Історія розвитку уявлень про походження життя на Землі

Історія розвитку уявлень про походження життя на Землі

Питання про виникнення і розвитку життя на нашій планеті – один з найважливіших в біології. Два підходи до відповіді на нього були сформульовані ще в давнину. Багато античні автори пов’язували виникнення життя з божественним, творчим актом. Така точка зору знаходиться поза сферою науки і нами обговорюватися не буде. Філософи-матеріалісти розглядали походження життя як природний процес у розвитку матерії. Зупинимося на трьох найбільш поширених гіпотезах, в тій чи іншій мірі актуальних і сьогодні. Гіпотеза самовільного зародження життя. Вона припускає, що живі істоти з’являлися і продовжують виникати багато разів (постійно) з неживої матерії. Таких поглядів дотримувався, наприклад, Арістотель . Згідно з його уявленням, живі організми можуть утворюватися не тільки в результаті розмноження, а й з неживої речовини (твані, слизу) під дією тепла і вологи. Гіпотеза виявилася досить живучою і проіснувала до кінця XIX в. Вчені різних епох доповнювали її новими «спостереженнями», «фактами». Так, в трактатах XVI-XVII ст. фігурували «рецепти» створення «м’ясних хробаків» в шматку разлагающегося м’яса або мишей в горщику, попередньо наповненому ганчір’ям і преющім зерном. Через два-три тижні в ньому «експериментатор» міг виявити цілий виводок мишей. З критикою цих уявлень виступив в 1688 р. італійський лікар Франческо Реді.
Їм був пророблений наочний і переконливий досвід, що підриває авторитет даної гіпотези. Ф. Реді взяв кілька сусідів, помістив туди по мертвої змії, а потім половину сусідів закрив серпанком (тканиною, рідкісної, як марля), залишивши інші відкритими. Спостерігаючи, він бачив, що у відкриті судини залітали мухи і довго повзали по трупу змії. Після цього Ц. Реді виявив відкладені мухами яєчка, а потім помітив поява з яєць личинок («м’ясних хробаків»), які на його очах перетворювалися на дорослих комах. На підставі подібних і інших своїх досліджень Ц. Реді сформулював закон, суть якого висловив в лаконічній формі: «все живе від живого», тобто нові організми з’являються в процесі розмноження батьківських. Деякі з банок, в яких лежали мертві змії, були накриті серпанком, тоді як інші залишалися відкритими. Личинки мух з’явилися тільки у відкритих банках; у закритих їх не було. Реді пояснив цей, що мухи проникали у відкриті банки і відкладали тут яйця, з яких вилуплюються личинки (цикл розвитку мухи см. в нижній частині малюнка). У закриті банки мухи проникнути не могли, і тому ні личинок, ні мух в цих банках не виявилося. Після появи його робіт популярність гіпотези істотно знизилася, але ненадовго. Вже за його життя завдяки винаходу мікроскопа перед дослідниками відкрився новий світ живих істот – мікроорганізмів. Удавана простота, слабка вивченість цих істот послужили приводом для «воскресіння» ідеї самозародження. Багато дослідників того часу повідомляли науковому світу про те, що «спостерігали» виникнення живих мікроорганізмів (у відварах трав, бульйонах) «з нічого». Більше століття тяглася дискусія з цього приводу, починаючи з дотепних експериментів Лаццаро Спалланцани (1765 р.), отвергавшего ідею самозародження. Виробляючи тривале кип’ятіння колб з живильним відваром і запаюючи їх, він протягом декількох тижнів витримував колби в такому вигляді і не спостерігав появи в них будь-яких ознак життя. Однак при обламуванні горлечок у запаяних колб в них через 2-3 дні у величезному числі виявлялися мікроорганізми. Л. Спалланцани справедливо уклав, що вони розвиваються із спор, в достатку наявних у повітрі і падаючих в колби. Його противники заперечували, стверджуючи, що при Запевняю судин припиняється доступ повітря, тому організми не можуть «зародитися».Остаточно гіпотеза самозародження була спростована лише в 1862 р. Луї Пастером.
Він знайшов простий і дотепний прийом для того, щоб розбити аргументи своїх супротивників . Їм була сконструйована особлива колба – з тонким і довгою шийкою у вигляді сильно зігнутої трубки. У неї повітря міг безперешкодно надходити, але в прокип’яченому бульйоні ніяких мікроорганізмів не розвивалося, оскільки потрапляють з повітря спори затримувалися у вигині горлечка. Якщо ж воно обламуються, то скоро в бульйоні кишіли численні мікроби. Л. Пастер слідом за Л. Спалланцани стверджував, що розвиток бактерій відбувається внаслідок попадання в розчин суперечка цих організмів. Переконливість його дослідів і авторитет як основоположника мікробіології повністю «закрили» гіпотезу самозародження. Проте відповіді на запитання, чи існує життя вічно або колись відбулося її виникнення, отримано не було. Повітря вільно входив через відкритий кінчик трубки, але він не міг досить швидко пройти по вигнутій її частини, захоплюючи за собою відносно важкі бактерії. Бактерії або інші знаходилися в повітрі клітини оседалів цієї нижньої зігнутої частини горлечка, тоді як повітря проходив далі і надходив у саму колбу. Проникнути в колбу і викликати розкладання бульйону бактерії могли лише в тому випадку, еслігорлишко колби відламував  Сам Л. Пастер прекрасно усвідомлював нерозривний зв’язок неживої і живої природи. За його уявленнями, життя виникло на нашій планеті з неживої природи. Але це було одноразовим подією, обумовленим унікальним поєднанням умов, що визначили її зародження. Поява ж якихось істот на Землі постійно, при наявності вже живуть організмів, неможливо. По-перше, тому, що вони тут же поїдалися б численними істотами, не встигнувши розмножитися. А по-друге, освіта живого з неживого могло відбутися тільки при дуже специфічних умовах на нашій планеті.Друга гіпотеза – панспермії – була висловлена шведським фізиком-хіміком С. Арреніус в 1908 р. (східних поглядів дотримувався і В. І. Вернадський). Її сутність полягає в тому, що життя існує у Всесвіті вічно. На Землю «насіння» живого були занесені з космосу з метеоритами і космічним пилом.
Ця гіпотеза спирається на дані, що свідчать про високу стійкість деяких земних бактерій до високих і низьких температур, безповітряному середовищі, радіації і т. д. Проте до цих пір немає достовірних фактів виявлення таких «насіння» життя в матеріалі метеоритів, що впали на поверхню Землі.