Наука пока еще сказать не может даже приблизительно, даже с ошибкой на миллионы лет. Бесспорно только, что живое вещество изменялось на протяжении сотен миллионов лет жизни Земли в зависимости от условий среды, условий существования организмов.
Развитие растительных и животных организмов
Сравнивая растительный и животный организмы , в них можно найти глубокие различия. Если же переходить от высших форм к низшим, от более высокоорганизованных к менее организованным, эти различия постепенно сглаживаются. Простейшие представители животных и растений настолько сближаются друг с другом, что деление их является условным и установить тут резкую границу не представляется возможным. Это убедительно говорит о единстве жизни . Жизнь постепенно развивалась и совершенствовалась. В результате непрерывных изменений появились новые растительные и животные организмы, лучше приспособившиеся к новой среде обитания. Знакомый нам растительный и животный мир - только один из этапов того грандиозного по времени процесса развития жизни, который начался очень давно.История возникновения жизни на Земле в пластах земной коры
О прошлом Земли красноречиво рассказывают пласты земной коры с сохранившимися в них остатками различных организмов, породы, составляющие пласты, их расположение и другие особенности, (подробнее: ). Пласты эти, словно страницы особой книги, увлекательной книги о жизни Земли. Надо только уметь читать ее обветшалые, иногда слишком разрозненные страницы. Пласты Земли. В глубоком овраге или на берегу реки можно обнаружить раковины, необычные по виду и форме, отпечатки растений и животных на камне, камни, похожие на пчелиные соты или на маленькие бараньи рожки, а также заостренные с одной стороны каменные трубочки, различные по величине и толщине. Они несколько напоминают обломки каменных пальцев. За это сходство их в просторечии так и называют - «чертовыми пальцами».
Чертов палец.
Может посчастливиться также найти необычной формы зубы, кости и даже целые скелеты, отпечатки, иногда огромных размеров, невиданных никем животных.
Археологические находки.
Породы, слагающие толщи земной коры, бывают не менее примечательны, чем те ископаемые остатки организмов, которые в них встречаются. В одних местах наше внимание привлекают синие, красные и черные глины, в других - черные, красные и зеленые песчаники, белые и зеленые пески, известняки, порой переполненные остатками различных организмов.
Известняк переполнен остатками различных организмов.
Исследователи природы давно уже отмечали, что в разных пластах встречаются остатки различных организмов.
В одних пластах, например под Петербургом, поражает обилие мелких плоских раковинок - «оболюс», величиной приблизительно с двухкопеечную монету («оболос» по-гречески мелкая разменная монета - обол), в других пластах, например под Москвой,-изобилие «чертовых пальцев».
Изобилие "чертовых пальцев" в пластах.
Отсюда был сделан тот вывод, что пласты эти образовались в разное геологическое время, когда значительное распространение в морских водоемах получали именно эти организмы.
Оболюс населял древнейшее Силурийское море, которое возникло, как определяют геологи приблизительно 360 миллионов лет тому назад и существовало в течение 40 миллионов лет. Это море занимало огромную площадь начиная от восточных границ западной Европы до Аральского моря на востоке и приблизительно от широты г. Тулы на севере до Кавказских гор на юге.
Современные моря, например Черное, тоже выбрасывают огромные массы всевозможных ракушек. На евпаторийском «золотом» пляже вас поразит изобилие ракушки. Местные умельцы искусно украшают ею свои незатейливые сувениры - коробочки, рамочки для фотокарточек и различные безделушки. Наряду с художественным назначением ракушка хорошо используется вместо балластных песков для железнодорожного полотна.
Толщи черноморской ракушки послужили исходным материалом для формирования пластов ракушечника - прекрасного строительного материала, хорошо поддающегося обработке.
Ракушечник - прекрасный строительный материал.
У «чертова пальца» не менее интересная история. Черт здесь вспоминается только по невежеству: это - не что иное, как обломки внутренней раковины древнего головоногого моллюска белемнита, жившего в далекую мезозойскую эру, приблизительно 185 миллионов лет тому назад. Название животного происходит от древнегреческого слова «белемнон» - стрела, наконечник которой и походил в общем на «чертов палец».
Потомки белемнитов
Немногочисленные потомки белемнитов - каракатицы и гигантские страшилища - осьминоги, или спруты, водятся в современных морях, как холодных, так и теплых, как вблизи берега, так и на больших глубинах (до 3500 метров). Большинство головоногих - хищники; иногда они достигают 17 метров, из которых 6 метров приходится на тело животного, остальное - на щупальца - «ноги», числом до десяти.
Гигантский осьминог.
Плавают головоногие особым способом: сильным сокращением мышц своего тела они выбрасывают струю воды из ротового отверстия. От этого толчка животное стремительно несется, как торпеда. Можно подумать, что оно плавает задом наперед. В случае опасности некоторые головоногие выпускают содержимое особого чернильного мешка и за мутной завесой становятся невидимыми для врага.
Из содержимого чернильного мешка изготовляется знаменитая китайская тушь и коричневая краска - сепия. Многие головоногие, особенно каракатицы, идут в пищу (в Китае) как в свежем, так и сушеном виде.
Самый «чертов палец» находился в хвостовой части животного и обеспечивал хищнику быстроту движения.
Древние моря
Древние головоногие в изобилии водились в Меловом море , которое в первую половину мелового периода заливало широкую полосу вдоль Уральского хребта, вдаваясь глубоким заливом на запад до меридиана Тверь - Калуга, а во вторую половину занимало почти всю южную половину Европейской части России до южных границ с Турцией и Ираном. В этом южном районе Мелового моря уже выявлялся в виде скалистого острова Главный Кавказский хребет.Исследование образования пластов Земли
Если в пластах Земли отдаленных друг от друга районов, например под Москвой и под Ульяновском, находят в изобилии «чертовы пальцы» или другие какие-либо одинаковые органические остатки,- это убедительно говорит о том, что данные пласты образовались в одно и то же геологическое время, иначе - в один и тот же геологический период, эпоху, век и т. д.Изучение пластов земной коры в четвертичный период
Интересный материал может нам дать изучение пластов земной коры, образовавшихся за ближайший к нам миллион лет. Этот геологический период, продолжающийся и в настоящее время, называется четвертичным периодом. В самых верхних пластах Нижнего и Среднего Поволжья, например в Астраханской, Волгоградской, Саратовской и Куйбышевской областях, особенно в Заволжье, встречаются ракушки, похожие на те, что и сейчас живут в Каспийском море.
Ископаемая древняя ракушка.
По находкам этих ракушек удалось установить границы некогда существовавшего огромного Арало-Каспийского моря
. На коренном берегу его расположены сейчас Волгоград и Саратов. Исследователи даже могут точно установить, что северный узкий залив моря проходил вдоль высокого правого берега Камы далеко на северо-восток.
Таким это море было еще около 100 тысяч лет назад, когда большая часть Европейской территории России находилась под покровом великого оледенения и толща льда достигала, как полагают геологи, до двух километров.
В более глубоких пластах встречаются в Поволжье кости быков-бизонов, диких лошадей, огромных верблюдов, мамонта, исполинского оленя, волосатого носорога, пещерного льва и других исчезнувших ныне животных.
Чем глубже будем мы проникать в пласты, тем чаще будут встречаться кости животных, все больше и больше отличающихся от современных представителей животного мира.
Окаменевшие остатки животных.
Изучая окаменевшие остатки жизни минувших эпох, геологи словно переворачивают каменные страницы великой книги природы. Однако она не дает часто исчерпывающего ответа: многих страниц не хватает, так как далеко не все организмы, существовавшие в прошлые эпохи жизни нашей планеты, запечатлели на камне свой след.
Отпечаток каменевшего червя.
От длинной цепи жизни, начиная с возникновения живого вещества до совершеннейшей формы - человека, сохранились только отдельные обрывки, многих звеньев этой цепи недостает.
Наиболее древние пласты земной коры, сильно измененные в процессе ее формирования, не содержат почти никаких признаков органической жизни.
Образование ископаемых организмов
Более отчетливые следы организмов начинают появляться в тех породах, которые образовались из осадков древних водоемов. Погребенные в этих осадках организмы и их скелеты постепенно превращались при благоприятных условиях в камень, иначе сказать минерализовались.
Минерализовавшиеся находки.
Их органическое вещество замещалось из растворов минеральным, например углекислой известью, кремнеземом и другими веществами. Так образовались различные окаменевшие раковины, кости, куски древесины и даже целые древесные стволы.
Окаменевшая древесина.
Если из кусочка окаменевшей древесины отшлифовать тоненькую прозрачную пластинку (тоньше листа бумаги), так называемый шлиф, то под микроскопом мы отчетливо увидим внутреннее строение древнейшей древесины.
Иногда сохраняются не самые раковины, части растения и т. п., а только их отпечатки, например отпечатки листьев растений.
Отпечаток листика.
Встречаются также слепки, образовавшиеся из материала, заполнившего раковину и впоследствии отвердевшего.
