Возникновение жизни на Земле

Возникновение жизни на Земле

Возникновение жизни на Земле

Задачиурока

I.Образовательные:

Показать роль эксперимента в решении научных спорово происхождении жизни.

Обучить анализировать основные научные гипотезы опроисхождении жизни

II.Развивающие:

Продолжить развивать стремление к самостоятельнойпознавательной активности.

Продолжить формирование формально-логических уменийобъяснения, конкретизации, определения, обобщения.

III.Воспитательные:

Интеллектуальные- продолжитьформирование научного мировоззрения.

Экологические–закрепление знаний о взаимосвязи живой и неживой природы.

Нравственные– формированиезнаний и убеждений учащихся об ответственности человека за сохранениецелостности биосферы нашей планеты.

Мотивация:

Происхождение жизни на нашей планете – предмет многовековыхдискуссий, в которых участвовало не одно поколение человечества. Эта интереснаяобласть знания, имеющая научное, философское и мировоззренческое значение, досих пор привлекает внимание исследователей самых разных направлений.

Изучение различных теорий о возникновении жизни наЗемле необходимо для составления целостного представления об историческом путиразвития живой природы, формирования научного мировоззрения.

Обучающиесядолжны знать:

Основные положения теорий о возникновении жизни.

Современные представления о возникновении жизни наЗемле (теория биохимической эволюции).

Обучающиесядолжны уметь:

Раскрыть ключевые положения основных теорий овозникновении жизни на Земле.

В течение всего урока вы можете работать сприложениями к уроку: словарь терминов, раздаточный материал.

Началоурока:Слайд-шоу в сопровождении музыки из передачи «В Мире животных».

Учитель: А что же такое жизнь? Что ассоциируется у васс этим понятием? (Каждому ученику вклассе предлагается произнести только одно слово).

Появляется набор слов: рост, гамета, цветок,развитие, эмбрион, опыление, проросток, питание, ребенок, старение, семья,любовь, смерть, ненависть, болезнь и т.д.

Затем на каждый стол раздаются дляанализа листы с определениями жизни, которые дали мыслители разных эпох.  

Понятие  “жизнь” (определения жизни, данные мыслителями разных эпох)Объяснить значение. Работа в парах
«Жизнь – это вечное познание. Бери свой посох и иди».
Жизнь – это  “питание, рост и одряхление” (Аристотель).
Жизнь – это “стойкое единообразие процессов при различии внешних влияний” (Г. Тревиранус).
Жизнь – это “совокупность функций, сопротивляющихся смерти” (М. Биша).
Жизнь – это “химическая функция” (А. Лавуазье).
Жизнь – это “сложный химический процесс” (И.П. Павлов).
Жизнь – это “особая, очень сложная форма движения материи” (А.И. Опарин).
Жизнь – это “способ существования белковых тел, основным атрибутом которого является обмен веществ” (Ф. Энгельс).
«Жизнь – гора: поднимаешься медленно, спускаешься быстро» (Ги де Мопассан).
«И насекомых рой кусает, защищая свои права на жизнь» (Джордж Гордон Байрон).
«Все мы выкидыши… одни через три месяца после зачатия, другие – через сто лет после появления на свет» (Сэмюэл Батлер).

Давайте попытаемся сформулироватьпонятие “жизнь” с точки зрения биологии.

Учитель:Вразные времена у разных народов существовали свои гипотезы о возникновениижизни. Вопросы: Что такое гипотеза? Чем гипотеза отличается от теории  С какими гипотезами вы знакомы?

Ответыдетей.

Учитель:Гипотезаносит вероятностный характер, а теория — знание достоверное. Трудность,сформулированная в виде вопроса, представляет собой проблему. В качестве одногоиз вариантов решения проблемы возникает гипотеза. Обоснованная гипотезапревращается в научную теорию или в новую часть уже существовавшей ранеетеории.

Учитель:Сегодняна уроке я предлагаю вам познакомиться с основными гипотезами возникновенияжизни на Земле.

Метафизическая(жизнь создана Богом).

Теорияпанспермии (жизнь занесена из космоса).

Теориясамозарождения.

Биохимическаягипотеза А.И. Опарина.

Гипотезагеологической вечности жизни

Каждая группа будет заниматься тойгипотезой, которая вам попадется, но перед этим нужно сформировать 3 группы по ведущимканалам восприятия  информации из окружающегомира.

В-визуальный канал  (зрительные образы — зрение):  показать, перспективы, ясный, картина.

А-аудиальный канал (звуки — слух):  прислушиваться, голос, звучать, тон,уговаривать.

К- кинестетический (прикосновение — осязание):гладко, нащупывать, ухватиться, прочный, тёплые.

Рассаживаемся по группам и выполняемзадание.


Задание1 группы. Составитьмодель (фотоколлаж) о божественном   происхождении жизни (креационизм,метафизическая), пользуясь приемами переработки информации визуального канала восприятия.

Сопутствующийматериал:ноутбуки, информация кейса №1, набор картин, рисунков,  текстовая информация, терминологическийсловарь,  установленная программа картин.

Задание2 группы.

Посредством редактора Audacity составить трек, звуковойряд     (композицию) из представленныхсэмплов (оцифрованных звуковых фрагментов) опираясь на теорию возникновенияжизни именуемую Панспермией (гипотеза о появлении жизни на Земле в результатезанесения из космического пространства так называемых «зародышей жизни»),пользуясь приемами переработки информации аудиальногоканала восприятия.

Сопутствующийматериал:ноутбуки, информация кейса №2 (набор звуков, текстовая информация, терминологическийсловарь).

Задание3 группы. Спомощью кубиков Lego воссоздать модельбиохимического происхождении  жизни (теорияХолдейна- Опарина ), пользуясь приемами переработки информации кинестетического канала восприятия.

Сопутствующийматериал:ноутбуки, информация кейса №3(текстовая информация, терминологический словарь, кубики Lego,заготовки оболочки клеток пробионотов, прокариот, эукариот).

Источник: http://www.ug.ru/method_article/628

Урок 2. возникновение жизни на земле и появление человека – Экология – 10 класс – Российская электронная школа

Возникновение жизни на Земле

Экология, 10 класс

Урок 2. Возникновение жизни на Земле и появление человека

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

Мы узнаем:

  • гипотезы возникновения жизни на Земле;
  • как появился человек;
  • этапы взаимодействия человека и природы.

Научимся:

  • обосновывать концепцию абиогенеза;
  • выявлять причинно-следственные связи эволюционных процессов.

Сможем:

  • сравнивать и анализировать научные гипотезы.

Мы узнаем:

– гипотезы возникновения жизни на Земле;

– как появился человек;

– этапы взаимодействия человека и природы.

Глоссарий по теме:

Жизнь– это форма существования организмов, возможная только в открытых системах, подпитываемых из внешнего источника энергией.

Энергия – это неотъемлемое свойство движущейся материи, способность тела, системы производить работу или теплообмен между объектами

Основная и дополнительная литература (точные библиографические данные с указанием страниц):

Обязательная литература:

  • Экология. 10–11 классы: учеб. пособие для общеобразоват. организаций: базовый уровень / М. В. Аргунова, Д. В. Моргун, Т. А. Плюснина. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 2018. – 143 с.

Дополнительные источники:

  • Крискунов Е.А., Пасечник В.В. Экология. 10–11 кл. М.: Дрофа, 2010.

Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии):

Учение о биосфере: основные положения и понятия. АРТ консервация www.art- con.ru/node

Теоретический материал для самостоятельного изучения:

Возникновение жизни на Земле – одна из нераскрытых тайн прошлого. Живые организмы способны обмениваться друг с другом и со средой своего обитания энергией, веществом и информацией. Любая форма живого вещества – это сложная система, для которой необходим постоянный приток энергии. Жизнь возможна только в открытой системе.

Существует несколько гипотез возникновения жизни на Земле: гипотеза абиогенеза, креационизм, гипотеза панспермии, гипотеза стационарного состояния.

Одним из первых гипотезу о происхождении жизни из абиотической среды (биохимической эволюции) в 1924 г. сформулировал советский биохимик академик А. И. Опарин (1894–1987) (в 1936 г. он подробно изложил ее в своей книге «Возникновение жизни»).

А в 1950-х XX века американские ученые Стэнли Миллер и Гарольд Юри в доказательство гипотезы А.И. Опарина в лаборатории смоделировали условия, которые могли существовать у поверхности молодой Земли. Ими получено больше 20 аминокислот, сахара, липиды и предшественники нуклеиновых кислот.

Гипотеза креационизма (или сотворения) возникла в XIX веке, когда этим словом стали называться сторонники различных версий появления мира и жизни, предложенных авторами Торы, Библии и других священных книг монотеистических религий.

Теории стационарного состояния и панспермии представляют собой взаимодополняющие элементы единой картины мира, сущность которой заключается в следующем: вселенная существует вечно и в ней вечно существует жизнь (стационарное состояние).

Жизнь переносится с планеты на планету путешествующими в космическом пространстве «семенами жизни», которые могут входить в состав комет и метеоритов (панспермия).

Подобных взглядов на происхождение жизни придерживался, в частности, основоположник учения о биосфере академик В.И. Вернадский.

В 1859 г. Ч. Дарвин предложил идею эволюции. Высшим проявлением эволюции на Земле в его учении стало появление вида Человек разумный (Homo sapiens), который отличается от всех животных наличием разума.

История становления человечества занимает короткий период и составляет менее 3 млн лет. Человек постоянно взаимодействует с окружающей природной средой изменяя её под воздействием хозяйственной деятельности.

Интересные факты.

История становления человечества

Если представить время с момента появления жизни на Земле как суточный циферблат часов, то современный человек появился всего за 2 секунды до полуночи, а его история начала записываться за 1/4 с. При этом развитие человечества протекало лишь в последние 2 с этих условных суток.

Несмотря на столь короткий период становления человечества в истории развития жизни на Земле, сегодня мы становимся свидетелями вымирания большого числа различных видов организмов.

За период существования человечества количество исчезнувших видов больше, чем за все предыдущие 5 млрд лет.

Сокращение биоразнообразия

В соответствии с летописью окаменелостей 94–99 % видов живых существ, живших на Земле, к настоящему времени вымерло. Сейчас количество видов оценивается в 5–30 млн, причем, ежегодно описывается около тысячи неизвестных видов.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий):

Тестовое задание на установление соответствия.

Задание. Установите соответствие между термином и его определением.

ЖизньНеобратимое историческое развитие живой природы.
ЭнергияНеотъемлемое свойство движущейся материи, способность тела, системы производить работу или теплообмен между объектами.
ЭволюцияФорма существования организмов, возможная только в открытых системах, подпитываемых из внешнего источника энергией.

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):

ЖизньФорма существования организмов, возможная только в открытых системах, подпитываемых из внешнего источника энергией.
ЭнергияНеотъемлемое свойство движущейся материи, способность тела, системы производить работу или теплообмен между объектами.
ЭволюцияНеобратимое историческое развитие живой природы.

Задание на актуализацию пройденного на уроке материала.

Текст задания: Разгадайте кроссворд.

По горизонтали:

1. Один из первых русских ученых, сформулировавший гипотезу абиогенеза (биохимиечкой эвалюции).

5. Первый элемент периодической системы элементов, один из атомов первичной земной среды.

6. Активная форма существования материи, возникшая на определенной ступени её развития.

По вертикали:

2. Обширная группа фотосинтезирующих организмов, иногда выделяемая в особое царство растений.

3. Бесцветный, не обладающий запахом газ, содержащийся в атмосферном воздухе и необходимый для жизни человека.

4. Неотъемлемое свойство движущейся материи, способность тела, системы производить работу или теплообмен между объектами.

Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные).

Правильный вариант:

По горизонтали: 1. Опарин 5. Водород 6. Жизнь.

По вертикали: 2. Водород 3. Кислород 4. Энергия

Источник: https://resh.edu.ru/subject/lesson/5940/conspect/

Развитие и сущность идей происхождения жизни на земле

Рассмотрим несколько теорий более подробно:

Идея самопроизвольного происхождения.

В античной науке все было предельно ясно и вопроса о происхождении жизни не возникало. Дело в том, что ученые допускали возможность зарождения живого из неживого. В этом состоит сущность теории самопроизвольного зарождения жизни.

Даже Аристотель утверждал, что лягушки самозарождаются. Ученый-философ Платон, живший в 3 веке до н.э. не сомневался в том, что живые существа самозарождаются в процессе гниения, в почве.

Идея была настолько убедительна, что без особых проблем просуществовала до средних веков.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Идея происхождения жизни по принципу «живое – от живого».

В 17 веке ученые наконец взялись за ум, вследствие чего было проведено множество опытов, доказывающих несостоятельность теории самопроизвольного зарождения жизни. Так в опытах тосканского врача Франческо Реди, черви не зарождались на гниющем мясе сами по себе, для этого нужны были мухи.

А в растворах, которые подвергли кипячению, не могли зарождаться микроорганизмы.

В 60-х годах девятнадцатого века выдающийся ученый Луи Пастер окончательно расставил все точки над i и своими опытами доказал, что микроорганизмы, населяющие органические растворы начинают там размножаться только после того, как будет занесен зародыш. В стерильных же растворах жизни нет.

Идея космического происхождения жизни или панспермия.

Параллельно с опытами Пастера, немецкий ученый Г.Рихтер предположил, что жизнь на Землю могла быть занесена из космоса.

По этой теории, зародыши первых форм жизни могли попасть на поверхность Земли вместе с метеоритами или космической пылью, после чего начали развиваться в благоприятных условиях, эволюционировали и дали начало всему живому на Земле. Эта теория быстро стала популярной, и широко обсуждалась в научных кругах.

Сторонниками теории панспермии были такие ученые как Г. Гельмгольц, У Тoмпсoн. Однако, теория не получила научного обоснования: нельзя было объяснить каким образом микроорганизмы не погибли в пространстве космоса, подвергаемые ультрафиолетовому излучению.

Гипотеза А. И. Опарина.

В 1924 году была выпущена книга советского ученого А.И. Опарина, которая назвалась «Происхождение жизни». В книге был подробно рассмотрен и описан эксперимент, в котором Александр Иванович доказал, что органические вещества могут образовываться из неорганических абиогенным путем.

При воздействии электрических разрядов, энергии тепла, ультрафиолетовых лучей, из газовых смесей, содержащих пары воды, аммиака и метана, образовывались органические вещества. По мнению автора, то же самое происходило и в первичной гидросфере Земли.

Под влиянием схожих факторов, углероды эволюционировали, накопились в первичном бульоне гидросферы и способствовали образованию так называемых коацерватных каплей, которые в вою очередь по-разному реагировали на окружающую среду.

Атмосфера тоже изменялась и со временем, из восстановительной, способствующей эволюции, перетекла в окислительную, какой она и является по сей день.

Замечание 1

Теория Опарина дала толчок изучению биохимической эволюции жизни, благодаря этой теории стало больше экспериментов, в которых моделируются процессы образования аминокислот и углеводородов.

Современные концепции происхождения жизни

На сегодняшний день проблемой возникновения жизни на Земле озабочен множество слоев различных наук. Все современные теории о происхождении жизни на Земле можно разделить на три группы, в зависимости от того, какое свойство живого изучается в каждой конкретной теории:

  1. Концепция субстратного происхождения жизни (ее придерживаются биохимики во главе с А. И. Опариным).
  2. Концепция энергетического происхождения. Ее разрабатывают ученые-синергетики И. Пригожин, М. Эйген.
  3. Концепция информационного происхождения. Последователями которой являются А. Н. Колмогоров, А. А. Ляпунов, Д. С. Чернавский.

Еще Фридрих Энгельс одним из первых озвучил мысль о том, что жизнь не возникла внезапно, а формировалась на протяжении долгого времени, в ходе долгой эволюции и множества преобразований материи. Основой жизни на Земле является эволюция, которая заставила развиваться мертвую материю задолго до того, как на Земле зародилась жизнь.

Замечание 2

Современная биология говорит о том, что универсальной формы жизни просто не существует. Современные концепции происхождения жизни на Земле предполагают изучение истории Земли и изучение постоянно изменяющихся теорий о происхождении всего живого.

История жизни на Земле

Большой отрезок истории Земли приходится на господство микроорганизмов. Однако, после качественного скачка эволюции, приведшего к появлению высокоорганизованных существ (человека в том числе), можно считать, что в истории Земли возникла новая глава. Итак, основные события истории жизни на Земле, в обратном направлении:

  • 1,2 млрд. лет назад происходит скачок в эволюции, обусловленный возникновением полового размножения. После этого появляются сложные формы жизни – растения и животные. Половое размножение дало преимущество новым формам живых организмов и способствовало биоразнообразию.
  • 2 млрд. лет назад появляются первые сложноорганизованные клетки с ядром. Это произошло в то время, когда одноклеточные безъядерные организмы усложнили свое строение, за счет поглощения белее мелких форм жизни. Таким образом, в новых эукариотических клетках появились органоиды, имеющие клеточное происхождение: митохондрии, хлоропласты и другие. Клетки, имеющие такие органеллы несомненно выигрывали эволюционную гонку и впоследствии стали основой для многоклеточных организмов.
  • 3,9 млрд. лет назад появились самые первые одноклеточные живые существа, напоминающие современные бактерии. Они не имели оформленного ядра, органелл, а в цитоплазме свободно располагались молекулы ДНК. Кроме того, эти клетки уже сдержали рибосомы, а синтез белка осуществлялся на цитоплазматической мембране.
  • 4 млрд. лет назад при случайном стечении обстоятельств возникает первая генетическая структура – РНК.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/vozniknovenie_zhizni_na_zemle/

«Нашим предкам много раз просто повезло»

Возникновение жизни на Земле

— Расскажите об истории идей происхождения жизни. Как они развивались со временем?

— В древности были два основных варианта. Первый — что тот или иной бог эту жизнь однажды сотворил и с тех пор живые организмы размножаются и производят себе подобных. Второй — идеи, связанные с философией и наблюдением, характерные для древних греков.

Например, что жизнь возникает постоянно на наших глазах (Аристотель писал про самозарождение мышей из речного ила при разливах Нила в Египте).

Другие философы утверждали, что вопрос о происхождении жизни ставить нельзя, ведь жизнь, Земля и Солнце существуют вечно и начала у них никогда не было.

Разница в строении зубов, а также — как следствие — разная скорость их изнашивания и замены способствовала сосуществованию диплодоков и… →

Так было примерно до Нового времени, когда первые ученые стали экспериментировать с самозарождением мух в гниющем мясе, мышей в грязной одежде с зерном и показали, что в наше время самозарождения жизни не происходит — если кувшин накрыть марлей, мухи туда попасть не могут, и никакие червячки в мясе не заводятся.

К XIX веку первыми научными экспериментами, как ни парадоксально, укрепилась идея религиозная, что жизнь сотворена Богом, и это было сделано один раз.

Окончательно это закрепил Луи Пастер, показавший, что даже микробы не зарождаются сами в запаянной колбе с прокипяченным бульоном.

— А что было потом?

— Ученым это не понравилось, и они стали искать пути, как бы в этом месте обойтись без бога. Здесь надо отметить достижения уже в начале XX века российского академика Опарина и англичанина Холдейна, которые независимо друг от друга догадались, что самозарождению жизни сейчас мешает кислородная атмосфера.

Все живые молекулы в кислородных условиях неустойчивы, и рано или поздно они превратятся в углекислый газ и воду. Но кислородная атмосфера была не всегда. Кислород — продукт жизни (конкретно — растений и цианобактерий). До появления жизни, скорее всего, в атмосфере Земли кислорода не было.

На безжизненных планетах — Венере, Марсе — мы тоже не видим кислорода в атмосфере, там преобладает углекислый газ и азот.

С именами Опарина и Холдейна была связана важная идея, что на древней Земле в бескислородной атмосфере могли самопроизвольно получаться органические вещества, необходимые для клеток, и они не разрушались, пока из них как-то случайно не сложились первые живые организмы.

Эти гипотезы опубликовали примерно 90 лет назад, в 20-е годы XX века, но почему-то экспериментально проверять это сразу не стали. Только в 50-е годы был проведен знаменитый опыт Миллера – Юри.

Они взяли смесь газов, напоминающую древнюю атмосферу Земли (метан, аммиак, водород, сероводород, синильная кислота), запаяли в герметичную стеклянную установку и несколько дней пропускали там электрические разряды, имитируя грозы. Затем они проверяли, что получилось: получались некоторые аминокислоты, некоторые простые сахара, азотистые основания, входящие в состав ДНК, — это подтвердило идеи Опарина и Холдейна.

— И что же дальше?

— Дальше было открытие структуры ДНК Уотсоном и Криком, и за следующие 10–15 лет ученые узнали об устройстве живой клетки больше, чем за всю предыдущую историю развития биологии.

Стало понятно, что самая простенькая клетка — очень сложная штука, и возникнуть полностью случайно она, наверное, может, но для этого всего возраста Вселенной не хватит, потому что вероятность слишком маленькая. Если взять клетку средней свободно живущей бактерии, то у нее в геноме несколько мегабайт информации, кодирующей несколько тысяч видов белков.

Из этих белков строятся «наномашины», состоящие из нескольких десятков разных белковых молекул — например, рибосома, которая собирает новые белки, «наномашина» для копирования ДНК — репликативная вилка.

Еще у клетки есть мембрана, которая отделяет ее от внешней среды, и, чтобы из внешней среды получать нужные вещества, в мембране есть транспортные белки, которые работают как система насосов. Из этой системы никаких компонентов выкинуть нельзя, чтобы она не потеряла жизнеспособность. Даже самая простая самостоятельная клетка очень сложна. Вирусы проще, но они не могут жить вне клеток, на которых они паразитируют.

Новые открытия создали проблемы для понимания происхождения жизни: клетка оказалась сложнее, чем считалось во времена Опарина.

И известная цитата астронома Фреда Хойла, что вероятность случайного получения живой клетки примерно равна вероятности самосборки Боинга-747 от торнадо на мусорной свалке, математически верна.

Биологам на тот момент было понятно, что способ возникновения сложных систем, который не требует большого времени и везения — эволюция по Дарвину, путем случайных мутаций и естественного отбора. Эволюция привела жизнь от бактериальных клеток к животным, растениям и человеку разумному.

Возник соблазн попробовать продолжить эту тенденцию в прошлое: возможно, клетки тоже развились путем дарвиновской эволюции из чего-то более простого. Чтобы дарвиновская эволюция шла, ее объекты должны уметь создавать собственные копии. Клетки делятся, многоклеточные размножаются. Надо было найти что-то более простое, чем клетка, и более самостоятельное, чем вирус.

И в конце 70-х годов несколькими учеными была опубликована одновременно и независимо идея мира РНК.

— Расскажите, пожалуйста, о концепции РНК-мира.

Почему кошки не воспринимают человека как хозяина, помогали ли собаки охотиться на мамонта и откуда у выведенных пород так много проблем со здоровьем… →

— В живой клетке есть три самых важных типа молекул, без которых она не работает.

Это полимерные молекулы, они похожи на нитки бус из отдельных звеньев: белки, состоящие из аминокислот, ДНК, которая состоит из азотистых оснований, и РНК — рибонуклеиновая кислота, которая похожа на ДНК, но немножко отличается от нее.

ДНК сделана, чтобы хранить наследственную информацию, и делает это хорошо. ДНК очень устойчива. Белки выполняют всю «грязную работу»: ускоряют все нужные клетке химические реакции, выполняют транспортные функции, защитные, они же образуют что-то вроде скелета клетки.

Белки все делают, а последовательность белков хранится в ДНК. Поначалу (до 60-х годов) считалось, что РНК — посредник между ДНК и белками. РНК образует прежде всего временные копии участков ДНК (генов), необходимые в белковом синтезе. Информация в ДНК переписывается на РНК, которая потом используется в построении белков.

Позже были найдены вирусы, у которых наследственная информация хранится в РНК (то есть РНК у них заменяет ДНК), а потом были открыты такие замечательные штуки, как рибозимы, которые могут заменять белки, вызывая ускорение химических реакций, то есть работать ферментами.

Возникла идея, что в древние времена был вариант жизни, использующий лишь один тип полимерных молекул из трех современных. Эта идея развивалась, искали способы получать искусственные рибозимы разной ферментативной активности.

Их наоткрывали сотни, и это считалось подтверждением реальности мира РНК. Было открыто, что рибосома — машинка, собирающая белки, — в своем активном центре содержит рибозим.

То есть сборка белков происходит полностью под контролем РНК, которая не уступила белкам все функции, а кое за чем главным по-прежнему следит в клетках единолично.

— А мог бы и дальше существовать мир без ДНК, основанный только на РНК?

— Скорее всего, мог бы, но недолго. Жизнь, не использующая белки, использующая РНК, могла жить только в определенных необычных местообитаниях, например, как я этого в книге касаюсь, в горячих источниках около вулканов.

Она не могла заселять моря и океаны, была ограничена в расселении по планете, и любое резкое изменение условий ее могло бы погубить.

Жизнь в РНК-мире была довольно уязвима, и нам очень повезло, что она довольно быстро прошла все необходимые шаги: завела белки, завела ДНК, оделась клеточными оболочками и могла уже существовать в самых разных условиях.

Сейчас идея мира РНК считается не предположением, а хорошо подтвержденной теорией.

Новое исследование, в процессе которого были изучены сообщества микробов — микробиомы — в кишечнике человека, шимпанзе (наших ближайших… →

В книге я несколько глав посвящаю ее современному развитию (в 2000-е годы ее довольно сильно дополнили).

— Также в книге вы рассказываете об уравнении Дрейка, которое рассчитывает вероятность контакта с внеземной разумной жизнью. Это уравнение было создано еще в 60-х. Как изменилось его понимание теперь, с открытием экзопланет и другими достижениями астрономии?

— Дрейк считал (и его оценка была взята полностью с потолка), что примерно половина звезд в нашей Галактике имеет планеты, и в каждой планетной системе есть одна планета, пригодная для жизни. Первая оценка сейчас полностью подтверждена, а вот со второй частью гораздо хуже.

Подавляющее большинство экзопланет, которые астрономы понаоткрывали за последние 15 лет, находятся очень близко к своим звездам. Они очень горячие — еще горячее, чем Венера и Меркурий в нашей Солнечной системе, поэтому для жизни непригодны. С поиском пригодных для жизни планет есть куча технических сложностей.

Они должны быть не слишком горячие и не слишком холодные, не слишком маленькие, чтобы они могли удержать воду и атмосферу, но и не слишком большие, чтобы превращаться в газовые гиганты типа Урана, Нептуна, Юпитера или Сатурна. Планеты, которые близки к звезде и горячи, искать намного проще.

Если же планета далекая от звезды и холодная, открыть ее легче, когда она массивная, сильно тяжелее Земли. С современными приборами технически очень трудно найти планеты, похожие на нашу, даже если они есть. С расстояния в 100 световых лет в Солнечной системе мы смогли бы обнаружить только Венеру и Землю.

Следующее поколение телескопов должно это исправить.

— Вы говорите о планетах, где могли бы существовать углеродные формы жизни. А что если подумать о вариантах, где вместо углерода находятся другие атомы, например кремний? Какие условия для таких форм подходят? Возможно ли существование таких форм жизни на уже известных нам планетах — может быть, не в Солнечной системе, а на экзопланетах?

— Жизнь, не основанная на углероде, мне кажется нереальной. Мне кажется более вероятной жизнь, которая не будет использовать воду, но вот от углерода уйти практически некуда. Все химические элементы, которые использует наша жизнь, не случайны.

Они в ходят в первую десятку самых распространенных элементов во Вселенной: водород, гелий, углерод, кислород, азот, неон, магний, кремний, сера и железо.

Из этой десятки наша жизнь использует семь, кроме инертных газов (гелий, неон) и кремния, который и в условиях Земли, и в условиях метеоритов, и в условиях известных планет Солнечной системы образует устойчивые связи с кислородом: кремензем и силикаты.

Подавляющее большинство драгоценных и полудрагоценных камней — соединения кремния с кислородом. Они очень устойчивы, а для жизни нужны вещества, которые входили бы в обмен веществ. У кремния таких соединений в присутствии кислорода и воды не бывает.

И в метеоритах, и в космической пыли, которую астрономы наблюдают в далеких туманностях, кремний содержится в виде тех же устойчивых соединений, как и на Земле: силикаты, кварц, иногда карбид кремния (но он еще более устойчивый).

А углерод может образовывать и устойчивые соединения, и с достаточной реакционной способностью (как, например, сахара).

Поэтому кремний в качестве химической основы жизни подходит очень плохо.

Колонны и диски, обнаруженные ныряльщиками на дне близ греческого побережья, заставили подумать о новой «Атлантиде», скрытой морской… →

По химии в качестве альтернативы углерода мог бы подойти бор, соседний элемент по Периодической таблице, но бор подводит ядерная физика: его ядро недостаточно устойчиво, поэтому его во Вселенной в миллионы раз меньше, чем углерода. Бора просто нет столько.

Еще углерод в принципе можно заменить азотом, но для этого нужны сверхвысокие давления — в сотни тысяч атмосфер. При этих давлениях азот образует сложные разветвленные молекулы подобно углероду в наших условиях, но такие условиях бывают только в недрах каких-нибудь планет-гигантов.

— То есть теоретически там возможно возникновение подобных форм жизни?

— Теоретически, но проблема в том, что углерод там тоже есть — в виде метана. Скорее всего, углерод этой жизнью тоже будет на каких-то правах использоваться. Таких мест во Вселенной, где бы углерода не было, а другие элементы, подходящие для создания жизни, были — их просто нет.

Поэтому жизнь совсем без углерода я представить себе не могу. Наша углеродная жизнь использует в очень важных местах азот. Без азота невозможны ни белки, ни ДНК, но все-таки углерода по массе больше.

В недрах газовых гигантов можно представить себе жизнь, где будет главным элементом азот, но, скорее всего, на вторых ролях углерод там все равно будет.

И критичное отличие от Земли там не температура, а давление, которое должно быть очень высоким — таким, какое в лаборатории мы можем получить на специальном прессе с алмазным столиком в очень-очень маленьком объеме.

— Расскажите, пожалуйста, как вы относитесь к парадоксу Ферми? Как вы объясняете то, что мы не можем «засечь» другие формы жизни, если за время существования Вселенной они могли возникнуть?

— Как я писал в своей книге, мне кажется, что не все стадии возникновения разумных существ были закономерными и неизбежными. В биологической эволюции есть труднообъяснимая стадия, когда произошел переход от прокариотических клеток к клеткам с ядром, как животные и растения.

— То есть этого перехода могло не произойти и жизнь бы не развивалась по тому направлению?

— По тем деталям этого перехода, которые мы можем установить, это выглядит как довольно-таки случайный и маловероятный процесс, в котором много раз нашим предкам просто повезло. Я допускаю, что во Вселенной есть миллионы планет, населенных чем-то вроде наших бактерий, но клетки с ядром там не появились, поэтому многоклеточных животных и растений не возникло тоже. Это первая причина.

Вторая причина, почему мы можем быть единственным разумным видом во Вселенной (или, по крайней мере, в нашей Галактике точно) — часть этапов развития жизни требует очень большого времени, которое зависит от внешних по отношению к этой жизни факторов (строения и состояния планеты).

Для появления клеток с ядром нужно было, чтобы сначала в окружении возник кислород.

Чтобы появился фотосинтез с выделением кислорода и кислородная атмосфера, микробам понадобилось полтора миллиарда лет, когда они довольствовались примитивными вариантами фотосинтеза, в которых нет выделения кислорода, но затрачиваются относительно дефицитные вещества вроде сероводорода или солей железа. И только когда все соединения серы и железа из древнего океана потратили и осадили в виде будущих железных руд, им за недостатком ресурсов пришлось переходить на более сложный, кислородный вариант фотосинтеза. Нашим предкам снова очень повезло: если бы наша планета была больше или более богата железом, у них бы это заняло не 1,5 миллиарда лет, а 3 или 4, и к моменту появления животных светимость Солнца возросла бы, потому что Солнце стало бы старым, и было бы глобальное потепление, глобальная засуха и превращение Земли в подобие Венеры, и разумная жизнь просто не успела бы возникнуть.

— А в чем, на ваш взгляд, эволюционный смысл возникновения сознания и разума?

Предок многих живущих на земле существ, обладающих челюстным аппаратом, когда-то плавал в море на территории современного Китая. Такую удивительную… →

— Биологи считают, что разум — это побочный продукт способности к обману сородичей и распознавания обмана с их стороны — то, чем занимаются обезьяны очень активно. Это называется теорией макиавеллевского интеллекта.

У физиков есть своя идея, что человек или любое другое разумное существо — инструмент Вселенной для познания самой себя. У них еще такая шутка на эту тему была: раз в 15 миллиардов лет физики собираются вместе и строят большой адронный коллайдер.

Так что ответ зависит от плоскости, в которой вопрос рассматривать.

— Вы пишете, что занимаетесь преподаванием в Летней экологической школе. Возможно, вам удавалось сталкиваться с лженаучными взглядами у детей, переубеждать их. Кому больше свойственны заблуждения, детям или взрослым?

— У взрослых я видел лженаучные взгляды в разы чаще, чем у детей. Взрослые окончили школу давно и программу, по большей части, забыли. Всякие заблуждения, связанные с гомеопатией или памятью воды, явно растут из того, что люди забыли школьную химию.

Если привлекать возрастную психологию, известно, что людям пожилого возраста менее интересно, как устроен мир на самом деле, и более интересно, как «должно быть». И они более склонны свое желаемое выдавать за действительное. К тому же они учились в другие времена.

Есть мнение, что советское образование было лучшим в мире.

В чем-то оно действительно таким было, если СССР при гораздо меньших ресурсах, чем США, первым запустил человека в космос.

Но при этом в конце перестройки, году в 1989-м, вся страна прилипла к телевизорам с Кашпировским и Аланом Чумаком, которые «заряжали воду» и делали другие странные вещи.

Видимо, заложенная, в том числе советской школой, привычка подчиняться авторитетам сыграла очень плохую шутку, когда эти авторитеты резко поменялись.

Та же привычка, как мне кажется, повела людей в МММ и другие финансовые пирамиды.

— Не может ли быть связано с привычкой следовать за авторитетами и то, что эволюция до сих пор подвергается сомнению в некоторых кругах?

— Все лжеученые пытаются внешние атрибуты авторитета себе обеспечить и доверие получают за счет этого. Но по поводу теории эволюции я не стал бы так беспокоиться: от неверия в нее еще никто не умер. А вот всякие лженаучные заблуждения медицинского толка гораздо хуже.

Антипрививочники, отрицание СПИДа, память воды, шарлатанские методы лечения рака — это приводит людей к гибели здесь и сейчас, причем в случае с антипрививочниками, как ни прискорбно, страдают не сами заблуждающиеся, а их дети.

— Это действительно грустно.

Ваша книга и курсы лекций охватывают широкую сферу науки — от астрономии до молекулярной биологии. Скажите, в каких науках заблуждения более распространены, а о каких читатели осведомлены больше?

Исследователи наконец-то смогли предложить решение «дилеммы Дарвина» — вопроса о том, как можно объяснить невероятно быстрый ход эволюции живых… →

— Во-первых, есть области науки, которые привлекают внимание психически нездоровых людей, пытающихся опровергнуть общепринятые теории.

В физике особенно популярно опровержение теории относительности (пытаются возродить эфир). Люди из каких-то своих мозговых завихрений начинают опровергать Эйнштейна.

Если вы поищете в сети, например в сообществе Science+freaks в «Живом журнале», вы найдете сотни примеров.

— К нам в редакцию минут двадцать назад звонил один из таких представителей.

— Да-да, мне тоже на электронную почту периодически пишут. Затем — в лингвистике, в эволюции языков, их родстве.

Возникают лженаучные теории, что все языки произошли от русского, или все языки произошли от украинского, или от иврита — смотря какие завихрения в голове.

Естественно, пытаются опровергать теорию эволюции, и теория эволюции и этология (наука о поведении животных) объясняют, почему это хочется опровергнуть.

У всех животных есть инстинктивные механизмы, которые вызывают отвращение и враждебное отношение к тем, кто на них похож, но не совсем, то есть к близким видам.

— Наверное, чтобы предотвратить скрещивание?

— Да, верно. Поэтому людям в среднем не нравятся обезьяны — по крайней мере, нравятся гораздо меньше, чем кошечки и собачки. И обезьяны сторонятся обезьян другого вида. Поэтому какая-нибудь рысь, забредшая в деревню, не устоит от соблазна разорвать домашнюю кошку — не чтобы съесть, а просто так.

Этот же инстинктивный механизм участвует в ксенофобии у людей, когда речь идет о носителях других языков. Скажем, для среднего русского человека какой-нибудь китайский — как птичье чириканье, не вызывает особых эмоций.

А в языке индоевропейской группы, скажем немецком или таджикском, могут угадываться какие-то сходные сочетания звуков или даже корни. А близкий язык (скажем, болгарский для нас или французский для испанца) будет казаться смешным и неправильным.

Это инстинктивное неодобрение к относительно похожим видам заставляет людей внутренне отвергать идею о происхождении от обезьян. Вся остальная часть теории эволюции таких эмоциональных отторжений обычно не вызывает, но этим отторжением теория эволюции и подтверждается!

— Эволюция же происходит не только в природе, но и среди идей. Как развивается научная популяризация в нашей стране в последние годы?

— Эволюция идей, мемов у Докинза по-моему, довольно спекулятивна. Для эволюции нужно, чтобы организмы производили копии, которые борются за ограниченные ресурсы. Для идей такой ресурс — емкость человеческих мозгов, где они обитают, но говорить о саморазмножении идей я бы поостерегся.

— Хорошо, как научно-популярная литература изменяется за последние годы?

— Если брать промежутки времени лет в 30–40, мы увидим движение по кругу. Научпоп за последние 10 лет по стилю сильно копирует научпоп западный, потому что сейчас его много перевели.

Там есть тенденция все максимально упрощать, как совсем «для дебилов». Выкладывая черновые отрывки своей книги, я получил несколько комментариев в духе «вы знаете, то, что вы пишете, похоже на советский научпоп».

Я над этим подумал, согласился и решил, что это хорошо.

Моя книга отличается от среднего научпопа большей плотностью информации, и среднему читателю придется лезть в Google — не за тем, так за другим.

Я старался все максимально облегчить, но в объеме одной книги все комментарии и пояснения не поместятся — а если впихнуть, это будет нечитаемо. Комментаторы в блоге говорили, что это вносит приятное разнообразие, а работа мозгом по пониманию более сложного текста приносит удовольствие.

Я в детстве читал много советского научпопа из родительской библиотеки — там был Маковецкий, Яков Перельман. Возможно, я их в чем-то неосознанно копировал.

А вот Кирилла Юрьевича Еськова по стилю я копировал уже осознанно — это наш палеонтолог, который в 2000-м выпустил научно-популярную книгу «История Земли и жизни на ней» (правда, тогда научпоп не был развит, и она вышла под грифом «учебники для дополнительного образования»).

В этой книге говорится о развитии биосферы Земли как цельной системы, без акцента на конкретных вымерших видах. Других книг подобной направленности на русском языке нет, да и на английском, в принципе, тоже. Она была принята читателями довольно благосклонно, в том числе далекими от биологии. Я как-то сослался на нее в споре на форуме по военной истории, и там книгу приняли на ура, хотя она была не по их специальности.

— А ваша книга больше рассчитана на подготовленного читателя, который уже интересуется биологией?

— Я очень хочу, чтобы она дошла до читателей, далеких от биологии. Книга выросла из курса лекций, который был отработан на школьниках, интересующихся биологией. Мне очень хотелось охватить условную аудиторию GeekTimes.

Там больше программистов — очень умная аудитория, но которая читает научпоп, связанный с биологией, редко и от случая к случаю. В научпопе сейчас проблема: каждую новую научно-популярную книгу читают те же люди, которые читали три-пять предыдущих.

Мне бы хотелось разомкнуть эту замкнутую «тусовку», подключив туда новых людей. В этом цель не только этой книги, но и ее рекламы.

Источник: https://www.gazeta.ru/science/2016/07/27_a_9713957.shtml

Возникновение жизни на Земле и происхождение человека

Возникновение жизни на Земле

В вопросе о возникновении жизни ученые разделились на две группы: одни полагают, что все живое происходит только от живого посредством биогенеза, другие считают возможным абиогенез — появление живого из неживого.

Первые признают Творца, а последние считают материю существующей самостоятельно. Но есть и исключения.

Сторонник биогенеза академик Вернадский оставался материалистом и утверждал, что “жизнь вечна, как вечен космос”, а немецкий математик Лейбниц полагал, что неживая материя постепенно формирует живую под действием Духа Божия.

В ХIХ в. знаменитый французский ученый Луи Пастер экспериментально доказал невозможность самостоятельного появления живых организмов даже в особом питательном растворе, тщательно прокипяченном и закрытом от проникновения микробов.

За свои эксперименты он получил специальную премию французской Академии наук. Л.

Пастер, основавший микробиологию и иммунологию, открывший анаэробные бактерии и причину брожения, по поводу идеи самозарождения жизни говорил, что “потомки в один прекрасный день от души посмеются над глупостью современных нам ученых материалистов”.

Значительно позже, в 1924 г. русский академик А. И. Опарин предложил гипотезу, согласно которой жизнь на Земле могла появиться не сразу в виде микроорганизмов, а ей предшествовало абиогенное образование органических соединений. В 1955 г. американский исследователь С.

Миллер, имитируя предполагаемые суровые условия первобытной планеты, пропускал электрические разряды величиной до 60 кВ через смесь СН4, NH3, Н2 и паров Н2О при температуре 80°С и давлении в несколько паскалей. Миллеру удалось получить уксусную и муравьиную кислоты, наипростейшие жирные кислоты и в небольшом количестве некоторые аминокислоты.

Эти опыты можно считать первыми шагами современной теории молекулярной эволюции.

Абиогенез и законы термодинамики

В рамках эволюционной теории до сих пор не удается решить один из главных вопросов: откуда появились первые организмы? Если процесс развития одного животного в другое можно себе хотя бы представить, то как объяснить самопроизвольное зарождение живых существ? Могла ли неживая материя произвести жизнь? Нас с вами? Совершенно естественно, что этот вопрос всегда вызывал сомнение. Знаменитый Гейзенберг, один из создателей квантовой теории, одобрительно отзываясь о своем коллеге Паули, другом гениальном ученом, писал: “Паули скептически относится к очень распространенному в современной биологии дарвинистскому воззрению, согласно которому развитие видов на Земле стало возможным лишь благодаря мутациям и результатам действия законов физики и химии”. Обратимся к научным фактам и рассмотрим начало предполагаемого абиогенеза.

Согласно теории молекулярной эволюции, в первичном океане или в сырых местах суши случайно образовались молекулы аминокислот, затем эти молекулы сгруппировались в сгустки (коацерваты), и в этих сгустках начался процесс формирования белков.

Как мы уже знаем из § 2, вероятность случайного появления конкретной белковой молекулы в случайном наборе аминокислот всего 10-325.

Следует еще учесть, что в природе существуют не только 20 жизненно важных, а около 300 аминокислот, большая часть из которых никакого отношения к живым организмам не имеет! Кроме того, как показали эксперименты, аминокислоты очень неохотно присоединяются друг к другу — существенно эффективнее они реагировали бы с любыми другими молекулами предполагаемого первобытного “бульона”. И даже если бы белок получился, он был бы биологически неактивным. Дело в том, что биологически активные белки содержат аминокислоты исключительно левого вращения, а химические законы могут давать лишь смеси правых и левых форм в случайных пропорциях. Поэтому невозможно, чтобы аминокислоты левого вращения сами по себе сбивались в большие кучи (отдельно от правых форм!) и формировали белки, а, следовательно, жизнь самопроизвольно произойти не может.

Процесс самоусложнения молекул совершенно не естествен еще и по другой причине.

Вспомним второе начало термодинамики, одна из его формулировок гласит: всякая молекулярная система, предоставленная себе самой, стремится к состоянию наибольшего хаоса, ее энтропия (величина, характеризующая степень хаоса) растет.

Поэтому, например, тепло не передается самопроизвольно от менее нагретого тела более нагретому. Рассматриваемое явление самофоpмиpования упорядоченности  вопреки второму началу сопровождалось бы уменьшением энтропии.

Появление порядка наблюдается нами в природе, но это отнюдь не самоупорядочение! Вода скапливается в низких местах, образуя лужи, а замерзая — симметричные снежинки. Многие вещества обладают свойством формировать кристаллы. Эти состояния просто-напросто отвечают минимуму потенциальной энергии и сопровождаются выделением теплоты, так что в целом энтропия растет.

Переходы в более упорядоченное состояние с меньшей энтропией возможны лишь в некоторых исключительных случаях неравновесных, необратимых процессов в открытых системах (теорию самоорганизации неравновесных термодинамических структур основал И. Пригожин).

Но нет никаких причин считать предполагаемый процесс образования белков или ДНК неравновесным, необратимым. Ведь катализаторов подобной сборки в первоокеане быть не могло, не было и положительных обратных связей, усиливающих случайные процессы образования промежуточных молекул.

А их развал интенсивно усиливался бы ультрафиолетом, гидролизом и разнообразными химическими веществами первоокеана.

В живых организмах энзимы обеспечивают скорость синтеза, в десятки раз превышающую скорострельность пулемета! Иначе и нельзя: промежуточные молекулы очень нестабильны и могут развалиться, целые “бригады сборщиков” (группы молекул) сменяются сотни раз в секунду.

Самосинтез в каждый момент шел бы и вперед посредством флуктуаций (случайного появления нужных молекул), и еще быстрее — назад через развал новой структуры из молекул аминокислот, то есть равновесным и обратимым образом. Вероятность же гигантской флуктуации, приводящей к появлению белка целиком, ничтожно мала.

Гипотеза самообразования белковых молекул противоречит основным законам термодинамики. Пригожин и его коллеги не смогли и приблизиться к доказательству того, что огромное количество информации, необходимое для самовоспроизведения молекул, могло накопиться естественным путем вопреки закону энтропии.

Теория самоорганизации Пригожина-Арнольда-Хакена предлагает лишь некоторые теоретические размышления и аналогии, весьма далекие от доказательств возникновения жизни из хаоса, что бесспорно признавал и сам И. Пригожин.

Комментируя некоторые явления упорядочения, теория самоорганизации не в состоянии объяснить начало жизни — появление белковых молекул.

Живые организмы, несомненно, обладают свойством самоорганизации, понижая свою энтропию за счет внешних источников, но их функционирование не объясняет появления жизни. На бесформенной земле из зернышек вырастают деревья, используя солнце, минеральные вещества и углекислый газ.

Зернышко или яйцеклетка уже содержат всю необходимую генетическую информацию: код для полного развития во взрослый организм, программы регуляции, замены и обновления. Яйцеклетка представляет собой весьма сложную структуру, наделенную всеми метаболическими системами, необходимыми для жизни.

Но как появились первые существа — остается для эволюционной теории неразрешимой загадкой.

Вопросы для повторения

1. В чем отличие биогенеза от абиогенеза?2. Расскажите об исследованиях Пастера, Опарина и Миллера. Какова позиция каждого из этих ученых в вопросе о происхождении жизни?3.

Какие особенности строения белков исключают их случайное появление?4. Возможно ли, согласно второму началу термодинамики, самоформирование жизненно важных макромолекул?

5.

Что позволяет живым организмам самоупорядочиваться?

Абиогенез с позиций биохимии

Некоторые ученые утверждали, что им все-таки удалось синтезировать белки из смеси аминокислот. Однако с сенсацией явно поспешили: реально было получено лишь некое отдаленное подобие белков, так называемые термальные протеиноиды, состоящие из полимерной сетки (в белках, как мы знаем, аминокислоты образуют цепочку) аминокислот не только с альфа-пептидными связями, но и с бета-пептидными.

Существующие в белке альфа-пептидные связи формируются в сложном взаимодействии множества специальных молекул. При случайном образовании связей лишь половина из них оказывается альфа-пептидными.

Полимерная сетка не обладала пространственной структурой белка, не имела свойственной ему совершенно определенной последовательности соединения молекул и, соответственно, не имела никакого отношения к жизни.

В процессе воспроизведения белков в живых существах участвуют: ДНК, информационная РНК, не менее 20 различных транспортных РНК, каждая со своей аминокислотой, рибосомы, состоящие из 3-4 рибосомных РНК и 55 различных молекул белка, целый комплекс ферментов.

Необходимо еще тонкое энергетическое обеспечение посредством АТФ (для синтеза среднего белка требуются тысячи молекул АТФ). Обыкновенный подогрев или освещение Солнцем могут только разрушить молекулярные связи. В синтезе белка участвует вся живая клетка, нарушение хотя бы одного из компонентов блокирует процесс.

Для современных ученых удивителен и сам факт функционирования этой сложной системы в организме. Возможность же самовоспроизведения белков квалифицированные биохимики абсолютно исключают!

В 1986 г. состоялась встpеча Междунаpодного Общества по изучению возникновения жизни, на которой пpисутствовало около 300 ведущих исследователей. Учеными было доказано, что синтез РНК в условиях первичного океана абсолютно невозможен. Более того: оказался невозможным даже синтез моносахарида рибозы — более простой составляющей РНК.

ДНК не имеет полной стабильности и внутри живой клетки. Ее строение контролируется и исправляется (репарируется) определенными ферментами.

Эта макромолекула функционирует в состоянии динамического равновесия возникающих в ее строении нарушений и их исправления ферментами. Вне клетки ДНК быстро разрушается. Сооткрыватель двойной спирали ДНК лауреат Нобелевской премии Ф.

Крик категорически отрицает возможность самопроизвольного возникновения жизни из химических элементов Земли.

И даже если биологическая макpомолекула откуда-то бы появилась — это еще не живая клетка. В состав клетки входит множество макромолекул, соединенных в определенном поpядке. Веpоятность случайного обpазования ферментов, необходимых клетке, хотя бы один раз за миллиард лет составляет всего 10-40000.

Это число, как заявил один из авторитеных ученых астрофизик Фред Хойл, “достаточно мало, чтобы похоронить Даpвина и всю теоpию эволюции”.

Если всю солнечную систему заполнить людьми (1050 человек), каждый из которых не глядя крутит кубик Рубика, то указанная вероятность образования ферментов, необходимых живой клетке, примерно равна вероятности того, что у всех этих людей грани кубика одновременно вдруг окажутся собранными по цвету!

Помимо феpментов в клетке есть еще более сложные обpазования. Веpоятность самосборки живой клетки из приготовленных и сложенных “в кучку” необходимых атомов даже в самой благоприятной химической среде составляет 10-100 000 000 000! Такие величины наглядно показывают, о чем вообще идет речь, как сильно мы ошибаемся, ожидая подобные события.

Каким же образом ученым “удалось” игнорировать эти ничтожные вероятности? Специалисты в области молекулярной эволюции, называя свою науку “весьма гипотетической”, указывают, что расчеты вероятностей самозарождения жизни никогда не производились и не принимались во внимание, поскольку эволюция считалась фактом.

Ученые лишь пытались объяснить, как она могла произойти.

Самопpоисхождение жизни — вовсе не такой уж естественный пpоцесс, как наивно полагали последователи Дарвина.

