- Категория: Общая информация
Креационизм
Креационизм (религиозная теория) – жизнь возникла в результате Божественной деятельности.
До XIX в. многие учёные-естествоиспытатели были креационистами. Основоположник систематики, шведский учёный Карл Линней считал, что все виды растений и животных существуют со времени сотворения мира и созданы Богом независимо друг от друга. Французский анатом и палеонтолог Жорж Кювье полагал, что после божественного акта творения в течение истории Земли происходили обширные катастрофы (землетрясения, потопы, извержения вулканов), после которых опустошённые места заселялись организмами, пережившими катаклизмы в отдалённых местах. Эту гипотезу Кювье называют теорией катастроф.
Трансформизм (перерождение) — теории о превращении одних видов в другие под воздействием среды. Представители — Ж. Бюффон, Э. Жоффруа Сент-Илер. В качестве доказательств трансформисты приводили примеры общих признаков у разных групп животных и растений, причем ими было замечено, что чем меньше таксономический ранг, тем больше общих признаков. Также они использовали знания о переходных формах. Однако, в отличие от эволюционизма, трансформизм не говорит о последовательном историческом развитии от простого к сложному, т. е. об эволюции в целом, а ограничивается идеями о превращении видов.
Креационисты считают, что живые организмы созданы высшей силой — творцом, но трансформисты объясняют появление многообразия видов естественным путем, на основе естественных законов.
Приспособленность креационисты объясняют изначальной целесообразностью, виды были созданы изначально приспособленными, трансформисты считают, что приспособленность появилась в результате развития.
Гипотеза стационарного состояния
Эта гипотеза утверждает, что Земля и жизнь на ней никогда не возникали, а существуют вечно. При этом живое может произойти только от живого (идея биогенеза), а у всех живущих видов есть две возможности развития: поддержание численности или вымирание.
Эта гипотеза опровергнута данными астрономических наблюдений, геологических и палеонтологических исследований и всерьёз наукой не рассматривается.
Гипотеза панспермии
Это гипотеза о внеземном происхождении жизни на Земле. Согласно этой теории, жизнь или её зачатки (например, органические молекулы или микробы) могли быть занесены на нашу планету из космоса. Это могло произойти, например, через метеориты, кометы или космическую пыль, которые переносили на себе живые организмы или необходимые для их возникновения вещества.
Основные положения теории панспермии:
Космическое происхождение: Жизнь зародилась не на Земле, а была занесена из космоса.
Перенос через метеориты и кометы: Организмы или органические молекулы могли быть перенесены на Землю через столкновение с метеоритами и кометами.
Устойчивость микроорганизмов: Некоторые микроорганизмы способны переживать экстремальные условия, такие как низкие температуры, радиация и вакуум, что делает возможным их выживание в космосе.
Возможность распространения жизни: Если жизнь могла быть занесена на Землю из космоса, то она могла быть распространена и на других планетах и лунах в Солнечной системе и за её пределами.
Теория панспермии не объясняет, как именно зародилась жизнь, а лишь предполагает, что она могла быть перенесена из других частей Вселенной.
Гипотеза постоянного самозарождения
Гипотеза постоянного самозарождения жизни предполагает, что жизнь может возникать из неживой материи на Земле постоянно, а не только в прошлом, как это утверждает традиционная теория абиогенеза.
Основные положения гипотезы постоянного самозарождения:
Постоянный процесс: Жизнь может возникать из неживой материи постоянно, при определенных условиях, которые могут существовать в окружающей среде.
Наличие подходящих условий: Определенные условия, такие как наличие необходимых химических элементов, источников энергии и подходящей среды, могут способствовать регулярному возникновению жизни.
Исторический контекст: В древние времена считалось, что черви, насекомые и другие простые организмы могли спонтанно возникать из грязи, гниющих веществ и других субстанций. Современные научные достижения опровергли эти представления, показав, что все известные формы жизни происходят из уже существующих живых организмов через процессы размножения.
Современное понимание: В настоящее время гипотеза постоянного самозарождения жизни не поддерживается научным сообществом.
Экспериментальные опровержения гипотезы постоянного самозарождения
Франческо Реди
Опыты Франческо Реди в 1668 году опровергли теорию самозарождения. Учёный оставлял гнить куски мяса и рыбы в разных сосудах — открытых или затянутых тонкой материей — и доказал, что в закрытых от мух сосудах никогда не происходит самозарождения червей (червями он называл личинок мух).
В одном из своих самых известных экспериментов Реди поместил мясо в три разные банки: одну непокрытую, одну накрытую марлей и одну полностью закрытую. Банка без крышек позволяла мухам откладывать яйца на мясо, что приводило к развитию личинок. Банка, накрытая марлей, не позволяла взрослым мухам садиться непосредственно на мясо, и в результате на мясе не появлялись личинки. В закрытой банке, которая была полностью изолирована от внешних факторов, также не было никаких признаков образования личинок.
Эксперименты Реди показали, что живые организмы, такие как личинки, возникли не спонтанно из мяса, а скорее из яиц, отложенных мухами.
Ладзаро Спалланцани
Опыты Спалланцани были направлены на опровержение теории самозарождения жизни.
Учёный брал множество склянок с семенным отваром, некоторые из которых закрывал пробкой, другие же запаивал на огне горелки. Одни он кипятил по целому часу, другие же нагревал только несколько минут.
По прошествии нескольких дней Спалланцани обнаружил, что в тех склянках, которые были плотно запаяны и хорошо нагреты, никаких микроорганизмов нет — они появились только в тех бутылках, которые были неплотно закрыты и недостаточно долго прокипячены.
Таким образом, Спалланцани не только доказал несостоятельность концепции самозарождения, но также выявил существование мельчайших организмов, способных переносить непродолжительное — в течение нескольких минут — кипячение.