Так получаются «внутренние ядра», как их называют геологи. Они напоминают отливки из металла по определенной форме. Когда же растворяется сама раковина, получается слепок наружной ее формы, или «наружное ядро».
Среда, в которой сохранялись остатки животных, определяла их сохранность: в грубозернистых песках остатки животных растворялись циркулирующими водами, в глинах - раздавливались, а в метаморфических породах - совершенно исчезали.
Только тонкозернистые иловатые осадки, торф, природный асфальт и особенно смола хвойных деревьев определяли исключительную сохранность органических остатков. Насекомые, например, и цветы, попавшие миллионы лет назад в жидкую древесную смолу, сохранились целиком без малейших изменений, как живые. Чем это можно объяснить?
Дело в том, что смола постепенно твердела, каменела, превращаясь в янтарь - полудрагоценный золотистый камень, нередко совершенно прозрачный. Из янтаря выделывают бусы, мундштуки, броши и т. п. В янтаре часто встречаются различные насекомые, особенно муравьи.
Муравей в янтаре.
Вот что написал об этих диковинках Ломоносов приблизительно 260 лет тому назад:
В тополевой тени гуляя, муравей В прилипчивой смоле увяз ногой своей. Хотя он у людей был в жизнь свою презренный: По смерти в янтаре у них стал драгоценный.Далеко не всегда, особенно в старину, геологические находки получали правильное определение и назначение. Встречались и незабываемые курьезы. В одном, например, испанском соборе в XVII веке коренной зуб мамонта почитался за несомненный зуб святого. Страдающие зубной болью прикладывались к Мамонтову зубу и давали в общем неплохой доход «святым отцам». Отметим, что приблизительные размеры мамонтового зуба: длина корня -12 сантиметров, длина жевательной поверхности - 14 сантиметров, а ширина ее - 7 сантиметров. Каждому человеку, полагается иметь тридцать два зуба (при полном их комплекте). Какой же величины был рот святого, судя по неоспоримым данным самой святыни.
Раскопки древних животных.
Необходимо отметить, что сказания о великанах, превосходивших по росту человека раз в двадцать, встречались и в старинных, «научных» трактатах того времени.
Встречались еще более тяжелые случаи с геологическими находками. Отпечаток скелета древней ящерицы был признан, например, с благословения «ученых мужей» первой четверти XVIII века за скелет человека, утонувшего во время «всемирного потопа».
Постепенно спадал туман таинственности с различных чудесных находок, и в конце того же XVIII века ученые, внимательно изучавшие строение животного организма, развенчали «свидетеля всемирного потопа», обнаружив в нем несомненное сходство с ящерицей.
Кроме окаменелостей и отпечатков, находят часто и непосредственные следы на камне древнейшей жизни или явлений природы. Таковы, например, следы конечностей древнейших животных, следы ползания червей, отпечатки капель дождя, волноприбойные знаки и т. п.
Окаменевшие отпечатки следов древних животных.
Первоначально они запечатлевались на мягком грунте, затем постепенно твердели и каменели.
Здравствуйте уважаемые читатели блога сайт! В сегодняшней статье хотелось бы поговорить об одной из теорий происхождения жизни. Это теория эволюции, о которой так много говорил Дарвин. Здесь можно прочесть о ДНК, о древних окаменелостях, о некоторых лабораторных опытах и т. д.
В результате химических реакций, примерно 3 800 миллионов лет назад, образовалось первое сложное соединение, которое способно самовоспроизводится.
По-прежнему, загадкой остается происхождение жизни на Земле . Ученные придерживаются мнения, что все формы жизни находятся в процессе постоянного и непрерывного развития, с тех пор как Чарлз Дарвин впервые описал процесс и .
С каждым последующим поколением слабые стороны отсеиваются, а сильные оттачиваются и выявляются все новые возможности. Один вид пращуров мог породить несколько форм жизни, после чего или находил собственную нишу в экосистеме, или вымирал.
Собственная ниша в экосистеме позволяла выжить и сохранить первоначальную форму, а в это время потомки этих видов прекрасно вписывались в другие ниши.
В результате образовалась сложная система родственных линий, которая сегодня связует все живущие на Земле организмы с их уже вымершими предками. Сегодня, в виде окаменелостей сохранились древние останки многих из исчезнувших видов.
В осадочных породах можно обнаружить окаменелости. Возраст этих окаменелостей определяют с помощью передовых методов радиоизотопного датирования.
Это позволило ученным воссоздать примерную картину жизни на Земле любого – примерную, потому как сохранилась лишь малая доля останков из всего многообразия когда-либо существовавшего животного и растительного мира.
И все же, ясно одно по найденным окаменелостям: между исчезнувшими и существующими организмами есть система родственных связей, которая напоминает дерево, а на этом дереве в течение времени появляются все новые ветви.
Многие из этих ветвей засыхают и отмирают (например, динозавры), а другие ветви вырастают и расцветают. Если проследить любую из этих ветвей до самого основания, то в конечном итоге, придем к единому стволу – прародителю всех когда-либо живших организмов, то есть источнику происхождения жизни.
Следы в горной породе.
К сожалению, это непросто сделать. Примерно 4 500 млн. лет, по современным оценкам, составляет возраст Земли. Как считают, древнейшим окаменелостям не более 590 млн. лет, это соответствует началу кембрийского геологического периода (кембрия).
Найденные в породах кембрия окаменелости, включают останки различных форм жизни. Например, таких как: произошедших от своих примитивных предков, моллюсков и червей.
По-другому говоря, они были где-то в середине эволюционного дерева. Неясным остается их происхождение, в так называемую, эпоху докембрия, это в связи с тем, что не осталось никаких органических останков в породах этого периода.
Легко объяснить причину этого. Окаменелостей мягкотелые организмы не оставляют, потому что, обычно, после смерти, они прежде чем их окружающие отложения превратятся в твердую породу, успевают полностью разложиться.
Вероятнее всего, что большинство живших в докембрийский период организмов, были слишком хрупкими, чтобы оставить четкие отложения. Этот период составляет 80% всей истории Земли.
Но это вовсе не означает, что они совсем не оставили никаких следов. Двое исследователей, в начале 1950-х годов, приступили к тщательному изучению пласта породы на берегах Верхнее в .
Этот пласт породы, известной как кремнистый сланец, был возрастом 2000 млн. лет. Ничего органического, на первый взгляд, в них не было, но ученные, несмотря на это, решили с помощью микроскопа исследовать небольшие образцы колец.
Удивительное открытие.
Ими были обнаружены несомненные признаки древней жизни. Это были останки крошечных организмов, которые напоминают микроскопичные одноклеточные, жившие и поныне, бактерии и водоросли.
Эти хрупкие организмы пропитались каким-то чудесным образом стекловидным кремнеземом, который затвердел и превратился в кремнистый сланец, в котором эти организмы сохранились, подобно мухам в янтаре. Эти любопытные белые кольца в породе оказались размытыми останками колоний этих организмов.
Эта находка, которая содержала органические останки образцов, стала открытием. Изучение пород возобновили ученные всего мира. Их ожидало удивительное вознаграждение, после изучения тех пород, которые они ранее считали лишенными окаменелостей.
В западной части Австралии была обнаружена древнейшая на сегодняшний день форма жизни, около 3 500 млн. лет. А вот ожидаемых результатов не дало изучение самых древних из известных нам пород – гнейсов Амитсока на юго-западе Гренландии, возрастом 3 800 млн. лет.
Никаких чудес.
В том, что найденные первобытные останки напоминают современные и , биологи не находят ничего удивительного. Простейшими формами жизни всегда считались такие одноклеточные организмы, и естественно, что они – наиболее примитивные ее формы.
Способ существования одноклеточных форм жизни легко выяснить благодаря их простоте. Биологи, вместо изучения механизма функционирования мышц и органов, исследуют, как исходные химические вещества превращаются в «кирпичики» жизни – сахар, жиры и белки.
Простая клетка.
Для раскрытия тайны возникновения жизни эти исследования особенно важны. Поскольку, следующее превращение, которое положило начало всего процесса – из неорганических живых веществ в живую материю, должно было иметь место.
Сама по себе бактерия – питающая простейшая клетка; это наполненная жидкостью, студенистая оболочка, перерабатывающая простые химические вещества, которые состоят из азота, углерода, кислорода и водорода, в сложные органические соединения: углеводы, дающие ей энергию (сахар) и необходимые белки для ее роста.
Строение ДНК.
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)
– органическое вещество, которое в конечном итоге управляет данными процессами. ДНК
, кроме того, обладает еще одним важным свойством: она может сама себя воспроизводить.
Каждая молекула ДНК напоминает винтовую лестницу, в которой цепочки из атомов образуют боковые стороны с перемычками («ступеньками»), расположенными через разные промежутки.
При необходимости, вся молекула может раздваиваться, причем перемычки разделяются посередине. После раздвоения спирали укороченные «ступеньки» притягивают другие вещества, которые, присоединяясь, образуют недостающие половинки «лестницы» — таким образом, из одной спирали получаются две.
