Появление жизни на Земле

В эволюции мира как органического целого имеется момент, в кото­ром происходит качественный эволюционный скачок, связанный с пере­ходом материи на более высокий уровень организации, — появление жиз­ни.

Концепции возникновения жизни

Загадка появления жизни на Земле с незапамятных времен волнует человечество. На протяжении веков менялись взгляды на эту проблему, но наука еще далека от ее решения. И сегодня продолжаются споры о материальной сущности жизни. Является ли она просто чрезвычайно упорядоченным состоянием тех же элементов, из которых состоит «не­живое» вещество, или существуют пока неоткрытые элементарные «час­тицы жизни», переводящие на определенном уровне концентрации «обыч­ное» физико-химическое вещество из неживого состояния в живое?

Существует несколько концепций возникновения жизни: 1) концеп­ция происхождения жизни на земле в историческом прошлом в резуль­тате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам; 2) концепция вечного существования жизни в Космосе; 3) концепция пан­спермии, согласно которой жизнь была занесена на землю извне^[267].

В научной среде наибольшее признание получила первая из этих концепций. В книге А. И. Опарина «Происхождение жизни» была впер­вые сформулирована естественнонаучная концепция, согласно которой возникновение жизни — это единый, естественный процесс, слагавший­ся из протекавшей в условиях ранней земли первоначальной химичес­кой эволюции, перешедшей затем на качественно новый уровень биохи­мической эволюции. С самого начала этот процесс был неразрывно свя­зан с геологической эволюцией внешних оболочек земли»^[268].

Опарин считал, что периоду развития жизни предшествовал длитель­ный период химической эволюции земли, во время которого 3-5 млрд. лет тому назад образовались сложные органические вещества и первич­ные клетки. Их возникновение положило начало биохимической эволю­ции. Органические вещества могли создаваться из более простых соеди­нений. Энергию для этих реакций синтеза, вероятно, доставляла интен­сивная солнечная радиация, падавшая на землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать большую ее часть. Разнообразие находящихся на суше и в океанах простых соединений, доступность энер­гии, масштабы пространства и времени позволяют предположить, что в океанах постепенно накапливались органические вещества, и из них образовался тот «первичный бульон», в котором могла возникнуть жизнь.

В подтверждение возможности абиогенного синтеза были проведе­ны следующие опыты. Воздействуя на смесь газов электрическими за­рядами, имитирующими молнию, и ультрафиолетовым излучением, уче­ные получали сложные органические вещества, входящие в состав жи­вых белков. Органические соединения, играющие большую роль в обмене веществ, были искусственно получены при облучении водных раство­ров углекислоты. Американский ученый С. Миллер в 1953 году синте­зировал ряд аминокислот при пропускании электрического заряда через смесь газов, предположительно составлявших первичную атмосферу зем­ли.

Начало жизни на земле было связано с появлением нуклеиновых кислот, способных к воспроизводству белков. Способы образования про­стых живых организмов из сложных органических веществ остаются

пока неясными. Теория биохимической эволюции предлагает лишь об­щую схему. В соответствии с ней на границе между коацерватами — сгустками органических веществ — могли выстраиваться молекулы слож­ных углеводородов, что приводило к образованию примитивной клеточ­ной мембраны, обеспечивающей коацерватам стабильность. В результате включения в коацерват молекулы, способной к самовоспроизведению, могла возникнуть примитивная клетка^[269].

Теория Опарина выглядит очень логичной и убедительной, и, по-види­мому, в прошлом все именно так и происходило на Земле. Однако эта теория описывает лишь физические условия возникновения живых орга­низмов на земле и не решает вопроса о том, что такое жизнь. Интуитив­но любой исследователь понимает, что органическая материя не может «жить» сама по себе. В живом организме должно существовать какое-то начало, придающее материи свойство жизни, то есть некая «жизненная сила», которая отличает «живое» от «неживого» и благодаря которой органическое вещество приобретает свойства, характеризующие его имен­но как живое вещество.

На первых этапах развития биологии существовало целое направле­ние витализма, занимавшееся поиском такого жизненного начала. По­скольку виталистам не удалось раскрыть подлинной причины и меха­низмов отличия живого от неживого, взгляды сторонников витализма не получили широкого распространения в биологии. Тем не менее про­блема жизненного начала остается и требует своего решения. В пользу того, что жизнь возникает не случайно в результате простого усложне­ния материи, а под влиянием определенной организующей силы, свиде­тельствует высокая степень упорядоченности и организованности жи­вых организмов. «В последние десятилетия была вскрыта чрезвычайная структурная и функциональная сложность «живого» вещества и законов, управляющих его развитием. Высочайшая степень упорядоченности и саморегулирования жизни, по-видимому, не могли возникнуть из-за слу­чайных стечений обстоятельств»^[270].

Свойства живых организмов

Для того чтобы лучше понять сущность жизни, необходимо выявить признаки, отличающие живое от неживого. В качестве специфических свойств живых организмов обычно называют обмен веществ, размно­жение, подвижность, раздражимость, способность к росту, питание, при­способление к изменяющимся условиям среды и ряд других признаков.

B. И. Вернадский, проанализировав свойства живого и косного вещества, пришел к выводу, что «между живыми и косными естественными телами биосферы нет переходов — граница между ними на всем протяжении геологической истории резкая и ясная. Поэтому вещество биосферы состоит из двух различных состояний — живого и косного»^[271]. Это приве­ло Вернадского к убеждению, что жизнь существует во Вселенной вечно, она не имеет своего начала и появилась на земле практически одновре­менно с возникновением самой Земли^[272].