Гипотезы происхождения жизни на Земле

Ранние гипотезы происхождения жизни

Происхождение жизни и сам процесс ее возникновения с давних пор привлекаю естествоиспытателей и философов. Обсуждение этих вопросов служит ареной острой борьбы материализма и идеализма. Идеалисты, исходя из теологических (от греч. theos - «бог» и logos - «учение») убеждений, считают возникновение живого актом Божественного творения, да еще осуществленным за шесть дней. Материалисты, напротив, говорят о материальности мира, о его существовании вследствие естественных причин и за счет природных сил, независимо от каких-либо божественных воздействий. Материализм является одной из форм натуралистического, естественнонаучного мировоззрения, в связи с этим он отрицает существование каких-либо внеприродных начал (Бога, абсолютного духа, сверхъестественных сил и т. п.).

В процессе обсуждения проблемы происхождения жизни к настоящему времени накопилось большое количество гипотез и теорий.

Гипотеза (от греч. hypothesis - «основа», «предположение») - система умозаключений, посредством которой на основе ряда фактов делается вывод о предмете, связи или явлении. Но этот вывод нельзя считать достоверным, так как он не имеет должных доказательств. Теория (от греч. theoris - «наблюдение», «исследование») - система обобщенного знания о том или ином «фрагменте» действительности. Теорию следует отличать от гипотезы, как достоверное знание от непроверенного, предполагаемого - «гипотетического» знания.

В истории биологии многие гипотетические высказывания, не доказанные по своей сути, авторы называли «теориями». В таком виде они и вошли в науку как теории, хотя на деле являются лишь гипотезами. Назовем некоторые из них, касающиеся происхождения жизни.

Креационизм (от лат. creatio - «создание») - идеалистическое учение о сотворении мира, живой и неживой природы в едином творческом акте существует с давних пор. Корни этого учения уходят в мифологию Древнего мира, повествующую о том, что по воле богов из хаоса рождается космос (от древнегреч. kosmos - «гармония», «устройство», «упорядоченность»). Креационизм поддерживается теологией христианства, иудаизма и ислама.
Точки зрения креационизма в биологии придерживался К. Линней. Он признавал спонтанное (внезапное) сверхъестественное происхождение всех видов растений и животных. При этом он считал, что виды неизменны и существуют такими, какими их создал Бог. Данные современной биологии доказывают полную несостоятельность креационизма.

Теории стационарного состояния (или «теория вечности жизни») утверждает, что живое всегда существовало на Земле, но оно изменялось во времени или в связи с какими-то катаклизмами. Сторонниками этих воззрений были зоолог и палеонтолог Жорж Кювье, его ученики (XVIII в.) и сторонники неокатастрофизма (начало XX в.).

На основании изучения ископаемых организмов Кювье пришел к выводу о постепенном совершенствовании их строения по мере перехода от древних форм к новым формам. Однако, будучи сторонником креационизма, он объяснял качественные различия организмов на основе «теории катастроф», согласно которой в истории Земли неоднократно происходили существенные катаклизмы, приводившие к гибели всего живого. На смену погибшим путем какого-то акта Творца (Бога) появлялись новые живые организмы с иными свойствами, усовершенствованными по воле Божественного Разума без непосредственной связи с предшествующими формами живого.

Однако эти гипотезы не объясняли главного: в результате чего появились первые живые существа, способные затем сохраняться и видоизменяться после крупных глобальных катастроф?

Оба эти идеалистические учения о происхождении жизни (креационизм и гипотеза стационарного состояния) полностью отвергаются современным естествознанием как несостоятельные.

Среди материалистических воззрений тоже имеется ряд идей и гипотез («теорий») о происхождении жизни на Земле.

Теория панспермии (от греч. pan - «все» и sperma - «семя») основанные на гипотезе о возможности переноса жизни из космического пространства на Землю. Гипотеза была выдвинута в 1865 году немецким медиком Г. Рихтером, поддерживалась немецким физиком и физиологом Г. Гельмгольцем и была полно сформулирована шведским физико-химиком С. Аррениусом в 1895 году. В XX веке подобные взгляды выказывали В.И. Вернадский и один из авторов модели ДНК Френсис Крик. По этой теории считается, что с метеоритами и космической пылью на Землю попали живые организмы внеземного происхождения. Такое предположение опирается на данные, свидетельствующие о высокой устойчивости некоторых микроорганизмов и их спор к радиации, вакууму, низким и высоким температурам и другим воздействиям. Эта идея высказывается и в наши дни, поскольку на обломках некоторых метеоритов иногда встречаются органические вещества или их следы. Но до сих пор нет достоверных фактов, подтверждающих внеземное происхождение этих веществ.

