3. Занесение жизни из Космоса на Землю (Панспермия)

4. Теория стационарного состояния

5. Креационизм

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Вопросы о происхождении жизни на Земле уже давно являются очень актуальными. С давних времен люди пытаются найти ответы на них. Происхождение жизни - одна из главных мировоззренческих проблем. Долгие исследования и попытки решения этих вопросов выявили разные концепции возникновения жизни.

Целью данной работы является рассмотрение концепций возникновения жизни на Земле.

В рамках этой цели нам следует рассмотреть следующие вопросы:

1. История развития представлений о возникновении жизни на Земле

2. Основы биохимической гипотезы

3. Основы теории панспермии

4. Постулаты теории стационарного состояния

5. Концепция креационизма

1. История развития представлений о возникновении жизни на Земле

Происхождение жизни, возникновение живых существ - одна из центральных проблем естествознания, которая представляет как познавательный, так и научный интерес. Живые организмы в отличие от неживых имеют совокупность признаков: обмен веществ и энергии, способность к росту и развитию, размножению, к поддержанию определённого состава. Кроме того, для них характерно наличие саморегулирующейся метаболической системы (обмен веществ) и они обладают способностью к точному самовоспроизведению собственной метаболической системы (репликация ДНК, её матричное копирование и специфически детерминированный синтез белков-ферментов) и др.

Согласно современным представлениям, жизнь - это одна из форм существования материи, закономерно возникающая при определённых условиях в процессе её развития. Однако такая концепция появилась в ожесточённой многовековой борьбе материализма с различными идеалистическими течениями. Суть различных представлений о происхождении жизни можно выразить в трёх главных концепциях. Одна из них - идеалистические религиозные представления о сотворении всего живого из неживого Творцом, другая - абиогенез и третья - биогенез.

В теории абиогенеза два принципиально разных подхода: наивно-материалистические представления древних греков о самозарождении живых организмов из неживой природы и современные диалектико-материалистические представления о естественном возникновении жизни. В частности, Аристотель в принципе придерживался материалистических представлений об абиогенезе живых существ из неорганической природы. Однако его взгляды и взгляды его средневековых последователей превратились в механистические представления о самозарождении высокоразвитых органических форм (как растений, так и животных) непосредственно из неорганической материи (грязь, ил, пот и т.д.), а также о порождении одними формами других (например, гуси, овцы - из плодов деревьев).

Первый удар по представлениям о самозарождении нанесли эксперименты флорентийского естествоиспытателя Франческо Реди, который доказал невозможность самозарождения мух в мясе. Наряду с опытными открытыми сосудами с мясом он использовал контрольные, завязанные марлей и недоступные для мух. В контрольных сосудах черви (личинки мух) не могли самозарождаться. Однако эти эксперименты Франческо Реди не смогли опровергнуть представления о самозарождении, устоявшиеся веками.

Спустя несколько лет после проведённых экспериментов Франческо Реди голландский учёный Антони Левенгук открыл микроскопические существа, "самозарождение" которых можно было наблюдать в капельке чистой воды. Это открытие Антони Левенгуком микромира дало толчок развитию представлений о самозарождении, но уже на уровне микромира. Не дали окончательного ответа и эксперименты итальянского учёного Ладзаро Спалланцани, продемонстрировавшего невозможность самозарождения микроскопических живых существ в питательных жидкостях и бульонах после их кипячения в запаянных ретортах. Несогласные с выводами Ладзаро Спалланцани учёные считали, что в его экспериментах был нарушен доступ в сосуды активного начала, якобы содержащегося в воздухе и необходимого для самозарождения. Только остроумные опыты выдающегося французского учёного-микробиолога Луи Пастера смогли убедить всех скептиков и сокрушить представления о самозарождении.

