Виникнення життя на Землі - малюнок

Виникнення життя на Землі — основні теорії і гіпотези



Питання виникнення життя на Землі хвилює людство вже багато тисячоліть. Проблема походження життя – це одна з першорядних проблем в сучасному природознавстві. Наша Земля як планета Сонячної системи сформувалася приблизно 4,6 млрд років тому. Вже через пів мільярда після формування на її поверхні з’явилися перші живі організми.

Але як це сталося? Які умови повинні призвести до виникнення такого унікального феномена, як життя? На ці та багато інших питань протягом всієї історії людства багато вчених та філософів намагаються дати відповідь.

Гіпотези походження життя на Землі

Основні теорії зародження життя

До основних гіпотез зародження життя належать:

  • Концепція самозародження
  • Концепція стаціонарного стану
  • Концепція панспермії
  • Концепція креаціонізму
  • Концепція біохімічної еволюції

Зараз ми більш детально розглянемо кожну з них.

Гіпотеза абіогенезу

Теорія самозародження

Ще в давнину з’явилися перші гіпотези про походження життя. Жителі древніх країн сходу вірили в теорію мимовільного зародження життя. Вони не сумнівалися, що життя здатне з’являтися майже з нічого, саме по собі.

Відповідно до цієї теорії, численні тварини, такі як черв’яки, жаби, змії, народжуються з глини і води під впливом тепла і сонячного світла, яким приписувалися божественні, чарівні сили.

Філософи Стародавнього Риму і Стародавньої Греції, на відміну від їх східних колег, не бачили в мимовільному зародженні життя ніякого теологічного підтексту. Навпаки, у своїх теоріях вони намагалися пояснити феномен життя, застосовуючи матеріалістичний або ідеалістичний підхід.

Одна з гіпотез свідчила, що взаємодія стихій народжує життя: з вологої землі і вогню з’являються тварини.

Важливо! Прихильником цієї теорії був Ван-Гельмонт, вчений з Голландії. У XVII столітті в науковій роботі описав свій експеримент, за результатами якого він “отримав” кілька мишей в закритій шафі, куди поклав сорочку і трохи зерна.

Спростування теорії надав Франческо Реді. У 1688 році він довів, що личинки мух не здатні з’явитися на гнилому м’ясі самі. Експеримент був простий: він поклав у два горщики однакові шматки м’яса. Одну посудину він накрив тонким шматком тканини, а іншу залишив відкритою. Через кілька тижнів у відкритій посудині було безліч личинок, а в закритій – жодної. Вчений зробив висновок, що мухи відкладають в м’ясо свої яйця, а значить – комахи не самозароджуються.

Теорія стаціонарного стану

Теорія стаціонарного стану

Відповідно до цієї концепції, Земля в сучасному її вигляді існувала завжди, і на її поверхні протягом всієї історії було життя. Теорія з’явилася в 1880 році, її запропонував німецький медик Тьєррі Вільям Прейєр. Згідно з сучасними дослідженнями, приблизний вік Землі – 4,6 млрд років. Але точно визначити вік планети на сьогодні неможливо. Цей факт і дозволяє прихильникам теорії стаціонарного стану розвивати своє вчення.

Основні положення теорії:

  • Земля і весь Всесвіт вічні та існують в незмінному вигляді;
  • Зміни в природі незначні і не мають істотного впливу на живі організми;
  • Для всіх видів є два можливих шляхи – вони або вимирають, або змінюють свою чисельність.

Основні докази етернізму (друга назва теорії, від латинського слова eternus – вічний) ґрунтуються більшою мірою на прогалинах і неясних аспектах еволюційної теорії.

Найпопулярніший доказ пов’язаний з рибою латимерією. Останки цієї стародавньої риби знаходять в пластах, що датуються мезозойською ерою (60-90 млн років тому, крейдяний період).

Довгий час латимерія вважалася перехідним видом від риб до земноводних. Однак в 1939 році в районі острова Мадагаскару рибалкам вдалося виловити живу латимерію. Ця знахідка дозволяє зробити висновок, що даний вид не може бути перехідним.