Является сущностью жизни этот простой прием. Одноклеточный организм, благодаря ему, растет и воспроизводит себя, расщепляется посередине и при этом копирует свой внутренний химический процесс.
Размножающиеся клетки, в более сложных формах жизни, совместно формируют многоклеточные структуры, каждая структура, при этом, это лишь часть крайне сложного процесса. Генетический код – управляет всем процессом. Этот код заложен в молекуле ДНК и отличается у разных видов и особей.
Функции ДНК.
Механизмами являются все жизненные процессы (питье, еда, выведение продуктов жизнедеятельности из организма), которые служат для обеспечения деятельности ДНК.
ДНК является очень сложной молекулой, чем сложнее форма жизни, тем сложнее ее ДНК . Из тысячи атомов состоит структура самой простой ДНК, эти атомы сгруппированы в нуклеотиды – это соединения фосфатов, сахаров и азотистых оснований.
Так же достаточно сложной структурой является сам по себе каждый нуклеотид. И к другим органическим молекулам, таким как углеводы и белки, это тоже относится. Из цепей аминокислот (которых всего 20 различных видов), расположенных в определенной последовательности, состоят белки.
Простая цепь может состоять из 100 звеньев, а сложная цепь – из нескольких тысяч звеньев. Генетическим кодом данного организма определяется вся структура.
В самой простой клетке бактерии содержатся ДНК, углеводы и белки, без которых функционировать она не сможет. Из известных сегодня форм жизни – эти клетки наиболее примитивная форма.
Из этого можно сделать вывод, что они произошли из неживых структур, которые синтезировали эти важнейшие элементы жизни до того, как нашли им органическое применение.
«Первичный бульон».
Каким был наш мир 3 800 млн. лет назад, не знает никто. Ученные Халдейн и Опарин, в 20-е годы выдвинули теорию, согласно которой, в те далекие времена Земли почти полностью была лишена кислорода, и состояла из водорода, аммиака, воды, метана, окиси углерода и ряда других веществ.
Они предполагали, что горячей водой была покрыта большая часть поверхности Земли, а кипение этой воды поддерживалось магмой, расплавленной породой, которая находится под тонкой океанической .
По их гипотезе, такая смесь горячей воды и газов могла привести к образованию, так называемого, «первичного бульона», который богат необходимыми для синтеза жизни химическими элементами.
Инициирована реакция, могла быть вулканической деятельностью, электрическим разрядом молнии или интенсивным ультрафиолетовым излучением, который проходит через тонкий слой атмосферы. Американским ученым Стэнли Миллером, в 1953 году, опытным путем была проверена данная теория.
Стэнли Миллер создал модель первозданного мира, которая состояла из двух колб и стеклянных трубок. В одной из этих колб находился раствор, состав которого, теоретически, соответствовал морской воде. Смесью газов он заполнил пространство над жидкостью.
Эта смесь газов так же, теоретически, соответствовала предполагаемой атмосфере. Эта колба была соединена трубкой с другой колбой, которая имела два электрода для получения искры – миниатюрной модели молнии.
Еще одна трубка отходила от искровой камеры, эта трубка вела к первой колбе через конденсатор П-образный коллектор.
Когда в нижней колбе Миллер нагрел смесь, она закипела и превратилась в газ, потом поступила в камеру с искрой, а затем сконденсировалась и стекла обратно в нижнюю колбу. Этот процесс проводили непрерывно в течение недели, а после жидкость откачали для анализа.
Результаты были положительными. Смесь, которая получилась, содержала три аминокислоты – соединения, из которых образуются белки. Эту идею подхватили многие исследователи. Они провели подобные этим эксперименты, и в результате, получили еще больше аминокислот, и даже простые нуклеотиды – строительные блоки ДНК.
Удивительные результаты.
Результаты этих экспериментов считают убедительными и они дают основания полагать, что весь белок (и не только он) мог быть синтезирован на протяжении нескольких миллиардов лет. ДНК, предположительно, тоже могла быть создана вместе с ее тысячами строго расположенных атомов.
Она, однажды возникнув, могла репродуцировать себя, создавать свои собственные белки и другие сложные органические вещества и развиваться в функциональную самовоспроизводящуюся форму жизни, такую как клетка бактерии.
Могло произойти нечто возможное, но математическая вероятность создания такого сложного вещества, как ДНК или белок, бесконечно мала в «первичном бульоне», в результате случайного соединения химических элементов.
На примере обезьяны с пишущей машинкой можно показать эту вероятность. Например, если дать обезьяне достаточное количество бумаги и позволить в течение нескольких лет печатать наобум, она сможет воспроизвести некоторые слова, но вероятность создания ею литературного шедевра практически равна нулю. По этому примеру, со словом можно сравнить аминокислоту, но шедевром, несомненно, является ДНК.
Сегодня данная теория признана многими ученными, которые продолжают поиск механизмов способствующих соединению аминокислот в белки без управления со стороны ДНК.
Если будет найден такой механизм, человечество сделает важный шаг на пути к пониманию загадки образования ДНК и, следовательно, к тому, чтобы выяснить происхождение жизни на Земле.
Это статья об эволюционной теории происхождения жизни, которую, конечно же еще полностью не заполнили, и которую можно много оспаривать, но мы этого делать не будем 😉
Как появилась жизнь на Земле? Поиск ответа на этот вопрос всегда был предметом глубокого интереса для ученых. Но не мене важным и интересным является поиск ответа еще на один вопрос – когда именно возникла жизнь? Помимо выяснения характеристик процесса, в ходе которого неживые элементы собрались вместе, чтобы сформировать первые живые организмы (он известен как абиогенез), ученые также пытаются выяснить, в какой момент существования на ней появились первые живые организмы.
Новое исследование , проведенное группой канадских ученых, использовало два подхода для исследования озвученного выше вопроса – когда на Земле возникла жизнь? Объединив астрофизические и геофизические данные с биосигналами, обнаруженными в геологических образцах, ученые подсчитали, что жизнь возникла примерно через 200-800 миллионов лет после того, как Земля стала пригодной для обитаемости (около 3,7 миллиарда лет назад). Это исследование может иметь серьезное влияние на представление ученых о том, сколько времени потребуется для возникновения жизни на планетах, подобных Земле.
Исследование, в котором описываются полученные результаты, было недавно опубликовано в журнале «Астробиология» под названием «Ограничение временного интервала возникновения жизни на Земле».
В ходе проводимого исследования ученые ставили своей целью определить временной интервал, внутри которого на Земле появилась . Как уже отмечалось, исследователи анализировали астрофизические и геофизические данные с одной стороны, и биосигналы, обнаруженные в геологических образцах, с другой. Это позволило определить временные параметры, в которых они проявлялись.
Основываясь на астрофизических и геофизических данных, команда смогла определить границу возможного начала биологических процессов на Земле между 4,5 и 3,9 миллиардами лет назад. Затем исследователи, используя в качестве биомаркера наличие стоматолитов и легких углеродных сигнатур в графитовых глобулах осадочного происхождения, определили границу начала биологических процессов на Земле в 3,7 миллиарда лет назад.
Временной интервал между этими двумя границами дает нам представление о том, сколько времени понадобилось для появления первых форм жизни. «Данные свидетельствуют о том, что Земле потребовалось для этого от 200 до 800 миллионов лет. Это является относительно коротким периодом времени, учитывая, что планета была пригодна для жизни в течение 4,5-3,9 миллиарда лет и будет оставаться пригодной для жизни примерно на миллиард лет больше», – заявил один их авторов исследования.
Проведенное исследование имеет весомое значение для изучения процесса возникновения жизни на Земле, но вряд ли может быть использовано по отношению к самым распространенным . Вместе с тем понимание того, сколько времени понадобится для возникновения жизни на планете, подобной нашей, может быть полезным при исследовании не очень распространенных экзопланет, похожих на Землю. В настоящее время наши знания о планетах, обращающихся вокруг других звезд, слишком ограничены.
Вместе с тем очевидно, что опубликованная работа очень полезна для улучшения нашего понимания происхождения жизни на Земле. Запланированные к работе в ближайшие годы современные и наземные инструменты следующего поколения позволят ученым изучать экзопланеты в таких деталях, которые никогда не были доступны раньше. С появлением дополнительных данных могут появиться новые научные оценки тех процессов, в ходе которых жизнь могла бы возникнуть на земноподобных экзопланетах. Но до наступления этих интересных времен ученые будут продолжать свои изыскания в поисках ответа на самые интригующие вопросы современной науки – как и когда на Земле появилась жизнь?
Вам могут понравиться эти статьи:
Вопрос происхождения жизни на Земле — один из самых сложных вопросов современного естествознания, на который до настоящего времени нет однозначного ответа.
Существует несколько теорий происхождения жизни на Земле, наиболее известные из которых:
- теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения;
- теория креационизма (или сотворения);
- теория стационарного состояния;
- теория панспермии;
- теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина).
Рассмотрим основные положения этих теорий.
Теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения
Теория самопроизвольного зарождения жизни была широко распространена в Древнем мире — Вавилоне, Китае, Древнем Египте и Древней Греции (этой теории придерживался, в частности, Аристотель).
