V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Происхождение жизни – одна из трех важнейших мировоззренчес­ких проблем наряду с проблемой происхождения нашей Вселенной и проблемой происхождения самого человека.

Попытки понять, как возникла и развивалась жизнь на Земле, были предприняты еще в глубокой древности, но до сих пор ученые ведут споры о том, как и где, зародилась жизнь.

Актуальность данного вопроса довольно высока. Если раньше эта проблема занимала умы великих ученых и философов, то в настоящее время простые обыватели так же проявили интерес к этой теме. Это обусловлено рядом обстоятельств:

Во-первых, благодаря техническому прогрессу, в лабораторных условиях были смоделированы некоторые этапы эволюции материи.

Во-вторых, стремительным развитием в области космических исследований, делающих все более реальным непосредственный поиск каких-либо форм жизни на планетах Солнечной системы, а в скором времени и за ее пределами.

И не смотря на высокий уровень технического развития, ответ так и не найден. Существует множество гипотез о возникновении жизни, объясняющих различные стороны этого явления, которые, к сожалению, пока что не могут быть доказаны экспериментально. Современная наука не располагает прямыми доказательствами того, как и где возникла жизнь. Имеются лишь логические построения и косвенные свидетельства, полученные путем модельных экспериментов, и данные в области палеонтологии, геологии, астрономии и т. п.

Наиболее распространенными теориями возникновения жизни на Земле являются следующие:

1. креационизм (жизнь была создана Творцом);

2. самозарождение (жизнь возникала неоднократно из неживого вещества);

3. гипотеза стационарного состояния (жизнь существовала всегда);

4. гипотеза панспермии (жизнь занесена на Землю с других планет);

5. биохимические гипотезы (жизнь возникла в земных условиях в ходе процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам, т.е. в результате биохимической эволюции).

В своей работе я хочу более подробно рассмотреть одну из них.

Объект исследования – Концепция Современного Естествознания.

Предмет исследования – основные теории возникновения жизни на Земле.

Цель исследования – рассмотрение данной гипотезы и поиск ее подтверждений.

В 1865 году немецкий ученый Г. Рихтер первым высказал идею о внеземном (космическом) происхождении жизни. Данная гипотеза получила название панспермии, что перекликается с концепцией стационарного состояния, последователи которой утверждают, что жизнь существовала вечно и допускают мысль об ее космическом происхождении.

Г. Э. Рихтер утверждал, что жизнь на Землю была занесена извне, а не возникла из неорганических веществ. Однако наряду с этим утверждением возникал вопрос: «Каким образом это могло быть осуществлено?». Ответ начали искать в физике. И первыми же защитниками подобных взглядов выступили представители этой науки, выдающиеся ученые: У. Томсон, П.П. Лазарев, Г. Гельмгольц, С. Аррениус и др.

У. Томсон и Г. Гельмгольц предполагали, что споры и бактерии могли быть занесены на Землю с помощью метеоритов. В лабораторных условиях были поставлены эксперименты, в ходе которых была установлена высокая устойчивость живых организмов к неблагоприятным условиям, в том числе и особо низким температурам. Так, например, споры растений не погибали даже при длительном выдерживании в жидком азоте или кислороде.

В современности данная концепция имеет множество сторонников, например, Ф. Крик (английский биофизик), астрономы – Ч. Викрамасингх (Шри-Ланка) и Ф. Хойл (Великобритания). По их мнению, жизнь на Землю была занесена случайно или же преднамеренно внеземными цивилизациями для собственных целей. В космическом пространстве, по их словам, в большом количестве присутствуют микроорганизмы, в основном в газовых и пылевых облаках, где они, возможно и образуются. А «расселение» по планетам происходит за счет комет, за которые микроорганизмы и хватаются. А когда кометы проходят вблизи планет, то микроорганизмы отделяются, сея «зародыши жизни».

