Повна версія

Головна arrow Природознавство arrow ПРИРОДОЗНАВСТВО

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ТЕОРІЯ СТАЦІОНАРНОГО СТАНУ.

Для цієї концепції проблема «первинного» організму не виникає, оскільки, згідно з нею, Земля існує вічно і ніколи не виникала. Тому у житті також немає початку - вона існувала завжди.

Концепція явно суперечить даним сучасної астрономії, палеонтології та інших наук, тому відмахнутися від питання походження життя на один раз виникла Землі не вдається.

ТЕОРІЯ ПАНСПЕРМІЇ.

Інший варіант «винесення за дужки» проблеми походження первинних організмів - концепція панспермії, згідно з якою життя була занесена на Землю з Космосу. Прихильники цієї теорії вважають: розсіяні в світовому просторі зародки життя (наприклад, спори мікроорганізмів) переносяться з одного небесного тіла на інше метеоритами або тиском світла. Очевидно, що ця теорія не знімає питання про походження життя, а лише переносить цю проблему в невизначену область Всесвіту.

БІОХІМІЧНА ЕВОЛЮЦІЯ.

Найбільш переконливою до теперішнього часу є теорія біохімічної еволюції. Вона спирається на сучасні уявлення про космічної еволюції, про походження і розвиток планети Земля. Очевидно, спочатку температура земної поверхні становила 4000-8000 ° С, а в міру охолодження Землі вуглець і більше тугоплавкі речовини, конденсуючись, утворили земну кору, на поверхні якої під впливом тектонічної діяльності формувалися складки і розриви. Відрізнялася від нинішньої і атмосфера планети. Поки температура земної поверхні була вище 100 ° С, вся вода, очевидно, знаходилася в пароподібному стані. У початковій атмосфері практично був відсутній кисень, і це було найважливішим чинником становлення життя, оскільки органічні речовини набагато легше формуються в відновної середовищі, ніж в атмосфері, збагаченої киснем.

У 1924 р академік А. І. Опарін (1894-1980) опублікував гіпотезу про те, що органічні речовини могли синтезуватися в океані з більш простих сполук. Енергію для реакцій синтезу при відсутності озону доставляла інтенсивна сонячна радіація.

В процесі біогенезу він виділив три етапи:

  • • виникнення органічних речовин;
  • • освіту з більш простих органічних речовин біополімерів (білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпідів та ін.);
  • • виникнення примітивних самовосіроізводящіхся організмів.

Умови реалізації цих етапів: 1) різноманітність що знаходилися в океані простих з'єднань; 2) площа поверхні Землі; 3) доступність енергії; 4) тривалі масштаби часу.

А. І. Опарін показав, що в розчинах високомолекулярних сполук (а саме такі розчини представляла собою поверхню первісного океану) можуть утворюватися зони підвищеної концентрації, які відокремилися від навколишнього середовища за допомогою зовнішньої оболонки. Вирішальна роль в перетвореннях неживого в живе належала білкових молекул, які притягували до себе молекули води і створювали оболонку навколо колоїдного комплексу. У процесі злиття таких комплексів один з одним - процесі коацервації (від лат. Coacewatio - збирання, накопичення) - колоїди відділялися від водного середовища. Коацервати обмінювалися з навколишнім середовищем речовинами і виборче накопичували хімічні сполуки. У коацерватах відбувалися хімічні реакції, утворювалися ферменти. На кордоні між коацерватами і зовнішнім середовищем з ліпідів [1] формувалися примітивні клітинні мембрани. Завдяки здатності до самовідтворення і внутрішньої перебудови коацервата могла виникнути примітивна клітина.

Певне уявлення про коацерватах можуть дати жирові краплі на поверхні наваристого супу чи борщу: ці краплі мають оболонкою, всередині якої знаходиться сукупність хімічних речовин; через цю оболонку можуть проникати (або оболонка може перешкоджати такому проникненню) речовини з навколишнього середовища. Усередині оболонки можуть відбуватися різні хімічні реакції.

Схожа теорія була сформульована британським генетиком Дж. Холдейном (1892-1964). Гіпотеза залишалася умоглядної до 1953 р, коли студент Чиказького університету С. Міллер (1930-2007) під керівництвом Нобелівського лауреата Г. Юри (1893-1981) експериментально змоделював умови, імовірно що існували на первісній Землі (рис. 14.2). Схема цієї установки дозволяє наочно зв'язати уявлення про початкових етапах еволюції Землі, гіпотезу Руденко про хіміко-біологічної еволюції і гіпотезу Опаріна. У колбі, що імітує фізико-хімічні умови первісної атмосфери (так, безперервні грози, що вирували в атмосфері, моделювалися за допомогою електричних розрядів), він отримав із суміші парів води, метану, аміаку, водню і монооксиду вуглецю ряд складних органічних речовин (цукру, ліпіди) , а також до 15 амінокислот - будівельних цеглинок для білків, в тому числі гліцин і аланін.

Установка Стенлі Міллера

Мал. 14.2. Установка Стенлі Міллера 1

Після цього Орджел в Інституті Солка (Каліфорнія, США) в подібному експерименті синтезував нуклеотидні ланцюга довжиною в шість мономірних одиниць (прості нуклеїнові кислоти). Схожі результати дослідів були отримані в Інституті біохімії АН СРСР, в дослідженнях індійського вченого К. Бахадура, японського дослідника Ш. Акаборі та інших.

Теорія Опаріна завоювала широке, однак, не повсюдне визнання. Зокрема, вона залишає невирішеними проблеми, пов'язані з переходом від складних органічних речовин до простих живих організмів. Астроном Ф. Хойл одного разу не без гумору зауважив, що думка про виникнення життя в результаті описаних випадкових взаємодій молекул «так же безглузда і неправдоподібна, як твердження, що ураган, що пронісся над сміттєвим звалищем, може привести до збирання" Боїнга-747 "» [ 2] [2] [3] . Він випускає з уваги, що мова йде не про абсолютну випадковості, а про закономірною ланцюжку хімічних реакцій, що спрямовується конкретними земними умовами, змодельованими Міллером. Додаткові аргументи проти зауваження Хойла дає розглянута в попередньому розділі гіпотеза хіміко-біологічної еволюції, запропонована А. П. Руденко.

Все ж більшість біологів визнає в даний час наступні етапи хімічної еволюції: абіогенного утворення низькомолекулярних органічних сполук ( амінокислоти ) - " високомолекулярні органічні сполуки (нуклеїнові кислоти) -> полімерні агрегати ( коа - церватние краплі і мікросфери).

Вирішальне значення в походженні життя зіграли процеси, які призвели до утворення клітин.

  • [1] Ліпіди - група природних органічних сполук, яка включає жири жіроподобіие речовини.
  • [2] Грін М., Стаут У., Тейлор Д. Біологія. Т. 3. С. 276.
  • [3] Цит. по: Концепції сучасного природознавства / під ред. С. І. Самигііа. Ростов н / Д .: Фенікс, 2003. С. 275.
 
<<   ЗМІСТ   >>