Важливо! Ця теорія заперечує положення теорії Великого Вибуху і еволюційної теорії. У сучасних умовах етернізм варто розглядати скоріше як філософське вчення.

Відомий українсько-російський вчений, автор вчення про біосферу, академік В. І. Вернадський дотримувався теорії етернізму. Вернадський говорив що “… життя вічне, тому що вічний Космос”.

Гіпотеза панспермії

Теорія панспермії

Теорія панспермії – це теорія про позаземне походження життя. Вперше цю ідею висловив грецький філософ Анаксагор (V ст. до н. е.). А в 1865 році Х. Ріхтер – вчений, родом з Німеччини, відродив її.

Він висунув припущення, що на Землю життя у вигляді зародків найпростіших мікроорганізмів занесли численні метеорити і космічний пил з планети, де на той момент вже було життя. Прихильники теорії стверджують, що умови первісної Землі були сприятливі для розвитку цих мікроорганізмів, тому вони дали початок всій різноманітності життя.

Прихильники теорії панспермії прагнуть науково довести можливість перенесення життя з планети на планету, адже при подорожі через космічний простір спори бактерій зіткнуться з безліччю випробувань.

Схема панспермії
Схема панспермії

Небезпеку становитимуть і холод міжпланетного простору (-220 °C), і сильне ультрафіолетове випромінювання. Також не варто забувати про атмосферу планети, проходячи через яку на великій швидкості, будь-яке тіло завдяки силі тертя загориться.

Звичайно, ці доводи не спростовують теорію повністю. У 60-х роках минулого століття популярність теорії панспермії різко зросла, завдяки виявленню на метеоритах і поверхні комет складних органічних сполук і води.

Теорія панспермії не є повноцінною теорією виникнення життя, оскільки вона не пояснює сам феномен зародження життя, просто перенісши проблему з нашої планети у величезний космос.

Теорія креаціонізму

Теорія креаціонізму

Теорія креаціонізму або божественного творіння має довгу і багату історію. Всі релігійні вчення світу по-своєму пояснюють походження життя, але всі вони говорять про якийсь божественний задумі і про божественне походження Всесвіту в цілому і життя на Землі зокрема.

Християнський креаціонізм є найбільш розвиненим, в його основу покладені біблійні тексти.

Відповідно до цієї теорії, зародження життя відбулося в результаті розумного акту творіння вищою істотою. Залежно від методу трактування Біблії, прихильники теорії діляться на різні течії.

Важливо! Крім Біблії, є й інші священні книги світових релігій, в кожній з яких теж є відомості про виникнення світу.

Наприклад, буквалістські креаціоністи стверджують, що світ був створений за 6 днів близько 6 000 років тому, як це і описано в Біблії. Прихильники метафоричного креаціонізму вважають, що написане в Біблії не варто розуміти буквально. За цією версією, один “день творіння” міг тривати тисячі років.

Також в рамках концепції креаціонізму існує теїстичний еволюціонізм, який визнає еволюційну теорію. Однак його прихильники вважають, що еволюція – ні що інше, як знаряддя в руках творця.

Важливо! Відповідно до сучасних уявлень про науку, креаціонізм розглядають тільки як філософсько-методологічну концепцію, оскільки теорія виникла в рамках релігійного світогляду.

Противники цієї теорії говорять про недоцільність викладання креаціонізму в школі через її антинауковість.

Теорія біохімічної еволюції2

Теорія біохімічної еволюції

У сучасному науковому співтоваристві найбільш обгрунтованою вважають теорію біохімічної еволюції або абіогенез. Її в 1923 році висунув біохімік Опарін. Основне положення теорії Опаріна полягає в тому, що зародження життя – це тривалий процес виникнення життя з неживої речовини.

