Прежде всего необходимо помнить, что основа жизни — углерод, который появился во Вселенной на определённом этапе её развития.
Существует много гипотез о происхождении жизни на Земле, о доминирующей роли воды в этом процессе, но окончательных ответов на многочисленные вопросы,
связанные с возникновением и эволюцией жизни пока не найдено.
Согласно мнению многих учёных, а также на основе эксперимента, проведенного в 1952 г. американским
учёным Стэнли Миллером (в эксперименте применялся электрический разряд напряжением 100 тысяч вольт), первоначальные благоприятные условия для жизни на
нашей планете появились благодаря сильным электрическим бурям, которые вызвали химические реакции газов, присутствующих в атмосфере.
Есть обоснованные предположения, что первичная атмосфера Земли состояла преимущественно из аммиака, воды, метана, окиси и двуокиси углерода. В
условиях отсутствия кислорода органические вещества могли создаваться гораздо проще а также сохраняться, не претерпевая распада длительное время.
Продукты этих реакций, по мнению учёных, с большой долей вероятности содержали элементарные органические молекулы, такие, как аминокислоты и т.п.
(входящие в состав протеинов). Они и составили основу жизни.
Затем вещества-предшественники, образовавшиеся в результате указанных химических реакций, попали в океаны, где продолжился синтез более сложных
органических соединений под действием солнечной радиации (более интенсивной, чем сейчас, т.к. защитного озонового экрана не существовало) и грозовых разрядов.
Существует также гипотеза, согласно которой скорость и интенсивность перемешивания воды в океанах на начальном этапе была значительно более
высокой благодаря сильнейшему приливно-отливному воздействию Луны, которая в те далёкие времена находилась очень близко к нашей планете, на которой из-за этого
свирепствовали штормы и ураганы. Это обстоятельство сильно повышало вероятность возникновения сложных органических молекул, т.е. основу живого вещества.
Послужила Луна катализатором или нет — это тема отдельного исследования, но примерно
через миллиард лет, а может быть и раньше, на Земле уже начали развиваться первые простейшие структуры, способные к воспроизводству — примитивные органические клетки.
Первые растительные клетки использовали углекислый ангидрид, благодаря которому могли синтезировать органические молекулы и питаться. Аналогичным
образом и сегодня питаются растения. Фотосинтез имел огромное значение для эволюции жизни на нашей планете. В результате в атмосфере появился свободный
кислород, он же радикально изменил её состав.
Это позволило большинству живых существ надстроить над прежним анаэробным обменом новые системы кислородного дыхания. А это в свою очередь уже являлось
значительным усовершенствованием энергетического обмена живых организмов. В последующие миллионы лет в результате эволюции на Земле образовалось огромное
разнообразие растений и животных.
Предисловие автора сайта. Земля и жизнь. Эти понятия сегодня для нас неразрывны. Найдется ли где ещё в
бескрайних просторах космоса столь уникальная планета, как наша? А жизнь — случайна ли она? И чтобы получить ответы на эти вопросы, нам надо знать, как
зародилось всё живое на Земле и когда?
Владимир Каланов.
"Знания-сила"
На этот счёт есть немало гипотез. Самая распространённая гипотеза утверждает, что появилась жизнь в воде древнего океана — сначала
белковые структуры, потом первые организмы. Они стали развиваться, совершенствоваться, пока в конце концов на вершине эволюции не оказался «Homo sapiens» — человек разумный.
Но каким образом природа ухитрилась сделать гигантский скачок — перешла от неживого к живому? В тёплой воде, метко названной академиком А.
Опариным первородным бульоном, было немалое количество органических веществ — аминокислот, углеводов, нуклеотидов… Они образовались из более простых,
неорганических в результате химических реакций, происходивших в самом океане, в атмосфере и даже в недрах Земли,— синтезировались под воздействием грозовых
разрядов или ультрафиолетового излучения и радиации.
Известный советский вулканолог Евгений Мархинин полагает, что колыбелью жизни, природными химическими реакторами, вырабатывающими органические
вещества, были вулканы! Именно извержения дали материал, из которого в течение геологической истории Земли формировалась сфера, благоприятная для выживания и эволюции биологических структур.
Наконец, по мнению таких учёных, как упоминавшийся уже академик Александр Опарин, известный английский физик Джон Бернал и других, жизнь на
нашу планету могла быть занесена из космоса метеоритным или иным транспортом!
Интересно, что каждая из сторон находит для подтверждения своей правоты фактические доказательства. Обнаружены органические вещества в
выбросах современных вулканов. Проведены эксперименты по их синтезу с помощью электрических разрядов или ультрафиолетового излучения в рукотворных первородных
бульонах и атмосферах. Находят органические соединения и в составе комет. Например, хорошо известны результаты анализа данных, полученных с межпланетного
зонда «Джотто», пролетевшего в непосредственной близости от ядра кометы Галлея. В составе её атмосферы обнаружены полимеры органического соединения — формальдегиды…
Словом, гипотезы спорят и взаимодополняют друг друга. Ведь трудно предположить, что зарождение жизни — некий единичный акт творения. Но вот
что примечательно. До недавних пор все гипотезы сходились на том, что сначала образовалась наша планетная система, в том числе и Земля, а уже потом, спустя
некоторое время, на ней появилась жизнь. Интересно, когда?
В поисках ответа на этот вопрос сотрудники Геологического института РАН в своё время провели исследования древнейших осадочных пород на
Украине, Кольском полуострове и в Карелии и обнаружили в них углерод органического происхождения. Возраст этого вещества — 3,2 млрд. лет. А на
сегодняшний день наукой установлено достаточно точно: возраст нашей планеты не превышает 4,6 млрд. лет.
Прошло не так уж много времени, и оказалось, что точку отсчёта надо ещё отодвинуть в прошлое. Западногерманские исследователи нашли следы
одноклеточных организмов в более древних породах — гренландских кварцитах; их возраст — 3,8 млрд. лет. Да прибавьте сюда ещё не менее 500 млн. лет,
необходимых согласно законам эволюции для формирования таких организмов… Отсюда получается, что жизнь на планете началась, как минимум, 4,3 млрд. лет назад.
Как тут не вспомнить пророческие слова В.И. Вернадского, который ещё более полувека назад писал: «Мы не нашли указаний на время, когда
живого вещества на нашей планете не было. Жизнь на ней геологически вечна».
Если придерживаться этой точки зрения, можно высказать гипотезу — что жизнь на нашей планете появилась одновременно с её рождением.
Конечно, её простейшие формы. В доказательство этих рассуждений приведём сведения об углистых хондритах — издавна известных учёным особых метеоритах. Они
интересны тем, что весьма богаты разнообразными органическими соединениями. А поскольку они являются осколками астероидов — малых планет, то мы вправе
предполагать, что их минеральный и химический состав остался таким же, как и того первичного материала, из которого образовалась Земля.
Точный ответ на вопрос, когда зародилась жизнь, не просто игра в цифры. Он имеет принципиальное значение, поскольку заставляет иначе посмотреть
и на эволюцию самой планеты.
Но если рассуждать дальше о возможности происхождения жизни вообще, т.е. жизни во Вселенной, то можно
сделать ещё один очень интересный и необычный вывод о том, что зарождение жизни — процесс не случайный. Давайте от противного оценим время случайного
возникновения жизни. Жизнь определяется синтезом молекул РНК и ДНК. Известно, что генетический код состоит из четырёх "букв". По расчётам известного
американского астронома Дж. Холдена, необходимо перепробовать
10600000 комбинаций из четырёх "букв", одна из которых окажется именно той, от которой произойдёт жизнь. Это невероятно большое число.
Если перебирать по миллиону комбинаций в каждую секунду времени, на перебор
уйдёт не менее 100 миллиардов лет! Если учесть то, что возраст Вселенной составляет всего 15-20 миллиардов лет, то
становится ясно, что времени у Вселенной на "случайные игры" просто не хватит. Выходит что жизнь возникла не случайно, а путём целенаправленного действия некой силы. Известно,
что В.И. Вернадский об этих силах писал так: "Лик Земли ими (силами) меняется, ими в значительной степени лепится. Он не есть отражение только нашей планеты,
проявление её вещества, он одновременно является созданием внешних сил Космоса". Становится ясно, что только для такого целенаправленного воздействия внешних сил
не являются препятствием ни космические расстояния, ни время.
Всем памятны
идеи Вернадского о биосфере. Основываясь на них, английский ученый Джеймс Лавлок считает: наша планета - Земля столь разительно отличается от своих соседей,
планет земной группы — Марса
и Венеры именно тем, что существование жизни на ней в самом начале значительно
смягчило её климат, преобразило её поверхность.
Конечно, это только гипотеза. Но Джеймс Лавлок и его коллеги нашли конкретный пример такого воздействия. Исследователи обратили внимание, что
некоторые виды живых организмов океанического планктона вырабатывают в процессе жизнедеятельности диметилсульфид — газ, который, попадая в верхние слои
атмосферы, превращается в мелкие частицы сульфата. Они-то и становятся центрами конденсации водяных паров, управляют образованием облаков. Как показали
исследования, влияние планктона на их формирование преобладающее, сильнее прочих факторов.
Вот ведь какое значение имеет даже крошечная бактерия, живущая в океане! Что же говорить о «венце природы» — человеке? Он в самом деле, говоря
словами Вернадского, становится мощнейшей геологической силой. А ведь у нас в руках Атом! Вспомним об огромных арсеналах ядерного оружия, накопленных на
планете. Сумеет ли человек правильно воспользоваться этой силой, направить её на добро, а не на самоуничтожение? Хочется надеяться, что сумеет. Сегодня мы знаем:
первые шаги по дороге разоружения уже сделаны.
Но не только об этом наш разговор. Ещё и вот о чём. В природе ничто не исчезает бесследно. Уничтожение даже малого живого существа может
обернуться неисчислимыми бедами для всей Земли. Ведь все живущие на ней связаны между собой в единую экологическую цепь. Вся наша планета представляет собой своеобразный единый организм.