Ученые Древнего мира и средневековой Европы верили в то, что живые существа постоянно возникают из неживой материи: черви — из грязи, лягушки — из тины, светлячки — из утренней росы и т.п. Так, известный голландский ученый 17 в. Ван-Гельмонт совершенно серьезно описывал в своем научном трактате опыт, в котором он за 3 недели получил в запертом темном шкафу мышей непосредственно из грязной рубашки и горсти пшеницы. Впервые широко распространенную теорию решился подвергнуть экспериментальной проверке итальянский ученый Франческо Реди (1688). Он поместил несколько кусков мяса в сосуды и часть из них закрыл кисеей. В открытых сосудах на поверхности гниющего мяса появились белые червячки — личинки мух. В сосудах же, прикрытых кисеей, личинки мух отсутствовали. Таким образом Ф. Реди удалось доказать, что личинки мух появляются не из гниющего мяса, а из яиц, отложенных мухами на его поверхность.
В 1765 г. известный итальянский ученый и врач Ладзаро Спаланцани прокипятил в запаянных стеклянных колбах мясные и овощные бульоны. Бульоны в запаянных колбах не портились. Он сделал вывод, что под действием высокой температуры погибли все живые существа, способные вызывать порчу бульона. Однако опыты Ф. Реди и Л. Спаланцани убедили далеко не всех. Ученые-виталисты (от лат.vita - жизнь) считали, что в прокипяченном бульоне не происходит самозарождения живых существ, так как в нем разрушается особая «жизненная сила», которая не может проникнуть в запаянный сосуд, поскольку переносится по воздуху.
Споры но поводу возможности самозарождения жизни активизировались в связи с открытием микроорганизмов. Если сложные живые существа не могут самозарождаться, возможно, это могут микроорганизмы?
В связи с этим в 1859 г. французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно решит вопрос о возможности или невозможности самозарождения жизни. Эту премию получил в 1862 г. знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер. Так же как Спаланцани, он прокипятил питательный бульон в стеклянной колбе, но колба была не обычная, а с горлышком в виде 5-образной трубки. Воздух, а следовательно и «жизненная сила», могли проникать в колбу, но пыль, а вместе с нею и микроорганизмы, присутствующие в воздухе, оседали в нижнем колене 5-образной трубки, и бульон в колбе оставался стерильным (рис. 1). Однако стоило сломать горло колбы или ополоснуть стерильным бульоном нижнее колено 5-образной трубки, как бульон начинал быстро мутнеть — в нем появлялись микроорганизмы.
Таким образом, благодаря работам Луи Пастера теория самозарождения была признана несостоятельной и в научном мире утвердилась теория биогенеза, краткая формулировка которой — «все живое — от живого».
Рис. 1. Пастеровская колба
Однако, если все живые организмы в исторически обозримый период развития человечества происходят только от других живых организмов, естественно возникает вопрос: когда и каким образом появились на Земле первые живые организмы?
Теория креационизма
Теория креационизма предполагает, что все живые организмы (либо только простейшие их формы) были в определенный период времени сотворены («сконструированы») неким сверхъестественным существом (божеством, абсолютной идеей, сверхразумом, сверхцивилизацией и т.п.). Очевидно, что именно этой точки зрения с глубокой древности придерживались последователи большинства ведущих религий мира, в частности христианской религии.
Теория креационизма и в настоящее время достаточно широко распространена, причем не только в религиозных, но и в научных кругах. Обычно ее используют для объяснения наиболее сложных, не имеющих на сегодняшний день решения вопросов биохимической и биологической эволюции, связанных с возникновением белков и нуклеиновых кислот, формированием механизма взаимодействия между ними, возникновением и формированием отдельных сложных органелл или органов (таких, как рибосома, глаз или мозг). Актами периодическою «сотворения» объясняется и отсутствие четких переходных звеньев от одного типа животных
к другому, например от червей к членистоногим, от обезьяны к человеку и т.п. Необходимо подчеркнуть, что философский спор о первичности сознания (сверхразума, абсолютной идеи, божества) либо материи принципиально не разрешим, однако, поскольку попытка объяснить любые трудности современной биохимии и эволюционной теории принципиально непостижимыми сверхъестественными актами творения выводит эти вопросы за рамки научных исследований, теорию креационизма нельзя отнести к разряду научных теорий происхождения жизни на Земле.
Теории стационарного состояния и панспермии
Обе эти теории представляют собой взаимодополняющие элементы единой картины мира, сущность которой заключается в следующем: вселенная существует вечно и в ней вечно существует жизнь (стационарное состояние). Жизнь переносится с планеты на планету путешествующими в космическом пространстве «семенами жизни», которые могут входить в состав комет и метеоритов (панспермия). Подобных взглядов на происхождение жизни придерживался, в частности, основоположник учения о биосфере академик В.И. Вернадский.
Однако теория стационарного состояния, предполагающая бесконечно долгое существование вселенной, не согласуется с данными современной астрофизики, согласно которым вселенная возникла сравнительно недавно (около 16 млрд лет т.н.) путем первичного взрыва.
Очевидно, что обе теории (панспермии и стационарного состояния) вообще не предлагают объяснения механизма первичного возникновения жизни, перенося его на другие планеты (панспермия) либо отодвигая по времени в бесконечность (теория стационарного состояния).
Теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина)
Из всех теорий происхождения жизни наиболее распространенной и признанной в научном мире является теория биохимической эволюции, предложенная в 1924 г. советским биохимиком академиком А.И. Опариным (в 1936 г. он подробно изложил ее в своей книге «Возникновение жизни»).
Сущность этой теории состоит в том, что биологической эволюции — т.е. появлению, развитию и усложнению различных форм живых организмов, предшествовала химическая эволюция — длительный период в истории Земли, связанный с появлением, усложнением и совершенствованием взаимодействия между элементарными единицами, «кирпичиками», из которых состоит все живое — органическими молекулами.
Предбиологическая (химическая) эволюция
По мнению большинства ученых (в первую очередь астрономов и геологов), Земля сформировалась как небесное тело около 5 млрд лет т.н. путем конденсации частиц вращавшегося вокруг Солнца газопылевого облака.
Под влиянием сил сжатия частицы, из которых формируется Земля, выделяют огромное количество тепла. В недрах Земли начинаются термоядерные реакции. В результате Земля сильно разогревается. Таким образом, 5 млрд лет т.н. Земля представляла собой несущийся в космическом пространстве раскаленный шар, температура поверхности которою достигала 4000-8000°С (смеха. 2).
Постепенно, за счет излучения тепловой энергии в космическое пространство, Земля начинает остывать. Около 4 млрд лет т.н. Земля остывает настолько, что на ее поверхности формируется твердая кора; одновременно из ее недр вырываются легкие, газообразные вещества, поднимающиеся вверх и формирующие первичную атмосферу. По составу первичная атмосфера существенно отличалась от современной. Свободный кислород в атмосфере древней Земли, по-видимому, отсутствовал, а в ее состав входили вещества в восстановленном состоянии, такие, как водород (Н 2), метан (СН 4), аммиак (NH 3), пары воды (Н 2 О), а возможно, также азот (N 2), окись и двуокись углерода (СО и С0 2).
Восстановительный характер первичной атмосферы Земли чрезвычайно важен для зарождения жизни, поскольку вещества в восстановленном состоянии обладают высокой реакционной способностью и в определенных условиях способны взаимодействовать друг с другом, образуя органические молекулы. Отсутствие в атмосфере первичной Земли свободного кислорода (практически весь кислород Земли был связан в виде окислов) также является важной предпосылкой возникновения жизни, поскольку кислород легко окисляет и тем самым разрушает органические соединения. Поэтому при наличии в атмосфере свободного кислорода накопление на древней Земле значительного количества органических веществ было бы невозможно.
Около 5 млрд лет т.п. — возникновение Земли как небесного тела; температура поверхности — 4000-8000°С
Около 4 млрд лет т.н. - формирование земной коры и первичной атмосферы
При температуре 1000°С — в первичной атмосфере начинается синтез простых органических молекул
Энергию для синтеза дают:
Температура первичной атмосферы ниже 100°С — формирование первичного океана -
Синтез сложных органических молекул — биополимеров из простых органических молекул:
- простые органические молекулы — мономеры
- сложные органические молекулы — биополимеры
Схема. 2. Основные этапы химической эволюции
Когда температура первичной атмосферы достигает 1000°С, в ней начинается синтез простых органических молекул, таких, как аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты, простые сахара, многоатомные спирты, органические кислоты и др. Энергию для синтеза поставляют грозовые разряды, вулканическая деятельность, жесткое космическое излучение и, наконец, ультрафиолетовое излучение Солнца, от которого Земля еще не защищена озоновым экраном, причем именно ультрафиолетовое излучение ученые считают основным источником энергии для абиогенного (т.е. проходящею без участия живых организмов) синтеза органических веществ.