Гипотезы биогенеза и абиогенеза

Все многообразие точек зрения материалистов о происхождения живого на Земле сводится к двум противоположным позициям, которые получили название биогенеза и абиогенеза. Сторонники теории биогенеза (от греч. bios - «жизнь» и genesis - «происхождение») считают, что все живое происходит от живого, тогда как сторонники абиогенеза (греч. a — частица отрицания и «биогенез») считают возможным происхождение живого из неживой материи.

Идея абиогенеза, то есть самопроизвольного зарождения жизни из неживой природы, была широко распространена еще в Древнем Китае, Вавилоне, Египте. Такие воззрения активно высказывали натурфилософы Древней Греции: Эмпедокл и Демокрит (V в. до н. э.), Аристотель (IV в. до н. э.). Например, Эмпедокл полагал, что первые живые существа возникли из четырех элементов материи: воздуха, воды, земли и огня. Демокрит считал, что при участии огня из воды и ила могут самопроизвольно зарождаться живые существа, такие как рыбы. Позже Аристотель утверждал, что самозарождаться могут растения и животные. Он писал: «Живое может возникать не только в результате спаривания животных, но и от разложения почвы». Происходит этот процесс, по его мнению, в тех случаях, когда в неживом материале имеется некое «активное начало». Именно оно, подобно энергии, обеспечивает появление живого существа из неживого материала.

В течение долгого времени существовало убеждение, что различные живые формы возникали спонтанно, в результате самозарождения из неживой материи. Люди замечали, что после дождя в лесу появляются грибы, мхи, в пруду увеличивается количество лягушек, в гниющем мясе заводятся черви и заключали, что они родились из земли или из ила и тины - «из грязи». Такого рода представления разделяли в те времена многие исследователи, в том числе и ученые-натуралисты. Даже Ж.-Б. Ламарк в XIX веке писал о самозарождении некоторых грибов из влажной почвы.

Например, в XVI веке известный врач Парацельс пытался опытным путем доказать самозарождение лягушек, мышей, черепах, угрей из воды, воздуха, соломы, гниющего дерева и других неживых предметов. В XVII веке голландский врач, естествоиспытатель, основоположник теории водного питания растений Ян Баптист ван Гельмонт (1579-1644) придерживался идеи самозарождения. В подтверждении этого он провел специальный эксперимент спонтанного получения мышей, после чего опубликовал рецепт: «Положи в темный шкаф зерно, накрой его грязной рубашкой и жди 21 день». Активным началом в этом опыте считался пот на рубашке.

Утверждение Аристотеля о самозарождении жизни из неживых объектов сохраняло свое влияние на протяжении многих веков, вплоть до середины XIX века. Первые опровержения теорий абиогенеза — самопроизвольного абиогенного зарождения живых организмов — стали появляться уже в конце XVII века. Например, в 1668 году итальянский биолог и врач Франческо Реди (1626-1698) серией опытов доказал, что живое (мухи и черви) не возникает самопроизвольно из гниющего мяса, а появляется от других живых организмов. Сто лет спустя, в 1770 году, российский врач, натуралист, родоначальник метода стерилизации пищевых продуктов Мартын Матвеевич Тереховский (1740-1796), изучая микроорганизмы («анималькули»), экспериментально опроверг возможность самозарождения организмов из неживых тел. В это же время ошибочность теории самозарождения опытами на бактериях доказал и итальянский биолог Л. Спалланцани (1729-1799). Но лишь в конце 60-х голов XIX века после опытов. Проведенных известным французским микробиологом Луи Пастером, поддержавшим теорию биогенеза, была доказана несостоятельность идеи о самозарождении живого из неживых объектов, а подтвержденный Пастером в 1862 году «принцип Реди» «все живое — из живого» стал общепризнанным.

В конце XIX века идеи абиогенеза фактически утратили свое влияние в науке. На смену им пришли и утвердились теории биогенеза. При этом одни ученые выдвигали идею о том, что жизнь на нашей планете никогда не зарождалась, а была занесена из космоса, где она якобы существует вечно (теория панспермии), другие ставили вопрос о возникновении жизни на самой Земле и ее развитии в течение исторического процесса, то есть путем эволюции.

Гипотеза биохимической эволюции

Эта гипотеза была сформулирована в 1924 году российским биохимиком А.И. Опариным и независимо от него в 1929 году английским биохимиком и генетиком Дж. Холдейном. Оба они утверждали, что возникновение жизни — это результат химической эволюции, совершившейся в условиях молодой Земли. Основным материалом и объектом химической эволюции были углеродистые соединения, результатом — появление биополимеров в виде белков и нуклеиновых кислот. На их основе и возникли живые организмы.

Идеи А.И. Опарина и Дж. Холдейна являются основой современного взгляда на процесс возникновения жизни.

Биология: