Возникновение жизни на Земле

Теории самозарождения из неживой природы

До XVII-XVIII веков.

Самозарождение естественным образом

Аристотель; Парацельс в XV веке.

Парацельс описал синтез искусственного человека — гомункулюса.

Позже Гельмонт описал опыт «получения мышей в темном шкафу из грязной одежды и зерна».

Опровержение. В 1661 г. Франческо Реди прикрыл часть сосудов материей, а часть — оставил открытыми. В закрытых сосудах ничего не появилось, а в открытых появились личинки мух. Этим опытом были опровергнуты прежние взгляды о том, что мухи появляются из мяса, лягушки из ила и т.п. В 1765 г. Спалацани и в 1775 г. Тереховский поставили аналогичные Реди опыты, но запаяв сосуды.

С открытием микробов появилось течение «виталистов» («жизненники»), утверждавших о наличии некой «жизненной силы». Они утверждали, что через запаянное горлышко она проникнуть не может.

В 1860 г. французская академия учредила премию за окончательное решение этого вопроса. В 1962 г. эту премию получил Луи Пастер. Он прокипятил бульон в колбе с S-образным горлышком. Было окончательно доказано, что живое может произойти только от живого.

Этот опыт сторонники духовного начала подвели к акту творения жизни на Земле.

Самозарождение с помощью духовного начала

Креационисты утверждали, что жизнь возникла на Земле в результате сверхъестественного акта 4 тыс. лет до н.э.

Теория панспермии

Жизнь есть на других планетах. С метеоритами могут переноситься споры бактерий.

(+) В космосе найдены органические вещества: муравьиная кислота, этанол и др.

(-) В космосе температура -278,8 0 C, сильная радиация, горение в атмосфере, жесткие ультра-фиолетовые лучи убивают живые организмы. Как появилась жизнь на других планетах?

Теория стационарного состояния

Земля существовала всегда и всегда была населена.

Виды на Земле могут изменять свою численность или могут вымирать.

Предполагаемое доказательство — латимерия. Считалось, что данный вид вымер, но у берегов Мадагаскара была найдена особь.

Теория абиогенеза

Первым идею выдвинул в 1924 г. советский биохимик А.И. Опарин.

В 1928 г. к подобным взглядам пришел Д. Холдейн.

В 1947 г. теория была переработана Джоном Берналом и получила название биопоэз.

Возникновение Земли по теории Шмита и Штерма

Земля образовалась 4.5-6 млрд. лет назад из газопылевого облака.

1. Температура была очень высокой. Все вещества были в газообразном состоянии.
   По мере понижения температуры первыми конденсировались тяжелые металлы, затем более легкие и т.д.
   В атмосфере остались легко окисляемые вещества: H₂, H₂O, CH₄, NH₃, HCN (синильная кислота, циановодород), которые под действием электрических зарядов молний, ультра-фиолетового света и высоких температур могли преобразовываться в простые молекулы сахаров, аминокислот и азотистых оснований.
   В 1953 г. Миллер и Юри смоделировали эту реакцию (60000 В, высокое давление, 80 0 С). Позднее Пасынский и Павловская в аналогичной реакции применили вместо электричества ультрафиолет. В результате образовались кислоты, пептиды и другие органические вещества. В 1912 г. Лёб провел подобную реакцию, однако в то время не были разработаны методы микроанализа, и он нашел только аминокислоту глицин.
2. Температура продолжала снижаться.
   Парообразная вода конденсировалась, шли продолжительные дожди.
   Образовались океаны, в которых растворилось большинство газообразных веществ: H₂, CO₂, HCN, первые органические вещества.
   В получившемся растворе мономеры преобразовывались в полимеры со случайным набором мономеров: нуклеотиды и полипептиды.
3. Появилась оболочка, которая ограничивала капли органического вещества — образование коацерватов .
   Коацерваты могли поглощать друг друга; дальнейший отбор осуществлялся на наиболее устойчивых из них.
   Коацерваты могли длительно сохранять внутренний состав, выделять вещества и поглощать вещества, повышающие их устойчивость.
   Данное явление называется химической эволюцией .
   Позднее появилось самовоспроизведение. Химическая эволюция завершилась образование фосфолипидной мембраны.
   Открытие Т. Чеком в 1982 г. каталитической активности (самосинтез) нуклеиновых кислот позволяет предположить, что РНК были первыми биополимерами на Земле.
4. Появились первичные клетки:
   белки + нуклеиновые кислоты → вирус
   вирус + коацерват → клетка.
   Далее совместили свойства и-РНК и ферментов.
5. Примерно 3.5 млрд. лет назад началась биологическая эволюция.
   Первые организмы — пробионты — напоминали современных бактерий и были анаэробами.