Признанию и широкому распространению теории А.И. Опарина во многом способствовало то, что процессы абиогенного синтеза органических молекул легко воспроизводятся в модельных экспериментах.
Возможность синтеза органических веществ из неорганических была известна с начала 19 в. Уже в 1828 г. выдающийся немецкий химик Ф. Вёлер синтезировал органическое вещество — мочевину из неорганическою — циановокислого аммония. Однако возможность абиогенного синтеза органических веществ в условиях, близких к условиям древней Земли, была впервые показана в опыте С. Миллера.
В 1953 г. молодой американский исследователь, студент- дипломник Чикагского университета Стенли Миллер воспроизвел в стеклянной колбе с впаянными в нес электродами первичную атмосферу Земли, которая, по мнению ученых того времени, состояла из водорода метана СН 4 , аммиака NH, и паров воды Н 2 0 (рис. 3). Через эту газовую смесь С. Миллер в течение недели пропускал электрические разряды, имитирующие грозовые. По окончании эксперимента в колбе были обнаружены α-аминокислоты (глицин, аланин, аспарагин, глутамин), органические кислоты (янтарная, молочная, уксусная, гликоколовая), у-оксимасляная кислота и мочевина. При повторении опыта С. Миллеру удалось получить отдельные нуклеотиды и короткие полинуклеотидные цепочки из пяти-шести звеньев.
Рис. 3. Установка С. Миллера
В дальнейших опытах по абиогенному синтезу, проводимых различными исследователями, использовались не только электрические разряды, но и другие виды энергии, характерные для древней Земли, — космическое, ультрафиолетовое и радиоактивное излучения, высокие температуры, присущие вулканической деятельности, а также разнообразные варианты газовых смеси, имитирующих первичную атмосферу. В результате был получен практически весь спектр органических молекул, характерных для живого: аминокислоты, нуклеотиды, жироподобные вещества, простые сахара, органические кислоты.
Более того, абиогенный синтез органических молекул может происходить на Земле и в настоящее время (например, в процессе вулканической деятельности). При этом в вулканических выбросах можно обнаружить не только синильную кислоту HCN, являющуюся предшественником аминокислот и нуклеотидов, но и отдельные аминокислоты, нуклеотиды и даже такие сложные по строению органические вещества, как порфирины. Абиогенный синтез органических веществ возможен не только на Земле, но и в космическом пространстве. Простейшие аминокислоты обнаружены в составе метеоритов и комет.
Когда температура первичной атмосферы опустилась ниже 100°С, на Землю обрушились горячие дожди и появился первичный океан. С потоками дождя в первичный океан поступали абиогенно синтезированные органические вещества, что превратило его, но образному выражению английского биохимика Джона Холдейна, в разбавленный «первичный бульон». По-видимому, именно в первичном океане начинаются процессы образования из простых органических молекул — мономеров сложных органических молекул — биополимеров (см. рис. 2).
Однако процессы полимеризации отдельных нуклеогидов, аминокислот и Сахаров — это реакции конденсации, они протекают с отщеплением воды, следовательно, водная среда способствует не полимеризации, а, напротив, гидролизу биополимеров (т.е. разрушению их с присоединением воды).
Образование биополимеров (в частности, белков из аминокислот) могло происходить в атмосфере при температуре около 180°С, откуда они смывались в первичный океан с атмосферными осадками. Кроме того, возможно, на древней Земле аминокислоты концентрировались в пересыхающих водоемах и полимеризовались в сухом виде под действием ультрафиолетового света и тепла лавовых потоков.
Несмотря на то что вода способствует гидролизу биополимеров, в живой клетке синтез биополимеров осуществляется именно в водной среде. Этот процесс катализируют особые белки-катализаторы — ферменты, а необходимая для синтеза энергия выделяется при распаде аденозинтрифосфорной кислоты — АТФ. Возможно, синтез биополимеров в водной среде первичного океана катализировался поверхностью некоторых минералов. Экспериментально показано, что раствор аминокислоты аланина может полимеризоваться в водной среде в присутствии особого вида глинозема. При этом образуется пептид полиаланин. Реакция полимеризации аланина сопровождается распадом АТФ.
Полимеризация нуклеотидов проходит легче, чем полимеризация аминокислот. Показано, что в растворах с высокой концентрацией солей отдельные нуклеотиды самопроизвольно полимеризуются, превращаясь в нуклеиновые кислоты.
Жизнь всех современных живых существ — это процесс непрерывного взаимодействия важнейших биополимеров живой клетки — белков и нуклеиновых кислот.
Белки — это «молекулы-рабочие», «молекулы-инженеры» живой клетки. Характеризуя их роль в обмене веществ, биохимики часто используют такие образные выражения, как «белок работает», «фермент ведет реакцию». Важнейшая функция белков- каталитическая . Как известно, катализаторы — это вещества, которые ускоряют химические реакции, но сами в конечные продукты реакции не входят. Бачки-катализаторы называются ферментами. Ферменты в согни и тысячи раз ускоряют реакции обмена веществ. Обмен веществ, а значит, и жизнь без них невозможны.
Нуклеиновые кислоты — это «молекулы-компьютеры», молекулы — хранители наследственной информации. Нуклеиновые кислоты хранят информацию не обо всех веществах живой клетки, а только о белках. Достаточно воспроизвести в дочерней клетке белки, свойственные материнской клетке, чтобы они точно воссоздали все химические и структурные особенности материнской клетки, а также свойственный ей характер и темпы обмена веществ. Сами нуклеиновые кислоты также воспроизводятся благодаря каталитической активности белков.
Таким образом, тайна зарождения жизни — это тайна возникновения механизма взаимодействия белков и нуклеиновых кислот. Какими же сведениями об этом процессе располагает современная наука? Какие молекулы явились первичной основой жизни — белки или нуклеиновые кислоты?
Ученые полагают, что несмотря на ключевую роль белков в обмене веществ современных живых организмов, первыми «живыми» молекулами были не белки, а нуклеиновые кислоты, а именно рибонуклеиновые кислоты (РНК).
В 1982 г. американский биохимик Томас Чек открыл автокаталитические свойства РНК. Он экспериментально показал, что в среде, содержащей в высокой концентрации минеральные соли, рибонуклеотиды спонтанно (самопроизвольно) полимеризуются, образуя полинуклеотиды — молекулы РНК. На исходных полинуклеотидных цепях РНК, как на матрице, путем спаривания комплементарных азотистых оснований образуются РНК-копии. Реакция матричного копирования РНК катализируется исходной молекулой РНК и не требует участия ферментов либо других белков.
Дальнейшие события достаточно хорошо объясняются процессом, который можно было бы назвать «естественным отбором» на уровне молекул. При самокопировании (самосборке) молекул РНК неизбежно возникают неточности, ошибки. Содержащие ошибки копии РНК снова копируются. При повторном копировании вновь могут возникнуть ошибки. В результате популяция молекул РНК на определенном участке первичного океана будет неоднородна.
Поскольку параллельно с процессами синтеза идут и процессы распада РНК, в реакционной среде будут накапливаться молекулы, обладающие либо большей стабильностью, либо лучшими автокаталитическими свойствами (т.е. молекулы, которые быстрее себя копируют, быстрее «размножаются»).
На некоторых молекулах РНК, как на матрице, может происходить самосборка небольших белковых фрагментов — пептидов. Вокруг молекулы РНК образуется белковый «чехол».
Наряду с автокаталитическими функциями Томас Чек обнаружил у молекул РНК и явление самосплайсинга. В результате самосплайсинга участки РНК, не защищенные пептидами, самопроизвольно удаляются из РНК (они как бы «вырезаются» и «выбрасываются»), а оставшиеся участки РНК, кодирующие белковые фрагменты, «срастаются», т.е. самопроизвольно объединяются в единую молекулу. Эта новая молекула РНК уже будет кодировать большой сложный белок (рис. 4).
По-видимому, первоначально белковые чехлы выполняли в первую очередь, защитную функцию, предохраняя РНК от разрушения и повышая тем самым ее стабильность в растворе (такова функция белковых чехлов и у простейших современных вирусов).
Очевидно, что на определенном этапе биохимической эволюции преимущество получили молекулы РНК, кодирующие не только защитные белки, но и белки-катализаторы (ферменты), резко ускоряющие скорость копирования РНК. По-видимому, именно таким образом и возник процесс взаимодействия белков и нуклеиновых кислот, который мы в настоящее время называем жизнью.
В процессе дальнейшего развития, благодаря появлению белка с функциями фермента — обратной транскриптазы, на одно- цепочечных молекулах РНК стали синтезироваться состоящие из двух цепей молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Отсутствие у дезоксирибозы ОН-группы в 2" положении делает молекулы ДНК более стабильными по отношению к гидролитическому расщеплению в слабощелочных растворах, а именно слабощелочной была реакция среды в первичных водоемах (эта реакция среды сохранилась и в цитоплазме современных клеток).
Где же происходило развитие сложного процесса взаимодействия белков и нуклеиновых кислот? По теории А.И. Опарина, местом зарождения жизни стали так называемые коацерватные капли.
