Розділ «Проблема виникнення життя на Землі»

Наукові гіпотези походження життя поділяють на два напрями: абіогенез (живі істоти виникли з неживої матерії) та біогенез (живі істоти можуть виникати лише від живих). Найпоширенішими гіпотезами, що намагаються пояснити виникнення життя на Землі, є креаціоністські (життя було створене надприродною істотою у певний час), гіпотези спонтанного зародження (життя виникало неодноразово із речовин неживої природи), стаціонарного стану (життя існувало завжди), гіпотеза панспермії (життя занесене на нашу планету зовні), біохімічної еволюції (життя виникало в

результаті багатоетапних процесів абіогенного синтезу органічних сполук, що підпорядковуються природним законам) та ін.

Серед гіпотез біогенезу слід назвати гіпотезу панспермії, яку сформулював шведський фізик С. Арреніус, а розвинув український учений В. І. Вернадський. Суть цієї гіпотези ґрунтується на припущенні, що організми позаземного походження занесені на Землю з космосу з метеоритами та космічним пилом. На сьогодні немає достовірних підтверджень позаземного виникнення мікроорганізмів, хоча їх і знайшли на метеоритах, тобто вони мають значну стійкість до космічного випромінювання.

Найбільш аргументована абіогенна гіпотеза походження життя на Землі розроблена О. І. Опаріним (1894-1980) та Д. Холдейном. Вона ґрунтується на тому, ще до складу первинної атмосфери входили Н2O, СO2, CO, H2S, NH3, СН4 та інші речовини і температура її була високою. Коли температура поверхні Землі стала нижчою за 100°С, пішли зливи. Вода заповнювала западини поверхні землі, утворювались моря й океани, у яких розчинялися різні речовини атмосфери. Досить висока температура води первісного океану і значна концентрація перелічених вище сполук були сприятливими для синтезу складних високомолекулярних органічних речовин. У синтезі цих речовин важливу роль відігравали енергія електричних розрядів, ультрафіолетове випромінювання та розпечені вулканічні викиди. Первісний океан поступово наповнювався все складнішими і складнішими органічними полімерними сполуками – вуглеводами, амінокислотами, азотистими основами тощо. Із них абіогенним шляхом формувались первинні білки, нуклеїнові кислоти. Правомірність абіогенного синтезу органічних сполук підтверджена численними експериментами. Абіогенним шляхом синтезовано аденін, піримідин, рибозу, дезоксирибозу, АДФ, полісахариди і полінуклеотиди.

Основні етапи абіогенної гіпотеза біохімічної еволюції (гіпотеза Опаріна – Холдейна)

I етап. Абіогенний синтез найпростіших органічних сполук.

II етап. Утворення більш складних органічних сполук.

III етап. Утворення коацерватннх краплин (скупчення органічних речовин, відокремлених від води поверхнею розділу).

IV етап. Утворення пробіонтів ("доклітинні" форми життя, які здатні до самовідтворення).

Основні події: поява всередині коацерватних краплин нуклеїнових кислот і білків, за рахунок чого системи набувають здатності до самовідтворення; утворення мембран.

V етап. Виникнення прокаріотів.

Основні події: поява бродіння, що зумовлює виникнення гетеротрофних анаеробних прокаріотів; поява фотосинтезу, що зумовлює виникнення автотрофних прокаріотів; поява дихання, що зумовлює виникнення аеробних прокаріотів.

VI етап. Поява еукаріотів.

Основні події: поява ядра і статевого розмноження; поява мітохондрій і пластид.

Сучасні знання про походження життя дозволяють зробити такі висновки:

• Життя виникло на Землі абіогенним шляхом. Біологічній еволюції передувала тривала хімічна еволюція.

• Виникнення життя – це етап еволюції матерії у Всесвіті.

• Закономірність основних етапів виникнення життя знаходить певні експериментальні підтвердження в лабораторії і може бути відображена у вигляді

О. І. Опарін