По данным исследований, проводимых в природном комплексе Исуа, на территории Западной Гренландии, были обнаружены остаточные признаки различных органических соединений в породах возрастом около 3,8 млрд. лет. А это значит, что время возникновения первых живых организмов приближается к отметке 4 млрд. лет. С учетом того, что этот период может совпасть и самим возрастом планеты, то можно допустить, что жизнь, как форма, вполне возможно имеет космическую природу. [1]

Этот вывод был оглашен профессором Г.В. Войткевичем, известным специалистом в области геофизики, геохимии и космохимии, преподававшем в Ростовском университете. Ученый обосновал свою гипотезу на данных исследований метеоритов, содержащих в себе информацию со времени возникновения Солнечной системы.

Так как метеориты являются осколками астероидов (или маленьких планет), то особенности их минерального и химического состава можно соотнести и с тем первичным материалом, из которого появилась и Земля. Следуя этому размышлению, логично заключить, что процесс образования органических соединений был массовым и типичным явлением в начальной стадии развития Солнечной туманности.

Согласно выводам Г.В. Войткевича, зарождение на Земле живых форм органических соединений проходило по мере остывания солнечной туманности. Содержащиеся в ней тугоплавкие элементы в виде железа, силикатов и сульфидов, превратились постепенно в пылевые частицы и затем сыграли роль первоисточников-катализаторов процесса формирования жизни. В процесс образования органических соединений происходило обволакивание ими пылевых частиц, содержавшихся в метеоритах с содержанием углистых хондритов.

Параллельно протекали процессы возникновения смеси газов из водорода, углерода и азота, и продуктами их взаимодействия метана и аммиака – основы образования сложных соединений органики, положивших начало белковым структурам и ДНК. Для начала этого процесс необходим было некий энергетический импульс, который мог появиться в результате существовавшей ионизирующей радиации, источником которой мог быть как уран-235, так и многочисленные распавшееся на сегодняшний день радионуклиды.

В те далекие времена естественное радиоактивное излучение урана предположительно было в 80 раз больше, чем сейчас, что наверняка могло способствовать возбуждению протекания ряда химических реакций, вплоть до синтеза органических сложных молекул. Пока остается не понятным вопрос насколько длительным оказался процесс химической эволюции вещества.

Если же он начался уже в Космосе, и продолжился уже в Земных условиях, то тогда хорошо согласуется и относительно короткий срок возникновения ДНК и первых примитивных организмов. Быть может даже возникновение сложных полимерных молекул, включая и нуклеиновые кислоты, произошло уже в первичной солнечной туманности. Дальнейшие исследования помогут раскрыть нам, какое из предположений окажется верным.

Ученые рассчитали, что при прохождении Земли сквозь пылевое облако на её поверхности могло осесть от 108 до 1010 тонн органического вещества, значительно превосходя современную биомассу планеты. Кометы и метеориты могли бы доставлять материал в еще большем количестве, но они падали на Землю с взрывом или сильно разогретым, разрушающим сложные соединения.

Именно микроскопические пылинки вследствие «мягкой посадки» на поверхность Земли планеты могли создать те самые строительные блоки уже будущих молекул. Образовавшись в Космосе, они тем самым вошли в состав не только Земли, но и других тел Солнечной системы. Но почему же единственной планетой, на которой существует жизнь, является Земля - остается загадкой. [4, с. 141]

В настоящее время эта теория получает все больше и больше фактов, доказывающих ее правоту. Так, например, группа ученых японской Национальной обсерватории под руководством Цубаса Фукуэ сообщила о новых доказательствах гипотезы панспермии. По словам ученого, в ходе исследования звезд в созвездии Ориона, располагающихся на расстоянии в 1500 световых лет от Земли, были обнаружены источники мощного ультрафиолетового излучения, закручивающее молекулы аминокислот исключительно в левую сторону, как это происходит на Земле. В ходе обычной химической реакции получается примерно одинаковое количество «правых» и «левых» молекул аминокислот, однако пока неясно, почему молекулы аминокислот Земли закручены именно в левую сторону. Заметим, что по верованиям некоторых народностей, возникновение жизни на Земле связано именно с созвездием Ориона. Однако биохимик Стивен Беннер из Фонда прикладной молекулярной эволюции, США уверен, что сначала жизнь возникла на Марсе, а после, с помощью метеоритов, была перенесена на Землю. Однако по поводу того, каким именно образом жизнь возникла на самом Марсе, мистер Беннер, к сожалению, не дает никаких комментариев.[2]

