Исторически сформированные концепции происхождения жизни

Эволюция жизни предполагает ее истоки, начало. Проблема про­исхождения жизни является одной из важнейших не только в биоло­гии, но и во всем естествознании и имеет большое мировоззренчес­кое значение.

Концепция сверхъестественного (божественного) происхож­дения живого — креационизм — основана на вере и поэтому не относится к области науки.

Концепция многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества появилась в древности; ее придер­живался еще Аристотель.

В XVII в. биолог Ф. Реди противопоставил ей принцип: живое возникает только из живого (так называемый принцип Реди, или концепция биогенеза). Уже в XIX в. Л. Пастер окончательно опро­верг концепциюсамопроизвольного зарождения, показав, что эффект неоднократного появления жизни там, где она не существовала, свя­зан с бактериями. Методика избавления от бактерий получила назва­ние пастеризация (по имени своего разработчика).

Концепция стационарного состояния предполагает, что Земля и жизнь на ней существовали всегда, причем в неизменном виде. Эта концепция не согласуется с перечисленными выше свидетельствами эволюционное™ живого.

Концепция панспермии связывает появление жизни на Земле с ее занесением из космического пространства. Теоретическая возмож­ность панспермии подтверждается обнаружением следов органических соединений в метеоритном и кометном веществе. В 1975,г. предше­ственники аминокислот найдены в лунном грунте. Эта концепция раз­делялась многими учеными, и интерес к ней периодически возрастает.

Общепринятой в естествознании в настоящее время можно счи-

^{Тать к}°нцепцию биохимической эволюции. Согласно современ-

°му варианту концепции, жизнь зародилась на Земле естественным

 

путем в результате химических, а затем — биохимических процессов. Причем это явилось не маловероятной случайностью, а достаточно вероятным результатом самоорганизации.

Научная постановка проблемы происхождения жизни принадле­жит Ф. Энгельсу, считавшему, что жизнь возникла не внезапно, а сфор­мировалась в ходе эволюции материи. В концепции биохимической эволюции важную роль играет эволюция самой планеты Земля.

Особенность условий не ранней Земле

Скачок эволюции «аминокислоты — живая клетка» до сих пор остается непознанным. Весь этот скачок с помощью ряда ги­потез разбивается на цепочку шагов, но каждый шаг — во многом загадка, а вся схема — комплексная гипотеза.

Первоначально допускалась возможность случайной «сборки»: в результате многократных актов взаимодействия простых органичес­ких веществ случайно образовалась молекула, способная нести и пе­редавать генетическую информацию. Однако подсчеты показали, что вероятность подобного процесса имеет порядок 1/10²⁰⁰⁰, и за время, отведенное геологической историей для синтеза простейших орга­низмов, осуществить его случайным перебором практически невоз­можно. Поэтому гипотеза случайного соединения не пользуется при­знанием. Английский астрофизик Ф. Хойл высказался по этому по­воду столь красочно, что его слова вошли в фольклор: эта идея «столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, может привести к сборке "Боинга-747"».

Современная точка зрения на биохимическую эволюцию базиру­ется на идеях о самоорганизации в открытых сильнонеравновесных системах.

Итак, при рассмотрении проблемы возникновения жизни естествен­ным путем, то есть в рамках концепции биохимической эволюции, можно выделить три основных этапа предположительного сценария перехо­да от живого к неживому:

1) этап синтеза исходных органических соединений из неоргани­ческих веществ в условиях первичной атмосферы и состояния повер­хности ранней Земли;

2) этап синтеза биополимеров из накопившихся органических со­единений;

 

3) самоорганизация сложных органических соединений, возникно­вение на их основе и эволюционное совершенствование процессов обмена веществ и воспроизводства органических структур, завершаю­щееся образованием простейшей клетки. Не все пока ясно с первыми двумя этапами, а в отношении третьего этапа некоторое прояснение наметилось лишь в самые последние годы.