Рис. 4. Гипотеза возникновения взаимодействия белков и нуклеиновых кислот: а) в процессе самокопирования РНК накапливаются ошибки (1 — нуклеотиды, соответствующие исходной РНК; 2 — нуклеотиды, не соответствующие исходной РНК, — ошибки в копировании); б) на часть молекулы РНК за счет ее физико-химических свойств «налипают» аминокислоты (3 — молекула РНК; 4 — аминокислоты), которые, взаимодействуя друг с другом, превращаются в короткие белковые молекулы — пептиды. В результате свойственного молекулам РНК самосплайсинга незащищенные пептидами участки молекулы РНК разрушаются, а оставшиеся «срастаются» в единую молекулу, кодирующую крупный белок. В результате возникает молекула РНК, покрытая белковым чехлом (сходное строение имеют и наиболее примитивные современные вирусы, например вирус табачной мозаики)
Явление коацервации состоит в том, что в некоторых условиях (например, в присутствии электролитов) высокомолекулярные вещества отделяются от раствора, но не в форме осадка, а в виде более кон центрирован но го раствора — коацервата. При встряхивании коацерват распадается на отдельные мелкие капельки. В воде такие капли покрываются стабилизирующей их гидратной оболочкой (оболочкой из молекул воды) — рис. 5.
Коацерватные капли обладают некоторым подобием обмена веществ: иод воздействием чисто физико-химических сил они могут избирательно впитывать из раствора некоторые вещества и выделять в окружающую среду продукты их распада. За счет избирательного концентрирования веществ из окружающей среды они могут расти, а но достижении определенного размера начинают «размножаться», отпочковывая маленькие капельки, которые, в свою очередь, могут расти и «почковаться».
Возникшие в результате концентрирования белковых растворов коацерватные капли в процессе перемешивания под действием волн и ветра могут покрываться оболочкой из липи- дов: одинарной, напоминающей мицеллы мыла (при однократном отрыве капли от поверхности воды, покрытой липидным слоем), либо двойной, напоминающей клеточную мембрану (при повторном падении капли, покрытой однослойной липидной мембраной, на липидную пленку, покрывающую поверхность водоема — рис. 5).
Процессы возникновения коацерватных капель, их роста и «почкования», а также «одевания» их мембраной из двойного липидного слоя легко моделируются в лабораторных условиях.
Для коацерватных капель также существует процесс «естественного отбора», при котором в растворе сохраняются наиболее стабильные капли.
Несмотря на внешнее сходство коацерватных капель с живыми клетками, у коацерватных капель отсутствует главный признак живого — способность к точному самовоспроизведению, самокопированию. Очевидно, предшественниками живых клеток явились такие коацерватные капли, в состав которых вошли комплексы молекул-репликаторов (РНК или ДНК) и кодируемых ими белков. Возможно, комплексы РНК-белок длительное время существовали вне коацерватных капель в виде так называемого «свободноживущего гена», а возможно, их формирование проходило непосредственно внутри некоторых коацерватных капель.
Возможный путь перехода от коацерватных капель к примитивным клешам:
а) образование коацервата; 6) стабилизация коацерватных капель в водном растворе; в) — формирование вокруг капли двойного липидного слоя, похожего на клеточную мембрану: 1 — коацерватная капля; 2 — мономолекулярный слой липида на поверхности водоема; 3 — формирование вокруг капли одинарного липидного слоя; 4 — формирование вокруг капли двойного липидного слоя, похожего на клеточную мембрану; г) — коацерватная капля, окруженная двойным липидным слоем, с вошедшим в ее состав белково-нуклеотидным комплексом — прообраз первой живой клетки
Исключительно сложный, не до конца понятный современной науке процесс возникновения жизни на Земле прошел с исторической точки зрения чрезвычайно быстро. Уже 3,5 млрд лет т.н. химическая эволюция завершилась появлением первых живых клеток и началась биологическая эволюция.
В школе нас учили, что жизнь появилась на Земле случайно в «первобытном бульоне» несколько (1,5-3) миллиардов лет назад, после чего, постепенно развиваясь, дошла такого многообразия, которое мы видим сейчас. Хотя и не обнаружено ни одного случая самозарождения жизни, но эволюционисты под обаянием своей «религии» готовы поверить в любую нелепицу, только бы не признать сотворение жизни Богом.
Еще в XIX столетии Л.Пастер установил великую истину - «Все живое от живого». Для того, чтобы отвергнуть ее как ведущую к «поповским бредням», довелось подгонять факты под необходимую гипотезу.
Цель была достигнута, и сейчас во всех учебниках приведено описание эксперимента Стенли Миллера, который якобы доказал, что жизнь на Земле зародилась случайно.
В чем же суть того эксперимента? С.Миллер в 1953 г. пропустил через смесь подогретых газов (водяного пара, метана, аммиака и водорода) электрический коронарный разряд. В результате каждого цикла образовывалось ничтожное количество жидкости, скапливающегося в накопителе. Спустя неделю скопилось достаточно много вещества, чтобы возможно было провести анализ этой жидкости, в которой обнаружили несколько самых простых аминокислот (из которых сложены белки) и других органических соединений. Утверждали, что это якобы подтвердило гипотезу Опарина о самовозникновении жизни на Земле.
Как правило, однако, забывают, что в эксперименте использовали накопитель, которого не существовало в природе и без которого те же электрические разряды уничтожили бы предполагаемую «протожизнь» на корню. Этот процесс такой же продуктивный, как попытка построить дом, для которого конвейер выпускает кирпичи, сразу же разбиваемые молотом. Забывают, что аминокислоты и даже белки - это далеко еще не жизнь. Забывают, что основное в клетке - это генетический код, а его происхождение это глубочайшая тайна для эволюционистов.
Следует отметить, что исходные посылки Миллера об отсутствии в первичной атмосфере Земли кислорода неправильны: обнаружено, что 70 % атмосферного кислорода имеет абиогенное происхождение (о чем свидетельствует существование докембрийских сернистых железняков), а это означает, сам процесс образования аминокислот не мог произойти, потому как они окислились бы до простейших газов.
Эволюционисты не могут объяснить также наличие в живой клетке только левовращающихся аминокислот: ведь наличие хотя бы одного правовращающегося (оптически) изомера делает белок безжизненным. В эксперименте же Миллера обоих этих изомеров было получено по 50 % каждого, а значит, даже вероятность случайного синтеза нужных аминокислот мизерна.
Вообще эволюционисты вместо того, чтобы объяснить появление конкретного организма, начинают рассказывать о некой фантастической химере - «протоклетке», которую никто никогда в глаза не видел. Это и понятно. Ведь сложность самой «примитивной» клетки такова, что ее и сейчас не могут не то что синтезировать, а даже воскресить лучшие мировые ученые со всей своей передовой техникой. Каким же «умником» надо быть, чтобы поверить, что неразумная, мертвая материя «случайно» смогла породить жизнь!
Приведем ряд оценок вероятности самопроизвольного зарождения жизни. Фред Хойл привел такие данные: «Если подсчитать, сколько комбинаций аминокислот вообще возможны при образовании ферментов, вероятность их случайного появления путем беспорядочного перебора оказывается меньше чем 1 на 10 40000 ». И это только вероятность образования ферментов - лишь некоторых элементов клетки!
Марсель Голе утверждал, что для появления простейшей самовоспроизводящейся системы надо, чтобы в строгой последовательности произошло 1 500 случайных событий, каждое из которых имеет вероятность 1 из 2-х. Значит, вероятность случайного появления наипростейшей жизни (а не существующей ныне - т. к. все известные науке простейшие организмы гораздо более сложные, чем гипотетическая система, для которой оценивалась вероятность случайного возникновения) будет равна одному шансу из 10 450 . Это, конечно, практически равно нулю, потому как любое событие, имеющее вероятность меньшую, чем 1 шанс из 10 50 , признается нереальным.
Таким образом, жизнь, конечно, появилась только от Живого, а отрицающий это только подтверждает верность слов пророка Давида об интеллектуальном состоянии атеиста («Сказал безумец в сердце своем: “нет Бога”» (Пс. 13, 1)). Стоит только поучиться таковой силе их убежденности - как верят они в то, что абсолютно безумно и глупо для любого, имеющего трезвый разум!
Как появились живые существа на Земле?
Изначально Церковь учила, что Бог создал во дни творения все роды живых существ. Потом они развивались под предводительством живых логосов твари, которые направляли их к цели. Но они никогда не выходят из пределов изначально сотворенных родов. Опыт всей истории человечества наглядно подтвердил эту истину, и удивительные примеры приспособленности живых существ к условиям своего существования всегда рассматривали в качестве телеологического доказательства бытия Божия.
Теория эволюции предполагает непрекращающееся самопроизвольное усложнение системы живых организмов, повседневный же опыт показывает, скорей, обратное. Все во Вселенной, оставленное на самотек, устремляется к хаосу, а не к порядку (оставьте ведро на улице и оно в скорости не эволюционирует в что-то новое, а заржавеет). Именно это и говорит второе начало термодинамики. Оно запрещает эволюцию.
