Краткое содержание: Параграф § 20 / Биология 11 класс

Разнообразие подходов к объяснению происхождения жизни

Проблема возникновения жизни на Земле является одной из наиболее сложных в естествознании. Поиски ответа на этот вопрос привели к формированию двух основных групп гипотез: биогенез и абиогенез. Сторонники биогенеза (от греч. \(bios\) – жизнь, \(genesis\) – возникновение) утверждают, что всё живое происходит только от живого. В противоположность этому, концепция абиогенеза (от греч. \(a\) – отрицательная частица, \(bios\) и \(genesis\)) предполагает возможность возникновения живого из неживой материи.

В рамках этих общих подходов существует несколько конкретных гипотез:

• Креационизм: Согласно этой религиозно-философской концепции, жизнь на Земле была создана в результате сверхъестественного акта Божественного Творения в прошлом. Эта идея не требует научных доказательств и основана на вере.
• Самопроизвольное (спонтанное) зарождение: Гипотеза, широко распространённая в древности, утверждала, что живые существа (например, насекомые, черви) могли возникать самопроизвольно из неживой материи (грязи, росы, разлагающегося мяса) под воздействием «жизненной силы» (\(vis vitalis\)). Аристотель развивал идею о том, что живое может возникать из неживого благодаря некой «энтелехии» – нематериальной силе, присущей солнечному свету, почве и другим субстанциям.
• Витализм: Это учение, поддерживавшее концепцию самозарождения, полагало, что для возникновения жизни необходима особая нематериальная «жизненная сила».

Опровержение самопроизвольного зарождения

Первые научные шаги к опровержению самопроизвольного зарождения были сделаны итальянским врачом Франческо Реди (1626–1698). Его эксперименты с мясом в сосудах, накрытых и открытых, доказали, что личинки мух появляются только на открытом мясе, куда мухи могут отложить яйца, а не из самого мяса. Это был удар по идее спонтанного возникновения жизни.

В XVIII веке споры продолжились. Работы Джона Нидэма и Лазаро Спалланцани также касались самозарождения микроорганизмов в питательных бульонах. Наконец, французский микробиолог Луи Пастер (1822–1895) окончательно опроверг идею самопроизвольного зарождения микроорганизмов, используя колбы с S-образным горлышком (т.н. «лебединая шея»). Его эксперименты показали, что бульон остаётся стерильным, пока пыль с микробами не попадает в него из воздуха, что подтвердило принцип биогенеза: всё живое — от живого.

Гипотеза стационарного состояния

Гипотеза стационарного состояния (или этернизм) утверждает, что жизнь существовала на Земле вечно. Согласно этой идее, живые организмы имеют два пути: либо изменять свою численность и приспосабливаться, либо вымирать. Сторонники этой гипотезы не считают факт обнаружения или отсутствия ископаемых останков в конкретный период времени доказательством возникновения или вымирания вида, объясняя это увеличением или уменьшением численности популяций и их миграцией. Эта гипотеза, однако, не решает вопрос о первом появлении жизни.

Панспермия

Гипотеза панспермии (от греч. \(pan\) – всё и \(sperma\) – семя) предполагает, что жизнь возникла не на Земле, а была занесена извне (из космоса) в виде «семян жизни» (зародышей организмов) на метеоритах или космической пыли. Впервые её выдвинул в 1865 году немецкий учёный Георг Рихтер. Позднее её развивали Сванте Аррениус и Владимир Вернадский. Предположение основано на устойчивости некоторых микроорганизмов к жёсткому космическому излучению, вакууму и низким температурам. Однако гипотеза панспермии не объясняет, как жизнь возникла в принципе, а лишь переносит вопрос в другие части Вселенной.

Гипотеза биопоэза (Абиогенез по Опарину–Холдейну)

Биопоэз (от греч. \(bios\) – жизнь и \(poiesis\) – становление) – это процесс возникновения живого из неживого в ходе эволюции Земли. Эта гипотеза, разработанная А.И. Опариным и Дж.Б.С. Холдейном, а позднее сформулированная Джоном Берналом (1901–1971), в настоящее время является общепринятой теорией возникновения жизни. Согласно ей, жизнь возникла неизбежно, как следствие химических и физических процессов на ранней Земле. Джон Бернал предложил три этапа:

• Абиогенный синтез органических соединений из неорганических в условиях ранней Земли.
• Образование органических полимеров (белков, нуклеиновых кислот) из мономеров.
• Формирование пробионтов (первичных предклеточных структур, способных к самовоспроизведению и обмену веществ) из полимеров и липидных мембран.