosti mnohí vedci zastávajú názor, že život sa prvýkrát objavil v dôsledku izolácie aminokyselín a iných organických zlúčenín v morskej vode.
Vitalizmus. Abiogenéza. Biogenéza. Kreacionizmus. Panspermia.

1. Podľa teórie abiogenézy život vznikol z neživej prírody ako výsledok komplikácie chemických zlúčenín.
2. Experiment F. Rediho presvedčivo dokázal nejednotnosť teórie spontánneho generovania.
3. Vitalistická teória znamená, že život vznikol pod vplyvom „životnej sily“.
4. Podľa teórie panspermie bol život na Zemi prinesený z inej planéty a nebol vytvorený z organických látok.
5. Moderná definícia života: „Život je otvorený, samoregulačný a samoreprodukujúci sa systém vytvorený z biopolymérov – proteínov a nukleových kyselín.
1. Ako Aristoteles vysvetlil vznik života?
2. Aký je význam teórie panspermie?
3. Čo dokázal experiment F. Rediho?
1. Aké podmienky sú potrebné pre vznik života?
2. Ako kreacionizmus vysvetľuje vznik života?
3. Opíšte skúsenosti L. Pasteura?
1. Aké vzájomne protichodné názory vysvetľujú vznik života?
2. Aký význam má výskum E. Pflugera?
3. Aké hypotézy predložili A. I. Oparin a D. Haldane?

Napíšte esej alebo správu o rôznych názoroch na vznik života.

V modernej vede uvažujú viacero teórií pôvod života na Zemi. Väčšina moderných modelov naznačuje, že organické zlúčeniny - prvé živé organizmy sa objavili na planéte približne pred 4 miliardami rokov.

V kontakte s

Rozvoj predstáv o vzniku života

V určitom historickom období mali vedci rôzne predstavy o tom, ako sa život objavil. Až do dvadsiateho storočia hrali vo vedeckých kruhoch obrovskú úlohu tieto hypotézy:

1. Teória spontánnej generácie.
2. Teória stacionárneho stavu života.
3. Oparinova teória (teraz čiastočne podporovaná).

Teória spontánnej generácie

Je to zaujímavé, ale vznikla teória spontánneho vytvárania života na planéte staroveku. Existovala s teória božského pôvodu všetky živé organizmy na planéte.

Veril tomu staroveký grécky vedec Aristoteles hypotéza spontánnej generácie je pravdivá, pričom božské je len odklon od reality. Veril tomu život začal spontánne.

Podľa jeho myšlienok je teóriou spontánnej generácie nejaký „aktívny princíp“ neznámy ľuďom za určitých podmienok schopný vytvárať z anorganickej zlúčeniny jednoduchý organizmus.

Po prijatí kresťanstva v Európe a jeho rozšírení tento vedecký predpoklad upadol do úzadia – jeho miesto zaujali božská teória.

Teória ustáleného stavu

Podľa tohto vedeckého predpokladu nie je možné odpovedať, kedy na Zemi vznikol život, keďže existoval navždy. Stúpenci teórie teda dosvedčujú, že druhy nikdy nevznikli - sú schopné iba zmiznúť alebo zmeniť ich počet (). Hypotéza stacionárneho stavu života bola pomerne populárna až do r polovice 20. storočia.

Takzvaná „teória večnosti života“ utrpela všeobecný kolaps, keď sa to zistilo Ani vesmír neexistoval vždy., ale vznikol po Veľkom tresku. Pri odpovedi na otázku: koľko foriem života pôvodne existovalo, sa objavuje odpoveď, že všetky štyri, vrátane vírusov, ktoré protirečí všeobecne uznávaným .

Z tohto dôvodu sa o hypotéze v akademických vedeckých kruhoch nehovorí. „Teória večnosti života“ má výlučne filozofický význam, pretože jej závery sú z veľkej časti nezodpovedajú moderným výdobytkom vedy.