В связи с данной концепцией возникает естественный вопрос об исключительности условий биохимической эволюции на пла­нете Земля и, соответственно, об уникальности известной нам формы жизни. Постулируя, что в условиях, сходных с теми, которые имелись на молодой Земле, развитие живого вполне вероятно, можно прийти к естественному выводу о том, что в каких-то местах громадной Все­ленной должны встречаться формы жизни, сходные с земными. На этой принципиальной позиции стоят многие ученые. Тем самым под­хватывается мысль Джордано Бруно о множественности обитаемых миров.

Исходя из данных астрономии, можно однозначно заключить, что в ближайших к нам звездных системах условий для образования ци­вилизаций не существует. Но не исключается существование прими­тивных форм жизни. Так, группа американских ученых считает, что ею обнаружены свидетельства примитивной одноклеточной жизни, су­ществовавшей на Марсе в далеком прошлом. Ввиду скудности подоб­ного материала сейчас нельзя сделать однозначных выводов по дан­ной проблеме. Возможно, что в этом помогут будущие марсианские экспедиции.

Современные представления об эволюции природы

Под биологической эволюцией понимают процесс исторического развития живого мира от древнейших форм жизни до современных и будущих форм. Сущность процесса эволюции проявляется в не­прерывном приспособлении биологических видов к разнооб­разным условиям окружающей среды и в появлении все более сложно устроенных организмов. Можно коротко сказать, что био­логическая эволюция направлена от простых биологических Форм к сложным.

 

Понятие эволюции относится не только к человеку, но и к эволю­ции Универсума (от лат. Universum — мир как целое). Причем универ­сум понимается как самодостаточная, самоорганизующаяся система.

Примем за постулат, что главной целью развития Универсума яв­ляется становление жизни за счет самоорганизации сложных систем на базе их изменчивости. Соответственно важными исходными свой­ствами Универсума можно считать: изменчивость, приспособляемость и реализуемые на их основе естественный отбор и наследственность.

Это почти соответствует известной триаде Дарвина (изменчи­вость — наследственность — отбор) и приводит к разнообразию всего сущего.

Изменчивость и приспособляемость

Дарвинизм

Ламаркизм

разнообразие

номогенез

прогресс, повышение организации систем

Рис. 3. Схема вариантов описания эволюционных концепций

Сегодня известны два главных представления об эволюции при­роды.

Согласно первому из них, связанному с понятием номогенеза (от лат. Nomogenes, «Nomo» — закон, «Genesis» — происхождение) раз­нообразия эволюции природы происходит не случайным образом, а по определенному плану. Наряду с концепциями дарвинизма и ла­маркизма теория номогенеза утверждает запрограммированное оп­ределенным алгоритмом заполнение вакантных ячеек некоей матри­цы всех возможных видов и форм жизни. Найденным в моделях но­могенеза закономерностям соответствует в чем-то периодический закон химических элементов Д.И. Менделеева: возможные в приро­де варианты должны были заполнять соответствующие клетки табли­цы, аналогичной таблице Менделеева.

Теории номогенеза, ламаркизма и дарвинизма не противоречат друг другу, а являются взаимодополняющими, т.е. комплементарными.

 

Вторым главным направлением в объяснении эволюции является «логика динамических систем в природе и обществе» (академик Ни­кита Моисеев).

Согласно этой теории развития сложных систем Универсума про­исходит монотонно или относительно спокойно (по Дарвину) толь­ко на определенных отрезках времени.

Эти отрезки завершаются точками бифуркации (неравновесия). В них система скачкообразно переходит в другое качество, формируя новое состояние (новый аттрактор в терминах синергетики).

В истории человечества такие бифуркации соответствуют неким 'граничным ситуациям, являющимся часто катастрофическими.

Если же принять теорию номогенеза, то в открытой системе конк­ретного Универсума накладываются внешние возмущения, стимули­рующие бифуркационные скачки в живой и неживой природе. Напри­мер, такие факторы как изменение космических ритмов, солнечной активности, угла наклона Земной оси, могут вызывать катастрофичес­кие процессы типа ледниковых периодов, «всемирных потопов» и других бедствий. Но эти внешние катастрофы происходят не по за­конам номогенеза данного открытого Универсума, а по сценарию Суперуниверсума, развивающегося по своим собственным законам.

 

ФИЗИОЛОГИЯ