Теорія панспермії - біологія

4. Теорія панспермії.

Пастера справедливо вважають батьком науки про найпростіших організмах - мікробіології. Завдяки його роботам було дано поштовх до найбільшої дослідженням невидимого неозброєним оком світу найдрібніших істот, що населяють землю, воду і повітря. Ці дослідження вже не були спрямовані, як раніше, на одне тільки опис форм мікроорганізмів; бактерії, дріжджі, інфузорії, амеби і т.д. вивчалися і з точки зору умов їх життя, їх харчування, дихання, розмноження, з точки зору тих змін, які вони виробляють в навколишньому їхньому середовищі, і, нарешті, з точки зору їх внутрішньої структури, їх найтоншого будови. Чим далі йшли ці дослідження, тим все більше і більше виявлялося, що найпростіші організми влаштовані зовсім не так просто, як це думали раніше.

Тіло всякого організму - рослини, равлики, хробака, риби, птиці, звіра, людини, - складається з найдрібніших бульбашок, видимих ​​тільки в мікроскоп. Воно складене з цих бульбашок-клітин, як будинок складний з цегли. Різні органи різних тварин і рослин містять клітини, що відрізняються один від одного за своїм виглядом. Пристосовуючись до тієї роботи, яка покладена на даний орган, клітини, його складові, так чи інакше, змінюються, але в принципі все клітини всіх організмів подібні між собою. Мікроорганізми відрізняються тільки тим, що все їхнє тіло складається всього-на-всього з однієї-єдиної клітини. Це принципове подібність всіх організмів підтверджує загальноприйняту тепер в науці думка, що все живе на Землі пов'язано, так би мовити, кровною спорідненістю. Більш складні організми походять з більш простих, поступово змінюючись і вдосконалюючись. Таким чином, варто тільки роз'яснити собі освіту якогось найпростішого організму - і походження всіх тварин і рослин стає зрозумілим.

Виняткова складність будови навіть найбільш простих організмів так вразила розуми деяких вчених, що вони прийшли до переконання про існування непрохідною прірви між живим і неживим. Перехід неживого в живе, організоване здавався їм абсолютно неможливим ні в сьогоденні, ні в минулому. "Неможливість самозародження в яке б то не було час, - говорить відомий англійський фізик В. Томсон, - потрібно вважати так само міцно встановленої, як закон всесвітнього тяжіння".

Але як, же тоді сталося життя на Землі? Адже був час, коли Земля, по загальноприйнятій тепер в науці погляду, представляла собою розпечену до білого куля. За це говорять дані і астрономії, і геології, і мінералогії, та інших точних наук - це безсумнівно. Значить, на Землі існували такі умови, при яких життя було неможливе, немислиме. Тільки після того, як земну кулю втратив значну частину свого тепла, розсіявши його в холодну міжпланетний простір, тільки після того, як охолоджені водяні пари утворили перші теплові моря, стало можливе існування організмів, подібних до тих, які ми зараз спостерігаємо. Для роз'яснення цього протиріччя була створена теорія, що носить досить складну назву, - теорія панспермії (грец. Pansperm # 237; a - суміш всяких насіння, від p # 225; n - весь, всякий і sp # 233; rma - насіння).

Ця теорія набула в науковому світі багато прихильників, між якими були навіть такі видатні уми, як Г. Гельмгольц, С. Арреніус, Дж. Томсон, П. П. Лазарєв та ін. Її захисники прагнули, головним чином, науково обґрунтувати можливість такого перенесення зародків з одного небесного тіла на інше, при якому зберігалася б життєздатність цих зародків. Адже насправді, в кінці кінців, головне питання полягає саме в тому, чи може спору здійснити такий тривалий і повне небезпек подорож, як переліт з одного світу в інший, не загинувши, зберігши здатність прорости і розвинутися в новий організм. Розберемо докладно, які небезпеки зустрічаються на шляху зародка.