Впервые определение биогенеза было выведено на основании опытов Луи Пастера. Он нагревал бульон в колбе с длинным, дважды изогнутым кончиком, в котором оседали все споры микроорганизмов, содержащиеся в воздухе, поступавшем в колбу после кипячения бульона. Такая конструкция колбы не препятствовала доступу воздуха, т.е. "активного начала". Колба оставалась стерильной месяцами, но стоило смочить бульоном изогнутое колено, как в колбе начиналось интенсивное развитие микроорганизмов. Опыты Луи Пастера сыграли важную роль в развенчании представлений о самозарождении и помогли утвердиться гипотезе биогенеза. Был сформулирован закон "Всё живое из живого", который имел большое значение для развития биологической науки и в то же время более чем на полвека исключил возможность рассмотрения абиогенного (из неорганической природы) пути возникновения живой материи. Биогенез как гипотеза о происхождении жизни не даёт материалистического ответа на вопрос об истоках появления органической материи во Вселенной. Однако она может вполне материалистически объяснить возникновение жизни на Земле путём заселения её спорами микроорганизмов и других низших форм жизни.

2. Биохимическая гипотеза происхождения жизни на Земле (Гипотеза А.И. Опарина)

Гипотеза биохимической эволюции. В 1924 г. биохимиком А.И. Опариным, а позднее английским ученым Дж. Холдейном (1929) была сформулировала гипотеза, рассматривающая жизнь как результат длительной эволюции углеродных соединений.

Современная теория возникновения жизни на Земле, называемая теорией биопоэза, была сформулирована в 1947 г. английским ученым Дж. Берналом.

В настоящее время в процессе становления жизни условно выделяют четыре этапа:

- Синтез низкомолекулярных органических соединений (биологических мономеров) из газов первичной атмосферы.

- Образование биологических полимеров.

- Формирование фазообособленных систем органических веществ, отделенных от внешней среды мембранами (протобионтов).

- Возникновение простейших клеток, обладающих свойствами живого, в том числе репродуктивным аппаратом, обеспечивающим передачу дочерним клеткам свойств клеток родительских.

I этап - небиологический, или абиогенный

(от греч. u, un - отрицательная частица, bios - жизнь, genesis - происхождение).

На этом этапе в атмосфере Земли и в водах первичного океана, насыщенных разнообразными неорганическими веществами, в условиях интенсивного солнечного излучения происходили химические реакции. В ходе этих реакций из неорганических веществ могли сформироваться простые органические вещества - аминокислоты, простые углеводы, спирты, жирные кислоты, азотистые основания.

Возможность синтеза органических веществ из неорганических в водах первичного океана подтвердилась в опытах американского ученого С. Миллера и отечественных ученых А.Г. Пасынского и Т.Е. Павловской.

Миллер сконструировал установку, в которую помещалась смесь газов - метана, аммиака, водорода, паров воды. Эти газы могли входить в состав первичной атмосферы. В другой части аппарата находилась вода, которая доводилась до кипения. Газы и водяной пар, циркулировавшие в аппарате под высоким давлением, в течение недели подвергались воздействию электрических разрядов. В результате в смеси образовалось около 150 аминокислот, часть из которых входит в состав белков.

Впоследствии экспериментально подтвердилась возможность синтеза и других органических веществ, в том числе и азотистых оснований.

II этап - синтез белков - полипептидов, которые могли образоваться из аминокислот в водах первичного океана.

III этап - появление коацерватов (от лат. coacervus - сгусток, куча).

Молекулы белков, обладающие амфотерностью, при определенных условиях могут самопроизвольно концентрироваться и образовывать коллоидные комплексы, которые получили название коацерватов.

Коацерватные капли образуются при смешивании двух разных белков. Раствор одного белка в воде прозрачен. При смешивании разных белков раствор мутнеет, под микроскопом в нем заметны плавающие в воде капли. Такие капли - коацерваты могли возникнуть в водах первичного океана, где находились разнообразные белки.

Некоторые свойства коацерватов внешне сходны со свойствами живых организмов. Например, они "поглощают" из окружающей среды и избирательно накапливают определенные вещества, увеличиваются в размерах. Можно предположить, что внутри коацерватов вещества вступали в химические реакции.

Поскольку химический состав "бульона" в разных частях первичного океана различался, неодинаковы были химический состав и свойства коацерватов. Между коацерватами могли формироваться отношения конкуренции за вещества, растворенные в "бульоне". Однако коацерваты нельзя считать живыми организмами, так как у них отсутствовала способность к воспроизведению себе подобных.

