Původ života na Zemi: teorie, hypotézy, pojmy

Život je největší zázrak, který na naší planetě existuje. Problémy její studie v současné době zaujímají nejen biologové, ale i fyzici, matematiky, filozofy a další vědce. Samozřejmě nejtěžší puzzle je samým počátkem života na Zemi.

Zatím se výzkumníci hádali o tom, jak se to stalo. Jakkoli se to může zdát zvláštní, příspěvek ke studiu tohoto fenoménu je zřejmý filozofií: tato věda umožňuje vyvodit správné závěry shrnující obrovské množství informací. Jaké verze vědců dnes jsou vedeny po celém světě? Zde jsou aktuální teorie původu života na Zemi:

• Koncept spontánní generace.
• Kreacionismus nebo teorie božského stvoření.
• Princip stacionárního stavu.
• Panspermie, jejíž příznivci argumentují o přirozené "produktivitě" jakékoliv planety, kde existují vhodné podmínky. Zejména tento nápad byl vyvinut ve známém čase známým akademikem Vernadskym.
• Biochemický vývoj podle A. I. Oparina.

Vezměme v úvahu všechny tyto teorie původu života na Zemi poněkud podrobněji.

Materialismus a idealismus

Dokonce ve středověku a dříve, v arabském světě, někteří vědci, dokonce i na riziko vlastního života, předpokládali, že svět mohl být vytvořen v důsledku některých přirozených procesů bez účasti božské podstaty. Tito byli prvními materialisty. Proto byly všechny ostatní pohledy, které umožnily Boží zásahy při vytváření všech věcí, idealistické. V souladu s tím lze zcela zjevně zvážit původ života na Zemi z těchto dvou pozic.

Kreacionisté tvrdí, že život může být vytvořen pouze Bohem, zatímco materialisté propagují teorii vzhledu prvních organických sloučenin a života z anorganických látek. Jejich verze vychází z obtížnosti nebo nemožnosti porozumění procesům, které vedly k životu v moderní podobě. Je zajímavé, ale moderní církev podporuje tuto hypotézu jen částečně. Z hlediska těch nejpřívětivějších vědců je hlavní myšlenka Stvořitele opravdu nemožné pochopit, ale můžeme určit jevy a procesy, kterými vznikl život. Je však stále velmi daleko od skutečně vědeckého přístupu.

Momentálně převažující pohled na materialisty. Ne vždy však předložili moderní teorie o původu života. Tedy hypotéza, že narození a evoluce života na Zemi nastala spontánně, byla zpočátku populární a příznivci tohoto jevu se setkali na počátku 19. století.

Zástupci tohoto konceptu tvrdili, že existují některé zákony přírodní povahy, které určují možnost libovolného přechodu anorganických sloučenin na organické sloučeniny, následované libovolnou tvorbou života. To také zahrnuje teorii o vytvoření "homunculus", umělé osoby. Obecně platí, že spontánní generace života na Zemi je stále považována některými "specialisty" vážně ... Aspoň je dobré, že se říká o bakteriích a virech.

Samozřejmě, chyba tohoto přístupu byla později prokázána, ale hrála důležitou roli a dala obrovské množství cenného empirického materiálu. Všimněte si, že konečné odmítnutí verze nezávislého narození života nastalo až v polovině 19. století. V zásadě neměla takový proces dokázat Louis Pasteur. Za to vědec získal i značnou cenu od Francouzské akademie věd. Brzy se objevují hlavní teorie o původu života na Zemi, které uvádíme níže.

Teorie akademika Oparina

Moderní představy o původu života na Zemi jsou založeny na teorii, kterou přednesl domácí výzkumník, akademik Oparin, již v roce 1924. Vyvrátil princip Redi, který hovořil o možnosti pouze biogenní syntézy organické látky , což naznačuje, že tento pojem platí pouze pro současný stav věcí. Vědec poukázal na to, že na počátku své existence byla naše planeta obří skalní koule, na které v zásadě neexistovala žádná organická hmota.

Oparinova hypotéza spočívala v tom, že narození života na planetě Zemi je dlouhým biochemickým procesem, jehož suroviny jsou obvyklé sloučeniny, které lze nalézt na každé planetě. Akademik navrhl, aby přechod těchto látek na složitější se ukázal být možný pod vlivem extrémně silných fyzikálních a chemických faktorů. Oparin nejprve předložil hypotézu kontinuální transformace a interakce organických a anorganických sloučenin. Říká se tomu "biochemická evoluce". Níže jsou hlavní etapy narození života na Zemi podle Oparina.

Fáze chemického vývoje

Asi před čtyřmi miliardami let, kdy byla naše planeta obrovským a bez života, v hlubinách vesmíru byl na svém povrchu již proces nebiologické syntézy sloučenin uhlíku. Během tohoto období sopky vyhazovaly titanové množství lávy a horkých plynů. Při ochlazování v primární atmosféře se plyny změnily v mraky, z nichž byly nepřetržité přívalové deště. Všechny tyto procesy proběhly v průběhu několika miliónů let. Ale nechte mě, kdy začalo narození života na Zemi?