Луи Пастер
Окончательно разрешил вопрос возможности самозарождения французский биолог Луи Пастер. Это произошло только во второй половине XIX в.
Пастер использовал колбы с горизонтальным S-образным горлышком. В открытое горлышко из воздуха могла проникать «жизненная сила», а споры микроорганизмов оседали на изгибе трубки и не попадали в колбу. Питательный бульон в колбе оставался стерильным, микроорганизмы в нём не возникали. В результате ряда экспериментов Пастер окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения жизни и доказал справедливость теории биогенеза: «всё живое от живого».
Гипотеза биохимической эволюции Опарина – Холдейна
(коацерватная гипотеза А.И. Опарина, гипотеза первичного бульона Дж. Холдейна)
Эта гипотеза была предложена независимо советским биохимиком Александром Опариным в 1924 году и британским учёным Джоном Холдейном в 1929 году. Она объясняет, как простые химические вещества могли постепенно привести к возникновению первых живых организмов.
Основные положения гипотезы биохимической эволюции:
Первичная атмосфера Земли: Предполагается, что ранняя атмосфера Земли была восстановительной, то есть содержала мало кислорода и была богата такими веществами, как водород, метан, аммиак и водяной пар. Это период химической эволюции — этап, предшествовавший появлению жизни, в ходе которого органические вещества возникли из неорганических молекул, содержащихся главным образом во вторичной атмосфере (сероводород, метан, углекислый газ, аммиак, водород, водяной пар).
Формирование органических молекул: Под воздействием внешних источников энергии, таких как ультрафиолетовое излучение и электрические разряды (молнии), простые неорганические молекулы могли взаимодействовать, образуя более сложные органические соединения, такие как аминокислоты и нуклеотиды, т.е. происходил абиогенный синтез органических веществ.
"Первичный бульон": Водные среды, такие как океаны, могли служить "первичным бульоном", в котором накапливались органические молекулы. Здесь они могли вступать в реакции и образовывать всё более сложные структуры.
Коацерваты и протоклетки: Органические молекулы могли самопроизвольно агрегироваться, образуя коацерваты — капли, содержащие высокие концентрации органических веществ. Эти структуры могли выступать прообразами первых клеток, обладая способностью к избирательному поглощению веществ и внутренней химической активности. Поглощение коацерватами металлов привело к образованию ферментов, ускоряющих биохимические процессы.
Эволюция к первым живым организмам: Образование гидрофобных липидных границ между коацерватами и внешней средой, что привело к образованию полупроницаемых мембран, образование протоклеток. Появление матричного синтеза в коацерватах, появление самовоспроизведения на основе матричного синтеза, самовоспроизведение РНК и ДНК.
Экспериментальное доказательство гипотезы Опарина-Холдейна – опыты Миллера — Юри
Эксперимент Миллера и Юри был проведён в 1953 году американскими учёными Стэнли Миллером и Гарольдом Юри.
Они заполнили специальную камеру метаном, аммиаком, водой и молекулярным водородом (так они представляли себе изначальную земную атмосферу) и пустили внутрь искры — имитировали удары молний.
Эксперимент оказался очень удачным: под действием электрических разрядов образовалось несколько типов аминокислот.
Однако впоследствии эти результаты пришлось пересматривать, так как появились новые научные данные об исходном составе атмосферы.
Генетическая гипотеза Г. Мёллера
Мёллер предполагал, что вначале возникли нуклеиновые кислоты как матричная основа синтеза белков.
Основные положения гипотезы Мёллера о возникновении жизни:
Роль генетической информации:
Мёллер считал, что возникновение жизни связано с появлением молекул, способных хранить и передавать генетическую информацию. Это предполагало существование примитивных форм нуклеиновых кислот, которые могли участвовать в саморепликации.
Саморепликация:
Первичные молекулы жизни должны были обладать способностью к саморепликации, что обеспечивало бы передачу информации и её сохранение.
Мутации и эволюция:
Мёллер подчеркивал важность мутаций как механизма, приводящего к разнообразию и усложнению молекулярных систем. Это разнообразие могло стать основой для естественного отбора и эволюции.
Переход от химических систем к биологическим:
Гипотеза предполагала постепенный переход от простых химических взаимодействий к более сложным биологическим системам через накопление и сохранение полезных мутаций.
Энергетические источники:
Хотя Мёллер не уделял этому аспекту основного внимания, он признавал, что наличие доступных источников энергии было критически важным для поддержания процессов саморепликации и эволюции на ранних этапах жизни.
Рибозимы (Т. Чек) и гипотеза «мира РНК» У. Гилберта
Рибозимы (Т. Чек):
Рибозимы — это молекулы РНК, обладающие каталитической активностью, способные ускорять химические реакции без участия белков.
Рибозимы были открыты Томасом Чеком и Сидни Олтманом, что показало, что РНК может выполнять функции, ранее приписываемые только белкам (ферментам).
Значение: Открытие рибозимов изменило представление о роли РНК в клетке, предполагая, что РНК может быть не только переносчиком генетической информации, но и активным участником метаболических процессов.
Гипотеза «мира РНК» (У. Гилберт):
Гипотеза «мира РНК» предполагает, что в ранней эволюции жизни РНК играла центральную роль, выполняя функции как носителя генетической информации, так и катализатора биохимических реакций.
Ключевые положения:
- РНК способна к саморепликации и может хранить генетическую информацию.
- РНК с каталитической активностью (рибозимы) могла способствовать химическим реакциям, необходимым для ранних форм жизни.
- Это могло предшествовать появлению ДНК и белков, которые впоследствии приняли на себя более специализированные функции.