Этот закон относится как к открытым, так и к закрытым системам, и хаотический приток энергии Солнца отнюдь не уменьшает, а, наоборот, увеличивает энтропию (меру хаотичности системы). Хороший пример действия хаотической энергии это попадание бешеного слона в посудную лавку или бомбы в склад со стройматериалами. Ясно, что от этого не появится ни нового здания, ни роскошной вазы.
Для того, чтобы энергия смогла усложнить систему, потребуется, чтобы был механизм ее преобразования и необходимая информация для этого процесса. Иначе энтропия не уменьшится, а увеличится.
Понимая, что этот закон природы явно противоречит эволюции, часто начинают утверждать, что пример кристаллизации воды показывает возможность самоусложнения жизни. Но следует заметить, что этот пример не подходит, потом как он сопровождается уменьшением энергии системы, потому что энергетический потенциал воды выше, чем у льда. Наоборот, энергетический потенциал белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот выше, чем у веществ, их составляющих. Таким образом, второй закон термодинамики остается в силе и для снежинок, и для жизни. Потому эволюция, вне всякого сомнения, невозможна.
Для каждого ясно, что если не ухаживать за садом, он переродится в дикий, а не станет еще более плодоносным и не превратится в ельник; если не поддерживать чистоту собачьей породы, то она превратится в дворняжку, а не в медведя, и т. п. Таким образом, одного этого возражения достаточно для того, чтобы был снят с повестки дня вопрос об эволюции.
Теория эволюция, как было сказано раньше, противоречит также и математике, потому как вероятность случайного появления любого организма практически равна нулю. «Нет смысла обсуждать цифры, - писал Л.Берг, - при такой вероятности требуемой мутации за все время существования Вселенной не смог бы развиться ни один сложный признак». Следовательно, и математика ставит на эволюционной гипотезе могильный крест.
В 1960-х годах обнаружили, что все живое от бактерии до человека имеет одинаковый генетический код. «То есть, - пишут даже эволюционисты, - если бы жизнь на Земле появилась и развивалась по Дарвину, генокод одного организма был отличен от другого». Но это не так. Вообще следует заметить, что абсолютно невероятно случайное появление сразу двух взаимосвязанных алфавитов (а то, что генетический код - алфавит, это ясно, потому как он имеет все признаки знаковой информации). Это равносильно тому, как если бы мы, взяв томик Шекспира, решили, что это плод случайной самоорганизации неживой природы.
Одно из самых ярких свидетельств того, что эволюция никогда не происходила, это полное отсутствие переходных форм в окаменелостях. Креационисты уверяют, что все осадочные породы появились в дни Ноева потопа, но даже если бы это было и не так, в них не находили переходных форм. В отложениях найдены остатки около 250 000 видов, представленных десятками миллионов экземпляров. Но практически все они являются самостоятельными видами, а не «недоделанными формами».
В особенности ярким примером, необъяснимым в рамках теории эволюции, является так называемый «кембрийский взрыв», когда геологически неожиданно «появляются» десятки тысяч видов беспозвоночных, которые без изменений сохранились до наших дней. Нет до сих пор ни одного свидетельства наличия у этих животных эволюционных предков.
И таких примеров множество: нет предков у позвоночных, насекомых, динозавров, да и практически у всех современных видов.
Эволюционисты утверждают, что у них не хватает материалов для анализа и что не все осадочные породы обследованы, но это только попытка ухватиться утопающему за соломинку. Джордж утверждает, к примеру: «Больше нет смысла жаловаться на бедность материала раскопок. Число найденных остатков огромно, мы обнаруживаем их больше, чем возможем исследовать».
Мало кто знает, что странное окаменевшее существо археоптерикс, которое частенько приводят в качестве примера переходной формы между рептилиями и птицами (потому что оно имеет черты обоих классов), в действительности не содержит в себе ни одной из решающих переходных структур, способных положить конец сомнениям - перья полностью сформированы, и крылья - уже крылья. У этого существа когти повернуты назад, и конечности его изогнуты, как у птиц, сидящих на ветвях. И если бы кто-либо попытался восстановить это существо, оно ни в коем случае не было бы похоже на бегущего динозавра с перьями.
«1984 год – в Техасе были обнаружены ископаемые останки птиц. Их возраст по определению эволюционистов на «миллионы лет» превышает возраст, приписываемый археоптериксу. И эти птицы ничем не отличаются от современных».
Некоторые из ныне живущих существ (к примеру, утконос) тоже представляют собой смесь черт, которые возможно найти у разных классов. Странное маленькое существо, у которого мех - как у млекопитающего, клюв - как у утки, хвост - как у бобра, ядовитые железы - как у змеи, яйца он откладывает, как рептилия, хотя детенышей вскармливает грудью - вот удачный пример такой «мозаики». Однако это вовсе не «перепутье» между любыми двумя из перечисленных созданий.
Это всеобщее отсутствие промежуточных форм справедливо тоже и для так называемой «эволюции человека». Просто удивительно, как много «предков» приписывают человеку. Трудно проследить все изменяющиеся и чередующиеся заявления по этому поводу, но последнее столетие ясно показало, что любой громко прославляемый «предок» тут же забывается, стоило только появиться очередному «кандидату» на его роль. На сегодняшний день на эту роль претендуют австралопитеки, из которых наиболее известно ископаемое «Люси».
Изучение разных белков животных и сравнение их между собою показало, что эволюция не шла так, как ей советуют идти ученые, думавшие, что смогут по биохимическим часам определить возраст ответвления данного вида от эволюционного дерева. Больше того, оказалось, что разница в строении белков между совершенно разными видами абсолютно одинакова.
Эволюционная теория не дает хоть какого-то объяснения тому. как могли появиться, к примеру, глаз или крыло, устройство которых и связь со всем остальным организмом делает невозможной жизнь «недоделанного предка». К примеру, если бы у некоего животного случайно появился бы глаз, то это было бы попросту бессмысленным без соответствующего изменения головного мозга и всей системы поведения животного, и все это должно было произойти моментально. При этом мутация должна «постигнуть» сразу не менее двух особей, потому как иначе признак тотчас исчез бы. Это явно невозможно!
Причем надо помнить, что 99,99 % мутаций вредны или даже смертельны для организма. А естественный отбор явно не имеет плана и направления. Потому сам механизм, предложенный Дарвином, подходит только для микро эволюции, которую не отрицают и сторонники сотворения, но никак не объясняет образование более крупных таксонов, таких как семейство, род, отряд или класс.
Благодаря ДНК, в каждом живом организме содержится программа (набор инструкций, подобный перфоленте или рецепту), которая точно определяет, будет это, например, аллигатор или пальма. Ну а для человека эта программа определяет, будут у него голубые или карие глаза, прямые или вьющиеся волосы и т. д.
Сама по себе ДНК, подобно беспорядочному набору букв, не содержит какой-то биологической информации; и только когда химические «буквы», составляющие ДНК, выстраиваются в определенной последовательности, они несут в себе информацию, которая, будучи «прочитана» сложным клеточным механизмом, контролирует строение и работу организма.
Эта последовательность не появляется из «внутренних» химических свойств веществ, составляющих ДНК - точно так же, как молекулы чернил и бумаги не могут случайным образом собраться в определенное сообщение. Особенная последовательность каждой молекулы ДНК образуется только потому, что молекула формируется под руководством поступающих «извне» инструкций, содержащихся в ДНК родителей.
Теория эволюции учит, что относительно простое существо, как, к примеру, одноклеточная амеба, становится гораздо более сложным по строению - например, как лошадь. Хотя даже простейшие из известных одноклеточных существ невообразимо сложны, они явно не содержат столько же информации, сколько, скажем, лошадь. Они не содержат специфических инструкций о том, как создать глаза, уши, кровь, мозг, кишечник, мускулатуру. Потому продвижение от состояния А до состояния В потребовало бы многих шагов, каждый из которых сопровождался бы возрастанием информации, информационным кодированием новых структур, новых функций - гораздо более сложных.
Если бы обнаружили, что подобные - ведущие к увеличению информации - изменения пусть нечасто, но все же происходят, это вполне резонно возможно было бы использовать в поддержку аргумента, что рыба в действительности может стать философом, если дать ей для этого достаточно времени. Но в действительности те многочисленные незначительные изменения, которые мы наблюдаем, не сопровождаются увеличением информации - они вовсе не годятся для подтверждения теории эволюции, потому как имеют противоположную направленность.
Живой организм запрограммирован на передачу этой информации, то есть на изготовление собственной копии. ДНК мужчины копируется и передается через клетки сперматозоидов, а ДНК женщины - через яйцеклетки. Таким образом информация отца и матери копируется и передается следующему поколению. Каждый из нас содержит внутри своих клеток две параллельные длинные «цепочки» информации - одна от матери, другая от отца (представьте бумажную ленту со знаками азбуки Морзе - точно так же и ДНК «читается» сложным механизмом клеток).