Zároveň přinesly spousty obrovských primárních oceánů, jejichž vody byly extrémně nasycené solí. Dostal také první organických sloučenin jejíž tvorba probíhala v atmosféře za působení nejsilnějších elektrických výbojů a UV záření. Postupně se koncentrace zvýšila, dokud se moře nestala nějakým "vývarem" nasyceným peptidy. Ale co se stalo později a jak vznikly první buňky z této "polévky"?

Tvorba proteinových sloučenin, tuků a sacharidů

A pouze ve druhé fázi se ve "vývaru" objevují pravé proteiny a další sloučeniny, které tvoří život. Podmínky na Zemi byly zmírněny, objevily se uhlohydráty, bílkoviny a tuky, první biopolymery, nukleotidy. Toto bylo vytvoření koacervátových kapek, které byly prototypem reálných buněk. Zhruba řečeno, byly nazývány kapky bílkovin, tuků, sacharidů (jako v polévce). Tyto útvary by mohly absorbovat a absorbovat ty látky, které byly rozpuštěny ve vodách primárních oceánů. Současně došlo k zvláštní vývoji, jehož výsledkem byly kvapky se zvýšenou stabilitou a odolností vůči vlivům prostředí.

Vzhled prvních buněk

Vlastně ve třetí fázi se tato amorfní formace změnila v něco více "smysluplného". To znamená, že v živé buňce schopné procesu samoreprodukce. Přírodní výběr kapky, které jsme již uvedli výše, se staly stále více tuhými. První "pokročilé" koacerváty již měly primitivní, ale metabolismus. Vědci naznačují, že pokles, který dosáhl určitého rozměru, se rozpadl na menší formace, které měly všechny rysy mateřské "buňky".

Postupně vznikla vrstva lipidů kolem jádra koacervátu, což vedlo k úplnému buněčné membrány. Tak vznikly primární buňky, archaeta. Právě tento okamžik má plné právo být považován za narození života na Zemi.

Je nebiologická syntéza organické hmoty skutečná?

Pokud jde o hypotézu o původu života na Oparinu na Zemi ... Mnoho okamžitě se zeptá: "Jak realistická je tvorba anorganických organismů za přírodních podmínek vůbec?" Mnoho badatelů navštívilo takové myšlenky!

V roce 1953 americký vědec Miller modeloval primární atmosféru Země s neuvěřitelnými teplotami a elektrickými výboji. Na toto médium byly umístěny jednoduché anorganické sloučeniny. Jako výsledek, kyseliny octové a kyseliny mravenčí byly vytvořeny další organické sloučeniny. Toto je původ života na Zemi. Stručně, tento proces může charakterizovat filosofický zákon "Přechod množství k kvalitě". Jednoduše řečeno, s akumulací určitého množství proteinů a dalších látek v primárním oceánu, tyto sloučeniny získávají další vlastnosti a schopnost sebeorganizovat.

Silné a slabé stránky teorie Oparina

Koncept, který jsme zvažovali, má nejen silné, ale i slabé stránky. Síla teorie je její logické a experimentální potvrzení abiotické syntézy organických sloučenin. V zásadě by to mohlo být narození a rozvoj života na Zemi. Velkou slabostí je skutečnost, že nikdo zatím nedokáže vysvětlit, jak se koatservaty dokázaly proměnit v složitou biologickou strukturu. Dokonce i příznivci teorie uznávají, že přechod od poklesu bílkovinného tuku na plnohodnotnou buňku je velmi pochybný. Pravděpodobně něco chybí, neberoume-li v úvahu neznámé faktory. V současné době všichni vědci uznávají, že došlo k ostrému skoku, v jehož důsledku se stala samoorganizací látky. Jak by se taková věc mohla stát? Ještě nejasné ... Co jiného jsou základní teorie původu života na Zemi?

Teorie panspermie a stacionárního státu

Jak již bylo řečeno, tato verze byla najednou silně podporována a "podporována" slavným akademikem Vernadskym. Teorie panspermie obecně nelze obecně diskutovat o konceptu stacionárního stavu, protože z tohoto hlediska považují zásadu původu života. Měli byste vědět, že poprvé tento koncept navrhl německý Richter na konci 19. století. V roce 1907 ho podpořil švédský průzkumník Arrhenius.

Vědci, kteří dodržují tento koncept, věří, že život ve vesmíru prostě existuje a vždy bude existovat. Z planety na planetu se přenáší pomocí komet a meteoritů, které hrají úlohu jakéhokoli "semena". Nevýhodou takové teorie je skutečnost, že samotný Vesmír je věřil, že byl vytvořen zhruba před 15-25 miliardami lety. Vůbec nevypadá jako věčnost. Vzhledem k tomu, že život planet potenciálně vhodných pro výuku je mnohonásobně menší než běžné kamenité planetoidy, je otázka zcela přirozená: "Kdy a kde se život formoval a jak se šíří vesmírem takovou rychlostí, vzhledem k nerealistickým vzdálenostem?"

