icon-star icon-cart icon-close icon-heart icon-info icon-pause icon-play icon-podcast icon-question icon-refresh icon-tile icon-users icon-user icon-search icon-lock icon-comment icon-like icon-not-like icon-plus article-placeholder article-plus-notepad article-star man-404 icon-danger icon-checked icon-article-edit icon-pen icon-fb icon-vk icon-tw icon-google
Елена Асвойнова-Травина
Обучение

Когда на Земле зародилась жизнь?

  • 2496
  • 6

Когда на Земле зародилась жизнь?

В
В одной современной сказке Солнце называет Землю своей «любимой дочерью»… почему любимой – понятно всем: ведь Земля – единственная Планета Солнечной системы, породившая жизнь (есть ещё какая-то надежда найти жизнь на Марсе и на некоторых спутниках – но, во-первых, пока не нашли, во-вторых, если там и есть жизнь – то весьма примитивная, и Земля с её разнообразием форм жизни, и разумным видом, создавшим искусственную среду, в любом случае остаётся вне конкуренции)… но когда и как это могло произойти?

Когда-то человек отвечал на этот вопрос просто: Бог сотворил! Даже указывалась (в результате сложных теологических рассуждений) конкретная дата – правда, она «колеблется» от источника к источнику от 5500 до 5509 гг. до н.э. – но это уже детали, где-то в этот период и состоялись те дни Божественной недели творения, когда были сотворены сначала твари бессловесные, а потом – в шестой день – человек…

Сегодня такой ответ не устроит уже никого: и от буквального толкования Библии все давно отошли (кроме оголтелых креационистов), и научные данные исчисляют возраст Земли и жизни на ней не тысячами, а миллиардами лет, а главное – независимо от того, признаёт человек участие Бога в возникновении жизни на Земле или нет – он хочет знать: а как выглядел процесс? Если хотите – как именно Бог сотворил жизнь?

Выше мы говорили о том, что Земля породила жизнь… так вот, такая формулировка многим казалась не вполне однозначной. Дело в том, что человечество немало копий сломало вокруг проблемы самозарождения. Ещё в XVII в. даже учёные верили, что лягушки зарождаются из ила, черви (имелись в виду личинки мух) – из гниющего мяса, а если набить в кувшин грязного белья и подсыпать пшеницы, то через несколько дней из этой смеси зародятся… мыши (видимо, никто из тех, кто ставил такой эксперимент, почему-то не догадался закрыть кувшин). Прошло много лет и проведено немало исследований (к этому приложили руку и Л.Спалланцани, И Л.Пастер, и многие другие), чтобы стало очевидным: если перекрыть мухам доступ к мясу, если закупорить колбу перед кипячением – никто там не заведётся, живое существо может родиться только от живого существа!

Но уже было ясно, что и Земля не вечна, и тем более – жизнь на ней – было время, когда её не было… откуда же она взялась? Да очень просто – была занесена из космоса! Существуют мельчайшие «споры жизни», которые существуют вечно, путешествуя в мировом пространстве, и иногда попадают на планеты, давая начало живой природе там… Мимо гипотезы панспермии (именно так это называется) не прошли даже поэты:

К бесформенным образованьям льнете,

Играя и творя,

Все сущее в размеренном полете

Навек животворя, – писал И.В.Гёте.

Речь в этом стихотворении идёт о кометах… и некоторые современные учёные согласны с великим немецким поэтом: когда комета приближается к звезде, «разогреваясь» в её лучах, её голова начинает выпускать струи газа, в которых действительно обнаружены органические вещества. Хвосты комет то и дело задевают атмосферы планет – так что «семена жизни» действительно могут туда попасть.

Но всё же большинство учёных считает, что жизнь не «путешествует» по планетам, а на каждой из них зарождается самостоятельно (некоторые исследователи даже полагают, что такое событие произошло только на Земле – в силу уникальных условий – впрочем, это тема для отдельного разговора). Строго говоря, даже если жизнь была занесена откуда-то из космоса – для этого она должна была где-то зародиться, и так или иначе мы приходим к мысли: правило «живое рождается только из живого» не могло действовать в те времена, когда не было ничего живого!

Против этой идеи – казалось бы, такой логичной – ещё в XIX в. возражали не какие-нибудь невежды-мракобесы, а вполне прогрессивные мыслители… возражали потому, что эта мысль казалась возвращением к идее сотворения жизни, к идее участия Творца – в научную картину мира, которая (по выражению Лапаласа) «не нуждается в гипотезе Бога» (по сути дела, соответствующей христианскому – а не язычески-пантеистическому мировоззрению), она не укладывалась. Главный вопрос, который на тот момент невозможно было разрешить, был таков: если самозарождение жизни из неживой материи когда-то произошло, если это возможно – почему это не происходит сейчас?

