Происхождение жизни

Содержание

Введение…………………………………………………………стр. 3

1. Происхождение жизни………………………………………стр.4

   1. Сущность живого, его основные признаки………. ..стр.4

2. Концепции происхождения жизни…………………………стр.9

2.1. Креационистская концепция…………………………..стр.9

2.2. Эволюционистская концепция………………………..стр.10

2.3. Теория саморождения (самоорганизации)……….. …стр.11

2.4. Концепция панспермии……………………………….стр.13

Заключение ……………………………………………………стр.14

Список литературы……………………………………………стр.15

Введение

Жизнь одна из тайн природы, которая еще не раскрыта, в связи с чем острые споры о ее происхождении и сущности продолжаются до сих пор.

Интерес к познанию живого у человека возник очень давно. Первоначально люди оценивали феномен жизни как одно из великих чудес света, сотворенного всеведущим и всемогущим Богом, замыслы и дела которого недоступны человеческому разуму. Догма о сотворении мира божественной волей является одной из исходных в системе догматов иудейской, христианской, исламской и ряда других религиозных систем. Однако уже в первых древних цивилизованных обществах появились любознательные люди, ко­торые не удовлетворялись этими догмами. Они попытались иссле­довать живые организмы более тщательно, чем это делалось в священных текстах, стали составлять перечни растений и живот­ных, населяющих различные регионы, классифицировать их. И хотя эти перечни нередко были наивными, именно они положили начало научным биологическим исследованиям. Одним из зачина­телей биологии в древнем мире был выдающий греческий фило­соф и ученый Аристотель, впервые подробно описавший многие виды животных и высказавший мысль, что существующие расте­ния и животные есть результат развития от простых форм к более сложным и совершенным.

Важнейшим инструментом познания этого мира служит ка­тегория «живого», являющаяся ключевой, исходной для всей мно­гообразной системы биологических наук. Значение этой катего­рии возрастает по мере того, как биология проникает все глубже в сущность живого, исследуя жизнь на молекулярном уровне. В этих условиях становится все очевиднее как глубокое единство живой и неживой природы, так и качественное своеобразие, спе­цифика живого.

В своей работе я хочу рассмотреть происхождении жизни, и основные концепции происхождения жизни.

1.Происхождение жизни.

15 млрд лет назад — Большой взрыв

3 мин спустя — образование вещественной основы

Вселенной (фотоны, нейтри­но и антинейтрино с примесью ядер водорода, гелия и электро­нов)

Через несколько сотен — появление атомов (легких элементов)

тысяч лет

14—11 млрд лет назад — образование разномасштабных

структур (галактик), появление звезд первого поколения, образо­вание атомов тяжелых элементов

5 млрд лет назад — рождение Солнца

4,6 млрд лет назад — образование Земли

3,8 млрд лет назад — зарождение жизни

450 млн лет назад — появление растений

150 млн лет назад — появление млекопитающих

2 млн лет назад — начало антропогенеза

1.1.Сущность живого, его основные признаки

Интуитивно мы понимаем, что есть живое и что есть мертвое.

Но при попытке определить сущность живого возникают оп­ределенные трудности. Эти трудности подметил уже французский философ-просветитель Дени Дидро. «Я могу понять, — писал он, — что такое агрегат, ткань, состоящая из крохотных чувстви­тельных телец, но живой организм!.. Но целое, система, пред­ставляющая собой единый организм, индивидуум, сознающий себя как единое целое, выше моего понимания! Не понимаю, не могу понять, что это такое!»

Вероятно, именно с этими трудностями связано существова­ние в биологической литературе множества не вполне удачных и совсем неудачных определений этого понятия. Так, один из авто­ров предлагает следующее, довольно странное определение: «Жи­вой организм — это тело, слагаемое из живых объектов; неживое тело- слагаемое из неживых объектов»тело — слагаемое из неживых объектов». Несостоятельность дан­ной дефиниции связана с ошибкой, именуемой в логике «кругом в определении», т.е. с неудачной попыткой определить «неиз­вестное через непонятное».