Астробиолог Чандра Викрамасингх и его коллеги из университета Кардиффа развили новую теорию происхождения жизни в недрах комет, подкрепив её результатами, полученными в ходе полётов космических аппаратов к кометам в 2004-2005 годах. Исследователи утверждают, что радиоактивные элементы в кометах могут поддерживать в них воду в жидком состоянии в течение миллионов лет, присутствие же ряда углеводородов обеспечивает ещё одно важное условие, благоприятное для зарождения жизни. Свои выводы учёные обосновывают результатами космических миссий Deep Impact и Stardust к кометам Tempel 1 и Wild 2 соответственно. В Tempel 1 учёные нашли смесь органических и глинистых частиц, в Wild 2 - ряд сложных углеводородных молекул - потенциальных строительных кирпичиков жизни.

Ч. Викрамасингх подсчитал, что кометы в Солнечной системе и во всей Галактике суммарно содержат несравненно больше глинистых веществ, чем содержала молодая Земля, поэтому шанс на зарождение жизни где-либо в кометах на 24 порядка выше, чем шанс возникновения жизни на Земле. Уместно будет добавить, что глины, открытые на Марсе, исследователи также считают одним из благоприятных признаков возможной местной жизни. Более того, есть версия, что жизнь, впоследствии попавшая на Землю, зародилась вообще в космическом облаке газа ещё до рождения (из этого облака) Солнца.

О внеземном происхождении жизни ученые говорят уже очень давно. И хотя неопровержимого доказательства нет, многое говорит в пользу данной теории. Различные процессы в космосе приводят к возникновению там простой (и не очень) органики и ряда веществ, необходимых для жизни, как говорят ученые. В космосе (в межзвёздном пространстве и в пылевых протопланетных дисках) учёные уже нашли аминокислоты, углекислый газ, различные спирты и сахарозу, полициклические ароматические углеводороды и молекулярный кислород, органические азотные соединения, напоминает журнал "Мембрана".

Поэтому исследование учёных из Кардиффа вполне укладывается в общую картину. "Результаты миссий к кометам, которые удивили многих, дают новые аргументы в пользу гипотезы панспермии, - говорит Викрамасингх. - Теперь у нас есть механизм, как это могло бы произойти. В кометах имеются все необходимые элементы - глина, органические молекулы и вода. В долгосрочном масштабе и с учётом большой массы комет вероятность того, что жизнь зародилась в космосе, гораздо выше, чем вероятность появления жизни на Земле". [3]

Данная концепция имеет длинную историю своего существования, и за все это время собрала достаточное количество материала, подтверждающего основную идею, однако все еще являющийся сомнительным. Думаю, что по мере развития науки и техники нам удастся полностью подтвердить или опровергнуть эту гипотезу.

Список литературы

1. ru.wikipedia.org — Википедия: Возникновение жизни

2. http://gidepark.ru/community/4057/content/1607937 - Новые доказательства гипотезы возникновения жизни на Земле из космоса

3.http://relax.wild- mistress.ru/wm/relax.nsf/publicall/D711D974E5702E6DC32574B60049B290 - «Теория Внеземного Происхождения Получила Новое Подтверждение»

4. Лихин, А. Ф. Концепции современного естествознания: учеб [Текст] / А.Ф. Лихин — М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2006. - 264с. 141

Код для цитирования: Скопировать