Причина, по которой родные братья и сестры не похожи друг на друга, заключена в том, что эта информация по-разному комбинируется. Такая перегруппировка или рекомбинация информации приводит ко множеству вариаций в любой популяции - будь то человек, растение или животное.
Представьте комнату, полную собак - потомков одной и той же пары. Некоторые из них будут выше, некоторые ниже. Но этот нормальный вариативный процесс не привносит новой информации - вся информация уже была представлена в исходной паре. Потому если собаковод отбирает собак пониже, сводит их в пары, потом выбирает самую низкую особь из помета - не удивительно, что со временем появляется новый тип собаки - низкорослый. Но при этом не привнесено никакой новой информации. Он попросту отобрал собак, которых хотел (тех, что по его мнению наиболее подходили для передачи генов), и отверг остальных.
В действительности, начиная только с низкорослой породы (а не смеси высоких и низких особей), никакие сколь угодно долгие скрещивания и отбор не приведут к появлению высокорослой вариации, потому как часть «высокорослой» информации в этой популяции уже будет утрачена.
«Природа» также может «выбирать» одних и отвергать других - в определенных условиях внешней среды одни более годны для выживания и передачи информации, чем другие. Естественный отбор может предпочесть одну информацию или привести к уничтожению другой, но он не способен создавать какую бы то ни было новую информацию.
В теории эволюции роль создания новой информации отводится мутациям - случайным ошибкам, происходящим при копировании информации. Такие ошибки происходят и передаются по наследству (потому что новое поколение копирует информацию с поврежденной копии). Такое повреждение передается дальше, и где-то по пути может произойти новая ошибка, и таким образом мутационные дефекты имеют тенденцию накапливаться. Это явление известно как проблема нарастания мутационной нагрузки, или генетическая перегрузка.
У человека известны тысячи таких генетических дефектов. Они-то и вызывают такие наследственные заболевания, как серповидная клеточная анемия, кистозный фиброз, талассемия, фенилкетонурия… Не удивительно, что случайные изменения чрезвычайно сложного кода способны вызывать заболевания и функциональные нарушения.
Эволюционисты знают, что подавляющее большинство мутаций или вредны, или представляют из себя бессмысленный генетический «шум». Но их вероучение требует, чтобы обязательно существовали «восходящие» случайные мутации. В действительности известна только крошечная горстка мутаций, которые облегчают организму выживание в данной среде.
Безглазые рыбы в пещерах лучше выживают, потому что не подвержены глазным заболеваниям или повреждениям глаз; бескрылые жуки хорошо чувствуют себя на обдуваемых ветром морских скалах, потому что они реже сдуваются и тонут.
Но потеря глаз, потеря или повреждение информации, необходимой для производства крыльев, - это, как ни посмотри, дефект - повреждение функционального узла механизма.
Такие изменения, даже «полезные» с точки зрения выживания, вызывают вопрос - где мы можем увидеть хотя бы один пример настоящего возрастания информации - нового кодирования для новых функций, новых программ, новых полезных структур? Нет смысла искать контраргумент в стойкости насекомых к инсектицидам - почти в каждом случае до того, как человек начал разбрызгивать инсектицид, несколько особей из популяции насекомых уже имели информацию, которая обеспечивала сопротивляемость.
В действительности, когда москиты, не способные к сопротивляемости, погибают, а популяция восстанавливается от выживших, то определенное количество информации, носителями которой было погибшее большинство, уже отсутствует у выжившего меньшинства и, соответственно, навсегда утрачено для данной популяции.
Когда мы рассматриваем наследственные изменения, происходящие у живых организмов, мы видим или неизменную информацию (рекомбинированную разными способами), или поврежденную или утраченную (мутация, вымирание), но никогда не видим ничего такого, что возможно было бы квалифицировать как истинное информационно «восходящее» эволюционное изменение.
Теория информации вкупе со здравым смыслом убеждают, что когда информация передается (а в этом и заключается воспроизводство), она или остается неизменной, или утрачивается. Плюс добавляется бессмысленный «шум». Как в живых, так и в неживых системах настоящая информация никогда не возникает и не увеличивается сама по себе.
Соответственно, когда мы рассматриваем биосферу - все ее живые организмы - в целом, мы видим, что общее количество информации уменьшается со временем по мере последовательного получения новых и новых копий. Следовательно, если проделать обратный путь - из настоящего в прошлое - информация, по всей вероятности, будет возрастать. Потому как этот обратный процесс невозможно продолжать до бесконечности (не существовало бесконечно сложных организмов, живших бесконечно давно), мы неизбежно приходим к моменту, когда эта сложная информация имела начало.
Сама по себе материя (как утверждает истинная наука, основанная на наблюдениях) не порождает такой информации, потому единственная альтернатива - что в какой-то момент некий внешний по отношению к системе творящий разум упорядочил материю (как делаете вы, когда записываете предложение) и запрограммировал все изначальные виды растений и животных. Это программирование предков современных нам организмов должно было произойти чудесным или сверхъестественным образом, потому как законы природы не создают информации.
Это вполне соответствует утверждению из Библии о том, что Господь сотворил организмы, чтобы те размножались «по роду их». К примеру, предполагаемый «род собаки», сотворенный с большим количеством встроенных вариаций (и без изначальных дефектов) мог изменяться путем простой рекомбинации изначальной информации, чтобы породить волка, койота, динго и т. д.
Естественный отбор способен только «отбирать и сортировать» эту информацию (но не создать новую). Различия между потомками и без добавления новой информации (и следовательно, без эволюции) могут оказаться достаточно большими, чтобы обеспечить им возможность быть названными разными видами.
Способ, которым из популяции дворняг путем искусственного отбора выводят подвиды (породы домашних собак), помогает понять это. Каждый подвид несет в себе только часть изначального объема информации. Вот почему невозможно вывести дога из чи-хуа-хуа - необходимой информации в популяции уже нет.
Таким же образом «род слона», возможно, был «разделен» (путем естественного отбора на основе изначально созданной информации) на африканского слона, индийского слона, и мастодонта (два последних вида уже вымерли).
Очевидно, однако, что этот тип изменений может действовать только в пределах изначальной информации данного рода; этот тип изменения /образования видов никак не ведет к поступательному превращению амебы в рыбу, потому как он не является информационно «восходящим» - новая информация не добавляется. Подобное «истощение» генофонда может быть названо «эволюция», но оно даже отдаленно не напоминает тот тип изменений (с добавлением информации), который как правило имеют в виду, употребляя этот термин.
Ясно, что эволюции не было и не могло быть. Но существует ряд так называемых «доказательств» эволюции, которые очень смущают верующих.
В качестве примеров якобы происходившей эволюции чаще всего приводят предполагаемое развитие лошади. Утверждают, что из четырехпалого предка (Нугаcotherium) с течением времени образовалась современная однопалая лошадь. Но почему-то забывают сказать, что вся эта цепочка «предков» не найдена в одном месте, а разбросана по всему миру. Более того, современные лошади жили в тот же период, что и так называемые «примитивные» лошади. Значит, они не являются «целью» развития пралошадей.
Удивительно также «изменение» у этих животных количества ребер. Вначале их было 18, после 15, потом 19 и в конце концов снова 18. Подобные вариации наблюдаются и в количестве поясничных позвонков. А сам же «первопредок» оказался действительно предком… современных бурундуков.
Потому и хранитель музея естественной истории в Чикаго д-р Дэвид Рауп написал в статье, опубликованной в музейном «Бюллетене»: «В свете полученной информации потребовался пересмотр или даже отказ от представлений, касающихся классических случаев… таких как эволюция лошади в Северной Америке». То же самое возможно сказать и о целеканте, существующем поныне «предке земноводных», и о «предках млекопитающих» и т.д.
Другим аргументом, приводимым в пользу эволюции, является сходство устроения органов различных живых существ, якобы говорящее об их родстве.
Но богословие блестяще объясняет этот факт. В основание мира Творцом положены идеи, которые образуют иерархию бытия и возводят его к Слову. Они и проявляются через премудрое устройство твари. Творец, как премудрый художник и конструктор, использовал один принцип для устройства живых существ, обитающих в похожих условиях.
Да и само устройство, к примеру, руки или глаза говорит явно о Творце, а не о хаотической эволюции. Следует отметить, что если бы сходство обуславливалось родством, то все гомологичные органы происходили бы из одинакового генетического и эмбрионального материала. Но это не так! Существует также необъяснимое для эволюционистов явление - задние и передние конечности хотя и образуются из разного эмбрионального материала, но имеют одинаковый план. Случайно это возникнуть явно не могло!
Таким же образом, не прибегая к эволюционизму, необходимо объяснять и существование разных типологических групп - классов, отрядов и т. д. Это - отражение в веществе невещественной иерархии идей Творца, которые и устраивают всю иерархию чувственно постигаемой твари, имеющей своим венцом человека. Этим хорошо объясняется знаменитое сходство в эмбриональном развитии у всех позвоночных. Все они как бы стремятся к человеку, через которого они призваны получить освящение от Творца, ибо Он «все покорил под ноги его».
