Возникновение жизни на Земле

Существовало множество теорий о возникновение жизни на Земле. Часть ученых считала, что возникновение жизни на Земле было обязано Творцу, другие же полагали, что существуют некие “семена жизни”, переносимые с планеты на планету метеоритами - “теория панспермии”. И благодаря этому произошло возникновение жизни на Земле . Третья группа ученых считала, что возникновение жизни на Земле произошло  само собой, благодаря “жизненной силе”. По их мнению, эта “жизненная сила” существует везде. Идея виталистов господствовала в средние века. Теория самозарождения возникновение жизни на Земле включала в себя то, что рыбы могли зарождаться из ила, черви из почвы, мыши из грязи ( земли ) , мухи из мяса и т. д.

Против этой теории выступил Франческо Реди, который на основе опытов доказал не возможность существования мифической “силы жизни”. Но виталисты не сдавались, утверждая, что в опыте Реди не было доступа кислорода, а следовательно не могла проникнуть и “жизненная сила”, благодаря которой и происходит возникновение жизни на Земле .

Независимо от Франческо Реди французский ученый Луи Постер, принимая во внимание утверждения виталистов, проделал эксперимент на тему возникновение жизни на Земле  : он взял две колбы с S-образными горлышками, в которых содержалась питательная среда, после длительного кипячения, при котором погибали не только микроорганизмы, но их споры. Колба с целым горлом долго оставалась стерильной, а в сосуде с удаленным S-горлом быстро появились микроорганизмы, этот опыт показал, что “живительная сила” не существует.

Были и такие, которые считали, что жизнь зародилась из неживого - теория абиогинеза. Основоположником этой теории был Опарин, который в 1924г. высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды могло произойти возникновение жизни на Земле и  возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни.

Это предположение, на опытной основе, доказал американский исследователь С. Миллер , который так же пытался объяснить возникновение жизни на Земле .

Таким образом, всё множество теорий и гипотез на тему  возникновение жизни на Земле сводятся к двум взаимоисключающим друг друга точкам зрения:

биогенез: теория возникновения живого из живого

абиогенез: возникновения живого из неживого.

Современная наука рассматривает абиогенное возникновение жизни на Земле, считая эту теорию наиболее вероятной.

Абиогенез состоит из 3-х основных этапов развития жизни:

Абиогенное возникновение биологических мономеров.

Образование биологических полимеров.

Формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов).

Абиогенное возникновение жизни на Земле , или небиологическое возникновение жизни на Земле - возникновение органических молекул из неорганических доказывали ещё в 1924г. русский учёный академик Александр Иванович Опарин (1894 – 1980) и в 1929г. английский естествоиспытатель Джон Холдейн (1892 – 1964). Они исходили из того, что на первых этапах формирования Земля имела очень высокую температуру , при этом никак не могло произойти возникновение жизни на Земле . По мере остывания планеты тяжелые металлы перемещались к ее центру, а более легкие оставались на поверхности. Атмосфера состояла из свободного водорода и его соединений (H2O, CH4, NH3, HCN), что служило предпосылкой возникновению органических молекул небиологическим путем, а следовательно и возникновение жизни на Земле очень даже казалось возможным .  До начала 20в. многие ученые предполагали, что такие соединения могут возникать только в живых организмах, их называли органическими веществами в противоположность веществам неживой природы – минералам, названным неорганическими соединениями.

В 1953г. американский ученый Стенли Ллойд Миллер, пропуская электрические разряды напряжением до 60000В. через смесь H2O, CH4, NH3 , H2 под давлением в несколько Па и температуре 80С получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную, муравьиную кислоты и несколько аминокислот – вещества, из которых строятся молекулы белков. Возможность абиогенного синтеза органических соединений подтверждается также тем, что они обнаружены в космическом пространстве , где возникновение жизни кажется абсурдным .

Образование биологических полимеров. По мере смягчения условий на Земле , в следствии чего могло и произойти возникновение жизни на Земле , стало возможным образование сложных органических соединений – полимеров. Не исключено, что синтез полимеров катализировался на поверхности минеральных глин. Экспериментально показано, что раствор аминокислоты аланина в водной среде в присутствии особого вида глинозема и АТФ может давать полимерные цепочки полиаланина. Органические молекулы имеют большую молекулярную массу и сложную пространственную конфигурацию. Такие высокомолекулярные комплексы, окруженные водной оболочкой, могут объединяться в коацерваты. Дальнейшая прогрессивная эволюция предбиологических структур могла происходить только при усложнении обменных процессов и в условиях пространственного разделения различных синтетических и энергетических процессов внутри коацерватов. Более прочную изоляцию внутренней среды от внешних воздействий могла осуществить лишь биологическая мембрана.

Формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов) - это основа при которой возникновение жизни на Земле очень даже может быть . Вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов, отделивших коацерват от окружающей водной среды. Липиды преобразовались в ходе эволюции в наружную мембрану, существенно повысившую жизнеспособность и устойчивость организмов. Возникновение мембраны, обладающей способностью к избирательной проницаемости, содействовало развитию все более совершенных саморегулирующихся систем вплоть до возникновения первых клеток. Появляются первые примитивные безъядерные клетки – прокариоты. Первые живые организмы были гетеротрофными, они использовали в качестве энергии (пищи) органические соединения, находящиеся в растворенном виде в водах первичного океана.

Возникновение жизни на Земле.

 Биологическая эволюция на Земле длится более 3 млрд. лет. С момента возникновения первых примитивных клеточных организмов благодаря естественному отбору появилось бесчисленное множество форм живых организмов на Земле . Историю Земли принято делить на промежутки времени – эры и периоды, границами которых являются крупные геологические события, связанные с историей развития планеты как космического тела. Геохронологическая история Земли состоит из 5 эр.