Теории возникновения жизни

Согласно современным космологическим представлениям, Земля образовалась примерно 4,5 млрд. лет назад. К такому выводу ученые пришли в результате исследования возраста древнейших минералов и горных пород, поверхности Луны, а также на основе изучения процессов распада радиоактивных веществ. Вопрос в том, когда же на ней зародилась жизнь.

Существует две основных версии того, когда появилась жизнь на планете Земля. Это либо интервал примерно 4,4-4,0 млрд. л. н., либо интервал 3,8-3,5 млрд. л. н. . Первый промежуток связан с тем, что это был перерыв между двумя крупными бомбардировками планеты Земля астероидами. Второй интервал - наиболее вероятное время появления жизни, потому что это промежуток после последней бомбардировки. Если бы в первый промежуток жизнь зародилась, то вероятно, что последняя бомбардировка, которая была примерно 3,9 млрд. лет назад, эта жизнь была бы уничтожена. Поэтому наиболее вероятным является второй интервал.

Самые ранние доказательства жизни найдены в западной Австралии и датированы примерно 3,5 млрд лет назад. Именно этот возраст имеют самые древние найденные строматолиты – результат жизнедеятельности бактерий. Это геологические структуры, которые слой за слоем образованы цианобактериями. Получается, что 3,5 млрд. лет назад существовали уже цианобактерии, т.е. существовал фотосинтез. Но жизнь должна была зародиться намного раньше, чем 3,5 млрд. лет.

Задолго до того, как были найдены строматолиты, разные ученые выдвигали свои гипотезы происхождения жизни на Земле. Последняя метеоритная бомбардировка состоялась 3,8 млрд. лет назад, а уже 3,5 млрд лет существовали и развивались простейшие микроорганизмы. Это совпадение дало основание гипотезе панспермии. Немецким ученым Г. Рихтером была высказана гипотеза о занесении живых существ на Землю из космоса, получившая название концепции панспермии. Согласно этой гипотезе жизнь в виде «семян» широко распространена в космосе, откуда зародыши простых организмов могли попасть в земные условия вместе с метеоритами и космической пылью и дать начало эволюции всего живого, породив все многообразие земной жизни. Концепция панспермии была поддержана многими известными учеными (У. Томсон (барон Кельвин), Г. Гельмгольц, В.И. Вернадский и др.), что способствовало ее широкому распространению. В начале 1980-х гг. американские исследователи обнаружили в Антарктиде осколок породы (метеорит ALH84001), выбитой когда-то с поверхности Марса. При помощи электронного микроскопа в этом камне были обнаружены окаменевшие останки микроорганизмов, похожие на нанобактерии. Такие структуры гипотетически доказывают, что в прошлом на Марсе существовала примитивная жизнь, может быть, она есть там и сейчас. Еще одно доказательство панспермии - высокая устойчивость некоторых организмов, спор некоторых организмов к радиации, глубокому вакууму, низким температурам. Тем не менее, серьезных аргументов в пользу концепции панспермии нет. Проблема гипотезы в том, что она объясняет возникновение жизни на Земле, но не объясняет возникновение жизни вообще.

Другая гипотеза, которая абсолютно опровергнута - гипотеза самозарождения. Идея о самопроизвольном зарождении жизни появилась в результате повседневных наблюдений за тем, как в мусорных кучах, гниющих отбросах постоянно появляются личинки, черви, мухи. Ученые Средневековья, допускали, что рыбы могли зародиться из ила, мыши — из грязи, мухи — из мяса и т.д. Подобных взглядов придерживались многие известные ученые (Аристотель, Парацельс, Коперник, Галилей, Декарт и др.), благодаря авторитету которых концепция самопроизвольного зарождения жизни смогла существовать так долго. В 1668 г. Ф. Реди провел серию опытов, которыми доказал, что черви в гниющем мясе есть не что иное, как личинки мух. В несколько сосудов он положил кусочки мяса. Часть этих сосудов он оставил открытыми, а часть прикрыл материей, пропускающей воздух. Вскоре в первых сосудах появились личинки мух, а в прикрытых сосудах их не было. Тем самым он доказал невозможность самозарождения червей из гниющего мяса в отсутствие мух. Этот опыт на время угомонил сторонников гипотезы самозарождения, но лишь до тех пор, пока не были открыты микроорганизмы. Луи Пастер своими опытами окончательно доказал невозможность самозарождения простых организмов. Наполнив колбу бульоном и прокипятив, он нагрел горлышко колбы и вытянул его в виде тонкой трубки с двумя изгибами. В результате, микробы вместе с частицами пыли попасть в бульон не могли, оседая на изгибах трубки, а воздух проходил в сосуд совершенно свободно.  Стоило только отколоть горлышко, как внутрь проникали бактерии. Опыты Пастера продемонстрировали, что микроорганизмы появляются в органических растворах в силу того, что туда были ранее занесены их зародыши.