IV этап - возникновение молекул нуклеиновых кислот, способных к самовоспроизведению.

Исследования показали, что короткие цепи нуклеиновых кислот способны удваиваться вне всякой связи с живыми организмами - в пробирке. Возникает вопрос: как появился на Земле генетический код?

Американский ученый Дж. Бернал (1901-1971) доказал, что минералы играли большую роль в синтезе органических полимеров. Было показано, что ряд горных пород и минералов - базальт, глины, песок - обладает информационными свойствами, например, на глинах может осуществляться синтез полипептидов. Видимо, первоначально сам по себе возник "минералогический код", в котором роль "букв" играли катионы алюминия, железа, магния, чередующиеся в различных минералах в определенной последовательности. В минералах возникает трех-, четырех- и пятибуквенный код. Этот код и определяет последовательность соединения аминокислот в белковую цепь. Потом роль информационной матрицы перешла от минералов к РНК, а затем к ДНК, которая оказалась более надежной для передачи наследственных признаков.

Однако процессы химической эволюции не объясняют, как возникли живые организмы.

Процессы, которые привели к переходу от неживого к живому, Дж.Бернал назвал биопоэзом. Биопоэз включает этапы, которые должны были предшествовать появлению первых живых организмов:

1. возникновение мембран у коацерватов,

2. метаболизма,

3. способности к самовоспроизведению,

4. фотосинтеза,

5. кислородного дыхания.

К появлению первых живых организмов могло привести образование клеточных мембран путем выстраивания молекул липидов на поверхности коацерватов. Это обеспечивало стабильность их формы. Включение в состав коацерватов молекул нуклеиновых кислот обеспечило их способность к самовоспроизведению. В процессе самовоспроизведения молекул нуклеиновых кислот возникали мутации, которые служили материалом для естественного отбора.

Так на основе коацерватов могли возникнуть первые живые существа. Они, по-видимому, являлись гетеротрофами и питались богатыми энергией сложными органическими веществами, содержащимися в водах первичного океана.

По мере увеличения численности организмов конкуренция между ними обострялась, так как запасы питательных веществ в водах океана уменьшались. У некоторых организмов появилась способность к синтезу органических веществ из неорганических с использованием солнечной энергии или энергии химических реакций. Так возникли автотрофы, способные к фотосинтезу или хемосинтезу.

Первые организмы были анаэробами и получали энергию в ходе реакций бескислородного окисления, например брожения. Однако появление фотосинтеза привело к накоплению в атмосфере кислорода. В результате возникло дыхание - кислородный, аэробный путь окисления, который примерно в 20 раз эффективнее гликолиза.

Первоначально жизнь развивалась в водах океана, так как сильное ультрафиолетовое излучение губительно влияло на организмы на суше. Появление озонового слоя в результате накопления кислорода в атмосфере создало предпосылки для выхода живых организмов на сушу.

3. Занесение жизни из космоса на Землю (Панспермия)

Панспермия (греч. Panspermia -- смесь всяких семян, от ??? (pan) -- весь, всякий и ?????? (sperma) -- семя) -- гипотеза о появлении жизни на земле в результате переноса с других планет неких «зародышей жизни».

Была выдвинута немецким учёным г. Рихтером в 1865 году и поддержанная г. Гельмгольцем и с. Аррениусом.

Согласно панспермии, рассеянные в мировом пространстве зародыши жизни (например, споры микроорганизмов) переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами или под действием давления света. С помощью панспермии объясняли и появление жизни на земле. После открытия космических лучей и выяснения действия радиации на биологические объекты позиция гипотезы весьма ослабла.

Однако после того, как миссией аполлон были найдены живые земные микроорганизмы на оставленном на луне зонде, о ней стали говорить чаще. В последнее время особенно часто идеи панспермии упоминаются в контексте обмена веществом между землей и марсом, когда на его поверхности ещё было много воды.

Полученные в 2006 году результаты миссии deep impact по исследованию кометного вещества неопровержимо доказывают наличие в кометном веществе воды и простейших органических соединений. Это указывает на кометы как на один из возможных переносчиков жизни во вселенной.

