Концепции возникновения жизни
Поиска ответа на вопрос "как появилась жизнь" всегда волновал очень многих - от величайших умов до различных шарлатанов. Далее пойдет речь о концепция, которые существовали и существуют (за исключением абиогенеза, о котором написано в предыдущих статьях).
Креационизм
Согласно этой концепции, жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом; ее придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений. В 1650 г. архиепископ Ашер из г. Арма (Ирландия) вычислил, что бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н.э. и закончил свой труд 23 октября в 9 часов утра, создав человека. Ашер получил эту дату, сложив возрасты всех людей, упоми нающихся в библейской генеалогии, - от Адама до Христа («кто кого родил»). С точки зрения арифметики это разумно, однако при этом получается, что Адам жил в то время, когда, как пока зывают археологические находки, на Ближнем Востоке существовала хорошо развитая городская (шумерская) цивилизация, которая имела свою письменность, развитое хозяйство, имела разносторонние торговые связи с соседними государствами.
Очень близкие легенды о сотворении мира и живых существ
каким-то сверхестественным существом присутствуют в мифах и
сказаниях очень многих народов на Земле. Эти мифы и сказания
появились значительно раньше, чем Библия. Например, представления шумеров о возникновении мира, о появлении человека нашли отражение в Библии. Главными богами шумеров были Ан (небо) и Ки (земля), которые были неразрывно связаны. Ан практически не вмешивался в дела на Земле, передав эти функ ции богам, родившимся от него. Так, родившийся от этого союза бог воздуха Энлиль разделил небо и землю и практически господствовал над Вселенной. Мифы древнейших народов, религиозные убеждения современных людей указывают на сходство попыток объяснить как появление природы, так и различные природные явления.
Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, 1.1.-26, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все христиане признают, что Библия - завет господа людям, по вопросу о длине «дня», упоминающегося в Книге Бытия, существуют разногласия. Некоторые считают, что мир и все населяющие его организмы были созданы за шесть дней продолжительностью по 24 часа. Они отвергают любые другие точки зрения и целиком полагаются на вдохновение, созерцание и божественное откровение. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в Книге Бытия изложено в понятной для людей всех времен форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим творцом. Для них описание сотворения живых существ скорей относится к ответу на вопрос «почему?», а не «каким образом?». Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру.
«Вера же есть осуществление ожидаемого и уверенность в
невидимом ... Верою осознаем, что вещи устроены словом
Божьим, так что из невидимого произошло видимое» (Послание к
евреям, 11, 1-3).
Вера признает вещи, которым нет доказательств в научном
смысле слова. Это означает, что логически не может быть противоречия между научным и богословским объяснением сотворения мира, так как эти две сферы мышления взаимно исключают одна другую. Для ученого научная истина всегда содержит элемент гипотезы, предварительности, но для верующего теологическая картина абсолютна. Процесс божественного сотворения мира мыслится как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения; этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного сотворения за рамки научного исследования. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, а поэтому она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни отвергнуть эту концепцию.
Самопроизвольное зарождение
Эта концепция была распространена в древних Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384-322 до н.э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения. На основе собственных наблю дений он развил эту теорию дальше, связывая все организмы в непрерывный ряд - «лестницу природы» (scala naturae):
«Ибо природа совершает переход от безжизненных объектов к животным с такой плавной последовательностью, поместив между ними существа, которые живут, не будучи при этом животными, что между соседними группами, благодаря их тесной близости, едва можно заметить различия» (Аристотель).
Этим высказыванием Аристотель укрепил более ранние высказывания Эмпедокла об органической эволюции. Согласно теории Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм.
Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.
«Таковы факты - живое может возникать в результате не только спаривания животных, но и разложения почвы... Так же обстоит дело и у растений: некоторые развиваются из семян, а другие как бы самозарождаются под действием сил природы, возникая из разлагающейся земли, отбросов или из определенных частей растений» (Аристотель). Эту идею поддерживали такие выдающиеся ученые и мыслители как Парацельс, эмбриолог Гарвей, Н. Коперник, Г. Галилей, Р. Декарт, Гете, Шеллинг и др. Их авторитет во многом определил долгий срок существования теории самозарождения и ее широкое распространение.
С распространением христианства, концепция спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести; ее признавали лишь те, кто верил в колдовство и поклонялся нечистой силе, но эта идея все же продолжала существовать в течение еще многих веков. Ван Гельмонт (1577-1644), весьма знаменитый и удачливый ученый, описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот. Даже опыты Ф. Реди и Спаллацани не смогли поколебать эту концепцию. В 1688 г. итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе, - это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждавшие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей
жизни (концепция биогенеза).
«Убежденность была такой тщетной, если бы ее нельзя было подтвердить экспериментом. Поэтому в середине июля я взял четыре больших сосуда с широким горлом, поместил в один из них змею, в другой - немного рыбы, в третий - угрей из Арно, в четвертый - кусок молочной телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми... Вскоре мясо и рыба в незапечатанных сосудах зачервивели; можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я не видел ни одного червяка, хотя прошло много дней, после того как в них была положена дохлая рыба» (Реди).
Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя эта идея несколько отошла на задний план, она продолжала оставаться главной теорией в неклерикальной среде. В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергали спонтанное зарождение мух, первые микроскопические исследования Антона ван Левенгука усилили эту теории применительно к микроорганизмам. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и спонтанного зарождения, однако его наблюдения давали пищу обеим теориям и в конце концов побудили других ученых поставить эксперименты для решения вопроса о возникновении жизни путем спонтанного зарождения. В 1765 г. Ладзаро Спалланцани провел следующий опыт: подвергнув мясные и овощные отвары кипячению в течение нескольких часов, он сразу же их запечатал, после чего снял с огня. Исследовав жидкости через несколько дней, Спалланцани не обнаружил в них никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая температура уничтожила все формы живых существ и что без них ничто живое уже не могло возникнуть.
В 1860 г. проблемой происхождения жизни занялся Луи Пастер. К этому времени он уже многое сделал в области микробиологии и сумел разрешить проблемы, угрожавшие шелководству и виноделию. Он показал также, что бактерии вездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не простерилизовать должным образом. В результате ряда экспериментов, в основе которых лежали методы Спалланцани, Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения. Однако подтверждение теории биогенеза породило другую проблему. Коль скоро для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда же взялся самый первый живой организм? Только теория стационарного состояния не требует ответа на этот вопрос, а во всех других теориях подразумевается, что на какой-то стадии истории жизни произошел переход от неживого к живому.
Концепция стационарного состояния
Согласно этой концепции, жизнь никогда не возникала, а существовала вечно. Земля всегда способна поддерживать жизнь, а если жизнь и изменялась, то очень мало; виды также существовали всегда. Считается, что после Большого взрыва, в процессе которого образовалась наша Вселенная, на ранних этапах ее развития произошло разделение вещества на живое и неживое. Оценки возраста Земли сильно варьировали - от примерно 6000 лет по расчетам архиепископа Ашера до 50 005 010 560 лет по современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада. Более совершенные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам концепции стационарного состояния полагать, что Земля существовала всегда. Согласно этой концепции, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности - либо изменение численности, либо вымирание.
Сторонники этой концепции не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб - латимерию. По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в период мелового периода, 70 миллионов лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения концепции стационарного состояния, ее немногочисленные сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков. Большая часть доводов в пользу этой концепции связана с такими неясными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи, и она наиболее подробно разработана именно в этом направлении.
Концепция панспермии
Эта концепция не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место во Вселенной. Эта концепция разрабатывалась в середине XIX века Г. Рихтером. Ее разделяли такие ученые как С. Аррениус, Г. Гельмгольц, В.И. Вернадский. Так, С. Аррениус в 1908 году высказал мысль о том, что жизнь на Земле началась тогда, когда на нашу планету из космоса попали зародыши жизни. «Частицы жизни», носящиеся в просторах космоса, переносимых давлением света от звезд, оседали то здесь, то там, осеменяя ту или иную планету Концепция панспермии утверждает, что жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время и в разных частях Галактики или Вселенной. Для обоснования этой концепции используются многократные появления НЛО (неопознанные летающие объекты), наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. Советские и американские исследования в космосе позволяют считать, что вероятность обнаружить жизнь в пределах нашей Солнечной системы ничтожна, однако они не дают никаких сведений о возможной жизни вне этой системы. При изучении материала метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю. Появился ряд сообщений о нахождении в метеоритах объектов, напоминающих примитивные формы жизни, однако доводы в пользу их биологической природы пока не кажутся ученым убедительными.
Тем не менее эта концепция полного научного обоснования не получила. Хотя спектр возможных условий для существования живых организмов достаточно широк, все же считается, что они должны погибнуть в космосе под действием жесткого космического и ультрафиолетового излучений. Кроме того, эта концепция не решает вопрос о происхождении жизни, а говорит о занесении жизни на Землю.
Гипотеза случайного возникновения жизни
Согласно этой гипотезе, на Земле случайно возникла первичная живая молекула. Эта молекула появилась лишь один раз за время существования нашей планеты. Поэтому экспериментально эту гипотезу проверить невозможно. Тем не менее гипотеза получила широкое распространение среди генетиков, особенно в связи с открытием роли ДНК в явлениях наследственности. Г. Меллер в 1929 г. развивал мысль о том, что на Земле случайно образовалась единичная «живая генная молекула», обладавшая внутримолекулярным жизнеопределяющим строением, которое она пронесла неизменным через все развитие земной жизни. Долгое время моделью такой «живой молекулы» считали частицу нуклеопротеида вируса табачной мозаики. Но сейчас стало очевидным, что вирусы нельзя рассматривать как промежуточный этап на пути образования жизни. Сначала должна возникнуть жизнь, а потом вознинуть вирусы.
Вероятность случайного возникновения жизни очень мала, тем не менее, эта гипотеза до сих пор широко распространена в научной литературе.