В этой статье мы подробно разберем, как, согласно научным представлениям, на нашей планете зародилась жизнь. Рассмотрим ключевые теории и сосредоточимся на наиболее обоснованной из них — абиогенезе.
Три основные гипотезы возникновения жизни
На вопрос о происхождении живого человечество предлагает несколько принципиально разных ответов, каждая из которых имеет своих сторонников.
Теизм. Согласно этой точке зрения, жизнь является результатом целенаправленного творения высшего разума, Бога или другой сверхъестественной силы.
Панспермия. Эта гипотеза предполагает, что жизнь не зародилась на Земле, а была занесена из космоса, например, с метеоритами или кометами, содержащими органические соединения или даже простейшие микроорганизмы.
Теория абиогенеза (химической эволюции). Это научная концепция, утверждающая, что жизнь возникла естественным путем из неживой материи в результате длительных химических процессов в условиях ранней Земли.
Схематическое изображение трех основных теорий происхождения жизни: божественное творение, занесение из космоса и химическая эволюция.
Хотя все три подхода существуют в философском и научном дискурсе, теория абиогенеза является наиболее разработанной с научной точки зрения, так как она основана на наблюдаемых химических и физических законах и допускает экспериментальную проверку.
Суть теории абиогенеза
Современная наука считает, что жизнь на Земле зародилась в период между 4.1 и 3.8 миллиардами лет назад. Это произошло не мгновенно, а стало закономерным итогом сложных и длительных химических превращений.
Художественная реконструкция первичного океана Земли, где, как полагают, и начались ключевые для зарождения жизни процессы.
Условия на молодой планете кардинально отличались от современных. Атмосфера была лишена кислорода и состояла из метана, аммиака, водорода, паров воды и других газов. Поверхность была горячей, повсеместно извергались вулканы, бушевали грозы, а океаны были насыщены разнообразными химическими элементами. Эта бурная среда, постоянно получавшая энергию от солнечного света, вулканического тепла и электрических разрядов, стала гигантской природной лабораторией.
Классический эксперимент Миллера-Юри, который в 1953 году показал, что в условиях, имитирующих раннюю Землю, из простых неорганических соединений могут самопроизвольно образовываться аминокислоты — «кирпичики» белков.
В таких условиях простые молекулы (вода, аммиак, метан) начали вступать в реакции, образуя более сложные органические соединения: аминокислоты, нуклеотиды, сахара. Со временем эти «строительные блоки» соединялись в цепочки, формируя первые биополимеры — белки и, что критически важно, молекулы, способные к самокопированию (вероятно, предшественники РНК).
Прион — пример белковой молекулы, демонстрирующей способность к примитивному самовоспроизведению, что иллюстрирует возможный этап предбиологической эволюции.
Способность к репликации (копированию) стала переломным моментом. Поскольку процесс копирования не был идеально точным, возникали «ошибки» — химические вариации. Те молекулярные системы, которые копировались эффективнее или были более устойчивы в окружающей среде, получали преимущество и постепенно вытесняли менее успешные «конкуренты» в борьбе за ресурсы. Так начался процесс, который можно назвать химической, или предбиологической, эволюцией.
Процесс роста кристаллов под микроскопом служит наглядной аналогией того, как упорядоченные структуры могут самопроизвольно возникать и «размножаться» в подходящих условиях.
В конечном итоге эти эволюционирующие молекулярные комплексы стали более сложными, обзавелись мембранами и превратились в первые примитивные клеточные формы — протоклетки, что и ознаменовало переход от химической эволюции к биологической.
Обсуждение и перспективы теории
Теория абиогенеза, безусловно, не лишена пробелов и сложных вопросов. Ученым еще предстоит детально реконструировать все этапы пути: от простых органических молекул до первой стабильной самовоспроизводящейся системы, окруженной мембраной. Тем не менее, это единственная теория, которая предлагает последовательный, основанный на известных законах природы сценарий, поддающийся экспериментальной проверке и моделированию. Каждое новое исследование в области биохимии, палеонтологии и астробиологии добавляет новые детали в эту захватывающую картину зарождения жизни.
Дополнительные материалы
Если вас заинтересовала тема биологии и происхождения жизни, вы можете найти больше материалов в соответствующих научно-популярных сообществах и на каналах, посвященных микроскопическому миру и эволюции.
Мой блог о биологии относительно дзен
Моя группа в ВК
YouTube канал
Больше интересных статей здесь: Наука и техника.
Источник статьи: Как появилась жизнь или абиогенез простыми словами.