Етапи формування “живого” з ” неживого”:

  • Синтез органічних сполук з неорганічної матерії в аеробних умовах первісного океану.
  • Формування з органічних речовин біополімерів, вуглеводнів і ліпідів у водоймах планети.
  • Самоорганізація і розвиток органічних речовин в складні структури, на основі яких виникають механізми обміну речовин і самовідтворення. Все це в кінцевому підсумку призвело до утворення живої клітини.

Близько чотирьох мільярдів років тому наша Земля, ще дуже молода планета, сильно відрізнялася від сучасної. Температура поверхні планети досягала 8000°C, а всі породи під дією таких високих температур були розплавлені. Поверхню Землі безперервно бомбардували метеорити, в тому числі і дуже великі.

Після епохи “Великого бомбардування” поверхня планети почала потроху остигати, породи затверділи. Коли температура впала нижче 100°C, вода з ранньої атмосфери пролилася у вигляді дощу, і так з’явився первісний океан. Він надав необхідні для утворення найпростішої життя умови.

Атмосфера молодої Землі була бідна киснем, так як гравітація планети ще була не здатна утримувати легкі гази. Опарін вважав, що тільки в анаеробних умовах могли з’явитися перші органічні речовини, тому що вплив кисню був би руйнівним для життя, що зароджується.

Зародження життя

Перебіг хімічних реакцій став можливим під дією:

  • електричних розрядів блискавок;
  • високих температур;
  • потужного ультрафіолетового випромінювання, від якого первісна атмосфера планети ще не захищала тверду поверхню.

Важливо! У 1953 році американський вчений Стенлі Ллойд Міллер відтворив умови молодої Землі у своїй лабораторії. Суміш з води, аміаку, метану і водню він піддавав потужним електричним розрядам. Через деякий час вченому вдалося таким чином синтезувати амінокислоти, цукри і навіть прості білки. Цей дослід довів, що органічні сполуки утворюються не тільки в результаті біогенезу, але і за допомогою абіогенного синтезу.

Білки мають здатність притягувати до себе воду, яка утворює навколо них оболонку. Опарін припустив, що під час другого етапу на основі таких білків відбувалося формування численних складних структур – коацерватів – передбіологічних систем. Коацервати, відокремлені від середовища, вибірково обмінювалися з нею речовинами, а також накопичували деякі сполуки.

Численні речовини, що входять до складу цих складних структур, взаємодіяли між собою і іонами металів. Це дало початок появі ферментів. На кордоні між коацерватом і середовищем збиралися жири (ліпіди), які грали роль примітивної клітинної мембрани та забезпечували стабільність.

Передбачається, що на третьому етапі з маси коацерватних крапель залишилися лише найстійкіші. Вони вже мали здатність поглинати речовини з середовища, таким чином з’явився механізм обміну речовин, який є одним з найважливіших властивостей життя.

Відповідно до теорії Опаріна, така коацерватна крапля в міру зростання і накопичення маси могла розпадатися на дві дочірні, які були ідентичні їй, тобто крапля придбала здатність до самовідтворення. На цьому етапі коацервати вже варто розглядати як перші найпростіші організми.

Важливо! У теорії Опаріна існує багато “білих” плям. Ця гіпотеза не дає, повною мірою, відповідь на питання про зародження життя, але саме гіпотеза біохімічної еволюції є найбільш перспективною в плані подальших досліджень.

Композиція Зародження (життя). Опішня. Музей гончарства.
Композиція Зародження (життя). Опішня. Музей гончарства.

Висновок

Таким чином жодна з існуючих на сьогоднішній день теорій не дає відповіді на питання про те, як на нашій планеті з’явилося перша життя. Це викликано, в першу чергу, тим, що сучасні вчені поки не в змозі провести такий експеримент, який би однозначно вирішив цю проблему.

Всі представлені концепції – як теологічні, так і наукові, засновані на умоглядних висновках вчених і філософів. Можливо, з часом, науково-технічний прогрес надасть дослідникам засоби для подальшого вивчення, що призведе до нових відкриттів.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *