Παροχές του δρόμου

Η προέλευση της ζωής στη γη συνέβη γύρω. Προέλευση και αρχικά στάδια ανάπτυξης της ζωής στη γη

Η προέλευση της ζωής στη Γη είναι ένα από τα πιο δύσκολα και ταυτόχρονα επίκαιρα και ενδιαφέροντα ερωτήματα στη σύγχρονη φυσική επιστήμη.

Η Γη πιθανότατα σχηματίστηκε πριν από 4,5-5 δισεκατομμύρια χρόνια από ένα γιγάντιο σύννεφο κοσμικής σκόνης. τα σωματίδια του οποίου συμπιέστηκαν σε μια καυτή μπάλα. Οι υδρατμοί απελευθερώθηκαν από αυτό στην ατμόσφαιρα και το νερό έπεφτε από την ατμόσφαιρα στη Γη που ψύχεται αργά για εκατομμύρια χρόνια με τη μορφή βροχής. Ένας προϊστορικός ωκεανός σχηματίστηκε στις κοιλότητες της επιφάνειας της γης. Η αρχική ζωή εμφανίστηκε σε αυτό περίπου 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Η εμφάνιση της ζωής στη Γη

Πώς προέκυψε ο ίδιος ο πλανήτης και πώς εμφανίστηκαν οι θάλασσες σε αυτόν; Υπάρχει μια ευρέως αποδεκτή θεωρία σχετικά με αυτό. Σύμφωνα με αυτό, η Γη σχηματίστηκε από σύννεφα κοσμικής σκόνης που περιείχαν όλα τα γνωστά στη φύση χημικά στοιχεία, τα οποία συμπιέστηκαν σε μια μπάλα. Ζεστός υδρατμός διέφυγε από την επιφάνεια αυτής της καυτής μπάλας, τυλίγοντάς την σε ένα συνεχές νέφος. Γη. Στην επιφάνειά του μετατράπηκε ξανά σε υδρατμούς και επέστρεψε στην ατμόσφαιρα. Μέσα σε εκατομμύρια χρόνια, η Γη έχασε σταδιακά τόση θερμότητα που η υγρή της επιφάνεια άρχισε να σκληραίνει καθώς ψύχθηκε. Έτσι σχηματίστηκε ο φλοιός της γης.

Πέρασαν εκατομμύρια χρόνια και η θερμοκρασία της επιφάνειας της Γης έπεσε ακόμη περισσότερο. Τα όμβρια ύδατα σταμάτησαν να εξατμίζονται και άρχισαν να ρέουν σε τεράστιες λακκούβες. Έτσι ξεκίνησε η επίδραση του νερού στην επιφάνεια της γης. Και τότε, λόγω της πτώσης της θερμοκρασίας, έγινε μια πραγματική πλημμύρα. Το νερό, που είχε προηγουμένως εξατμιστεί στην ατμόσφαιρα και είχε μετατραπεί στο συστατικό του, έπεφτε συνεχώς στη Γη, με βροντές και κεραυνούς, ισχυρές βροχές έπεφταν από τα σύννεφα.

Σιγά σιγά, το νερό συσσωρεύτηκε στα βαθύτερα κοιλώματα της επιφάνειας της γης, τα οποία δεν είχαν πια χρόνο να εξατμιστούν εντελώς. Ήταν τόσο πολύ που σταδιακά σχηματίστηκε ένας προϊστορικός ωκεανός στον πλανήτη. Κεραυνοί χάραξαν τον ουρανό. Αλλά κανείς δεν το είδε αυτό. Δεν υπήρχε ακόμα ζωή στη Γη. Η συνεχής βροχή άρχισε να διαβρώνει τα βουνά. Το νερό έτρεχε από αυτά σε θορυβώδη ρυάκια και φουρτουνιασμένα ποτάμια. Κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών, οι ροές του νερού έχουν διαβρώσει βαθιά την επιφάνεια της γης και σε ορισμένα σημεία έχουν εμφανιστεί κοιλάδες. Η περιεκτικότητα σε νερό στην ατμόσφαιρα μειώθηκε και συσσωρεύτηκε όλο και περισσότερο στην επιφάνεια του πλανήτη.

Η συνεχής νεφοκάλυψη έγινε πιο λεπτή, ώσπου μια ωραία μέρα η πρώτη ακτίνα του ήλιου άγγιξε τη Γη. Η συνεχής βροχή έχει σταματήσει. Το μεγαλύτερο μέρος της γης καλυπτόταν από τον προϊστορικό Ωκεανό. Από τα ανώτερα στρώματά του, το νερό παρέσυρε τεράστια ποσότητα διαλυτών ορυκτών και αλάτων, τα οποία έπεσαν στη θάλασσα. Το νερό από αυτό εξατμιζόταν συνεχώς, σχηματίζοντας σύννεφα και τα άλατα κατακάθονταν και με την πάροδο του χρόνου, σημειώθηκε σταδιακή αλάτωση θαλασσινό νερό. Προφανώς, κάτω από κάποιες συνθήκες που υπήρχαν στην αρχαιότητα, σχηματίστηκαν ουσίες από τις οποίες προέκυψαν ειδικές κρυσταλλικές μορφές. Μεγάλωσαν, όπως όλοι οι κρύσταλλοι, και δημιούργησαν νέους κρυστάλλους, που πρόσθεταν όλο και περισσότερες ουσίες στον εαυτό τους.

Το φως του ήλιου και πιθανώς πολύ ισχυρές ηλεκτρικές εκκενώσεις χρησίμευσαν ως πηγή ενέργειας σε αυτή τη διαδικασία. Ίσως οι πρώτοι κάτοικοι της Γης - προκαρυώτες, οργανισμοί χωρίς σχηματισμένο πυρήνα, παρόμοιος με τα σύγχρονα βακτήρια - προέκυψαν από τέτοια στοιχεία. Ήταν αναερόβια, δηλαδή δεν χρησιμοποιούσαν ελεύθερο οξυγόνο για την αναπνοή, που δεν υπήρχε ακόμα στην ατμόσφαιρα. Η πηγή τροφής γι 'αυτούς ήταν οργανικές ενώσεις που προέκυψαν στην ακόμα άψυχη Γη ως αποτέλεσμα της έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία από τον Ήλιο, τις εκκενώσεις κεραυνών και τη θερμότητα που παράγεται κατά τις ηφαιστειακές εκρήξεις.

Τότε υπήρχε ζωή σε μια λεπτή βακτηριακή μεμβράνη στον πυθμένα των δεξαμενών και σε υγρά μέρη. Αυτή η εποχή της ανάπτυξης της ζωής ονομάζεται Αρχαϊκή. Από βακτήρια, και ίσως με εντελώς ανεξάρτητο τρόπο, προέκυψαν μικροσκοπικοί μονοκύτταροι οργανισμοί - τα αρχαιότερα πρωτόζωα.

Πώς έμοιαζε η πρωτόγονη Γη;

Ας προχωρήσουμε στα 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Η ατμόσφαιρα δεν περιέχει ελεύθερο οξυγόνο, βρίσκεται μόνο σε οξείδια. Σχεδόν κανένας ήχος εκτός από το σφύριγμα του ανέμου, το σφύριγμα του νερού που ξεσπά με λάβα και τις κρούσεις των μετεωριτών στην επιφάνεια της Γης. Ούτε φυτά, ούτε ζώα, ούτε βακτήρια. Ίσως έτσι έμοιαζε η Γη όταν εμφανίστηκε ζωή σε αυτήν; Αν και αυτό το πρόβλημα απασχολεί εδώ και πολύ καιρό πολλούς ερευνητές, οι απόψεις τους για αυτό το θέμα ποικίλλουν πολύ. Οι συνθήκες στη Γη εκείνη την εποχή θα μπορούσαν να αποδειχθούν από βράχους, αλλά καταστράφηκαν πριν από πολύ καιρό ως αποτέλεσμα γεωλογικών διεργασιών και κινήσεων του φλοιού της γης.

Θεωρίες για την προέλευση της ζωής στη Γη

Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε εν συντομία για αρκετές υποθέσεις για την προέλευση της ζωής, αντανακλώντας σύγχρονες επιστημονικές ιδέες. Σύμφωνα με τον Stanley Miller, γνωστό ειδικό στον τομέα της προέλευσης της ζωής, μπορούμε να μιλήσουμε για την προέλευση της ζωής και την αρχή της εξέλιξής της από τη στιγμή που τα οργανικά μόρια αυτοοργανώθηκαν σε δομές που ήταν σε θέση να αναπαραχθούν . Αλλά αυτό εγείρει άλλα ερωτήματα: πώς προέκυψαν αυτά τα μόρια; γιατί μπορούσαν να αναπαραχθούν και να συγκεντρωθούν σε εκείνες τις δομές που δημιούργησαν ζωντανούς οργανισμούς. τι προϋποθέσεις χρειάζονται για αυτό;

Υπάρχουν πολλές θεωρίες για την προέλευση της ζωής στη Γη. Για παράδειγμα, μια από τις μακροχρόνιες υποθέσεις λέει ότι μεταφέρθηκε στη Γη από το διάστημα, αλλά δεν υπάρχουν οριστικά στοιχεία για αυτό. Επιπλέον, η ζωή που γνωρίζουμε είναι εκπληκτικά προσαρμοσμένη για να υπάρχει ακριβώς σε γήινες συνθήκες, οπότε αν προέκυψε έξω από τη Γη, θα ήταν σε έναν πλανήτη γήινου τύπου. Οι περισσότεροι σύγχρονοι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ζωή προήλθε από τη Γη, στις θάλασσές της.

Θεωρία βιογένεσης

Στην ανάπτυξη των δογμάτων για την προέλευση της ζωής, η θεωρία της βιογένεσης - η προέλευση των έμβιων όντων μόνο από τα έμβια όντα - κατέχει σημαντική θέση. Πολλοί όμως το θεωρούν αβάσιμο, καθώς αντιπαραβάλλει θεμελιωδώς το ζωντανό με το άψυχο και επιβεβαιώνει την ιδέα της αιωνιότητας της ζωής, που απορρίπτεται από την επιστήμη. Abiogenesis - η ιδέα της προέλευσης των ζωντανών πραγμάτων από μη ζωντανά πράγματα - η αρχική υπόθεση σύγχρονη θεωρίαπροέλευση της ζωής. Το 1924, ο διάσημος βιοχημικός A.I Oparin πρότεινε ότι με ισχυρές ηλεκτρικές εκκενώσεις στην ατμόσφαιρα της γης, που πριν από 4-4,5 δισεκατομμύρια χρόνια αποτελούνταν από αμμωνία, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς, θα μπορούσαν να προκύψουν οι απλούστερες οργανικές ενώσεις, απαραίτητες για την εμφάνιση του. ΖΩΗ. Η πρόβλεψη του ακαδημαϊκού Oparin έγινε πραγματικότητα. Το 1955, ο Αμερικανός ερευνητής S. Miller, περνώντας ηλεκτρικά φορτία μέσα από ένα μείγμα αερίων και ατμών, έλαβε τα πιο απλά λιπαρά οξέα, ουρία, οξικό και μυρμηκικό οξύ και αρκετά αμινοξέα. Έτσι, στα μέσα του 20ου αιώνα, η αβιογενής σύνθεση πρωτεϊνικών και άλλων οργανική ύλησε συνθήκες που αναπαράγουν τις συνθήκες της πρωτόγονης Γης.

Θεωρία πανσπερμίας

Η θεωρία της πανσπερμίας είναι η δυνατότητα μεταφοράς οργανικών ενώσεων και σπορίων μικροοργανισμών από το ένα κοσμικό σώμα στο άλλο. Αλλά δεν απαντά καθόλου στο ερώτημα: πώς ξεκίνησε η ζωή στο Σύμπαν; Υπάρχει ανάγκη να τεκμηριωθεί η εμφάνιση της ζωής σε εκείνο το σημείο του Σύμπαντος, η ηλικία της οποίας, σύμφωνα με τη θεωρία του Big Bang, περιορίζεται στα 12-14 δισεκατομμύρια χρόνια. Πριν από αυτό το διάστημα δεν υπήρχαν καν στοιχειώδη σωματίδια. Και αν δεν υπάρχουν πυρήνες και ηλεκτρόνια, δεν υπάρχει ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ. Στη συνέχεια, μέσα σε λίγα λεπτά, εμφανίστηκαν πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια και η ύλη μπήκε στο μονοπάτι της εξέλιξης.

Για να τεκμηριωθεί αυτή η θεωρία, χρησιμοποιούνται πολλαπλές θεάσεις UFO, βραχογραφίες αντικειμένων που μοιάζουν με πυραύλους και «αστροναύτες» και αναφορές για υποτιθέμενες συναντήσεις με εξωγήινους. Κατά τη μελέτη των υλικών των μετεωριτών και των κομητών, ανακαλύφθηκαν πολλοί «πρόδρομοι της ζωής» σε αυτά - ουσίες όπως κυανογόνα, υδροκυανικό οξύ και οργανικές ενώσεις, που μπορεί να έπαιξαν το ρόλο των «σπόρων» που έπεσαν στη γυμνή Γη.

Οι υποστηρικτές αυτής της υπόθεσης ήταν οι βραβευθέντες βραβείο Νόμπελ F. Crick, L. Orgel. Ο F. Crick βασίστηκε σε δύο έμμεσα στοιχεία: την καθολικότητα του γενετικού κώδικα: την ανάγκη για τον φυσιολογικό μεταβολισμό όλων των ζωντανών όντων από μολυβδαίνιο, που είναι πλέον εξαιρετικά σπάνιο στον πλανήτη.

Η προέλευση της ζωής στη Γη είναι αδύνατη χωρίς μετεωρίτες και κομήτες

Ένας ερευνητής από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Τέξας, αφού ανέλυσε έναν τεράστιο όγκο συλλεγμένων πληροφοριών, πρότεινε μια θεωρία για το πώς θα μπορούσε να σχηματιστεί ζωή στη Γη. Ο επιστήμονας είναι βέβαιος ότι η εμφάνιση των πρώιμων μορφών της απλούστερης ζωής στον πλανήτη μας θα ήταν αδύνατη χωρίς τη συμμετοχή κομητών και μετεωριτών που έπεσαν πάνω του. Ο ερευνητής μοιράστηκε τη δουλειά του στην 125η ετήσια συνάντηση της Γεωλογικής Εταιρείας της Αμερικής, που πραγματοποιήθηκε στις 31 Οκτωβρίου στο Ντένβερ του Κολοράντο.

Ο συγγραφέας του έργου, καθηγητής γεωεπιστημών στο Texas Tech University (TTU) και επιμελητής του μουσείου παλαιοντολογίας του πανεπιστημίου, Sankar Chatterjee, είπε ότι κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα αφού ανέλυσε πληροφορίες σχετικά με την πρώιμη γεωλογική ιστορία του πλανήτη μας και τη σύγκριση δεδομένα με διάφορες θεωρίες χημικής εξέλιξης.

Ο ειδικός πιστεύει ότι αυτή η προσέγγιση καθιστά δυνατή την εξήγηση μιας από τις πιο κρυφές και ατελώς μελετημένες περιόδους στην ιστορία του πλανήτη μας. Σύμφωνα με πολλούς γεωλόγους, το μεγαλύτερο μέρος των διαστημικών «βομβαρδισμών», στους οποίους συμμετείχαν κομήτες και μετεωρίτες, συνέβησαν πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Ο Chatterjee πιστεύει ότι η παλαιότερη ζωή στη Γη σχηματίστηκε σε κρατήρες που άφησαν πτώσεις μετεωριτών και κομητών. Και πιθανότατα αυτό συνέβη κατά την περίοδο του «Ύστερου Βαρύ Βομβαρδισμού» (πριν από 3,8-4,1 δισεκατομμύρια χρόνια), όταν η σύγκρουση μικρών διαστημικών αντικειμένων με τον πλανήτη μας αυξήθηκε απότομα. Εκείνη την εποχή, υπήρχαν αρκετές χιλιάδες περιπτώσεις πτώσεων κομήτη. Είναι ενδιαφέρον ότι αυτή η θεωρία υποστηρίζεται έμμεσα από το μοντέλο της Νίκαιας. Σύμφωνα με αυτό, ο πραγματικός αριθμός κομητών και μετεωριτών που θα έπρεπε να είχαν πέσει στη Γη εκείνη την εποχή αντιστοιχεί στον πραγματικό αριθμό κρατήρων στη Σελήνη, που με τη σειρά του ήταν ένα είδος ασπίδας για τον πλανήτη μας και δεν επέτρεπε τον ατελείωτο βομβαρδισμό να το καταστρέψεις.

Ορισμένοι επιστήμονες προτείνουν ότι το αποτέλεσμα αυτού του βομβαρδισμού είναι ο αποικισμός της ζωής στους ωκεανούς της Γης. Ωστόσο, αρκετές μελέτες σχετικά με αυτό το θέμα δείχνουν ότι ο πλανήτης μας έχει περισσότερα αποθέματα νερού από ό,τι θα έπρεπε. Και αυτή η υπέρβαση αποδίδεται σε κομήτες που ήρθαν σε εμάς από το Νέφος του Όορτ, το οποίο υποτίθεται ότι βρίσκεται ένα έτος φωτός μακριά μας.

Ο Chatterjee επισημαίνει ότι οι κρατήρες που δημιουργήθηκαν από αυτές τις συγκρούσεις ήταν γεμάτοι με λιωμένο νερό από τους ίδιους τους κομήτες, καθώς και με τα απαραίτητα χημικά δομικά στοιχεία που απαιτούνται για το σχηματισμό απλών οργανισμών. Ταυτόχρονα, ο επιστήμονας πιστεύει ότι εκείνα τα μέρη όπου η ζωή δεν εμφανίστηκε ακόμη και μετά από έναν τέτοιο βομβαρδισμό απλώς αποδείχθηκαν ακατάλληλα για αυτό.

«Όταν η Γη σχηματίστηκε πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν εντελώς ακατάλληλη για να εμφανιστούν ζωντανοί οργανισμοί σε αυτήν. Ήταν ένα πραγματικό καζάνι που βράζει από ηφαίστεια, δηλητηριώδη θερμά αέρια και μετεωρίτες που έπεφταν συνεχώς πάνω του», γράφει το διαδικτυακό περιοδικό AstroBiology, επικαλούμενο τον επιστήμονα.

«Και μετά από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, έγινε ένας ήσυχος και ειρηνικός πλανήτης, πλούσιος σε τεράστια αποθέματα νερού, στον οποίο κατοικούν διάφοροι εκπρόσωποι της μικροβιακής ζωής - οι πρόγονοι όλων των ζωντανών όντων».

Η ζωή στη Γη θα μπορούσε να έχει προκύψει χάρη στον πηλό

Μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Dan Luo από το Πανεπιστήμιο Cornell κατέληξε σε μια υπόθεση ότι ο συνηθισμένος πηλός θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως συμπυκνωτής για αρχαία βιομόρια.

Αρχικά, οι ερευνητές δεν ασχολήθηκαν με το πρόβλημα της προέλευσης της ζωής - αναζητούσαν έναν τρόπο να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα των συστημάτων πρωτεϊνοσύνθεσης χωρίς κύτταρα. Αντί να επιτρέψουν στο DNA και τις υποστηρικτικές του πρωτεΐνες να επιπλέουν ελεύθερα στο μείγμα αντίδρασης, οι επιστήμονες προσπάθησαν να τις εξαναγκάσουν σε σωματίδια υδρογέλης. Αυτή η υδρογέλη, σαν σφουγγάρι, απορρόφησε το μείγμα της αντίδρασης, ρόφησε τα απαραίτητα μόρια και ως αποτέλεσμα, όλα τα απαραίτητα συστατικά κλειδώθηκαν σε μικρό όγκο - παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει σε ένα κύτταρο.

Στη συνέχεια, οι συγγραφείς της μελέτης προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν τον πηλό ως φθηνό υποκατάστατο υδρογέλης. Τα σωματίδια αργίλου αποδείχτηκαν παρόμοια με τα σωματίδια υδρογέλης, και έγιναν ένα είδος μικροαντιδραστήρα για αλληλεπιδρώντα βιομόρια.

Έχοντας λάβει τέτοια αποτελέσματα, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν παρά να θυμηθούν το πρόβλημα της προέλευσης της ζωής. Τα σωματίδια αργίλου, με την ικανότητά τους να προσροφούν βιομόρια, θα μπορούσαν στην πραγματικότητα να χρησιμεύσουν ως οι πρώτοι βιοαντιδραστήρες για τα πρώτα βιομόρια, πριν ακόμη αποκτήσουν μεμβράνες. Αυτή η υπόθεση υποστηρίζεται επίσης από το γεγονός ότι η έκπλυση πυριτικών αλάτων και άλλων ορυκτών από πετρώματα προς σχηματισμό πηλού ξεκίνησε, σύμφωνα με γεωλογικές εκτιμήσεις, λίγο πριν, σύμφωνα με τους βιολόγους, τα παλαιότερα βιομόρια αρχίσουν να ενώνονται σε πρωτοκύτταρα.

Στο νερό, ή πιο συγκεκριμένα σε ένα διάλυμα, λίγα θα μπορούσαν να συμβούν, επειδή οι διαδικασίες σε ένα διάλυμα είναι απολύτως χαοτικές και όλες οι ενώσεις είναι πολύ ασταθείς. Πηλός σύγχρονη επιστήμη- πιο συγκεκριμένα, η επιφάνεια των σωματιδίων ορυκτών αργίλου - θεωρείται ως μια μήτρα στην οποία θα μπορούσαν να σχηματιστούν πρωτογενή πολυμερή. Αλλά αυτή είναι επίσης μόνο μία από τις πολλές υποθέσεις, καθεμία από τις οποίες έχει τη δική της ισχυρή και αδύναμες πλευρές. Αλλά για να προσομοιώσεις την προέλευση της ζωής σε πλήρη κλίμακα, πρέπει πραγματικά να είσαι Θεός. Αν και στη Δύση σήμερα εμφανίζονται ήδη άρθρα με τίτλους «Cell Construction» ή «Cell Modeling». Για παράδειγμα, ένας από τους τελευταίους νομπελίστες, ο James Szostak, προσπαθεί τώρα ενεργά να δημιουργήσει αποτελεσματικά μοντέλα κυττάρων που πολλαπλασιάζονται μόνα τους, αναπαράγοντας το δικό τους είδος.

Θεωρία της αυθόρμητης δημιουργίας

Η θεωρία της αυθόρμητης προέλευσης της ζωής ήταν ευρέως διαδεδομένη στον αρχαίο κόσμο - Βαβυλώνα, Κίνα, Αρχαία Αίγυπτος και Αρχαία Ελλάδα(στη θεωρία αυτή τηρήθηκε, ειδικότερα, ο Αριστοτέλης).

Επιστήμονες Αρχαίος κόσμοςκαι η μεσαιωνική Ευρώπη πίστευε ότι τα ζωντανά όντα προκύπτουν συνεχώς από την άψυχη ύλη: τα σκουλήκια από τη βρωμιά, οι βάτραχοι από τη λάσπη, οι πυγολαμπίδες από την πρωινή δροσιά κ.λπ. Έτσι, ο διάσημος Ολλανδός επιστήμονας του 17ου αι. Ο Van Helmont περιέγραψε πολύ σοβαρά στην επιστημονική του πραγματεία μια εμπειρία κατά την οποία, για πάνω από 3 εβδομάδες, πήρε ποντίκια απευθείας από ένα βρώμικο πουκάμισο και μια χούφτα σιτάρι σε μια κλειδωμένη σκοτεινή ντουλάπα. Για πρώτη φορά, ο Ιταλός επιστήμονας Francesco Redi (1688) αποφάσισε να υποβάλει μια ευρέως διαδεδομένη θεωρία σε πειραματικό έλεγχο. Τοποθέτησε πολλά κομμάτια κρέατος σε αγγεία και μερικά από αυτά τα σκέπασε με μουσελίνα. Σε ανοιχτά αγγεία, λευκά σκουλήκια - προνύμφες μύγας - εμφανίστηκαν στην επιφάνεια του σάπιου κρέατος. Στα αγγεία που καλύπτονταν με μουσελίνα, δεν υπήρχαν προνύμφες μύγας. Έτσι, ο F. Redi μπόρεσε να αποδείξει ότι οι προνύμφες της μύγας δεν εμφανίζονται από κρέας που σαπίζει, αλλά από αυγά που γεννούν οι μύγες στην επιφάνειά του.

Το 1765, ο διάσημος Ιταλός επιστήμονας και γιατρός Lazzaro Spalanzani έβρασε ζωμούς κρέατος και λαχανικών σε σφραγισμένες γυάλινες φιάλες. Οι ζωμοί σε σφραγισμένες φιάλες δεν χάλασαν. Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι υπό την επήρεια υψηλή θερμοκρασίαόλα τα ζωντανά πλάσματα που θα μπορούσαν να προκαλέσουν αλλοίωση του ζωμού πέθαναν. Ωστόσο, τα πειράματα των F. Redi και L. Spalanzani δεν έπεισαν τους πάντες. Οι βιταλιστές επιστήμονες (από το λατινικό vita - life) πίστευαν ότι η αυθόρμητη δημιουργία ζωντανών όντων δεν συμβαίνει σε βρασμένο ζωμό, καθώς το ειδικό « δύναμη ζωής», το οποίο δεν μπορεί να διεισδύσει σε ένα σφραγισμένο δοχείο επειδή μεταφέρεται μέσω του αέρα.

Οι διαφωνίες σχετικά με την πιθανότητα αυθόρμητης δημιουργίας ζωής εντάθηκαν σε σχέση με την ανακάλυψη μικροοργανισμών. Εάν τα πολύπλοκα έμβια όντα δεν μπορούν να δημιουργήσουν αυθόρμητα, ίσως οι μικροοργανισμοί να μπορούν;

Από αυτή την άποψη, το 1859, η Γαλλική Ακαδημία ανακοίνωσε την απονομή ενός βραβείου σε αυτόν που θα αποφάσιζε τελικά το ζήτημα της δυνατότητας ή της αδυναμίας της αυθόρμητης γενιάς της ζωής. Αυτό το βραβείο έλαβε το 1862 ο διάσημος Γάλλος χημικός και μικροβιολόγος Λουί Παστέρ. Ακριβώς όπως ο Spalanzani, έβρασε το θρεπτικό ζωμό σε μια γυάλινη φιάλη, αλλά η φιάλη δεν ήταν συνηθισμένη, αλλά με λαιμό σε σχήμα σωλήνα 5. Ο αέρας, και επομένως η «δύναμη ζωής», μπορούσε να διεισδύσει στη φιάλη, αλλά η σκόνη και μαζί της οι μικροοργανισμοί που υπήρχαν στον αέρα, εγκαταστάθηκαν στο κάτω πόδι του σωλήνα σε σχήμα 5 και ο ζωμός στη φιάλη παρέμεινε αποστειρωμένος (Εικ. 2.1.1). Ωστόσο, μόλις ο λαιμός της φιάλης έσπασε ή το κάτω πόδι του σωλήνα σε σχήμα 5 ξεπλύθηκε με αποστειρωμένο ζωμό, ο ζωμός άρχισε γρήγορα να γίνεται θολό - εμφανίστηκαν μικροοργανισμοί.

Έτσι, χάρη στα έργα του Λουί Παστέρ, η θεωρία της αυθόρμητης δημιουργίας αναγνωρίστηκε ως αβάσιμη και η θεωρία της βιογένεσης καθιερώθηκε στον επιστημονικό κόσμο, η σύντομη διατύπωση της οποίας είναι «όλα τα έμβια όντα είναι από ζωντανά πράγματα».

Ωστόσο, εάν όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί στην ιστορικά προβλέψιμη περίοδο της ανθρώπινης ανάπτυξης προέρχονται μόνο από άλλους ζωντανούς οργανισμούς, τίθεται φυσικά το ερώτημα: πότε και πώς εμφανίστηκαν οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί στη Γη;

Θεωρία δημιουργίας

Η θεωρία του δημιουργισμού υποθέτει ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί (ή μόνο οι απλούστερες μορφές τους) δημιουργήθηκαν («σχεδιάστηκαν») από κάποιο υπερφυσικό ον (θεότητα, απόλυτη ιδέα, υπερμυαλό, υπερπολιτισμός κ.λπ.) σε μια ορισμένη χρονική περίοδο. Είναι προφανές ότι αυτή είναι η άποψη που πιστεύουν οι οπαδοί των περισσότερων από τις κορυφαίες θρησκείες του κόσμου, ιδιαίτερα της χριστιανικής θρησκείας, από την αρχαιότητα.

Η θεωρία του δημιουργισμού εξακολουθεί να είναι αρκετά διαδεδομένη σήμερα, όχι μόνο στους θρησκευτικούς αλλά και στους επιστημονικούς κύκλους. Συνήθως χρησιμοποιείται για να εξηγήσει τα πιο περίπλοκα ζητήματα της βιοχημικής και βιολογικής εξέλιξης που επί του παρόντος δεν έχουν λύση, που σχετίζονται με την εμφάνιση πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων, το σχηματισμό του μηχανισμού αλληλεπίδρασης μεταξύ τους, την εμφάνιση και το σχηματισμό μεμονωμένων πολύπλοκων οργανιδίων ή όργανα (όπως το ριβόσωμα, το μάτι ή τον εγκέφαλο). Οι πράξεις περιοδικής «δημιουργίας» εξηγούν επίσης την απουσία σαφών μεταβατικών δεσμών από έναν τύπο ζώου
σε ένα άλλο, για παράδειγμα, από τα σκουλήκια στα αρθρόποδα, από τους πιθήκους στους ανθρώπους κ.λπ. Πρέπει να τονιστεί ότι η φιλοσοφική διαμάχη σχετικά με την πρωτοκαθεδρία της συνείδησης (υπεράνω, απόλυτη ιδέα, θεότητα) ή της ύλης είναι θεμελιωδώς αδιάλυτη, καθώς χρειάζεται μια προσπάθεια να εξηγηθούν τυχόν δυσκολίες της σύγχρονης βιοχημείας και εξελικτικής θεωρίας με θεμελιωδώς ακατανόητες υπερφυσικές πράξεις δημιουργίας. αυτά τα ερωτήματα ξεπερνούν το πεδίο εφαρμογής του επιστημονική έρευνα, η θεωρία του δημιουργισμού δεν μπορεί να ταξινομηθεί ως επιστημονική θεωρία για την προέλευση της ζωής στη Γη.

Θεωρίες σταθερής κατάστασης και πανσπερμίας

Και οι δύο αυτές θεωρίες αντιπροσωπεύουν συμπληρωματικά στοιχεία μιας ενιαίας εικόνας του κόσμου, η ουσία της οποίας είναι η εξής: το σύμπαν υπάρχει για πάντα και η ζωή υπάρχει σε αυτό για πάντα (στάσιμη κατάσταση). Η ζωή μεταφέρεται από πλανήτη σε πλανήτη από «σπόρους ζωής» που ταξιδεύουν στο διάστημα, οι οποίοι μπορεί να αποτελούν μέρος κομητών και μετεωριτών (πανσπερμία). Παρόμοιες απόψεις για την προέλευση της ζωής είχε, ειδικότερα, ο ιδρυτής του δόγματος της βιόσφαιρας, Ακαδημαϊκός V.I. Βερνάντσκι.

Ωστόσο, η θεωρία της σταθερής κατάστασης, η οποία υποθέτει μια απείρως μακρά ύπαρξη του σύμπαντος, δεν συμφωνεί με τα δεδομένα της σύγχρονης αστροφυσικής, σύμφωνα με την οποία το σύμπαν προέκυψε σχετικά πρόσφατα (περίπου 16 δισεκατομμύρια χρόνια πριν) μέσω μιας πρωτογενούς έκρηξης.

Είναι προφανές ότι και οι δύο θεωρίες (πανσπερμία και στατική κατάσταση) δεν προσφέρουν καμία εξήγηση για τον μηχανισμό της πρωταρχικής προέλευσης της ζωής, μεταφέροντάς την σε άλλους πλανήτες (πανσπερμία) ή ωθώντας την πίσω στο χρόνο στο άπειρο (θεωρία ακίνητης κατάστασης). .

Δεν είναι μυστικό ότι το αιώνιο ερώτημα για το πότε ξεκίνησε η ζωή στη Γη ανέκαθεν ενοχλούσε όχι μόνο τους επιστήμονες, αλλά και όλους τους ανθρώπους. Σε αυτό το άρθρο θα προσπαθήσουμε να εξοικειωθούμε επιφανειακά με όλες τις υποτιθέμενες θεωρίες για την προέλευση όλης της ζωής στον πλανήτη μας. Θα προσπαθήσουμε να ξεχωρίσουμε τα στάδια της ανάπτυξής του και να περιγράψουμε πώς ήταν η ιστορία της ανάπτυξης της ζωής στη Γη.

Η προέλευση της ζωής στη Γη στην επιστήμη

Από επιστημονική άποψη, υπάρχουν αρκετές εκδοχές για την προέλευση της ζωής. Ας εξετάσουμε πώς εμφανίστηκε η ζωή στη Γη σύμφωνα με επιστήμονες που παλεύουν με αυτό το μυστηριώδες ερώτημα για πολλούς αιώνες, προβάλλοντας νέες υποθέσεις.

Η θεωρία λέει ότι η ζωή προήλθε από ένα κομμάτι πάγου. Πολύ γελοία ιδέα, αλλά όλα είναι πιθανά. Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι το διοξείδιο του άνθρακα που υπήρχε στον αέρα εξασφάλιζε τη διατήρηση των συνθηκών του θερμοκηπίου, ενώ άλλοι πιστεύουν ότι υπήρχε μια σταθερή χειμερινή περίοδος στη γη εκείνη την εποχή.
Η επιστήμη που μελετά την προέλευση της ζωής στη Γη είναι η βιολογία. Εμμένει στη θεωρία του Καρόλου Δαρβίνου. Αυτός και οι σύγχρονοί του πίστευαν ότι η ζωή άρχισε να σχηματίζεται σε ένα σώμα νερού. Οι περισσότεροι επιστήμονες εξακολουθούν να ακολουθούν αυτή τη θεωρία. Οι οργανικές ουσίες που παραδίδονταν από τα νερά που εισρέουν σε αυτό είχαν την ευκαιρία να συσσωρευτούν στις απαιτούμενες ποσότητες σε μια κλειστή και μάλλον ρηχή δεξαμενή. Επιπλέον, αυτές οι ενώσεις συγκεντρώθηκαν ακόμη περισσότερο στις εσωτερικές επιφάνειες των πολυεπίπεδων ορυκτών. Θα μπορούσαν να είναι καταλύτες για αντιδράσεις.
Το νερό είναι η πηγή ζωής στη Γη για όλα τα ζωντανά πλάσματα στη Γη - τον άνθρωπο, τη χλωρίδα και την πανίδα. Είναι ένας εξαιρετικά σημαντικός και ακριβός πόρος στον πλανήτη μας. Όλα τα νερά της γης βρίσκονται σε συνεχή σχέση με τους βράχους και την ατμόσφαιρα. Το νερό καθαρίζεται χάρη στη συνεχή ροή που τροφοδοτεί την ύπαρξη στη γη μας. Το αρχαίο και παγκόσμιο σύμβολο της γονιμότητας και της αγνότητας είναι το νερό. Ο άνθρωπος αποτελείται από 80% νερό, 75% ζώα και 89-90% φυτά. συνολική μάζασώματα. Το νερό είναι απαραίτητο προϊόν γιατί είναι το κύριο ΥΛΙΚΟ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣγια το ανθρώπινο σώμα. Είναι πολύ πιο πολύτιμο από το σίδηρο, το φυσικό αέριο, τον άνθρακα και το πετρέλαιο. Χωρίς νερό, η ζωή στη γη δεν θα μπορούσε ποτέ να γεννηθεί, να διατηρηθεί ή να υπάρξει καθόλου. Το νερό είναι η ίδια η ζωή.
Τι θα γινόταν αν εμφανιζόταν ζωή σε περιοχές ηφαιστειακής δραστηριότητας; Αμέσως μετά τον σχηματισμό της, η Γη ήταν μια μπάλα μάγματος που αναπνέει φωτιά. Με αέρια που απελευθερώνονται από τηγμένο μάγμα, διάφορες χημικές ουσίες που απαιτούνται για τη σύνθεση οργανικών μορίων μεταφέρθηκαν στην επιφάνεια της γης - αυτό συνέβη κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων.

Η προέλευση της ζωής στη γη στη θρησκεία

Ας εξετάσουμε πώς προήλθε η ζωή στη γη από τη σκοπιά της θρησκείας. Μια άλλη υπόθεση σχετικά με την προέλευση της ζωής στη γη εξηγείται στο διαφορετικές θρησκείες. Σκεφτείτε το χριστιανικό:

Το κύριο δόγμα της δημιουργίας όλων των ζωντανών πραγμάτων στον Χριστιανισμό είναι η φράση «δημιουργία από το τίποτα», στην οποία ο Θεός ενεργεί ως Δημιουργός στη βουλητική του δράση. Ο Κύριος φαίνεται επίσης να είναι η κύρια αιτία ύπαρξης. Ταυτόχρονα, ο Θεός δεν ήταν υποχρεωμένος να δημιουργήσει τον κόσμο για τη Θεία ουσία, δεν καθορίζεται από καμία «εσωτερική ανάγκη». Ήταν η ελεύθερη επιλογή Του, ένα δώρο στην ανθρωπότητα «από την αφθονία της αγάπης». Η πορεία και τα στάδια της δημιουργίας του κόσμου περιγράφονται στα τρία πρώτα κεφάλαια του βιβλίου της Γένεσης.

Τα κύρια στάδια της ζωής στη Γη

Μπορεί κανείς να μιλήσει ατελείωτα για την ιστορία της ανάπτυξης της ζωής στη γη. Αυτό το θέμα είναι αρκετά ευρύ και τεράστιο, θα απαριθμήσουμε μόνο τα κύρια στάδια της προέλευσης της ζωής:

Η ζωή ξεκίνησε από τις θάλασσες.
Η ύπαρξη των απλούστερων θαλάσσιων οργανισμών.
Πολυκύτταρα ζωντανά πλάσματα εμφανίζονται στις θάλασσες
Πολυάριθμα ασπόνδυλα εμφανίζονται στις θάλασσες. Μεταξύ των ασπόνδυλων βρίσκουμε τους προγόνους των σύγχρονων μαλακίων και αρθρόποδων.
Γεννιούνται τα πρώτα θωρακισμένα θαλάσσια σπονδυλωτά, τα σύγχρονα ψάρια. Η ζωή αναπτύσσεται σε αναδυόμενες χερσαίες περιοχές. Οι πρώτοι άποικοι είναι: μύκητες, βακτήρια, βρύα και μικρά ασπόνδυλα ζώα και ακολουθούν τα αμφίβια.
Η γη είναι καλυμμένη με πυκνά δάση από φτέρες και άλλα φυτά που έχουν εξαφανιστεί μέχρι τώρα. Εμφανίζονται έντομα.
Η γέννηση των ερπετών.
Η εποχή των ερπετών, τα ζώα εξαπλώθηκαν και στις θάλασσες. Ορισμένα είδη φτάνουν σε σημαντικά μεγέθη.
Εμφανίζονται θηλαστικά και πουλιά. Το πρώτο που εξαπλώθηκε φυτά λουλουδιών. Εμφανίζονται τα πρώτα αγγειόσπερμα.
Οι δεινόσαυροι και άλλα μεγάλα ερπετά εξαφανίζονται.
Τα θηλαστικά εξαπλώνονται σε όλη τη γη, εκτοπίζοντας τα ερπετά, ο αριθμός των οποίων μειώνεται ραγδαία.
Προέκυψαν διάφορα είδη θηλαστικών: σαρκοφάγα, χειρόπτερα και οι πρόγονοι των σύγχρονων πιθήκων και των ανθρώπων. Γεννιούνται φυτοφάγα.
Μερικά θηλαστικά κατοικούν στις θάλασσες. Για παράδειγμα: φάλαινες.
Εμφανίζεται ο γενάρχης του ανθρώπου, ο Αυστραλοπίθηκος.
Μεμονωμένα μεγάλα θηλαστικά εξαφανίζονται. Ο άνθρωπος γίνεται ο απόλυτος ιδιοκτήτης της Γης.

Τώρα ξέρετε πώς έμοιαζε η Γη στην αρχαιότητα. Η ζωή χωρίς ανθρώπους ήταν τελείως διαφορετική.

Η επιστήμη

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η ζωή στη γη ξεκίνησε πριν από περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια: Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, απλοί οργανισμοί εξελίχθηκαν σε πολύπλοκες μορφές ζωής. Ωστόσο, εξακολουθεί να είναι ένα μυστήριο για τους επιστήμονες πώς ξεκίνησε η ζωή στον πλανήτη, και έχουν υποβάλει διάφορες θεωρίες για να εξηγήσουν αυτό το φαινόμενο:

1. Ηλεκτρικοί σπινθήρες

Στο περίφημο πείραμα Miller-Urey, οι επιστήμονες απέδειξαν ότι ο κεραυνός θα μπορούσε να συμβάλει στην εμφάνιση των βασικών ουσιών που είναι απαραίτητες για την προέλευση της ζωής: οι ηλεκτρικοί σπινθήρες σχηματίζουν αμινοξέα σε μια ατμόσφαιρα που αποτελείται από τεράστιες ποσότητες νερού, μεθανίου, αμμωνίας και υδρογόνου. Πιο πολύπλοκες μορφές ζωής στη συνέχεια εξελίχθηκαν από αμινοξέα. Αυτή η θεωρία άλλαξε κάπως αφού οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η ατμόσφαιρα του πλανήτη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια ήταν φτωχή σε υδρογόνο. Οι επιστήμονες πρότειναν ότι το μεθάνιο, η αμμωνία και το υδρογόνο περιέχονταν σε ηφαιστειακά σύννεφα κορεσμένα με ηλεκτρικά φορτία.

2. Πηλός

Ο χημικός Alexander Graham Cairns-Smith από το Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης, στη Σκωτία, πρότεινε τη θεωρία ότι στην αυγή της ζωής, ο πηλός περιείχε πολλά οργανικά συστατικά που βρίσκονταν το ένα κοντά στο άλλο και ότι ο πηλός βοήθησε να οργανωθούν αυτές οι ουσίες σε δομές παρόμοιες με τα γονίδιά μας.

Το DNA αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με τη δομή των μορίων και οι γενετικές αλληλουχίες του DNA υποδεικνύουν πώς τα αμινοξέα πρέπει να ενσωματωθούν στις πρωτεΐνες. Ο Cairns-Smith προτείνει ότι οι κρύσταλλοι αργίλου βοήθησαν στην οργάνωση των οργανικών μορίων σε διατεταγμένες δομές, και αργότερα τα ίδια τα μόρια άρχισαν να το κάνουν αυτό, «χωρίς τη βοήθεια» του πηλού.

3. Αεραγωγοί βαθιάς θάλασσας

Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, Η ζωή ξεκίνησε σε υποβρύχιες υδροθερμικές οπές που εκτόξευαν μόρια πλούσια σε υδρογόνο.Στη βραχώδη επιφάνειά τους, αυτά τα μόρια θα μπορούσαν να ενωθούν και να γίνουν ορυκτές καταλύτες για τις αντιδράσεις που οδήγησαν στην προέλευση της ζωής. Ακόμη και τώρα, τέτοιοι υδροθερμικοί αεραγωγοί, πλούσιοι σε χημική και θερμική ενέργεια, φιλοξενούν αρκετά μεγάλο αριθμό ζωντανών πλασμάτων.

4. Παγωμένο ξεκίνημα

Πριν από 3 δισεκατομμύρια χρόνια, ο Ήλιος δεν έλαμπε τόσο έντονα όσο τώρα, και, κατά συνέπεια, λιγότερη θερμότητα έφτασε στη Γη. Είναι πολύ πιθανό αυτό η επιφάνεια της γης καλύφθηκε με ένα παχύ στρώμα πάγου, το οποίο προστάτευε την εύθραυστη οργανική ύλη, που βρίσκεται στο νερό από κάτω, από τις υπεριώδεις ακτίνες και την κοσμική έκθεση. Επιπλέον, το κρύο βοήθησε τα μόρια να υπάρχουν περισσότερο, με αποτέλεσμα να γίνουν δυνατές οι αντιδράσεις που οδήγησαν στην προέλευση της ζωής.

5. Κόσμος RNA

Το DNA χρειάζεται πρωτεΐνες για να σχηματιστεί και οι πρωτεΐνες χρειάζονται DNA για να σχηματιστούν. Πώς θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί το ένα χωρίς το άλλο; Οι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι το RNA, το οποίο, όπως και το DNA, αποθηκεύει πληροφορίες, συμμετείχε σε αυτή τη διαδικασία. Από το RNA σχηματίστηκαν πρωτεΐνες και DNA αντίστοιχα., που το αντικατέστησαν λόγω της μεγαλύτερης αποτελεσματικότητάς τους.

Προέκυψε ένα άλλο ερώτημα: "Πώς εμφανίστηκε το RNA;" Κάποιοι πιστεύουν ότι εμφανίστηκε αυθόρμητα στον πλανήτη, ενώ άλλοι αρνούνται αυτό το ενδεχόμενο.

6. «Απλή» θεωρία

Μερικοί επιστήμονες έχουν προτείνει ότι η ζωή δεν εξελίχθηκε από πολύπλοκα μόρια όπως το RNA, αλλά από απλά που αλληλεπιδρούσαν μεταξύ τους. Μπορεί να περιέχονταν σε απλά κελύφη παρόμοια με τις κυτταρικές μεμβράνες. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης αυτών των απλών μορίων, πολύπλοκο, η οποία αντέδρασε πιο αποτελεσματικά.

7. Πανσπερμία

Στο τέλος, Η ζωή δεν θα μπορούσε να έχει προέλθει από τον πλανήτη μας, αλλά ήρθε από το διάστημα: Στην επιστήμη αυτό το φαινόμενο ονομάζεται πανσπερμία. Αυτή η θεωρία έχει μια πολύ σταθερή βάση: λόγω κοσμικών επιρροών, θραύσματα λίθων διαχωρίζονται περιοδικά από τον Άρη, τα οποία φτάνουν στη Γη. Αφού οι επιστήμονες ανακάλυψαν αρειανούς μετεωρίτες στον πλανήτη μας, υπέθεσαν ότι αυτά τα αντικείμενα έφεραν βακτήρια μαζί τους. Αν τους πιστεύεις, τότε είμαστε όλοι αρειανοί. Άλλοι ερευνητές έχουν προτείνει ότι η ζωή προήλθε από κομήτες από άλλα αστρικά συστήματα. Ακόμα κι αν έχουν δίκιο, η ανθρωπότητα θα αναζητήσει μια απάντηση σε ένα άλλο ερώτημα: «Πώς ξεκίνησε η ζωή στο διάστημα;»

Η εμφάνιση της ζωής στη Γη

Η συνεχής νεφοκάλυψη έγινε πιο λεπτή, ώσπου μια ωραία μέρα η πρώτη ακτίνα του ήλιου άγγιξε τη Γη. Η συνεχής βροχή έχει σταματήσει. Το μεγαλύτερο μέρος της γης καλυπτόταν από τον προϊστορικό Ωκεανό. Από τα ανώτερα στρώματά του, το νερό παρέσυρε τεράστια ποσότητα διαλυτών ορυκτών και αλάτων, τα οποία έπεσαν στη θάλασσα. Το νερό από αυτό εξατμιζόταν συνεχώς, σχηματίζοντας σύννεφα και τα άλατα κατακάθονταν και με την πάροδο του χρόνου υπήρξε σταδιακή αλάτωση του θαλασσινού νερού. Προφανώς, κάτω από κάποιες συνθήκες που υπήρχαν στην αρχαιότητα, σχηματίστηκαν ουσίες από τις οποίες προέκυψαν ειδικές κρυσταλλικές μορφές. Μεγάλωσαν, όπως όλοι οι κρύσταλλοι, και δημιούργησαν νέους κρυστάλλους, που πρόσθεταν όλο και περισσότερες ουσίες στον εαυτό τους.

Πώς έμοιαζε η πρωτόγονη Γη;

Ας προχωρήσουμε στα 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Η ατμόσφαιρα δεν περιέχει ελεύθερο οξυγόνο, βρίσκεται μόνο σε οξείδια. Σχεδόν κανένας ήχος εκτός από το σφύριγμα του ανέμου, το σφύριγμα του νερού που ξεσπά με λάβα και τις κρούσεις των μετεωριτών στην επιφάνεια της Γης. Ούτε φυτά, ούτε ζώα, ούτε βακτήρια. Ίσως έτσι έμοιαζε η Γη όταν εμφανίστηκε ζωή σε αυτήν; Αν και αυτό το πρόβλημα απασχολεί εδώ και πολύ καιρό πολλούς ερευνητές, οι απόψεις τους για αυτό το θέμα ποικίλλουν πολύ. Οι βράχοι θα μπορούσαν να υποδεικνύουν συνθήκες στη Γη εκείνη την εποχή, αλλά καταστράφηκαν πριν από πολύ καιρό ως αποτέλεσμα γεωλογικών διεργασιών και κινήσεων του φλοιού της γης.

Θεωρίες για την προέλευση της ζωής στη Γη

Θεωρία βιογένεσης

Στην ανάπτυξη των δογμάτων για την προέλευση της ζωής, η θεωρία της βιογένεσης - η προέλευση των έμβιων όντων μόνο από τα έμβια όντα - κατέχει σημαντική θέση. Πολλοί όμως το θεωρούν αβάσιμο, καθώς αντιπαραβάλλει θεμελιωδώς το ζωντανό με το άψυχο και επιβεβαιώνει την ιδέα της αιωνιότητας της ζωής, που απορρίπτεται από την επιστήμη. Η αβιογένεση - η ιδέα της προέλευσης των έμβιων πραγμάτων από μη ζωντανά πράγματα - είναι η αρχική υπόθεση της σύγχρονης θεωρίας για την προέλευση της ζωής. Το 1924, ο διάσημος βιοχημικός A.I Oparin πρότεινε ότι με ισχυρές ηλεκτρικές εκκενώσεις στην ατμόσφαιρα της γης, που πριν από 4-4,5 δισεκατομμύρια χρόνια αποτελούνταν από αμμωνία, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς, θα μπορούσαν να προκύψουν οι απλούστερες οργανικές ενώσεις, απαραίτητες για την εμφάνιση του. ΖΩΗ. Η πρόβλεψη του ακαδημαϊκού Oparin έγινε πραγματικότητα. Το 1955, ο Αμερικανός ερευνητής S. Miller, περνώντας ηλεκτρικά φορτία μέσα από ένα μείγμα αερίων και ατμών, έλαβε τα πιο απλά λιπαρά οξέα, ουρία, οξικό και μυρμηκικό οξύ και αρκετά αμινοξέα. Έτσι, στα μέσα του 20ου αιώνα, η βιογονική σύνθεση πρωτεϊνικών και άλλων οργανικών ουσιών πραγματοποιήθηκε πειραματικά υπό συνθήκες που αναπαράγουν τις συνθήκες της πρωτόγονης Γης.

Θεωρία πανσπερμίας

Η θεωρία της πανσπερμίας είναι η δυνατότητα μεταφοράς οργανικών ενώσεων και σπορίων μικροοργανισμών από το ένα κοσμικό σώμα στο άλλο. Αλλά δεν απαντά καθόλου στο ερώτημα: πώς ξεκίνησε η ζωή στο Σύμπαν; Υπάρχει ανάγκη να τεκμηριωθεί η εμφάνιση της ζωής σε εκείνο το σημείο του Σύμπαντος, η ηλικία της οποίας, σύμφωνα με τη θεωρία του Big Bang, περιορίζεται στα 12-14 δισεκατομμύρια χρόνια. Πριν από αυτό το διάστημα δεν υπήρχαν καν στοιχειώδη σωματίδια. Και αν δεν υπάρχουν πυρήνες και ηλεκτρόνια, δεν υπάρχουν χημικές ουσίες. Στη συνέχεια, μέσα σε λίγα λεπτά, εμφανίστηκαν πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια και η ύλη μπήκε στο μονοπάτι της εξέλιξης.

Υποστηρικτές αυτής της υπόθεσης ήταν οι νομπελίστες F. Crick και L. Orgel. Ο F. Crick βασίστηκε σε δύο έμμεσα στοιχεία: την καθολικότητα του γενετικού κώδικα: την ανάγκη για τον φυσιολογικό μεταβολισμό όλων των ζωντανών όντων από μολυβδαίνιο, που είναι πλέον εξαιρετικά σπάνιο στον πλανήτη.

Η προέλευση της ζωής στη Γη είναι αδύνατη χωρίς μετεωρίτες και κομήτες

«Όταν η Γη σχηματίστηκε πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν εντελώς ακατάλληλη για να εμφανιστούν ζωντανοί οργανισμοί σε αυτήν. Ήταν ένα πραγματικό καζάνι που βράζει από ηφαίστεια, δηλητηριώδη θερμά αέρια και μετεωρίτες που έπεφταν συνεχώς πάνω του», γράφει το διαδικτυακό περιοδικό AstroBiology, επικαλούμενο τον επιστήμονα.

«Και μετά από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, έγινε ένας ήσυχος και ειρηνικός πλανήτης, πλούσιος σε τεράστια αποθέματα νερού, στον οποίο κατοικούν διάφοροι εκπρόσωποι της μικροβιακής ζωής - οι πρόγονοι όλων των ζωντανών όντων».

Η ζωή στη Γη θα μπορούσε να έχει προκύψει χάρη στον πηλό

Στο νερό, ή πιο συγκεκριμένα σε ένα διάλυμα, λίγα θα μπορούσαν να συμβούν, επειδή οι διαδικασίες σε ένα διάλυμα είναι απολύτως χαοτικές και όλες οι ενώσεις είναι πολύ ασταθείς. Η σύγχρονη επιστήμη θεωρεί τον πηλό - πιο συγκεκριμένα, την επιφάνεια των σωματιδίων των ορυκτών αργίλου - ως μια μήτρα στην οποία θα μπορούσαν να σχηματιστούν πρωτογενή πολυμερή. Αλλά αυτή είναι επίσης μόνο μία από τις πολλές υποθέσεις, καθεμία από τις οποίες έχει τα δικά της δυνατά και αδύνατα σημεία. Αλλά για να προσομοιώσεις την προέλευση της ζωής σε πλήρη κλίμακα, πρέπει πραγματικά να είσαι Θεός. Αν και στη Δύση σήμερα εμφανίζονται ήδη άρθρα με τίτλους «Cell Construction» ή «Cell Modeling». Για παράδειγμα, ένας από τους τελευταίους νομπελίστες, ο James Szostak, προσπαθεί τώρα ενεργά να δημιουργήσει αποτελεσματικά μοντέλα κυττάρων που πολλαπλασιάζονται μόνα τους, αναπαράγοντας το δικό τους είδος.

Σύμφωνα με τις σύγχρονες ιδέες, η ζωή στη Γη ξεκίνησε πριν από περισσότερα από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Δεν ήταν καθόλου ο πλανήτης που ξέρουμε σήμερα: μια καυτή βραχώδης σφαίρα χωρίς οξυγόνο, ταραγμένη από τη βίαιη δραστηριότητα νεαρών ηφαιστείων, πάνω από τα οποία ο ήλιος και τα αστέρια όρμησαν με τρελή ταχύτητα - τελικά, η μέρα κράτησε μόνο περίπου 6 ώρες. Υπάρχουν πάρα πολλές θεωρίες σχετικά με την προέλευση των πρώτων μορφών ζωής, και στη συνέχεια πιο περίπλοκες - συμπεριλαμβανομένου του ευφυούς σχεδιασμού. Θα εξοικειωθούμε με τις βασικές επιστημονικές ιδέες, η κατανόηση των οποίων μας επιτρέπει επίσης να υποθέσουμε πού και υπό ποιες συνθήκες μπορεί να υπάρξει εξωγήινη ζωή.

Πανσπερμία

Η πανσπερμία (από το ελληνικό «μίγμα» και «σπόρος») είναι μια πολύ έγκυρη θεωρία στην εποχή μας για την εμφάνιση ζωής στη Γη ως αποτέλεσμα της μεταφοράς «εμβρύων ζωής» από άλλους πλανήτες. Αυτή η υπόθεση διατυπώθηκε από τον Γερμανό επιστήμονα G. Richter το 1865, ο οποίος σήμαινε τη μεταφορά σπορίων μικροοργανισμών είτε με μετεωρίτες είτε υπό την επίδραση ελαφριάς πίεσης. Αργότερα, ανακαλύφθηκε η κοσμική ακτινοβολία, η οποία επηρεάζει τους ζωντανούς οργανισμούς όχι λιγότερο καταστροφικά από τη διάσπαση του ουρανίου. Και η θεωρία της πανσπερμίας «έπεσε στη σκόνη» μέχρι την πρώτη πτήση προς τη Σελήνη - όταν βρέθηκαν ζωντανοί μικροοργανισμοί από τη Γη στον ανιχνευτή Surveyor-3 που προσγειώθηκε στη Σελήνη, ο οποίος επέζησε με ασφάλεια από τη μακρά πτήση στο διάστημα.

Το 2006, ανακαλύφθηκε η παρουσία νερού και απλών οργανικών ενώσεων στην ουσία του κομήτη. Περιέργως, αυτό σημαίνει ότι ένας μικρός μετεωρίτης με ένα φωτεινό ίχνος που πλησιάζει σε μια πολύ μεγαλύτερη σφαίρα του πλανήτη είναι κάτι σαν το κοσμικό ανάλογο γυναικείων και αρσενικών αναπαραγωγικών κυττάρων, δίνοντας μαζί νέα ζωή.

Μερικοί οπαδοί της πανσπερμίας πιστεύουν ότι μια ανταλλαγή βακτηρίων συνέβη μεταξύ της Γης και του Άρη κατά την περίοδο που ο Κόκκινος Πλανήτης ακόμα άκμαζε και καλύπτονταν εν μέρει από ωκεανούς. Επιπλέον, αυτό δεν προκαλείται απαραιτήτως από μετεωρίτες - ίσως τα βακτήρια να μεταφέρθηκαν εδώ από έξυπνους επισκέπτες (αλλά αυτό είναι ένα ξεχωριστό θέμα). Αλλά ακόμα κι αν τέτοια γεγονότα συνέβησαν στην ιστορία, θα αναγκαστούμε να καταλάβουμε από πού προήλθε η ζωή σε έναν άλλο πλανήτη.

Ηλεκτρισμός και ο αρχέγονος ζωμός

Το διάσημο πείραμα Miller-Urey το 1953 απέδειξε ότι οι ηλεκτρικοί σπινθήρες μπορούσαν να δημιουργήσουν τη βάση της ζωής - αμινοξέα και σακχαρόζη - παρουσία νερού, μεθανίου, αμμωνίας και υδρογόνου στην ατμόσφαιρα. Αυτό σημαίνει ότι ο συνηθισμένος κεραυνός θα μπορούσε να δημιουργήσει το κύριο δομικά στοιχείαη ζωή συνεχίζεται αρχαία γη, που ονομάζεται αρχέγονος ζωμός. Αυτός ο όρος εισήχθη το 1924 από τον Σοβιετικό βιολόγο Oparin. Σύμφωνα με τη θεωρία του, αυτή η «σούπα» προέκυψε πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια σε ρηχές δεξαμενές του πλανήτη υπό την επίδραση ηλεκτρικών εκκενώσεων, κοσμικής ακτινοβολίας και υψηλών θερμοκρασιών υγρών. Στην αρχή, στη σύνθεσή του κυριαρχούσαν νουκλεοτίδια, πολυπεπτίδια, αζωτούχες βάσεις και αμινοξέα. Στη συνέχεια, για εκατομμύρια χρόνια, σχηματίστηκαν πιο πολύπλοκα μόρια στον αρχέγονο ζωμό μέχρι να σχηματιστούν οι απλούστεροι μονοκύτταροι οργανισμοί, τα βακτήρια.

Πήλινη ζωή

Σύμφωνα με θρησκευτικές πηγές, ο Αδάμ δημιουργήθηκε από τη σκόνη της γης και στο Κοράνι και σε ορισμένους λαούς (για παράδειγμα, τους Ιάπωνες), οι θεοί πλάθονταν τους ανθρώπους από πηλό. Σύμφωνα με τον οργανικό χημικό Alexander Graham Kearns-Smith από το Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης στη Σκωτία, αυτό μπορεί να μην είναι μια απλή αλληγορία: τα πρώτα μόρια της ζωής μπορεί να έχουν σχηματιστεί στον πηλό. Αρχικά, οι πρωτόγονες ενώσεις άνθρακα δεν είχαν DNA, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούσαν να αναπαράγουν το δικό τους είδος - η «αναπαραγωγή» μπορούσε να διεγερθεί μόνο από πηγές από το εξωτερικό περιβάλλον.

Μια τέτοια πηγή θα μπορούσε να είναι ο αργιλικός βράχος, ο οποίος δεν είναι απλώς μια ορισμένη μάζα γης - είναι μια οργανωμένη, τακτική ακολουθία μορίων. Η επιφάνεια του πηλού όχι μόνο μπορούσε να συγκεντρώνει και να συνδυάζει οργανικές ενώσεις, αλλά σε μικροσκοπικό επίπεδο να τις οργανώνει σε δομές, λειτουργώντας σαν γονιδίωμα. Με τον καιρό, τα οργανικά μόρια «θυμήθηκαν» αυτή την αλληλουχία και έμαθαν να οργανώνονται. Στη συνέχεια, έγιναν πιο περίπλοκα: είχαν ένα πρωτότυπο DNA, RNA και άλλα νουκλεϊκά οξέα.

Ζωή από τους ωκεανούς

Η «υποβρύχια υδροθερμική θεωρία αερισμού» υποδηλώνει ότι η ζωή μπορεί να προήλθε από την πηγή των υποθαλάσσιων ηφαιστείων, τα οποία εκτόξευαν πλούσια σε υδρογόνο μόρια και πολλή θερμότητα μέσω ρωγμών στον πυθμένα του ωκεανού. Αυτά τα μόρια συνδυάστηκαν στην επιφάνεια των πετρωμάτων, γεγονός που παρείχε ορυκτούς καταλύτες για νέες χημικές αντιδράσεις.

Έτσι γεννήθηκαν τα βακτήρια που σχημάτισαν το παγκοσμίου φήμης γεωλογικό θαύμα - τους στρωματόλιθους (από «στρωμάτωση» - χαλί και «λίτος» - πέτρα). Αυτοί οι σχηματισμοί έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα σε απολιθωμένη μορφή. Και οι υποβρύχιες πηγές αυτού του τύπου συνεχίζουν να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση διαφορετικών θαλάσσιων οικοσυστημάτων στην εποχή μας.

Το κρύο είναι καταλύτης για την εξέλιξη

Όποιος επιστήμονας έχει δίκιο, απλά μονοκύτταρα βακτήρια εξακολουθούσαν να κατοικούν στον πλανήτη - και με αυτή τη μορφή υπήρχαν πάντα για περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Στη συνέχεια, συνέβη μια απίστευτα γρήγορη έκρηξη σύμφωνα με τα πρότυπα της εξέλιξης - άρχισαν να αναπτύσσονται πολύ πιο περίπλοκες μορφές ζωής, οι οποίες πρώτα κυριάρχησαν τους ωκεανούς και στη συνέχεια τη γη, τα εδάφη και, τέλος, τον αέρα. Όχι πολύ καιρό πριν, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να καταλάβουν ποια ήταν η ώθηση για αποφασιστικές αλλαγές. Αποδείχθηκε ότι ήταν η πιο ισχυρή εποχή των παγετώνων σε ολόκληρη την ιστορία της Γης, η οποία ξεκίνησε πριν από περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια. Ο πλανήτης ήταν εντελώς καλυμμένος με πάγο πάχους έως και ενός χιλιομέτρου - οι ειδικοί ονόμασαν αυτό το φαινόμενο «Χιονόμπαλα Γη» (όπως αυτά με τα οποία παίζουν τα παιδιά).

Οι συνθήκες διαβίωσης για τους πιο απλούς μικροοργανισμούς έχουν αλλάξει δραματικά – αλλά, από την άλλη, τα ανθεκτικά ακραιόφιλα βακτήρια έπρεπε να προσαρμοστούν κάτω από το πάχος του πάγου! Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου «επώασης» έλαβε χώρα η πρωταρχική διαίρεση των βακτηρίων σύμφωνα με τις μεθόδους επιβίωσής τους: μερικά από αυτά έμαθαν να παίρνουν ενέργεια από το φως του ήλιου, άλλα αντλούσαν δύναμη με την επεξεργασία ουσιών διαλυμένων στο νερό. Αυτό σηματοδότησε την αρχή των βασιλείων της ζωντανής φύσης - το πρώτο στο μέλλον θα γίνει φυτά και μονοκύτταρα φωτοσυνθετικά ζώα, το δεύτερο - πολυκύτταρα ζώα και μύκητες.

Αλλά μια μέρα, τα θερμά ηφαίστεια ξύπνησαν ξανά και απελευθέρωσαν τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, το οποίο προκάλεσε ένα ισχυρό φαινόμενο του θερμοκηπίου. Ο πλανήτης ζεστάθηκε, οι πάγοι έλιωσαν και απελευθέρωσαν «ώριμα» βακτήρια. Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης που λαμβάνει χώρα στα κυανοβακτήρια (γαλαζοπράσινα φύκια) έδωσε μια νέα αντίδραση - και η ατμόσφαιρα γρήγορα κορέστηκε με οξυγόνο. Και τα θραύσματα ορυκτών πετρωμάτων που έφερε ο παγετώνας που έπεσε στον ωκεανό έδωσαν νέες παραλλαγές χημικών αντιδράσεων. Αυτό, όπως έχει γίνει ήδη σαφές, επέτρεψε στα ζώα να εξελιχθούν. Σύντομα, αντί να χωρίσουν τα βακτήρια σε δύο νέα, άρχισαν να διαιρούνται χωρίς να κάνουν «ελεύθερη κολύμβηση» και να σχηματίζουν τις πρώτες πολυκύτταρες δομές. Ένα παράδειγμα είναι τα παλαιότερα πολυκύτταρα ζώα χωρίς νευρικό, αίμα ή πεπτικό σύστημα - θαλάσσια σφουγγάρια.

Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η ζωή είναι πολύ πιθανό κάτω από ένα παχύ στρώμα πάγου σε ένα από τα φεγγάρια του Δία - στους ψυχρούς ωκεανούς της Ευρώπης, κρυμμένο από διαστημικούς ανιχνευτές. Μια ομάδα ερευνητών από τη NASA διαπίστωσε επίσης ότι υπάρχει γεωθερμική δραστηριότητα κάτω από τον πάγο του δορυφόρου. Ως εκ τούτου, είναι πολύ πιθανό η Ευρώπη να ακολουθεί το δικό μας μονοπάτι, και καθώς ο ήλιος μας αρχίζει να γερνάει και να γίνεται πιο λαμπερός, η εξέλιξη θα επικρατήσει επίσης στο αιώνιο κρύο.