Oparinova teória

V dvadsiatom storočí upútal pozornosť vedcov článok akademika Oparina, ktorý vrátil záujem o teóriu spontánna generácia života. Uvažoval v ňom o niektorých „protoorganizmoch“ – koacervátových kvapkách alebo jednoducho „primárnom bujóne“, ako sa im vo vedeckých kruhoch hovorilo.

Tieto kvapôčky boli proteínové guľôčky, ktoré priťahovali molekuly a tuky, ktoré sa potom spojili. Takto vznikli prvé pamäťové médiá - prvé brožúry, ktoré obsahujú DNA.

Táto hypotéza neodpovedá, odkiaľ sa vzala, a teda v akademických kruhoch veľa ľudí to vyvracia.

Predchádzajúce teórie o pôvode života na Zemi sa v modernom vedeckom myslení nepovažujú za základné. Naznačuje to aj malá skupina vedcov život mohol vzniknúť v horúcej vode, ktorá obklopuje podvodné sopky. Táto hypotéza nie hlavné, ale doteraz nebol vyvrátený, a preto stojí za zmienku.

Základné teórie vzniku života na Zemi

Hlavné teórie pôvodu života na Zemi sa objavili nie tak dávno, konkrétne v dvadsiatom storočí - v období, keď ľudstvo urobilo viac objavov ako v celej svojej predchádzajúcej histórii.

Moderné hypotézy o pôvode života na Zemi boli v rôznej miere potvrdené množstvom štúdií a sú kľúčové pre diskusiu v akademických kruhoch. Medzi nimi možno poznamenať nasledovné:

• biochemická teória vzniku života;
• hypotéza sveta RNA;
• Svetová teória PAH.

Biochemická teória

Považovaný za kľúčový biochemická teória pôvod života na planéte, ktorého sa drží väčšina vedcov.

Chemická evolúcia predchádzal objaveniu sa organického života. Práve v tomto štádiu sa objavujú prvé živé organizmy, ktoré v dôsledku toho vznikli chemické reakcie z anorganických molekúl.

Výskyt organických foriem života pred 4 miliardami rokov v dôsledku reakcií je veľmi pravdepodobný, pretože vtedy najviac priaznivé prostredie.

Za optimálnu sa považuje teplota 1000 stupňov. Obsah kyslíka vo vzduchu bol minimálny, pretože vo veľkom množstve ničí jednoduché organické zlúčeniny.

Svet RNA

Svet RNA je len hypotéza, ktorá naznačuje, že pred vznikom DNA bola genetická informácia uložená v zlúčeninách RNA.

V 80. rokoch 20. storočia bolo dokázané, že zlúčeniny RNA môže existovať autonómne a sebareplikovať. Milióny rokov životného cyklu RNA viedli k tomu Počas mutácií vznikali spojenia DNA, ktoré fungovali ako špecializované génové úložiská. Evolúcia RNA bola dokázané mnohými experimentmi, ktoré čiastočne vysvetľujú vznik života na Zemi a odpovedajú na otázku, ako sa na Zemi vyvinul život.

Svet PAU (polyaromatické uhľovodíky)

Uvažuje sa o svete PAH etapa chemickej evolúcie a naznačuje, že prvé RNA vznikli z PAH, čo neskôr viedlo k vytvoreniu DNA a života na planéte.

PAH možno pozorovať aj dnes – vo vesmíre sú bežné a prvýkrát boli objavené v hmlovinách v celom vesmíre. Mnohí vedci nazývajú PAH „semená života“.

Alternatívne teórie

Náhodou sú tie najzaujímavejšie teórie alternatívne a mnohí vedci sa im dokonca posmievajú. Spoľahlivosť alternatívnych predpokladov zatiaľ nie je možné potvrdiť a sú čiastočne alebo z veľkej časti odporujú moderným vedeckým myšlienkam, ale ich uvedenie je povinné.