Перш за все, це холод міжпланетного простору (220 ° нижче нуля). Відокремившись від рідної планети, зародок приречений довгі роки, століття і навіть тисячоліття носитися при такій страхітливій температурі, перш ніж щасливий випадок дасть йому можливість опуститися на нову землю. Мимоволі постає сумнів, чи здатний зародок витримати таке випробування. Для вирішення цього питання зверталися до дослідження стійкості по відношенню до холоду сучасних нам суперечка. Досліди, проведені в цьому напрямку, показали, що холод зародки мікроорганізмів виносять чудово. Вони зберігають свою життєздатність навіть після шестимісячного перебування при 200 ° нижче нуля. Звичайно, 6 місяців не 1000 років, але все ж досвід дає нам право припускати, що, по крайней мере, деякі з зародків можуть перенести страшний холод міжпланетного простору.

Набагато більшу небезпеку для зародків представляє їх повна незахищеність від світлових променів. Їхній шлях між планетами пронизаний променями сонць, згубними для більшості мікробів. Деякі бактерії гинуть від дії прямих сонячних променів вже протягом декількох годин, інші більш стійкі, але на всіх без винятку мікробів дуже сильне освітлення діє несприятливо. Однак це несприятливу дію в значній мірі послаблюється під час відсутності кисню повітря, а ми знаємо, що в міжпланетному просторі повітря ні, і тому можемо не без підстави припускати, що зародки життя витримають і це випробування.

Але ось щасливий випадок дає можливість зародку потрапити в сферу тяжіння будь-якої планети зі сприятливими для розвитку життя умовами температури і вологості. Блукачу залишилося тільки, підкоряючись силі тяжіння, впасти на його нову Землю. Але як раз тут, майже вже в мирній гавані, і чекає його грізна небезпека. Раніше зародок носився в безповітряному просторі, але тепер, перш ніж впасти на поверхню планети, він повинен пролетіти через досить товстий шар повітря, що огортає з усіх боків цю планету.

Всім, звичайно, добре відоме явище "падаючих зірок" - метеорів. Сучасна наука пояснює це явище наступним чином. У міжпланетному просторі носяться тверді тіла і частинки різних розмірів, можливо, оскільки планет або комет, що залетіли в нашу сонячну систему з найвіддаленіших місць Всесвіту. Пролітаючи поблизу від земної кулі, вони притягуються цим останнім, але, перш ніж впасти на його поверхню, вони повинні пролетіти через повітряну атмосферу. Внаслідок тертя об повітря швидко падаючий метеорит нагрівається до сказу і стає видимим на темному небосхилі. Тільки мало хто з метеоритів досягають землі, більшість згоряє від сильного спека ще далеко від її поверхні.

Подібної ж долі повинні піддатися і зародки. Однак різні міркування показують, що подібного роду загибель не є обов'язковою. Є підстави припускати, що, по крайней мере, деякі із зародків, що потрапили в атмосферу тієї чи іншої планети, доберуться до її поверхні життєздатними.

Разом з тим не потрібно забувати про тих колосальних астрономічних проміжках часу, протягом яких Земля могла засіватися зародками з інших світів. Ці проміжки обчислюються мільйонами років! Якщо за цей час з багатьох мільярдів зародків хоча б один дістався благополучно до поверхні Землі і знайшов тут відповідні для свого розвитку умови, то цього було б уже досить для утворення всього органічного світу. Ця можливість при сучасному стані науки представляється хоча і малоймовірною, але допустимої; у всякому разі, у нас немає фактів, які їй прямо суперечили б.

Однак теорія панспермії є відповіддю тільки на питання походження земного життя, а аж ніяк не на питання про походження життя взагалі, переносячи проблему в інше місце Всесвіту.

"Одне з двох, - говорить Гельмгольц. - Органічне життя або коли-небудь почалася (зародилася), або існує вічно ". Якщо визнати перше, то теорія панспермії втрачає всякий логічний зміст, так як якщо життя могло зародитися де-небудь у Всесвіті, то, виходячи з одноманітності світу, ми не маємо жодних підстав стверджувати, що вона не могла зародитися і на Землі. Тому прихильники розглядуваної теорії приймають положення про вічність життя. Вони визнають, що "життя тільки змінює свою форму, але ніколи не створюється з мертвої матерії".

