Происхождение жизни на Земле

1. Основные подходы к проблеме происхождения жизни. Гипотеза А.И. Опарина о коацерватной стадии в процессе возникновения жизни.

Вначале в науке вообще не существовало проблемы возник-новения жизни. Допускалась возможность постоянного зарождения живого из неживого.

Великий Аристотель (IV в. до н.э.) не сомневался в самозарождении лягушек, мышей. В III в. н.э. философ Плотин (ярко выраженный идеалист) говорил о са-мозарождении живых существ из земли в процессе гниения. В XVII в. голландский ученый Я.Б. Ван-Гельмонт составлял рецепты получения мышей из пшеницы и загрязненного потом белья. В. Гарвей, Р. Декарт, Г. Галилей, Ж.Б. Ламарк, Г. Ге-гель тоже придерживались мысли о постоянно осуществляю-щемся самопроизвольном зарождении живого из неживого.

Но с XVII в. стали накапливаться данные против такого понимания. В 1668 г. тосканский врач Франческо Реди дока-зал, что белые черви в гниющем мясе есть не что иное, как личинки мух. Через 100 лет итальянец Л. Спаллацани и рус-ский М. Тереховский поставили под сомнение представления о самозарождении микроорганизмов.

Окончательно же ученые отказались от подобных представлений лишь во второй полови-не XIX в. В 1862 г. Луи Пастер убедительными опытами дока-зал невозможность самопроизвольного зарождения простейших организмов в современных условиях и утвердил принцип «все живое из живого».

После этого одни ученые поставили вопрос об историчес-ком возникновении жизни в первобытных условиях Земли, дру-гие же склонились к тому, что жизнь на нашей планете никог-да не зарождалась, а была занесена на нее из Космоса, где она существует вечно. Однако такой подход просто снимает про-блему возникновения жизни.

Существует также точка зрения, что жизнь возникла чисто случайно и совершенно внезапно. Американский генетик Г. Меллер (лауреат Нобелевской пре-мии) допускает, что живая молекула, способная размножать-ся, могла возникнуть вдруг, случайно в результате взаимодей-ствия простейших веществ.

Он считает, что элементарная еди-ница наследственности -- ген -- является и основой жизни. И жизнь в форме гена, по его мнению, возникла путем слу-чайного сочетания атомных группировок и молекул, существо-вавших в водах первичного океана. Но подсчеты показывают невероятность такого события. Трудно рассчитывать получить одну молекулу РНК вируса табачной мозаики за 10⁹ лет даже в том случае, если бы весь Космос представлял собой реагирующую смесь нуклеотидов, входящих в РНК.

Большинство уче-ных отказалось от такого предположения.

Ф. Энгельс одним из первых высказал мысль, что жизнь возникла не внезапно, а сформировалась в ходе длительной эволюции материи. Эволюционная идея положена в основу гипотезы сложного, многоступенчатого пути развития материи, предшествовавшего зарождению жизни на Земле, выдвинутой А.И. Опариным в 1924 г. и английским исследователем Дж. Холдейном в 1929 г.

Гипотеза А.И. Опарина о коацерватной стадии в процессе возникновения жизни.

Коацерваты -- это комплексы коллоидных частиц. Они мо-гут возникать, например, из комплексных солей кобальта, кремнекислого натрия и нашатырного спирта, в растворе ацетилцеллюлозы, в хлороформе или бензоле, при смешивании растворов различных белков. Такой раствор, как правило, раз-деляется на два слоя -- слой, богатый коллоидными частица-ми, и жидкость, почти свободную от них.

В некоторых случа-ях коацерваты образуются в виде отдельных капель, видимых под микроскопом. Для их образования необходимо присутствие в растворе нескольких (хотя бы двух) разноименно заряженных высокомолекулярных веществ. Поскольку в водах первичного океана это условие было соблюдено, образование в нем коацерватов могло быть реальным.

А.И. Опарин предположил, что в массе коацерватных ка-пель должен был идти отбор наиболее устойчивых в существо-вавших условиях. Многие миллионы лет шел процесс есте-ственного отбора коацерватных капель. Сохранялась лишь нич-тожная их часть.

Способность к избирательной адсорбции по-степенно преобразовалась в устойчивый обмен веществ. Вмес-те с этим в процессе отбора оставались лишь те капли, которые при распаде на дочерние сохраняли особенности своей струк-туры, т.е. приобретали свойство самовоспроизведения -- важ-нейшего признака жизни.

По достижении этой стадии коацерватная капля превратилась в простейший живой организм. Коацерватные капли были местом встречи и взаимодействия до этого независимо возникавших простых белков, нуклеиновых кис-лот, полисахаридов и липидов.

Отдельная молекула, даже очень сложная, не может быть живой. Ученые считают, что первоначально на молекулярном уровне могли возникать лишь белково- и нуклеино-подобные полимеры, лишенные какой-либо биологической целесообраз-ности своего строения. Только при объединении этих полиме-ров в многомолекулярные фазовообособленные системы могло возникнуть взаимосогласование их структур и биологическое функционирование новых целостных систем.

Это значит, что не разрозненные части определяют собой организацию целого, а целое, продолжая эволюционировать, обусловливает целесо-образность строения частей.

Где-то на той же стадии возникает и естественный отбор, способствующий сохранению наиболее совершенных и целесообразных структур. Здесь много неясно-го, но в трудах ведущих синергетиков И. Пригожина и М. Эйгена и многих других ученых дается все более обосновываемая картина действия отбора на высокомолекулярном и надмолеку-лярном уровнях.