Чтобы разобраться с этим вопросом, вспомним известное нам со школьной скамьи определение жизни: «способ существования белковых тел». Хоть это энгельсовское определение и критикуют сегодня как устаревшее – ничего более конкретного не предложил пока никто, и действительно, основа жизни – это именно белки (во всяком случае, никакой другой жизни пока не обнаружено). Значит, чтобы появилась жизнь, должен был возникнуть белок…

Впервые идею химической эволюции (которая должна была предшествовать эволюции биологической) выдвинул наш соотечественник академик А.Опарин. А позднее американский учёный С.Миллер воспроизвёл её «в пробирке»… да-да! Для этого, как оказалось, нужно было немного – воспроизвести природные условия древней Земли – благо, состав древней атмосферы (отличающийся от современного) благодаря геологическим исследованиям известен – водород, аммиак, метан: итак, берём колбу с водой и соответствующей газовой смесью (древняя атмосфера над первобытным океаном) и организуем там «грозу», пропуская по проволочкам, подведённым к стенкам колбы, ток… и прямо на глазах исследователя вода в колбе наполнилась какими-то смолистыми комочками! Химический анализ показал, что это аминокислоты – «строительные материалы» жизни!

Конечно, не всё так просто: древняя атмосфера могла состоять из других газов (углекислого газа и азота), гроз на древней Земле могло и не быть… Что ж, заменим газы в колбе, вместо электрического тока применим ультрафиолетовое излучение, радиацию (уж это-то было – от Солнца!), сильные удары (как будто метеориты падают)… получаются те же самые аминокислоты! Получается, что возникновение их было неизбежно!

Но ведь аминокислоты – это ещё не жизнь… Другой американский исследователь – С.Фокс – взял полученную таким образом смесь аминокислот и… запёк её в печи на вулканической лаве (ведь бушующих вулканов на молодой Земле тоже было предостаточно) – и аминокислоты начали соединяться в молекулы-полимеры, очень похожие на белковые молекулы! Этот искусственно полученный белок учёный поместил в воду и рассмотрел каплю такой воды под микроскопом… и что же он увидел?

Белок собрался в капельки, напоминающие какие-то примитивные живые существа типа бактерий: они съёживались, если капнуть в воду кислотой, они окружили себя двойной мембраной, через которую вещества проходили в капельку уже не как попало – они впитывали из раствора одни вещества и удаляли из себя другие, они даже делились!

Конечно, назвать эти «капельки» полноценными живыми существами было нельзя – но это была преджизнь, шаг от неживого к живому. Почему нечто подобное не зарождается сейчас – ответ очевиден после таких опытов: условия на Земле стали другими (изменился состав атмосферы, вулканическая деятельность стала не такой активной), но главное даже не в этом… Как показали опыты того же С.Фокса, такой вот искусственный белок замечательно пожирают бактерии и даже крысы… с одной стороны, это говорит о том, что белок получился «правильный», с другой – становится ясным, что если бы даже нечто подобное возникло в позднейшие времена, то такая «преджизнь» немедленно была бы съедена другими живыми организмами. Иными словами, жизнь неизбежно должна была зародиться из неживой материи – но это могло произойти только один раз!

Так же – в ходе химической эволюции – образовались нуклеотиды – «строительные элементы» молекулы РНК, которые затем сложились в эту самую молекулу – и она, «встретившись» с белком, образовала протоклетку с РНК-геномом… это уже можно было считать живым организмом – хотя до таких организмов, какие мы знаем сейчас (с молекулой ДНИК) было ещё далеко… Почему произошла эта судьбоносная встреча? В силу счастливой случайности? Некоторые исследователи приводят такую аналогию: лежат на свалке разрозненные детали самолёта, над свалкой пронёсся смерч и собрал из них «готовый к употреблению» самолёт – так вот, вероятность такого развития событий выше, чем вероятность возникновения клетки из РНК и белковых молекул… что заставило их сложиться в систему – неужели рука Творца? Но мы же помним, что наблюдать «руку Творца» в творении непосредственно нельзя – какие установленные Им законы здесь действовали? Пока загадка…

Когда всё это произошло?

Возраст Земли оценивается в 6-7 миллиардов лет, а условия, способные «запустить» химическую эволюцию, могли сложиться не раньше, чем через 3 миллиарда лет. Появление первых живых организмов – прокариотов (одноклеточных, лишённых ядра) исследователи относят к эоархейскому периоду – приблизительно 3,7 миллиардов лет назад. Конечно, откопать их останки нельзя – но геологические отложения той эпохи несут следы жизнедеятельности прокариотов (в частности, сине-зеленых водорослей).

Вот это и есть «точка отсчёта», которая знаменует собой завершения зарождения жизни на Земле как такового (пребиотической эволюции) и начало её развития – биологической эволюции… но это уже другая история!

spe
Лариса Попруга

УХ! Это даже не статья, а целое исследование ++++++
Елена, Вы беретесь за такие сложные темы и с легкостью их раскрываете

deb
Rusanna Nagoeva

Ну ничего себе, захватывающая статья. Опровержение всего, что мы знали до сих пор. +++++++

pro
Леонид Девятых

Да ничо мы не знаем, Русан. И чем дальше живем, тем больше не знаем...

Вам необходимо или зарегистрироваться, чтобы оставлять комментарии
выбор читателя

Выбор читателя

16+