Напротив, с самого начала (заpождения сложных молекул) и до самого конца (появления человека) — это нелепое нагромождение невероятных, противоестественных случайностей.

Справедливо заключить, что вера в ныне принятые схемы спонтанного абиогенеза противоречит здравому смыслу. Невозможность самозарождения жизни стала камнем преткновения всех прежних и новейших эволюционных теорий.

Гениальный Томас Эдиссон (именно он изобрел современную лампочку, разработал телефон и телеграф) известен интересным высказыванием: “Существование Бога может даже быть доказано химическим путем”.

Предсказанное великим изобретателем доказательство сейчас перед нами: факты молекулярной физики, генетики и биохимии полностью доказывают невозможность случайного самопроисхождения живых существ. Выходит, Создатель у нас все-таки есть? Гениальный ученый Макс Борн, один из основателей квантовой теории, писал: “Время материализма прошло.

Мы убеждены в том, что физико-химический аспект ни в коей мере недостаточен для изображения фактов жизни, не говоря уже о фактах мышления”.

Вопросы для повторения

1. Какие молекулярные структуры живой клетки участвуют в воспроизведении белков? Считают ли биохимики возможным самосинтез белков в предполагаемом первоокеане?2.

Могла ли появиться в первоокеане молекула РНК, ее более простые компоненты? Насколько ДНК была бы стабильной в отсутствие ферментов репарации?

3.

Велики ли вероятности случайного появления функционального белка, ферментов клетки, молекулярных структур живой клетки? По какой причине ничтожность этих вероятностей не принималась во внимание?

Невозможность самозарождения жизни

В рассмотренных нами возможностях самообразования макромолекул предполагалось, что на древней Земле отсутствовали прямые запреты таких процессов, хотя их было, по меньшей мере, два. Первый запрет — разpушение формирующихся из аминокислот белковых молекул водой в pезультате pеакций гидpолиза.

Второй запрет — немедленное окисление соединений аминокислот кислородом. Предполагалось, что в древности на планете отсутствовал кислород, и тогда-то смогли зародиться макромолекулы, сформировавшие простейшие микроорганизмы.

Но в самых дpевних поpодах содержится двуокись железа, так что нет оснований предполагать отсутствие кислорода в древней атмосфере. Если бы все же кислород отсутствовал, то ультрафиолет, проникающий сквозь такую бескислородную атмосферу, не имеющую защитного озонового слоя, разрушил бы молекулы белков.

Итак, для идеи самопроисхождения жизни не подходит ни отсутствие кислорода, ни его наличие.

Есть и третий запрет. Предполагалось (в особенности после опытов Миллера), что первоатмосфера состояла из метана и аммиака — компонентов, необходимых для самосинтеза аминокислот.

Как показали экспериментальные исследования и компьютерное моделирование древней атмосферы, эти газы разрушились бы ультрафиолетовыми лучами, а первичная атмосфера теоретически могла состоять лишь из азота и углекислого газа.

Откуда же тогда появились аминокислоты, из которых состоят белки?

Самообразование жизненно важных макромолекул требует огромного количества противоречивых условий, не позволяющих соединить части теории молекулярной эволюции в целостную научную концепцию.

Не разработано никакой серьезной научной теории о том, где, в каких условиях на Земле мог идти синтез белка.

Существующие гипотезы, включая новейшие (формирование жизни на основе не ДНК, а РНК-геномов, так называемый “мир РНК”),описывают только мелкие разрозненные фрагменты предполагаемого процесса, они выглядят очень искусственными и вызывают лишь улыбки специалистов.

Нужно потрудиться, как утверждают генетики, чтобы найти среди современных экспериментаторов сторонника случайного происхождения жизни. Около 50 лет экспериментирования в области молекулярной эволюции привели скорее к лучшему пониманию масштабов проблемы возникновения жизни на Земле, чем к ее разрешению.

Процесс самозарождения при его всестороннем исследовании оказался решительно невозможным. Однако находятся энтузиасты, которые, подобно академику В. И.

Вернадскому, пытаются реанимировать эволюционную теорию фантастической гипотезой о самозарождении жизни неведомым образом где-то в космосе и последующей транспортации ее на Землю метеоритом или даже сознательным посевом жизни на планете разумными существами.

Пленяя своей фантастичностью, новые гипотезы не объясняют происхождения жизни, а только перемещают проблему в космические глубины. Но законы физики универсальны. Все проведенные расчеты вероятностей будут справедливы и там, в неведомых глубинах вселенной. И там будут все те же смехотворные возможности самозарождения.

Понимал это и Вернадский. Его учение о сфере разума родственно панпсихизму Т.

Шардена (в 1920-е годы они вместе работали в Сорбонне) с его якобы присущим материи свойством самоусложняться и порождать жизнь, но Вернадский, тем не менее, не допускал мысли, что существа могли развиться из неживой материи, а утверждал, что “жизнь вечна и передавалась всегда только от живых организмов живым организмам”. Наш выдающийся палеонтолог Б. С. Соколов говорил о “невозможности появления живого из неживого”. Отрицал возможность спонтанно-материалистического появления жизни на Земле и С. В. Мейен.

Попытаемся осознать, насколько ничтожны вероятности самозарождения. Может ли обезьяна, шлепая по клавишам, случайно набрать “Войну и мир”? Как говорит математика, может, но вероятность такого события крайне мала, примерно 10-5 000 000.

Выходит, ожидая случайного появления одной простейшей клетки даже в идеальных гипотетических условиях, мы надеемся на то, что обезьяне удастся 20 000 раз подряд без единой ошибки набрать “Войну и мир”! Смешно рассчитывать на подобные события. Поэтому каждый, кто возьмет в руки произведение Толстого, без тени сомнения скажет, что оно написано человеком, причем одаренным, и, конечно же, будет прав.

Если мы взглянем на скульптуры Микеланджело, то с уверенностью скажем, что их создал человек, и притом талантливейший. Никому и в голову не придет, что такие произведения искусства случайно образуются сами в результате того, что каменные глыбы, срываясь с вершин гор и падая в пропасть, так чудесно обтесываются. Отчего-то никто не рыскает по пропастям в поисках гениальных произведений искусства.

Почему же мы, глядя на этот чудный и дивный мир, не утверждаем с уверенностью, что этот мир — прекраснейшее творение Высшего Разума!? Как утверждал это знаменитый ученый Эрстед: “Все бытие есть сплошное творение Бога, всюду отпечатлевшее на себе бесконечно совершенный Его Разум”.

Или как утверждал это Исаак Ньютон: “Из слепой физической необходимости, которая всегда и везде одинакова, не могло произойти никакого разнообразия… разнообразие сотворенных предметов могло произойти только по мысли и воле Существа Самобытного, Которое я называю Господь Бог”.

Вопросы для повторения

1. Расскажите о трех главных запретах на самоформирование макромолекул жизни в предполагаемом первоокеане.2. Удается ли современным исследователям построить непротиворечивую материалистическую теорию молекулярной эволюции?3. В чем слабость гипотезы появления жизни на Земле из космоса?

4. Почему, глядя на наш чудный и дивный мир, люди не убеждаются в том, что он — творение Божие?

Рекомендуемый дополнительный материал к главе 12: Вертьянов С. Происхождение жизни. — Гл. 4. — М.: Свято-Троицкая Сергиева Лавра, 2003.

Страница 1 – 1 из 2
Начало | Пред. | 1 2 | След. | Конец | Все
© Все права защищены http://www.portal-slovo.ru

Источник: https://www.portal-slovo.ru/impressionism/36419.php

Referat-i-doklad
Добавить комментарий