Не вполне приемлемым является и определение жизни, дан­ное в свое время немецким философом Ф. Энгельсом, который определял жизнь как способ существования белковых тел, суще­ственным моментом которого является постоянный обмен ве­ществ с окружающей их внешней средой. Уязвимость этого опре­деления связана с тем, что в нем не соблюдается другое требова­ние логики, требующее использования в определении лишь та­кого признака или их совокупности, которые свойственны только данному понятию и отсутствуют у других понятий. Простой при­мер показывает, что состоять из белков и обмениваться вещест­вами с окружающей средой могут и мертвые объекты. Так, живая мышь и горящая свеча с физико-химической точки зрения оди­наково имеют в своем составе белки и находятся в одинаковом состоянии обмена веществ, равно потребляя кислород и выделяя углекислый газ. Но в одном случае этот сходный процесс обмена веществ происходит в результате свойственного живым организ­мам процесса дыхания, а в другом — в результате процесса горе­ния. Таким образом, оказывается, что обмен веществ является хотя и необходимым, но недостаточным критерием для определе­ния жизни, так же, как и наличие белков.

Учитывая этот негативный опыт, современная биология, в со­ответствии с логическими правилами определения понятий, сле­дует по пути перечисления всех необходимых и существенных при­знаков живых организмов, которые отличают их от неживых объ­ектов. При этом подчеркивается, что только совокупность данных свойств дает представление о специфике жизни.

К числу необходимых и существенных свойств живого относят следующие.

• Живые организмы являются высокоорганизованными структурами. Уровень их организованности значительно выше, чем тот, который достигнут неживыми системами. Это своего ро­да острова упорядоченности в окружающем их океане беспоряд­ка. Высшим проявлением этого важнейшего свойства всего жи­-
  вого является человек и созданный им социальный, обществен­ный организм, наиболее ярким выражением упорядоченности которого являются выработанные людьми общечеловеческие нормы нравственности.

• Но для того чтобы поддержать достигнутый уровень упоря­
  доченности, живые системы могут существовать только как не­
  равновесные и незамкнутые, открытые. Они должны постоянновзаимодействовать с окружающей их неживой средой, заимствуя у нее вещества, энергию и перерабатывая их в необходимые для поддержания жизни формы. Дня осуществления этого обмена жи­вые организмы прямо или косвенно используют солнечную энер­гию. Основную роль в осуществлении обмена веществ, или мета­болизма, в живых организмах играют белковые соединения, замеча­тельным свойством которых является их высокий химизм, т.е. спо­собность к активному взаимодействию с другими веществами.

Глубокое осознание неразрывной связи живого с окружающей природной средой является необходимой предпосылкой решения современной цивилизацией возникших перед ней острых эколо­гических проблем.

• Живые организмы в отличие от неживых в процессе своего развития быстро усложняются. Это свойство к усложнению и даль­нейшему совершенствованию проявляется не только на уровне раз­вития всего мира живого и составляющих его групп, т.е. в филогене­зе, но и в процессе развития каждого отдельного организма, т.е. в онтогенезе, Так, у растения или животного в ходе его индивидуаль­ного развития появляются новые ветви или новые органы, отли­чающиеся не только по своей форме, но и по своему химическому составу от породивших их структур. Причем формы развития на этих двух уровнях как бы повторяют друг друга; как говорят био­логи, «онтогенез повторяет филогенез». Развитие человеческого эмбриона (онтогенез), например, как бы воспроизводит в миниа­тюре всю историю эволюции человеческого рода (филогенез).