Сучасні прихильники концепції панспермії (в числі яких - лауреат Нобелівської премії англійський біофізик Ф. Крик) вважають, що життя на Землю занесена випадково або навмисно космічними прибульцями за допомогою літальних апаратів. Доказом цього є багаторазові появи НЛО, наскальні зображення предметів, схожих на космодроми, а також повідомлення про що відбулися зустрічі з інопланетянами.

До гіпотезі панспермії примикає точка зору астрономів Ч. Викрамасингха (Шрі-Ланка) і Ф. Хойл (Великобританія). Вони вважають, що в космічному просторі, в основному в газових і пилових хмарах, у великій кількості присутні мікроорганізми. Далі ці мікроорганізми захоплюються кометами, які потім, проходячи поблизу планет, «сіють зародки життя».

Інші вчені висловлюють думку про перенесення «суперечка життя» на Землю світлом (під тиском світла).

Загалом, інтерес до теорії панспермії не згасає до цих пір.

5. ТЕОРІЯ А. І. Опаріна.

За Опаріну, процес, який призвів до виникнення життя на Землі, може бути розділений на три етапи:

1. Виникнення органічних речовин.

2. Освіта з простіших органічних речовин біополімерів (білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпідів та ін.).

3. Виникнення примітивних самовідтворюються організмів.

Теорія біохімічної еволюції має найбільшу кількість прихильників серед сучасних вчених. Земля виникла близько п'яти мільярдів років тому; спочатку температура її поверхні була дуже високою (4000 - 80000С). У міру її остигання утворилися тверда поверхня (земна кора - літосфера). Атмосфера, спочатку складалася з легких газів (водень, гелій), не могла ефективно утримуватися недостатньо щільною Землею, і ці гази замінювалися важкими: водяною парою, вуглекислим газом, аміаком і метаном. Коли температура Землі опустилася нижче 1000C, водяна пара почала конденсуватися, утворюючи світовий океан. В цей час, відповідно до уявлень А. І. Опаріна, відбувся абіогенний синтез, тобто в початкових земних океанах, насичених різними простими хімічними сполуками, «в первинному бульйоні» під впливом вулканічного тепла, розрядів блискавок, інтенсивної ультрафіолетової радіації та інших факторів середовища почався синтез більш складних органічних сполук, а потім і біополімерів. Утворенню органічних речовин сприяла відсутність живих організмів - споживачів органіки - і головного ... окислювача ... - ... кисню. Складні молекули амінокислот випадково об'єднувалися в пептиди, які, в свою чергу, створили початкові білки. З цих білків синтезувалися первинні живі істоти мікроскопічних розмірів.

Найбільш складною проблемою в сучасній теорії еволюції є перетворення складних органічних речовин на прості живі організми. Опарін вважав, що вирішальна роль в перетворенні неживого в живе належить білкам. Мабуть, білкові молекули, притягаючи молекули води, утворювали колоїдні гідрофільні комплекси. Подальше злиття таких комплексів один з одним призводило до відділення колоїдів від водного середовища (коацервація). На кордоні між коацерватами (від лат. Coacervus - згусток, купа) і середовищем шикувалися молекули ліпідів - примітивна клітинна мембрана. Передбачається, що колоїди могли обмінюватися молекулами з навколишнім середовищем (прообраз гетеротрофного харчування) і накопичувати певні речовини. Ще один тип молекул забезпечував здатність до самовідтворення.

Система поглядів А. І. Опаріна отримала назву «коацерватная гіпотеза».

Теорія була обгрунтована, крім однієї проблеми, на яку довго закривали очі майже всі фахівці в області походження життя. Якщо спонтанно, шляхом випадкових безматрічних синтезів в коацервати виникали поодинокі вдалі конструкції білкових молекул (наприклад, ефективні каталізатори, що забезпечують перевагу даному коацервати в рості і розмноженні), то як вони могли копіюватися для поширення всередині коацервата, а тим більше для передачі коацерватам-нащадкам? Теорія виявилася нездатною запропонувати вирішення проблеми точного відтворення - всередині коацервата і в поколіннях - одиничних, випадково з'явилися ефективних білкових структур.

Інформація про роботу «Основні гіпотези про виникнення життя на Землі»