На основе этой теории зародилось понятие техногенной панспермии. Ученые опасаются, что с космическими аппаратами отправляемыми к другим космическим объектам мы можем занести туда земные микроорганизмы, которые в результате мутации под действием космической радиации могут претерпеть непредвиденные изменения. Или наоборот, доставляя с других космических объектов на землю частицы грунта мы можем занести на землю опасные для земных существ микроорганизмы.

Разновидности панспермии:

1. Радиационная панспермия (С. Аррениусом)

2. Направленная панспермия (Ф. Крик и Л. Оргел)

3. Обратная направленная панспермия (М. Меотнер и Дж. Матлофф)

4. Ускоренная обратная направленная панспермия (К. Саган)

4. Теория стационарного состояния

Теория спонтанного зарождения жизни возникла в Вавилоне, Египте и Китае как альтернатива креационизму. Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности -- либо изменение численности, либо вымирание.

Аристотель считал, что активное начало есть в оплодотворенном яйце, солнечном свете, гниющем мясе. У Демокрита начало жизни было в иле, у Фалеса - в воде, у Анаксагора - в воздухе. Также идеи самозарождения жизни поддерживали Галилей, Декарт, Гарвей, Гегель,

По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст Земли исчисляется 4,6 млрд. лет. Более совершенные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам теории стационарного состояния полагать, что Земля существовала всегда.

Сторонники этой теории 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 (целаканта). Считалось, что кистепёрая рыба (целакант) представляет собой переходную форму от рыб к земноводным и вымерла 60-90 млн. лет назад (в конце мелового периода). Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в 1939 году у побережья о. Мадагаскар был выловлен 1-й живой целакант, а затем и другие экземпляры. Таким образом, целакант не является переходной формой.

Были найдены и многие другие, считавшиеся вымершими, животные, например, лингула - маленькое морское животное, якобы вымершее 500 миллионов лет назад, живо и сегодня и как другие "живые ископаемые": солендон - землеройка, туатара - ящерица. За миллионы лет они не претерпели никаких эволюционных изменений.

Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми останками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, ее 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 теории связана с такими неясными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи.

Гипотезу стационарного состояния иногда называют гипотезой этернизма (от лат. еternus - вечный). Гипотеза этернизма была выдвинута немецким учёным В. Прейером в 1880 г.

Взгляды Прейера поддерживал академик Владимир Иванович Вернадский (1864 - 1945), автор учения о биосфере. Вернадский считал, что жизнь -- такая же вечная основа космоса, которыми являются материя и энергия. «Мы знаем, и знаем это научно, -- твердил он, -- что Космос без материи, без энергии не может существовать. И достаточно ли материи и без выявления жизни - для построения Космоса, той Вселенной, который доступный человеческому уму?». На этот вопрос он ответил отрицательно, ссылаясь именно на научные факты, а не на личные симпатии, философские или религиозные убеждения. «...Можно говорить о вечности жизни и проявлений ее организмов, как можно твердить о вечности материального субстрата небесных тел, их тепловых, электрических, магнитных свойств и их проявлений. С этой точки зрения таким же далеким от научных поисков будет вопрос о начале жизни, как и вопрос о начале материи, теплоты, электрики, магнетизма, движения».

Исходя из представления о биосфере как о земном, но одновременно и космическом механизме, Вернадский связывал ее образование и эволюцию с организованностью Космоса. «Для нас становится понятным, -- писал он, -- что жизнь есть явление космическое, а не сугубо земное». Эту мысль Вернадский повторял многократно: «...начала жизни в том Космосе, который мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала этого Космоса. Жизнь вечна, поскольку вечный Космос».

5. Креационизм

Креационизм (от лат. creare -- создавать, форма creatio - создаю) -- философско-теистическая концепция, зародившаяся среди христианских ученых, утверждающая происхождение вселенной, Земли, человека и всех форм жизни в результате творческого акта личного сверхприродного Абсолюта, Творца всего сущего - Бога.