• Еще одним уникальным признаком живого является его способность к самовоспроизведению, размножению. Эта способ­ность живых организмов оценивается как самое существенное их свойство. На химическом уровне этот признак живого связан с особыми свойствами самовоспроизведения, копирования, которы­ми обладают входящие в состав всех живых организмов наряду с
  белками нуклеиновые кислоты. Именно эти химические структуры
  обеспечивают способность живых организмов передавать потомкам
  информацию, необходимую для жизни, развития и размножения.
  Данная информация содержится в образуемых из нуклеиновых
  кислот генах — мельчайших единицах наследственности, локализо­ванных во внутриклеточных структурах. Именно генетический ма­териал определяет целенаправленное, упорядоченное развитие ор­ганизма. Вот почему потомки оказываются похожими на родите­лей. Однако в процессе передачи информации потомству ее содержание не остается неизменным, оно подвергается разного ро­да случайным воздействиям, изменяется, перестраивается, иска­жается, или, как говорят биологи, мутирует. Под влиянием му­таций потомки оказываются не только похожими на родителей, но и отличаются от них, чем и обеспечивается развитие видов.

Обобщая и несколько упрощая все изложенное о специфике живого, можно свести его отличительные признаки к трем глав­ным: метаболизм, или обмен веществ; способность к передаче наследственной информации и самовоспроизведению; изменчи­вость под воздействием мутаций, или мутабильность.

На базе этих основных признаков может быть сформулирова­но следующее краткое определение сущности живого.

Жизнь — есть форма существования высокоорганизованных не­равновесных, открытых систем, в структуре которых решающую роль играют белки и нуклеотиды; эти системы способны к обмену веществ, самовоспроизведению путем передачи наследственной информации и изменчивости на основе мутаций.

Приведенное определение жизни в настоящее время является общепринятым среди биологов. Вместе с тем следует отметить, что в последнее время появились и некоторые иные, новейшие формулировки сущности жизни, которые активно обсуждаются учеными. Одно из таких определений предложил известный аме­риканский физик Фрэнк Типлер в своей сенсационной книге «Физика бессмертия» (1995). «Мы не хотим, — пишет он, — при­вязывать определение жизни к молекуле нуклеиновой кислоты, потому что можно вообразить себе существование жизни, которая к этому определению не подходит. Если к нам в космический ко­рабль явится внеземное существо, химическую основу которого составляет не нуклеиновая кислота, то нам все равно захочется признать его живым». И это произойдет, по мнению Типлера, по­тому, что жизнь представляет собой лишь информацию особого рода, которая может существовать сама по себе, независимо от тех или иных ее химических носителей. «Я, — заключает американ­ский ученый,— определяю жизнь как некую закодированную ин­формацию, которая сохраняется естественным отбором».

Однако шок в научном мире вызвало не столько это опреде­ление, сколько защищаемое Типлером положение о существова­нии бога в качестве источника этой информации и о возможности воскрешения мертвых и вечной жизни всех людей, коль ско­ро эта жизнь сводится к чистой информации. Именно эти утвер­ждения американского физика были оценены многими учеными как «удар по репутации науки», которая традиционно не связыва­ет себя ни с категорией бога, ни с другими догматами церкви.

Дискуссионным является до сих пор не только вопрос о сущ­ности жизни, но и теснейшим образом связанная с ним проблема происхождения живого, его зарождения и развития.

2.Концепции происхождения жизни.

Для более полного понимания любого явления необходимо рассмотреть его не только в статике, с точки зрения основных признаков, но и в динамике — в плане возникновения и развития. Дополняя и уточняя друг друга, эти два подхода помогают соста­вить более глубокое представление о сущности предметов и явле­ний окружающей нас действительности. Это относится и к по­знанию феномена жизни.

В современной культуре существуют две главных концепции происхождения живых существ: религиозная, креационистская, и научная, эволюционистская. Несмотря на претензии на непогре­шимость, которые пытается предъявить каждая из этих концеп­ций, с научной точки зрения они обе носят лишь вероятност­ный, гипотетический характер.

2.1.Креационистская концепция

Креационистская (от лат. creatio — сотворение) теория, если изложить ее содержание, не опираясь на те или иные религиоз­ные догмы, представляет собой основанное на вере религиозное учение о чудесном сотворении мира, в том числе и жизни, богом из ничего, из пустоты. Наиболее последовательно это учение пред­ставлено в монотеистических религиях — иудаизме, христианстве, исламе. Креационизм утверждает постоянство, неизменность ви­дов живых организмов, сотворенных богом в результате едино­временного акта.

Так, в Библии акт творения, якобы продолжавшийся всего шесть дней, изображается следующим образом.

1-й день: Бог создал небо и землю, а также свет и воду, т.е. материал, который стал началом единой Вселенной.

2-й день: Бог создал небо, которое разделило воды верхние и нижние.

3-й день: Бог указал воде место, куда течь, чтобы обнажилась суша. Затем он покрыл сушу травами и деревьями.

4-й день: Бог создал солнце, луну и звезды.

5-й день: Бог создал «пресмыкающихся, душу живую» в воде.

6-й день: бог создал и «зверей земных по роду их», и человека «по образу Своему, по образу Божию».

Таким образом, согласно библейскому тексту, для создания всего живого Богу хватило нескольких дней.

2.2. Эволюционистская концепция

Эволюционистская концепция — представляет собой научную теорию, основанную на человеческом разуме; она связывает воз­никновение жизни с длительным процессом универсальной эво­люции природы, взаимодействий порядка и хаоса и ее самоорга­низации, упорядочения на определенном этапе. Эволюционизм является результатом тщательных экспериментальных и теорети­ческих исследований и весьма детально разработан современным естествознанием.

И по своему содержанию, и по используемым методам эти концепции практически противоположны. Однако в современных условиях усиления взаимной терпимости религии и науки наме­тилось некоторое их сближение. Некоторые современные ученые, как уже говорилось выше, размышляя о целях универсальной, в том числе и биологической, эволюции Вселенной, порой исполь­зуют категорию Высшего Разума, близкую по сути к понятию бога. Что же касается теологов, то они внимательно анализируют новейшие достижения естествознания, правда, главным образом для того, чтобы подвергнуть их жесткой критике с позиций креа­ционизма.

2.3. Теория саморождения (самоорганизации)

Эволюционная теория сегодня ищет новые аргументы для своего подтверждения в достижениях всей совокупности естест­венных наук. В частности, для ее дальнейшего обоснования ис­пользуется теория самоорганизации, созданная во второй половине прошлого века русским ученым, специалистом в области физиче­ской химии, лауреатом Нобелевской премии И. Р. Пригожиным.

Согласно его идеям, положившим начало новой науке о са­моорганизации систем — синергетике, наша Вселенная явилась результатом длительного процесса саморазвития, самоорганиза­ции. Основными характеристиками этого процесса, по мнению Пригожина, являются как постепенное, плавное развитие, так и его перерывы в виде взрывов, революций и катастроф, ведущих к качественным сдвигам в развитии материи. В этих процессах ве­лика роль и закономерности, и случайности.

В свете фундаментальной естественно-научной теории само­организации дарвиновская теория биологической эволюции предстала как частный случай, как момент, или этап, в универ­сальной эволюции Вселенной.

Решающим моментом в истории Земли, образовавшейся око­ло 6 млрд лет тому назад в составе Солнечной системы, а затем и в истории развития жизни на ней, было появление атмосферы. В ее составе кроме водорода появились также азот, углерод и ки­слород. Атмосфера молодой Земли постоянно подвергалась мощ­ным воздействиям непрерывных изменений высоких температур, давления, радиации. Результатом этих процессов стали химиче­ские реакции, приведшие к появлению первых молекул органиче­ского вещества.

Дальнейшее взаимодействие органических веществ привело к образованию основных химических компонентов живого: нуклеотидов и белков. Нуклеотиды первыми среди органических веществ в процессе их самоорганизации приобрели способность самовос­произведения, самокопирования, а белки обнаружили свойство высокой химической активности и способность на этой основе создавать самые различные структуры с разнообразными функ­циями. Поэтому именно из этих двух органических веществ — нуклеотидов и белков — и возникли на Земле около 5 млрд лет тому назад первые простейшие живые организмы, способные пе­редавать наследственную информацию и осуществлять обмен ве­ществ. Именно на этом этапе завершился продолжавшийся мно­гие миллиарды лет процесс добиологической эволюции и начался качественно новый, гораздо более динамичный период биологи­ческой эволюции. Этот знаменательный момент перехода от не­живого к живому, от сложных органических веществ к простей­шим живым организмам в истории универсальной эволюции до сих пор остается «белым пятном» в естествознании. Биологи пока не пришли к единому мнению о деталях данного процесса. Центральной неисследованной проблемой происхождения жизни яв­ляется научное воспроизведение возникновения механизма на­следственности. Оценивая сложившуюся ситуацию, английский биолог, лауреат Нобелевской премии Фрэнсис Крик признает: «Мы не видим пути от первичного бульона до естественного от­бора. Можно прийти к выводу, что происхождение жизни — чудо, но это свидетельствует только о нашем незнании».

Так или иначе, но возникновение на основе молекулярных трансформаций первых живых существ стало величайшей рево­люцией в развитии природы, которая положила начало качест­венно новому процессу — конкуренции между живыми организма­ми, который и был впервые описан Ч. Дарвиным, создавшим тео­рию биологической эволюции. Содержанию этой теории, и сего­дня сохраняющей свое значение важнейшего обобщения в био­логической науке.

Конечно, со времен Дарвина естествознание ушло далеко вперед; процесс

возникновения и развития жизни описывается сегодня не только с помощью дарвиновской теории, но и на основе теории самоорганизации, созданной И.Пригожиным, которая раскрывает на атомно-молекулярном уровне механизмы добиологической эволюции, создавшей физико-химические предпосылки возникновения живого. Совмещение дарвиновской теории эволюции с новейшей теорией самоорганизации, а также с открытиями современной генетики и создание на этой основе универсальной теории эволюции природы является одним из крупнейших достижений современного естествознания. При­чем отметим, универсальная теория эволюции обосновывается наукой не только теоретически, но также и экспериментально, про­ведением множества физических, химических и биологических опы­тов в различных научных центрах многих стран, в том числе и в России.

Большой вклад в исследование проблем перехода от слож­ных органических веществ к простым формам жизни внес вы­дающийся русский биохимик академик А. И. Опарин. Его экспериментами убедительно подтвержден вышеописанный процесс универсальной эволюции, результатом которой и стало возник­новение жизни на Земле.

2.4. Концепции панспермии

Кроме указанных концепций происхождения жизни на Земле существуют и некоторые другие. Одной из них, пользующейся особой популярностью у писателей-фантастов, а также у уфологов, является концепция панспермии, или внеземного происхождения жизни. Эта концепция исходит из представления о возможности переноса живых организмов с одного космического тела на другое. Согласно панспермии, рассеянные в мировом пространстве заро­дыши жизни переносятся с метеоритами или перемещаются сами по себе под давлением светового излучения; подобным образом появилась будто бы и жизнь на Земле, ее источником стали зане­сенные из космоса споры микроорганизмов. По сути эта теория не дает объяснения рассматриваемой проблеме, а лишь переносит ее в какое-то другое место Вселенной.

Заключение

Рассмотренные выше концепции происхождения жизни — религиозная и научная — продолжают сохранять свое влияние. Это связано с тем, что существуют они как бы в разных измерениях, в разных сферах духовной жизни. Креационистская концепция, основанная на вере, признает в качестве истин положе­ния, которым нет доказательств в научном смысле. В результате она оказывается за рамками научного исследования. Религия и наука — эти две сферы человеческого постижения действительности — изна­чально по своим методам исключают друг друга. Для ученого истина всегда содержит элемент гипотезы, предварительности, но для ве­рующего теологическая истина абсолютна.

До сих пор существует много теорий происхождения жизни. Человечество никогда не сможет сказать точно откуда взялась жизнь. Нам остается лишь верить в одну из концепций происхождения жизни. Каждый волен верить в то, во что он хочет сам.

Список литературы

Концепция современного естествознания: Учебник для вузов/ Под ред. проф.

В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: ЮНИТИ- ДАНА, 2004.- 317 с.