Mělo by být zapamatováno, že věk naší planety činí ne více než 5 miliard let. Komety a asteroidy letí mnohem pomaleji než rychlost světla, takže prostě nebudou mít dostatek času na to, aby přinesli "semena" života na Zemi. Zástupci panspermie naznačují, že některé semena (např. Spory mikroorganismů) se přenášejí "na světelné paprsky" odpovídající rychlostí ... Pouze desetiletí provozu kosmické lodi ukázaly, že v prostoru je poměrně málo volných částic. Pravděpodobnost takového způsobu distribuce živých organismů je příliš malá.

Někteří výzkumníci dnes naznačují, že na každé planetě, která je vhodná pro život, se nakonec mohou vytvářet bílkovinné těla, ale mechanismus tohoto procesu je pro nás neznámý. Jiní vědci říkají, že ve vesmíru mohou existovat nějaké "kolébky", planety, na kterých se může stát život. Zní to samozřejmě jako nějaká vědecká fikce ... Ale kdo to ví? V posledních letech se teorie postupně začala formovat v naší zemi iv zahraničí, jejíž ustanovení se týká informací původně zakódovaných v atomech látek ...

Údajně, tato data a dát stejný impuls, který vede k transformaci nejjednodušší koatservatov v arkletokki. Logicky je to stejná teorie spontánní generace života na Zemi! Obecně platí, že koncept panspermie je obtížné považovat za dokončenou vědeckou práci. Jeho příznivci mohou jen říci, že život na Zemi byl přinesen z jiných planet. Ale jak to bylo tvořeno? Na to není žádná odpověď.

"Dárky" z Marsu?

Dnes je s jistotou známo, že na planetě Červená planeta byla opravdu voda a všechny podmínky přispívaly k vývoji bílkovinného života. Data potvrzující toto bylo dosaženo díky práci na povrchu vozidel se dvěma sestupami najednou: Spirit and Curiosity. Ale až dosud vědci tvrdě tvrdí: byl tam život? Faktem je, že informace získané ze stejných roverů hovoří o krátkodobém (z geologického hlediska) existenci vody na této planetě. Jak vysoká je pravděpodobnost, že se v zásadě vyvinuly kompletní bílkovinné organismy? Opět na tuto otázku není žádná odpověď. Opět, i když život přišel na naši planetu z Marsu, to nevysvětluje proces jeho vývoje tam (jak jsme již napsali).

Takže jsme se zabývali základními pojmy původu života na Zemi. Který z nich je naprosto pravdivý, není známo. Problém spočívá také v tom, že doposud neexistuje jediný experimentálně potvrzený test, který by potvrdil nebo vyvrátil alespoň pojem Oparin, nemluvě o jiných tezích. Ano, můžeme bez problémů syntetizovat bílkoviny, ale nemůžeme získat bílkovinový život. Takže práce vědců je stále ještě mnoho desetiletí.

Existuje další problém. Faktem je, že intenzivně hledáme život založený na uhlíku a snažíme se přesně pochopit jeho vznik. A co když je koncept života mnohem širší? Co když to může být založeno na křemíku? V zásadě takové stanovisko není v rozporu s ustanoveními chemie a biologie. Takže při hledání odpovědí se setkáváme s novými a novými otázkami. V současné době vědci předkládají několik základních tezí, podle kterých lidé hledají potenciálně obytné planety. Zde jsou:

• Planeta by se měla pohybovat kolem tzv. "Komfortní zóny" kolem hvězdy: na jejím povrchu by neměla být příliš horká ani příliš chladná. V principu splňují alespoň jednu nebo dvě planety v každém hvězdném systému (zejména Země a Mars).
• Hmotnost takového těla by měla být střední (do jedné a půl velikosti Země). Příliš velké planety buď mají nerealisticky vysokou gravitaci, nebo jsou plynové obři.
• Více či méně vysoce organizovaný život může existovat pouze v blízkosti poměrně starých hvězd (nejméně tři nebo čtyři miliardy let).
• Hvězda by neměla vážně měnit své parametry. Je zbytečné hledat život kolem bílých trpaslíků nebo červených gigantů: pokud tam byla, zanikla kvůli extrémně nepříznivým podmínkám prostředí.
• Je žádoucí, aby hvězdný systém byl jednotný. Moderní výzkumní pracovníci v zásadě proti této diplomové práci v zásadě. Je možné, že binární systém se dvěma hvězdami umístěnými na protilehlých koncích může obsahovat ještě potenciálně obytné planety. Navíc dnes stále více říkají, že někde na okraji sluneční soustavy je plynový prachový oblak, předchůdce nenarozeného druhého slunce.

Závěrečné závěry

Co tedy lze říct v závěru? Nejprve naléhavě chybí údaje o přesných podmínkách prostředí na nově vznikající Zemi. Chcete-li získat tuto informaci, v ideálním případě byste měli sledovat vývoj planety, která je podobná naší jiné indikátory. Kromě toho výzkumníci stále obtížně říkají, které faktory stimulují přechod obloukových kapek koacervátů do plnohodnotných buněk. Možná další hloubkové studie genomu živých bytostí poskytnou nějaké odpovědi.