Креационизм имеет два источника. С одной стороны, своим становлением он обязан священным текстам христианской религии, утверждающим генезис бытия через творческий акт Создателя, сотворившего Вселенную из небытия (ничего), а затем все виды (роды) живого в земной биосфере и человека из различных форм неживой природы (шестидневное творение). С другой стороны, своим становлением он обязан целой серии научных фактов, объяснить которые невозможно с точки зрения эволюционизма.

К таким фактам относится, например, невозможность естественного объяснения появления духовной жизни человека, отделяющей его от мира животных, лишенных самосознания, абстрактного мышления, грамматически структурированного языка, всех форм духовной творческой активности - науки, искусства, религии. К таким фактам также относится отсутствие бесспорных научных данных в пользу доктрины прогрессивной биологической макроэволюции, к тому же противоречащей росту энтропии согласно второму закону термодинамики; невозможность редуцировать биологические явления к физическим, совершенная нерешенность проблемы физико-химического объяснения происхождения биологической жизни, что ставит под сомнение идею естественного самозарождения биологической жизни; невозможность для современной физики отказаться от антропного принципа, утверждающего, что значения всех физических и космологических величин обусловлены требованием возможности существование на Земле человека; противоречивость модели «вечно существующей вселенной», не согласованной со вторым законом термодинамики и наблюдаемому космическому микроволновому фону; научная обоснованность теории «Большого взрыва» и «расширяющейся вселенной», в контексте которой утверждается существование начала вселенной во времени, под которым понимается начало расширения и т. д.

Среди течений креационизма наиболее представительными и сильными являются младоземельный креационизм (Young-Earth Creationism), настаивающий на буквальном следовании шестидневному творению Книги Бытия Ветхого Завета, и староземельный креационизм (Old-Earth Creationism), где шесть дней творения интерпретируются как символическая формула - метафора, приспособленная к уровню восприятия людей различных эпох с различным уровнем знаний, что, возможно, имеет своим основанием в том, что слово день (евр. «йом») не означает в Священном Писании только сутки, но также часто указывает на неопределённый отрезок времени.

Среди староземельного креационизма важно выделить креационизм постепенного творения (Progressive creationism), согласно которому Бог непрерывно направляет процесс изменения биологических видов и их появления, не нуждаясь в видообразовании путем естественного отбора. Как включенное в креационизм направление необходимо рассматривать и эволюционный креационизм (теистический эволюционизм), признающий теориюэволюции в виде инструмента Бога.

Современный креационизм является мощным направлением в философии и науки. К нему принадлежит множество видных ученых в самых различных областях знания.

жизнь панспермия креационизм

Заключение

Сделав обзор по данной проблеме и проанализировав различные гипотезы, мы выявили следующие концепции возникновения жизни на Земле:

1) Биохимическая гипотеза, согласно которой жизнь возникла в земных условиях в ходе процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам, т.е. в результате биохимической эволюции (гипотеза А. И. Опарина).

2) Панспермия (занесение жизни из космоса).

3) Теория стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь на Земле существовала всегда.

4) Гипотеза самопроизвольного зарождения.

5) Креационизм (согласно этой концепции все живое создал Бог).

У каждой теории есть свои сильные и слабые стороны, свои последователи и противники. Вопрос происхождения жизни на Земле до сих пор остается открытым, ведь не существует неоспоримых доказательств в пользу той или иной концепции. И пока это так - человечество будет продолжать поиски ответа, создавать новые теории и двигаться дальше по пути познания.

Список использованной литературы

1) Биология / Э.В. Семенов, С.Г. Мамонтов, В.Л. Коган - М.: Высшая школа, 1984. - 352 с.

2) Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики, 1999. - 476 с.

3) Общая биология / Д.К. Беляев, А.О. Рувинский - М.: Просвещение, 1993. - 271 с.

4) Слюсарев А.А. Биология с общей генетикой. - М.: Медицина, 1978. - 472 с.

5) Чернавский Д.С. Проблема происхождения жизни и мышления с точки зрения современной физики // Успехи физических наук. - 2000. - № 2. - С. 157-183.

Размещено на Allbest.ru