Vesmírna hypotéza

Podľa tohto predpokladu život na Zemi nikdy neexistoval a ani tu nemohol vzniknúť, keďže na to neboli žiadne predpoklady. Prvé živé organizmy sa objavili na planéte po pád kozmického telesa, ktorá si ich na seba priniesla z inej galaxie.

Táto hypotéza neodpovedá na otázku: koľko foriem života existovalo, aké to boli a ako sa ďalej vyvíjali.

Taktiež nie je možné určiť, kedy toto vesmírne teleso padlo. Najdôležitejšie však je vedci neveriaže akýkoľvek organizmus mohol prežiť na padajúcom kozmickom telese po tom, čo vstúpil do zemskej atmosféry.

V posledných rokoch vedci objavili baktérie, ktoré môžu existujú za extrémnych okolností a dokonca aj vo vesmíre, ale ak by zhorel meteorit alebo asteroid, určite by neprežili.

hypotéza UFO

Pri vyzdvihovaní najzaujímavejších hypotéz nemožno nespomenúť predpoklad, že život na Zemi je dielom mimozemšťanov. Zástancovia tejto hypotézy veria, že v takom obrovskom Vesmíre je pravdepodobnosť existencie iných foriem inteligentného života veľmi vysoká. Túto skutočnosť nepopiera ani veda., keďže ľudia ešte neprebádali 99 % vesmíru.

Stúpenci hypotézy o UFO hovoria, že jedna z inteligentných foriem života, ktorú zámerne nazývame mimozemšťanmi priniesol na Zem život. Existuje niekoľko teórií, prečo stvorili človeka.

Niektorí hovoria, že je to len tak časť experimentu, počas ktorej pozorujú ľudí. Prívrženci tohto predpokladu nedokážu spoľahlivo odpovedať na to, prečo potrebujú pozorovať ľudí a aký je zmysel tohto experimentu.

To posledné naznačuje, že je zapojená určitá rasa kozmických bytostí šírenie života vo vesmíre a ľudia sú jednou z mnohých rás, ktoré vytvorili. Preto sú nejaké predkovia všetkého živého, ktoré by človek mohol považovať za bohov.

Kozmická teória vzniku života na Zemi neodpovedá na hlavnú otázku: kde pôvodne vznikol život predtým, ako bol prinesený na Zem?

Teologická hypotéza

Pozor! Božská teória o pôvode života na planéte je spomedzi všetkých najstaršia a zároveň je považovaná za jednu z najrozšírenejších v 21. storočí.

Prívrženci hypotézy veria v nejakú všemocnú bytosť alebo bytosti, ktoré sa zvyčajne nazývajú bohmi.

V rôznych náboženstvách majú bohovia rôzne mená, ako aj ich počet. Kresťanstvo hovorí len o jednom bohu, ako islam, ale pohania verili v desiatky, ba dokonca stovky bohov, z ktorých každý je zodpovedný za niečo konkrétne.

Napríklad jeden boh je považovaný za tvorcu lásky a druhý za vládcu morí.

Kresťania tomu veria Boh stvoril Zem a život na to už za sedem dní. Bol to on, kto stvoril prvého muža a ženu, ktorí sa stali predkami ľudstva.

Keďže miliardy ľudí na planéte sa stotožňujú s určitým náboženstvom, veria, že všetok život bol vytvorený rukami boha alebo bohov.

A hoci mnohé náboženstvá zdieľajú rovnaké fakty, vo vedeckých kruhoch popierať existenciu všemocnej bytosti, ktorá stvorila svet a život v ňom, keďže táto teória odporuje mnohým vedeckým úspechom a objavom.

Božia hypotéza tiež neumožňuje určiť, kedy na Zemi vznikol život. Niektoré spisy tieto informácie v iných vôbec neobsahujú, údaje sa jednoducho nezhodujú, čo hypotézu veľmi spochybňuje.

Žiadna z vyššie uvedených teórií nie ideálne a nedokáže komplexne odhaliť otázku pôvodu života na planéte. Akú teóriu budete nasledovať, je na vás, aby ste sa rozhodli.