Проблема походження життя та пізнання його суті здавна хвилювала не лише вчених, а й широкі верстви населення. Однією з основних догм (догма - твердження, яке потребує віри без доказів) усіх релігій є створення життя божественною силою. Ці догми, наприклад, детально викладені в Біблії та Корані. Віра в Бога чи атеїзм є особистою справою кожної людини і має назву «свобода совісті».

Природничі науки - це спосіб пізнання людиною самої себе та довкілля за допомогою встановлення причинно-наслідкових зв’язків між незалежними від її свідомості, тобто об’єктивними, явищами і предметами матеріального світу. Багато видатних учених-біологів були глибоко віруючими людьми (К. Лінней, Ч. Дарвін, І.П. Павлов), а Г. Мендель - навіть настоятелем монастиря, інші (Ж.-Б. Ламарк, Е. Геккель, M.I. Вавилов, І.І. Шмальгаузен) - атеїстами, що аж ніяк не позначилось на їхніх наукових досягненнях. Тому ми розглядатимемо лише наукові гіпотези походження життя. Їх поділяють на абіогенні (живі істоти виникли з неживої матерії) та біогенні (живі істоти походять лише від живих).

Арістотель (384-322 до н.е.)

Карл Лінней (1707-1778)

Луї Пастер (1822-1895)

У чому суть абіогенних гіпотез походження життя? Ще вчені стародавньої Греції (Демокріт, Епікур, Платон, Арістотель та ін.) вважали, що живі істоти виникають з мулу, гною, води, ґрунту тощо. Протягом XVII—XVIII століть ці погляди було спростовано завдяки вивченню фізіології розмноження багатоклітинних організмів. Так, К. Лінней в основу створеної ним наукової систематики поклав принцип «будь-який організм походить від собі подібного». Остаточно вчені відмовилися від абіогенних поглядів у другій половині XIX століття після відкриття Р. Вірховим відомого положення клітинної теорії про те, що всяка клітина виникає тільки в результаті поділу материнської клітини. Водночас видатний французький біолог Л. Пастер у серії дуже цікавих дослідів довів неможливість самозародження мікроорганізмів (на прикладі дріжджів і бактерій).

З розвитком геологічних знань про історичний розвиток оболонок Землі та молекулярної біології гіпотези абіогенезу знову розвинулись у XX столітті. Їхня особливість полягає в тому, що, унеможливлюючи самозародження життя в наш час, учені вважають можливим його виникнення з хімічних сполук у минулому. Вперше цю думку висловив Ж.-Б. Ламарк 1820 року; згодом її підтримали Е. Геккель та К.А. Тимірязєв. Вони вважали, що в первісному океані внаслідок певних хімічних процесів виникли спочатку органічні речовини, а потім - доклітинні форми життя, які поступово перетворилися в клітинні організми.

Які основні положення гіпотези Опаріна-Холдейна? У 20-х роках XX століття російський учений О.І. Опарін та англійський - Д. Холдейн сформулювали біохімічну гіпотезу походження життя. Згідно з цією гіпотезою біологічній еволюції передувала хімічна, що тривала кілька сотень мільйонів років аж до появи життя. Первинна атмосфера Землі складалась із вуглекислого газу, метану, аміаку, оксидів сульфуру, сірководню та водяної пари. Озонового екрана не було і на поверхню Землі потрапляв потік космічного та ультрафіолетового сонячного випромінювань. Унаслідок підвищеної вулканічної активності у води Світового океану й атмосферу з надр Землі надходили різноманітні хімічні сполуки. Такі умови вчені неодноразово відтворювали в лабораторіях. У водному розчині солей, близьких за складом до морської води, в умовах опромінення та пропускання через них електричних розрядів (аналогія блискавки), утворювались деякі органічні сполуки - нуклеотиди, амінокислоти, пептидні ланцюги, моносахариди тощо. Вони утворювали скупчення, відокремлені від води поверхнею розділу - коацерватні краплі, здатні існувати досить тривалий час. Нічого, що нагадувало б живих істот, за 70 років подібних експериментів одержати не вдалось.

Схема виникнення життя за гіпотезою Опаріна-Холдейна

Незважаючи на це, автори біохімічної гіпотези стверджують, що коацерватні краплі якимось чином перетворились на гіпотетичні «доклітинні» живі організми, від яких потім утворилися прокаріоти. Отже, абіогенні гіпотези походження життя досі довести не вдалось.

Що стверджує гіпотеза панспермії? Наука не підійшла до розуміння сутності життя, так само, як і до пояснення виникнення Всесвіту, матерії, енергії, простору і часу. Вчені лише відкрили основні закони перетворень матерії та енергії, які можуть бути перевірені експериментально. Ще Ч. Дарвін вказував на безглуздість спроб науково пояснити походження життя без розуміння виникнення Всесвіту.

Сучасні біогенні погляди мають назву «гіпотези панспермії» (від грец. пан - усе та сперматос - насіння). Вперше на початку XX століття її сформулював видатний шведський фізик С. Арреніус, а розвинув геніальний український учений В.І. Вернадський.

Відомо, що спори прокаріотів можуть без втрати здатності до життєдіяльності витримувати тривале перебування у вакуумі при температурах, близьких до абсолютного нуля (-273° С), а також радіаційне та ультрафіолетове опромінення, тобто умови космічного простору. Вони легко проникають у верхні шари атмосфери планет і завдяки мізерній власній масі можуть легко потрапляти у відкритий космос або, навпаки, в атмосферу з міжпланетного простору.

Схема походження життя за гіпотезою панспермії

С. Арреніус підрахував, що тиск світла спричинює помітну механічну дію на частки діаметром близько 0,015 мм, переміщуючи їх. Саме такий діаметр мають спори більшості бактерій. Спора, розганяючись під дією тиску сонячних променів, за 20 діб може подолати відстань між орбітами Землі та Марса, а за 80 - досягти орбіти Юпітера. Спороподібні частки нещодавно знайдено в метеоритах. Отже, в космосі присутні спори прокаріотів, які безперервно потрапляють на планети. В сприятливих умовах з них виходять активні форми прокаріотів різних видів, які утворюють первинні прокаріотні біогеоценози. Подальша еволюція таких «видів-переселенців» відбувається в різних напрямах відповідно до змін умов навколишнього середовища на певних небесних тілах.

Наприклад, у сірководневій атмосфері фотосинтез можуть здійснювати зелені та пурпурні бактерії за рахунок фотолізу сірководню. Поклади сірки, датовані архейською ерою, підтверджують це припущення. Різні компоненти первинної атмосфери могли перетворювати хемосинтетики (аміак - нітрифікуючими, метан — метановими бактеріями тощо). З появою вільного кисню внаслідок фотолізу води ціанобактеріями інші види фотосинтезу та хемосинтез у біосфері Землі відійшли на другий план.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Що таке абіогенез та біогенез? 2. У чому суть гіпотези Опаріна-Холдейна? 3. Які основні положення гіпотези панспермії?

ПОМІРКУЙТЕ

Згідно з абіогенною гіпотезою першими живими істотами, які виникли з коацерватних крапель, були гетеротрофи. Вони живились, поглинаючи розчинені у воді органічні речовини, які утворилися внаслідок абіогенного синтезу. Чому, з погляду біоценології, таке явище неможливе?