نظرية أصل الحياة. ظهور الحياة على الأرض

تعد مشكلة الحياة والكائنات الحية موضوع دراسة في العديد من التخصصات الطبيعية، بدءًا من علم الأحياء وانتهاءً بالفلسفة، والرياضيات التي تدرس نماذج مجردة لظاهرة الكائنات الحية، وكذلك الفيزياء التي تحدد الحياة من وجهة نظر الحياة. القوانين الفيزيائية.

وتتركز جميع المشاكل والأسئلة المحددة الأخرى حول هذه المشكلة الرئيسية، كما يتم بناء التعميمات والاستنتاجات الفلسفية.

وفقًا للموقفين الأيديولوجيين - المادي والمثالي - حتى في الفلسفة القديمة، تطورت مفاهيم متعارضة حول أصل الحياة: الخلق والنظرية المادية للأصلالطبيعة العضوية من غير العضوية.

أنصار الخلقيجادلون بأن الحياة نشأت نتيجة لفعل الخلق الإلهي، والدليل على ذلك هو وجود قوة خاصة في الكائنات الحية تتحكم في جميع العمليات البيولوجية.

يجادل أنصار أصل الحياة من الطبيعة غير الحية بأن الطبيعة العضوية نشأت نتيجة لعمل القوانين الطبيعية. وفي وقت لاحق، تم تجسيد هذا المفهوم في فكرة التوليد التلقائي للحياة.

مفهوم التوليد التلقائيوعلى الرغم من المغالطة، لعبت دورا إيجابيا؛ التجارب المصممة لتأكيد أنها قدمت مادة تجريبية غنية للعلوم البيولوجية النامية. الرفض النهائي لفكرة التوليد التلقائي لم يحدث إلا في القرن التاسع عشر.

في القرن التاسع عشر تم ترشيحه أيضًا فرضية الوجود الأبدي للحياةوأصله الكوني على الأرض. وقد اقترح أن الحياة موجودة في الفضاء وتنتقل من كوكب إلى آخر.

في بداية القرن العشرين. فكرة الأصل الكونيتم تطوير الأنظمة البيولوجية على الأرض وخلود الحياة في الفضاء من قبل عالم أكاديمي روسي في. فيرنادسكي.

فرضية الأكاديمي أ. أوبارينا

قدم الأكاديمي فرضية جديدة بشكل أساسي عن أصل الحياة منظمة العفو الدولية. أوبارينفي الكتاب "أصل الحياة""، نُشر عام 1924. وأدلى بهذا التصريح مبدأ ريدي، الذي يقدم احتكارًا للتخليق الحيوي للمواد العضوية، صالح فقط للعصر الحديث من وجود كوكبنا. في بداية وجودها، عندما كانت الأرض هامدة، حدثت عليها تخليقات غير حيوية لمركبات الكربون وتطورها ما قبل البيولوجي اللاحق.

جوهر فرضية أوبارينوهي كما يلي: أصل الحياة على الأرض هو عملية تطورية طويلة لتكوين المادة الحية في أعماق المادة غير الحية. لقد حدث ذلك من خلال التطور الكيميائي، ونتيجة لذلك تم تشكيل أبسط المواد العضوية من المواد غير العضوية تحت تأثير العمليات الفيزيائية والكيميائية القوية.

لقد نظر إلى ظهور الحياة كعملية طبيعية واحدة، تتألف من التطور الكيميائي الأولي الذي حدث في ظل ظروف الأرض المبكرة، والتي انتقلت تدريجيا إلى مستوى جديد نوعيا - التطور الكيميائي الحيوي.

بالنظر إلى مشكلة أصل الحياة من خلال التطور الكيميائي الحيوي، يحدد أوبارين ثلاث مراحل للانتقال من المادة غير الحية إلى المادة الحية.

المرحلة الأولى هي التطور الكيميائي.عندما كانت الأرض لا تزال هامدة (منذ حوالي 4 مليارات سنة)، التوليف اللاأحيائي لمركبات الكربون وما تلاها التطور ما قبل البيولوجي.

تميزت هذه الفترة من تطور الأرض بالعديد من الانفجارات البركانية مع إطلاق كميات هائلة من الحمم البركانية الساخنة. ومع تبريد الكوكب، تكثف بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي وهطل على الأرض، مشكلًا مساحات ضخمة من الماء (المحيط الأساسي). استمرت هذه العمليات لملايين السنين. تم إذابة أملاح غير عضوية مختلفة في مياه المحيط الأولي. بالإضافة إلى ذلك، دخلت المحيط أيضًا مركبات عضوية مختلفة تتشكل باستمرار في الغلاف الجوي تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ودرجات الحرارة المرتفعة والنشاط البركاني النشط.

وكان تركيز المركبات العضوية يتزايد باستمرار، وفي النهاية أصبحت مياه المحيط " مرق» من مواد شبيهة بالبروتين - الببتيدات.

المرحلة الثانية هي ظهور المواد البروتينية.مع تخفيف الظروف على الأرض، وتحت تأثير التصريفات الكهربائية والطاقة الحرارية والأشعة فوق البنفسجية على الخلائط الكيميائية للمحيط الأولي، أصبح من الممكن تكوين مركبات عضوية معقدة - البوليمرات الحيوية والنيوكليوتيدات، والتي، بعد أن اتحدت تدريجيًا وأصبحت أكثر تعقيدًا، تحولت إلى داخل protobionts(أسلاف الكائنات الحية قبل الخلوية). وكانت نتيجة تطور المواد العضوية المعقدة هي المظهر يتفاقم، أو قطرات مشتركة.

يتفاقم- مجمعات من الجسيمات الغروية ينقسم محلولها إلى طبقتين: طبقة غنية بالجزيئات الغروية وسائل يكاد يكون خاليا منها. كان لدى Coacervates القدرة على امتصاص المواد المختلفة الذائبة في مياه المحيط الأساسي. ونتيجة لذلك، تغير الهيكل الداخلي للكسورفات في اتجاه زيادة ثباتها في الظروف المتغيرة باستمرار.

تعتبر نظرية التطور الكيميائي الحيوي أن الكوسرفات هي أنظمة ما قبل البيولوجية، وهي عبارة عن مجموعات من الجزيئات محاطة بقشرة مائية.

على سبيل المثال، تكون الكوسرفات قادرة على امتصاص المواد من البيئة، والتفاعل مع بعضها البعض، وزيادة الحجم، وما إلى ذلك. ومع ذلك، على عكس الكائنات الحية، فإن القطرات المتآكلة غير قادرة على التكاثر الذاتي والتنظيم الذاتي، وبالتالي لا يمكن تصنيفها على أنها أنظمة بيولوجية.

المرحلة الثالثة هي تكوين القدرة على إعادة إنتاج نفسها، وظهور خلية حية.خلال هذه الفترة، بدأ الانتقاء الطبيعي في العمل، أي. في كتلة قطرات التضافر، حدث اختيار التضافر الذي كان أكثر مقاومة للظروف البيئية المحددة. استمرت عملية الاختيار لملايين السنين. تتمتع قطرات Coacervate المحفوظة بالفعل بالقدرة على الخضوع لعملية التمثيل الغذائي الأولي، وهي الخاصية الرئيسية للحياة.

في الوقت نفسه، بعد أن وصلت إلى حجم معين، تفككت قطرة الأم إلى قطرات ابنة احتفظت بميزات هيكل الأم.

وبالتالي، يمكننا أن نتحدث عن الاستحواذ على خاصية الإنتاج الذاتي - واحدة من أهم علامات الحياة. في الواقع، في هذه المرحلة، تحولت Cocervates إلى أبسط الكائنات الحية.

لم يكن التطور الإضافي لهذه الهياكل السابقة للبيولوجية ممكنًا إلا مع تعقيد العمليات الأيضية داخل التحمض.

البيئة الداخلية للcoacervate تحتاج إلى الحماية من التأثيرات البيئية. ولذلك، نشأت طبقات من الدهون حول التسرفات، الغنية بالمركبات العضوية، وفصلت التسرفت عن البيئة المائية المحيطة به. خلال عملية التطور، تحولت الدهون إلى الغشاء الخارجي، مما أدى إلى زيادة كبيرة في قابلية الكائنات الحية واستقرارها.

لقد حدد ظهور الغشاء مسبقًا اتجاه التطور البيولوجي الإضافي على طول طريق التنظيم الذاتي المثالي بشكل متزايد، والذي بلغ ذروته في تكوين الخلية الأولية - الخلية الأساسية. الخلية هي وحدة بيولوجية أولية، وهي الأساس الهيكلي والوظيفي لجميع الكائنات الحية. تقوم الخلايا بعملية التمثيل الغذائي المستقل، وهي قادرة على الانقسام والتنظيم الذاتي، أي. تمتلك جميع خصائص الكائنات الحية. من المستحيل تكوين خلايا جديدة من مواد غير خلوية، ولا يحدث تكاثر الخلايا إلا من خلال الانقسام. يعتبر التطور العضوي بمثابة عملية عالمية لتكوين الخلايا.

يتضمن هيكل الخلية: غشاء يفصل محتويات الخلية عن البيئة الخارجية؛ السيتوبلازم، وهو محلول ملحي يحتوي على إنزيمات قابلة للذوبان والمعلقة وجزيئات الحمض النووي الريبي (RNA)؛ تحتوي النواة على كروموسومات مكونة من جزيئات الحمض النووي والبروتينات المرتبطة بها.

وبالتالي، ينبغي اعتبار بداية الحياة ظهور نظام عضوي مستقر ذاتي التكاثر (خلية) مع تسلسل ثابت من النيوكليوتيدات. فقط بعد ظهور مثل هذه الأنظمة يمكننا الحديث عن بداية التطور البيولوجي.

تم إثبات إمكانية التوليف اللاحيوي للبوليمرات الحيوية تجريبياً في منتصف القرن العشرين. في عام 1953 عالم أمريكي إس ميلرقام بمحاكاة الغلاف الجوي البدائي للأرض وقام بتصنيع أحماض الأسيتيك والفورميك واليوريا والأحماض الأمينية عن طريق تمرير الشحنات الكهربائية عبر خليط من الغازات الخاملة. وهكذا، تم توضيح كيف يمكن تخليق المركبات العضوية المعقدة تحت تأثير العوامل اللاحيوية.

على الرغم من صحته النظرية والتجريبية، فإن مفهوم أوبارين لديه نقاط قوة ونقاط ضعف.

تكمن قوة هذا المفهوم في إثباته التجريبي الدقيق إلى حد ما للتطور الكيميائي، والذي بموجبه يكون أصل الحياة نتيجة طبيعية لتطور المادة قبل البيولوجيا.

والحجة المقنعة لصالح هذا المفهوم هي أيضًا إمكانية التحقق التجريبي من أحكامه الرئيسية.

الجانب الضعيف في هذا المفهوم هو استحالة تفسير لحظة القفز من المركبات العضوية المعقدة إلى الكائنات الحية.

إحدى إصدارات الانتقال من التطور قبل البيولوجي إلى التطور البيولوجي اقترحها عالم ألماني م. ايجن.ووفقا لفرضيته، يتم تفسير ظهور الحياة من خلال تفاعل الأحماض النووية والبروتينات. الأحماض النووية هي حاملة للمعلومات الوراثية، وتعمل البروتينات كمحفزات للتفاعلات الكيميائية. تتكاثر الأحماض النووية وتنقل المعلومات إلى البروتينات. تنشأ سلسلة مغلقة - دورة مفرطة، حيث يتم تسريع عمليات التفاعلات الكيميائية ذاتيًا بسبب وجود المحفزات والازدحام.

في الدورات المفرطة، يعمل منتج التفاعل في نفس الوقت كمحفز ومتفاعل بادئ. وتسمى ردود الفعل هذه التحفيز الذاتي.

النظرية الأخرى التي يمكن من خلالها تفسير الانتقال من التطور قبل البيولوجي إلى التطور البيولوجي هي نظرية التآزر. إن الأنماط التي اكتشفها التآزر تجعل من الممكن توضيح آلية ظهور المادة العضوية من المادة غير العضوية من حيث التنظيم الذاتي من خلال الظهور التلقائي لهياكل جديدة أثناء تفاعل النظام المفتوح مع البيئة.

ملاحظات على نظرية أصل الحياة ونشوء المحيط الحيوي

قبل العلم الحديث فرضية الأصل اللاأحيائي (غير البيولوجي) للحياة تحت تأثير الأسباب الطبيعية نتيجة لعملية طويلة من التطور الكوني والجيولوجي والكيميائي - التولد التلقائي، الذي كان أساسه فرضية الأكاديمي أ. أوبارين. لا يستبعد مفهوم التولد التلقائي إمكانية وجود الحياة في الفضاء وأصلها الكوني على الأرض.

ومع ذلك، استنادا إلى الإنجازات العلمية الحديثة، فإن فرضية A.I. يقترح أوبارين التوضيحات التالية.

لا يمكن أن تكون الحياة قد نشأت على سطح مياه المحيط (أو بالقرب منها)، لأنه في تلك الأوقات البعيدة كان القمر أقرب بكثير إلى الأرض مما هو عليه الآن. لا بد أن أمواج المد والجزر كانت ذات ارتفاع هائل وقوة تدميرية كبيرة. البروتوبيونت ببساطة لا يمكن أن تتشكل في ظل هذه الظروف.

ونظرًا لغياب طبقة الأوزون، لا يمكن أن توجد البروتوبيونتات تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية الصلبة. وهذا يشير إلى أن الحياة لا يمكن أن تظهر إلا في عمود الماء.

بسبب ظروف خاصة، يمكن أن تظهر الحياة فقط في مياه المحيط البدائي، ولكن ليس على السطح، ولكن في الأسفل في أغشية رقيقة من المواد العضوية الممتزجة بأسطح البيريت وبلورات الأباتيت، على ما يبدو بالقرب من ينابيع الطاقة الحرارية الأرضية. إذ ثبت أن المركبات العضوية تتشكل في نواتج الانفجارات البركانية، وكان النشاط البركاني تحت المحيط في العصور القديمة نشطاً جداً. لم يكن هناك أكسجين مذاب في المحيط القديم قادر على أكسدة المركبات العضوية.

يُعتقد اليوم أن البروتوبيونت كانت جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA)، وليس الحمض النووي (DNA)، حيث ثبت أن عملية التطور انتقلت من الحمض النووي الريبي (RNA) إلى البروتين، ثم إلى تكوين جزيء الحمض النووي (DNA) الذي كانت فيه روابط C-H أقوى من روابط C. - روابط OH في RNA . ومع ذلك، فمن الواضح أن جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) لا يمكن أن تنشأ نتيجة للتطور التطوري السلس. ربما كانت هناك قفزة بكل سمات التنظيم الذاتي للمادة، وآلية ذلك غير واضحة حاليًا.

ومن المرجح أن يكون المحيط الحيوي الأساسي في عمود الماء غنيا بالتنوع الوظيفي. والظهور الأول للحياة لا ينبغي أن يحدث في شكل أي نوع واحد من الكائنات الحية، بل في مجموعة من الكائنات الحية. كان من المفترض أن تظهر العديد من التكاثرات الحيوية الأولية على الفور. وهي تتألف من أبسط الكائنات الحية وحيدة الخلية القادرة على أداء جميع وظائف المادة الحية في المحيط الحيوي دون استثناء.

كانت هذه الكائنات الحية البسيطة عبارة عن كائنات غيرية التغذية (تتغذى على مركبات عضوية جاهزة)، وكانت بدائيات النوى (كائنات بدون نواة)، وكانت لاهوائية (استخدمت تخمير الخميرة كمصدر للطاقة).

وبسبب الخصائص الخاصة للكربون، نشأت الحياة على وجه التحديد على هذا الأساس. ومع ذلك، لا يوجد دليل حالي ينفي إمكانية ظهور حياة أخرى غير الكربون.

بعض التوجهات المستقبلية لدراسة أصل الحياة

في القرن الحادي والعشرين ومن أجل توضيح مشكلة أصل الحياة، أبدى الباحثون اهتماما متزايدا بشيئين - إلى القمر الصناعي لكوكب المشتري،تم افتتاحه مرة أخرى في عام 1610 جي جاليليو.ويقع على مسافة من الأرض 671.000 كم. قطرها 3100 كم. وهي مغطاة بعدة كيلومترات من الجليد. ومع ذلك، تحت غطاء الجليد هناك محيط، وربما تم الحفاظ على أبسط أشكال الحياة القديمة فيه.

كائن آخر - البحيرة الشرقية، وهو ما يسمى الخزان الأثري. تقع في القارة القطبية الجنوبية تحت طبقة من الجليد يبلغ طولها أربعة كيلومترات. اكتشفه باحثونا نتيجة الحفر في أعماق البحار. ويجري حاليًا تطوير برنامج دولي بهدف اختراق مياه هذه البحيرة دون المساس بنقائها. من الممكن أن توجد كائنات حية عمرها عدة ملايين من السنين هناك.

هناك أيضًا اهتمام كبير بـ اكتشاف كهف في رومانيا,دون الوصول إلى الضوء. وعندما قاموا بحفر مدخل هذا الكهف اكتشفوا وجود كائنات حية عمياء مثل الحشرات التي تتغذى على الكائنات الحية الدقيقة. وتستخدم هذه الكائنات الحية الدقيقة في وجودها مركبات غير عضوية تحتوي على كبريتيد الهيدروجين القادمة من داخل قاع هذا الكهف. لا يوجد ضوء يخترق هذا الكهف، ولكن هناك ماء.

ذات أهمية خاصة الكائنات الحية الدقيقة,اكتشفه العلماء الأمريكيون مؤخرًا أثناء البحث إحدى البحيرات المالحة.هذه الكائنات الحية الدقيقة مقاومة بشكل استثنائي لبيئتها. يمكنهم العيش حتى في بيئة الزرنيخ البحتة.

الكائنات الحية التي تعيش في ما يسمى بـ "المدخنين السود" تجذب أيضًا الكثير من الاهتمام (الشكل 2.1).

أرز. 2.1. "المدخنون السود" في قاع المحيط (نفث الماء الساخن يظهر بالأسهم)

"المدخنون السود" عبارة عن فتحات حرارية مائية عديدة تعمل في قاع المحيط، وتقتصر على الأجزاء المحورية من حواف وسط المحيط. منها إلى المحيطات تحت ضغط مرتفع يبلغ 250 ضغط جوي. يتم توفير الماء الساخن عالي التمعدن (350 درجة مئوية). تبلغ مساهمتها في تدفق حرارة الأرض حوالي 20٪.

تحمل فتحات المحيطات الحرارية المائية العناصر الذائبة من القشرة المحيطية إلى المحيطات، مما يؤدي إلى تغيير القشرة وتقديم مساهمات كبيرة جدًا في كيمياء المحيطات. إلى جانب دورة تكوين القشرة المحيطية عند حواف المحيط وإعادة تدويرها في الوشاح، يمثل التغير الحراري المائي نظامًا من مرحلتين لنقل العناصر بين الوشاح والمحيطات. يبدو أن القشرة المحيطية المعاد تدويرها في الوشاح هي المسؤولة عن بعض عدم تجانس الوشاح.

تعد الفتحات الحرارية المائية الموجودة في مرتفعات وسط المحيط موطنًا لمجتمعات بيولوجية غير عادية تحصل على الطاقة من تحلل مركبات السوائل الحرارية المائية (الطائرة السوداء).

ويبدو أن القشرة المحيطية تحتوي على أعمق أجزاء المحيط الحيوي، حيث يصل عمقها إلى 2500 متر.

تساهم الفتحات الحرارية المائية بشكل كبير في التوازن الحراري للأرض. تحت التلال المتوسطة، يكون الوشاح أقرب إلى السطح. تخترق مياه البحر من خلال الشقوق في القشرة المحيطية إلى عمق كبير، بسبب التوصيل الحراري، يتم تسخينها بواسطة حرارة الوشاح وتتركز في غرف الصهارة.

إن الدراسة المتعمقة للأشياء "الخاصة" المذكورة أعلاه ستقود العلماء بلا شك إلى فهم أكثر موضوعية لمشكلة أصل الحياة على كوكبنا وتكوين محيطها الحيوي.

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه حتى الآن لم يكن من الممكن الحصول على الحياة تجريبيا.

هناك فرضية حول إمكانية إدخال البكتيريا والميكروبات والكائنات الصغيرة الأخرى عبر الأجرام السماوية. تطورت الكائنات الحية، ونتيجة للتحولات طويلة المدى، ظهرت الحياة تدريجياً على الأرض. تأخذ هذه الفرضية بعين الاعتبار الكائنات الحية التي يمكنها العمل حتى في البيئات الخالية من الأكسجين وفي درجات حرارة مرتفعة أو منخفضة بشكل غير طبيعي.

ويرجع ذلك إلى وجود البكتيريا المهاجرة على الكويكبات والنيازك، وهي شظايا ناتجة عن اصطدام الكواكب أو الأجسام الأخرى. نظرًا لوجود غلاف خارجي مقاوم للاهتراء، وكذلك بسبب القدرة على إبطاء جميع عمليات الحياة (التي تتحول أحيانًا إلى جراثيم)، فإن هذا النوع من الحياة قادر على التحرك لفترة طويلة جدًا ولفترة طويلة جدًا المسافات.

وعندما يجدون أنفسهم في ظروف أكثر ملاءمة، يقوم "المسافرون بين المجرات" بتنشيط وظائف دعم الحياة الأساسية. ودون أن يدركوا ذلك، مع مرور الوقت تشكل الحياة على الأرض.

حقيقة وجود المواد الاصطناعية والعضوية اليوم لا يمكن إنكارها. علاوة على ذلك، في القرن التاسع عشر، قام العالم الألماني فريدريش فولر بتصنيع مادة عضوية (اليوريا) من مادة غير عضوية (سيانات الأمونيوم). ثم تم تصنيع الهيدروكربونات. ومن ثم، فمن المحتمل جدًا أن تكون الحياة على كوكب الأرض قد نشأت من خلال تركيب مواد غير عضوية. من خلال التولد التلقائي، يتم طرح نظريات أصل الحياة.

لأن الدور الرئيسي في بنية أي كائن عضوي تلعبه الأحماض الأمينية. سيكون من المنطقي افتراض مشاركتهم في استيطان الحياة على الأرض. استنادا إلى البيانات التي تم الحصول عليها من تجربة ستانلي ميلر وهارولد أوري (تكوين الأحماض الأمينية عن طريق تمرير شحنة كهربائية عبر الغازات)، يمكننا الحديث عن إمكانية تكوين الأحماض الأمينية. بعد كل شيء، الأحماض الأمينية هي اللبنات الأساسية التي يتم من خلالها بناء أنظمة الجسم المعقدة وأي حياة، على التوالي.

فرضية نشأة الكون

ربما يكون هذا هو التفسير الأكثر شعبية على الإطلاق، والذي يعرفه كل تلميذ. لقد كانت نظرية الانفجار الكبير ولا تزال موضوعًا ساخنًا للغاية للمناقشات الساخنة. لقد حدث الانفجار الكبير من نقطة واحدة لتراكم الطاقة، ونتيجة لتحررها توسع الكون بشكل كبير. تشكلت الأجسام الكونية. على الرغم من كل اتساقها، فإن نظرية الانفجار الكبير لا تفسر تكوين الكون نفسه. كما، في الواقع، لا يمكن لأي فرضية موجودة أن تفسر ذلك.

تكافل عضيات الكائنات النووية

يُطلق على هذا الإصدار من أصل الحياة على الأرض أيضًا اسم التعايش الداخلي. تم وضع الأحكام الواضحة للنظام من قبل عالم النبات وعالم الحيوان الروسي K. S. Merezhkovsky. جوهر هذا المفهوم هو التعايش المتبادل المنفعة بين العضية والخلية. وهذا بدوره يشير إلى التعايش الداخلي باعتباره تكافلًا مفيدًا لكلا الطرفين مع تكوين خلايا حقيقية النواة (الخلايا التي توجد فيها نواة). ومن ثم، وباستخدام نقل المعلومات الوراثية بين البكتيريا، تم إجراء تطورها وزيادة أعدادها. وفقًا لهذا الإصدار، فإن كل التطوير الإضافي للحياة وأشكال الحياة يرجع إلى السلف السابق للأنواع الحديثة.

جيل عفوي

لا يمكن إلا أن يُنظر إلى هذا النوع من التصريحات في القرن التاسع عشر دون ذرة من الشك. إن الظهور المفاجئ للأنواع، أي تكوين الحياة من الكائنات غير الحية، بدا رائعًا للناس في ذلك الوقت. علاوة على ذلك، تم الاعتراف بالتباين (طريقة التكاثر، ونتيجة لذلك يولد أفراد مختلفون تماما عن والديهم) كتفسير معقول للحياة. ومن الأمثلة البسيطة على ذلك تشكيل نظام معقد قابل للحياة من المواد المتحللة.

على سبيل المثال، في نفس مصر، تشير الكتابة الهيروغليفية المصرية إلى ظهور حياة متنوعة من الماء والرمل وبقايا النباتات المتحللة والمتعفنة. لم يكن هذا الخبر ليفاجئ فلاسفة اليونان القدماء على الإطلاق. هناك، كان يُنظر إلى الاعتقاد بأصل الحياة من الأشياء غير الحية على أنه حقيقة لا تحتاج إلى تبرير. تحدث الفيلسوف اليوناني العظيم أرسطو عن الحقيقة المرئية قائلاً: "إن حشرة المن تتشكل من طعام فاسد، أما التمساح فهو نتيجة عمليات في جذوع الأشجار المتعفنة تحت الماء". إنه أمر غامض، ولكن على الرغم من كل أنواع الاضطهاد من الكنيسة، فإن الإدانة المخبأة في حضن السرية عاشت قرنًا كاملاً.

لا يمكن أن يستمر الجدل حول الحياة على الأرض إلى الأبد. ولهذا السبب، أجرى عالم الأحياء الدقيقة والكيميائي الفرنسي لويس باستور، في نهاية القرن التاسع عشر، تحليلاته. كان بحثه علميًا بطبيعته. تم إجراء التجربة في 1860-1862. بفضل إزالة الجراثيم من حالة النعاس، تمكن باستور من حل مسألة الجيل التلقائي للحياة. (والذي حصل على جائزة الأكاديمية الفرنسية للعلوم)

خلق الأشياء من الطين العادي

يبدو الأمر مجنونا، ولكن في الواقع هذا الموضوع له الحق في الحياة. ليس من قبيل الصدفة أن يطرح عالم الأبحاث الاسكتلندي أ.ج. كيرنز سميث نظرية البروتين للحياة. وتحدث بشكل ثابت على أساس دراسات مماثلة، عن التفاعل على المستوى الجزيئي بين المكونات العضوية والطين البسيط... وتحت تأثيرها، شكلت المكونات أنظمة مستقرة حدثت فيها تغيرات في بنية كلا المكونين، ومن ثم تشكيل حياة ثرية. هكذا شرح كيرنز سميث موقفه بطريقة فريدة ومبتكرة. بلورات الطين، بما فيها من شوائب بيولوجية، ولدت الحياة معًا، وبعد ذلك انتهى "تعاونهم".

نظرية الكوارث المستمرة

وفقا للمفهوم الذي طوره جورج كوفييه، فإن العالم الذي يمكن رؤيته الآن ليس أوليا على الإطلاق. ما هو إلا حلقة أخرى في سلسلة متعاقبة متقطعة. وهذا يعني أننا نعيش في عالم سيشهد في نهاية المطاف انقراضًا جماعيًا للحياة. في الوقت نفسه، لم يتعرض كل شيء على الأرض للتدمير العالمي (على سبيل المثال، حدث فيضان). نجت بعض الأنواع أثناء قدرتها على التكيف، وبالتالي سكنت الأرض. هيكل الأنواع والحياة، وفقا لجورج كوفييه، بقي دون تغيير.

المادة كواقع موضوعي

الموضوع الرئيسي للتدريس هو المجالات والمجالات المختلفة التي تقرب من فهم التطور من وجهة نظر العلوم الدقيقة. (المادية هي وجهة نظر عالمية في الفلسفة تكشف عن جميع ظروف السبب والنتيجة والظواهر وعوامل الواقع. وتنطبق القوانين على الإنسان والمجتمع والأرض). تم طرح النظرية من قبل أتباع المادية المشهورين، الذين يعتقدون أن الحياة على الأرض نشأت من التحولات على مستوى الكيمياء. علاوة على ذلك، فقد حدثت منذ ما يقرب من 4 مليارات سنة. إن تفسير الحياة له علاقة مباشرة بالـ DNA، (الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين)، RNA (الحمض الريبي النووي)، بالإضافة إلى بعض HMCs (مركبات ذات وزن جزيئي مرتفع، في هذه الحالة البروتينات).

تم تشكيل المفهوم من خلال البحث العلمي الذي يكشف جوهر البيولوجيا الجزيئية والوراثية وعلم الوراثة. المصادر حسنة السمعة، خاصة بالنظر إلى شبابها. بعد كل شيء، بدأ البحث في الفرضية المتعلقة بعالم الحمض النووي الريبي (RNA) في نهاية القرن العشرين. قدم كارل ريتشارد ووز مساهمة كبيرة في النظرية.

تعاليم تشارلز داروين

في حديثه عن أصل الأنواع، من المستحيل عدم ذكر مثل هذا الشخص الرائع حقا، مثل تشارلز داروين. كان عمل حياته، الانتقاء الطبيعي، بمثابة بداية الحركات الملحدة الجماعية. ومن ناحية أخرى، أعطت دفعة غير مسبوقة للعلم، وتربة لا تنضب للبحث والتجريب. كان جوهر التدريس هو بقاء الأنواع عبر التاريخ، من خلال تكيف الكائنات الحية مع الظروف المحلية، وتشكيل خصائص جديدة تساعد في الظروف التنافسية.

يشير التطور إلى عمليات معينة تهدف إلى تغيير حياة الكائن الحي والكائن الحي نفسه بمرور الوقت. ويقصد بالصفات الوراثية نقل المعلومات السلوكية أو الجينية أو غيرها من أنواع المعلومات (الانتقال من الأم إلى الابنة).

القوى الرئيسية للتطور، وفقا لداروين، هي النضال من أجل الحق في الوجود من خلال اختيار الأنواع وتنوعها. تحت تأثير الأفكار الداروينية، في بداية القرن العشرين، تم إجراء البحوث بنشاط في علم البيئة، وكذلك علم الوراثة. لقد تغير تدريس علم الحيوان بشكل جذري.

خلق الله

لا يزال العديد من الناس من جميع أنحاء العالم يعترفون بإيمانهم بالله. الخلق هو تفسير لتشكيل الحياة على الأرض. يتكون التفسير من نظام بيانات يعتمد على الكتاب المقدس وينظر إلى الحياة كمخلوق خلقه إله خالق. البيانات مأخوذة من "العهد القديم" و"الإنجيل" والكتب المقدسة الأخرى.

تفسيرات خلق الحياة في الأديان المختلفة متشابهة إلى حد ما. وفقا للكتاب المقدس، خلقت الأرض في سبعة أيام. استغرق خلق السماء والأضواء السماوية والماء وما شابه ذلك خمسة أيام. وفي السادس خلق الله آدم من طين. عندما رأى الله رجلاً يشعر بالملل والوحدة، قرر أن يصنع معجزة أخرى. فأخذ ضلع آدم فخلق حواء. تم الاعتراف باليوم السابع باعتباره يوم عطلة.

عاش آدم وحواء دون مشاكل، حتى قرر الشيطان الخبيث على شكل حية أن يغري حواء. ففي وسط الجنة وقفت شجرة معرفة الخير والشر. دعت الأم الأولى آدم ليشاركه في الوجبة، وبذلك كسرت كلمة الله (نهى عن لمس الثمار المحرمة).

يتم طرد الأشخاص الأوائل إلى عالمنا، وبذلك يبدأ تاريخ البشرية جمعاء والحياة على الأرض.

طوال تاريخ العلوم الطبيعية، ظهرت فرضيات مختلفة حول أصل الحياة على الأرض. ويمكن تصنيف بعضها على أنها مثالية من الناحية العلمية، فهي غير صالحة. والبعض الآخر مادي تمامًا، ولكن من بينهم أيضًا من يرفضهم العلم الحديث تمامًا.

ربما ينبغي النظر في الفرضية الأولى لأصل الحياة، المبنية على المشاعر الإنسانية وكمية محدودة من المعرفة الخلق. ووفقا له، نشأت الحياة على الأرض بشكل عفوي، نتيجة لفعل الخلق الإلهي. يُفترض أن الله كائن خارق للطبيعة. في الخلق، بإرادة الله أو الآلهة، من بعض الفوضى، يولد الكون والكواكب والحياة والإنسان.

تم الالتزام بالخلق من قبل C. Linnaeus. كان يعتقد أن الأنواع الموجودة على الأرض موجودة دون تغيير كما خلقها الله.

وفق فرضية الحالة المستقرةلم تنشأ الحياة أبدًا، بل كانت موجودة إلى الأبد، مثل الكون نفسه. لكن هذا لا يعني أن الحياة لم تتغير. افترض أنصار هذه الفرضية تطور الحياة وانبعاثها بعد كوارث مختلفة (وغالبًا ما ارتبط ولادة الحياة من جديد بفعل نفس الخلق الإلهي). جعل هذا الافتراض من الممكن تفسير بقايا الأشكال الحية غير الموجودة الآن والتي تم اكتشافها بالفعل في ذلك الوقت.

الفرضية التالية حول أصل الحياة على الأرض، والتي دحضها العلم الحديث، هي فرضية أصل الحياة التلقائي أو التلقائي. لعدة قرون، لاحظ الناس كيف تظهر الديدان فجأة في اللحوم، وينمو الفطر من التربة بعد المطر، وفي بعض الأحيان يزداد عدد الضفادع أو الأسماك في الخزانات بشكل حاد. كل هذا يشير إلى فكرة أن الكائنات الحية يمكن أن تنشأ في أشياء غير حية (التربة، الماء) إذا كان هناك بعض الطاقة الحية أو القوة أو المادة فيها. تم تبني وجهات نظر مماثلة ليس فقط من قبل العديد من علماء العالم القديم (بما في ذلك أرسطو)، ولكن أيضًا من قبل علماء القرنين السادس عشر والسابع عشر. وعلى الرغم من دحض هذه الفرضية من خلال تجارب علماء آخرين، إلا أنه مع اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة، زاد مؤيدوها مرة أخرى.

أثبت F. Redi في القرن السابع عشر أن يرقات الذباب تظهر فقط في الأوعية المفتوحة. وهذا يعني أنه تم إحضارها إلى هناك عن طريق الذباب نفسه، ولم تتولد بشكل عفوي. في القرن التاسع عشر، أثبت L. Pasteur أخيرا استحالة الأصل التلقائي للحياة. لم يغلي المرق المغذي ولم يغلق القارورة حتى، لكنه استخدم رقبة ذات انحناء، مما منع الكائنات الحية الدقيقة من دخول الركيزة، لكنه لم يستطع منع اختراق قوة حيوية معينة، والتي يبدو أنها تنتقل عبر هواء. لم يفسد مثل هذا المرق (أي أن الكائنات الحية الدقيقة لم تنمو هناك) ، مما يعني أن "حبوب" الحياة لسبب ما لم تصل إلى هناك. على الأرجح لأنها لم تكن موجودة في الطبيعة.

بعد تجربة باستور في علم الأحياء، بدأ مبدأ أن جميع الكائنات الحية تأتي فقط من الكائنات الحية يكتسب شعبية، وهو ما يمكن أن نطلق عليه فرضية التكاثر الحيوي. لكنها لم تحل مسألة الأصل الأصلي للحياة على الأرض. وبما أن العلم في ذلك الوقت كان متطورًا بما يكفي لدحض نظرية الخلق والحالة الثابتة، فإن الافتراض المنطقي الوحيد كان افتراض ظهور الحياة من الفضاء.

التبذر الشاملهي فرضية عن أصل الحياة على الأرض عن طريق قدومها من الفضاء. كان لدى العلماء آراء مماثلة: ريختر (الذي طرح هذه الفرضية لأول مرة في القرن التاسع عشر)، وهيلمهولتز، وأرهينيوس، وفيرنادسكي، وكريك، وما إلى ذلك. في الأساس، يُفهم البانسبيرميا على أنه إدخال كائنات بدائية، من المفترض أنها قادرة على البقاء على قيد الحياة في درجات الحرارة المنخفضة و التعرض لإشعاعات مختلفة، من الفضاء على النيازك، مع الغبار الكوني، وليس زيارة للأرض من قبل كائنات فضائية. إن Panspermia، مثل التولد الحيوي، لا يجيب على سؤال "كيف نشأت الحياة"؛ فهو فقط ينقل هذه المشكلة من الأرض إلى الفضاء.

حاليا الأكثر شعبية في العالم العلمي هو فرضية التولد التلقائيوالذي يشير إلى أصل الحياة على الأرض من خلال التطور الكيميائي الأول ومن ثم التطور قبل البيولوجي في ظل ظروف خاصة. كانت هذه الظروف موجودة على الأرض في الماضي، عندما ظهر الكوكب لأول مرة (منذ حوالي 4.5 مليار سنة) وظلت موجودة طوال المليار سنة الأولى تقريبًا. في وقت لاحق، تغيرت الظروف على الأرض، بما في ذلك بسبب ظهور الكائنات الحية، بحيث أصبحت العديد من التفاعلات الكيميائية والعمليات الفيزيائية والكيميائية مستحيلة. ولذلك، فإن الكائنات الحية اليوم لا يمكن أن تنشأ إلا من الكائنات الحية.

تتمتع فرضية التولد التلقائي بقاعدة أدلة معينة، بما في ذلك تلك القائمة على التجارب المعملية. ولذلك غالبا ما يطلق عليها نظرية. تم وصف التولد التلقائي لأول مرة بواسطة أ. أوبارين في 1923-1924.

يوجد حاليًا العديد من المفاهيم المتعلقة بأصل الحياة على الأرض. دعونا نتناول فقط بعض النظريات الرئيسية التي تساعد في تكوين صورة كاملة إلى حد ما لهذه العملية المعقدة.

الخلق (لاتينية sgea - الخلق).

ووفقاً لهذا المفهوم، فإن الحياة وجميع أنواع الكائنات الحية التي تسكن الأرض هي نتيجة عمل إبداعي لكائن أعلى في وقت محدد.

المبادئ الأساسية للخلقية مذكورة في الكتاب المقدس، في سفر التكوين. يُنظر إلى عملية الخلق الإلهي للعالم على أنها حدثت مرة واحدة فقط، وبالتالي لا يمكن مراقبتها.

وهذا يكفي لإخراج مفهوم الخلق الإلهي برمته إلى ما هو أبعد من نطاق البحث العلمي. يتعامل العلم فقط مع تلك الظواهر التي يمكن ملاحظتها، وبالتالي لن يتمكن أبدًا من إثبات المفهوم أو دحضه.

تلقائيجيل (عفوي).

كانت أفكار أصل الكائنات الحية من مادة غير حية منتشرة على نطاق واسع في الصين القديمة وبابل ومصر. أعرب أعظم فلاسفة اليونان القديمة، أرسطو، عن فكرة أن بعض "جزيئات" المادة تحتوي على "مبدأ نشط" معين، والذي، في ظل ظروف مناسبة، يمكنه إنشاء كائن حي.

وصف فان هيلمونت (1579–1644)، وهو طبيب وفيلسوف طبيعي هولندي، تجربة يُزعم أنه قام فيها بتخليق الفئران في ثلاثة أسابيع. كل ما تحتاجه هو قميص متسخ، وخزانة داكنة وحفنة من القمح. اعتبر فان هيلمونت العرق البشري هو العامل النشط في عملية توليد الفئران.

في القرنين السابع عشر والثامن عشر، وذلك بفضل التقدم في دراسة الكائنات الحية السفلية والتخصيب وتطور الحيوانات، فضلاً عن ملاحظات وتجارب عالم الطبيعة الإيطالي ف. ريدي (1626-1697)، والمجهر الهولندي أ. ليوينهوك ( 1632-1723)، والعالم الإيطالي L. Spallanzani ( 1729-1799)، المجهر الروسي M. M. Terekhovsky (1740-1796) وآخرون، تم تقويض الإيمان بالجيل التلقائي تمامًا.

ومع ذلك، حتى ظهور أعمال مؤسس علم الأحياء الدقيقة لويس باستور، في منتصف القرن العاشر، استمر هذا التدريس في العثور على أتباع.

يعود تطور فكرة التوليد التلقائي بشكل أساسي إلى العصر الذي سيطرت فيه الأفكار الدينية على الوعي العام.

هؤلاء الفلاسفة وعلماء الطبيعة الذين لم يرغبوا في قبول تعاليم الكنيسة حول "خلق الحياة"، على مستوى المعرفة آنذاك، توصلوا بسهولة إلى فكرة توليدها التلقائي.

وبقدر ما تم التأكيد على فكرة الأصل الطبيعي للكائنات، على النقيض من الإيمان بالخلق، كان لفكرة النشوء التلقائي في مرحلة معينة معنى تقدمي. ولذلك، كثيرا ما عارضت الكنيسة واللاهوتيون هذه الفكرة.

فرضية البانسبرميا.

وفقا لهذه الفرضية، المقترحة في عام 1865. من قبل العالم الألماني جي ريختر، وأخيراً صاغه العالم السويدي أرينيوس في عام 1895، كان من الممكن جلب الحياة إلى الأرض من الفضاء.

من المرجح أن تدخل الكائنات الحية من أصل خارج كوكب الأرض مع النيازك والغبار الكوني. يعتمد هذا الافتراض على بيانات حول المقاومة العالية لبعض الكائنات الحية وجراثيمها للإشعاع والفراغ العالي ودرجات الحرارة المنخفضة والمؤثرات الأخرى.

ومع ذلك، لا توجد حتى الآن حقائق موثوقة تؤكد الأصل خارج كوكب الأرض للكائنات الحية الدقيقة الموجودة في النيازك.

ولكن حتى لو وصلوا إلى الأرض ونشأت الحياة على كوكبنا، فإن مسألة الأصل الأصلي للحياة ستبقى دون إجابة.

فرضية التطور البيوكيميائي.

في عام 1924، قام عالم الكيمياء الحيوية أ.آي أوبارين، ولاحقًا العالم الإنجليزي ج. هالدين (1929)، بصياغة فرضية تعتبر الحياة نتيجة لتطور طويل لمركبات الكربون.

النظرية الحديثة لأصل الحياة على الأرض، والتي تسمى نظرية biopoiesis، تمت صياغتها في عام 1947 من قبل العالم الإنجليزي ج. برنال.

حاليًا، تنقسم عملية تكوين الحياة بشكل تقليدي إلى أربع مراحل:

• 1. تخليق المركبات العضوية ذات الوزن الجزيئي المنخفض (المونومرات البيولوجية) من غازات الغلاف الجوي الأولي.
• 2. تكوين البوليمرات البيولوجية.
• 3. تكوين أنظمة مفصولة الطور من المواد العضوية، مفصولة عن البيئة الخارجية بواسطة الأغشية (البروتوبيونت).
• 4. ظهور أبسط الخلايا التي تتمتع بخصائص الكائنات الحية، بما في ذلك جهاز تكاثري يضمن نقل خصائص الخلايا الأم إلى الخلايا الوليدة.

تنتمي المراحل الثلاث الأولى إلى فترة التطور الكيميائي، ومن المرحلة الرابعة يبدأ التطور البيولوجي.

دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في العمليات التي يمكن أن تنشأ بسببها الحياة على الأرض. وفقا للأفكار الحديثة، تشكلت الأرض منذ حوالي 4.6 مليار سنة. وكانت درجة حرارة سطحه مرتفعة جداً (4000-8000 درجة مئوية)، ومع تبريد الكوكب وتفاعل قوى الجاذبية، تشكلت القشرة الأرضية من مركبات من عناصر مختلفة.

أدت عمليات تفريغ الغاز إلى خلق جو غني بالنيتروجين والأمونيا وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون. من الواضح أن مثل هذا الجو كان يتضاءل، كما يتضح من وجود معادن في أقدم صخور الأرض في شكل مخفض، مثل الحديد ثنائي التكافؤ، على سبيل المثال.

ومن المهم أن نلاحظ أنه في الغلاف الجوي توجد ذرات الهيدروجين والكربون والأكسجين والنيتروجين، تشكل 99% من الذرات الموجودة في الأنسجة الرخوة لأي كائن حي.

ومع ذلك، لتتحول الذرات إلى جزيئات معقدة، لم تكن الاصطدامات البسيطة كافية. كانت هناك حاجة إلى طاقة إضافية، والتي كانت متوفرة على الأرض نتيجة للنشاط البركاني، وتصريفات البرق الكهربائية، والنشاط الإشعاعي، والأشعة فوق البنفسجية من الشمس.

وربما لم يكن غياب الأكسجين الحر شرطا كافيا لنشوء الحياة. إذا كان الأكسجين الحر موجودًا على الأرض في فترة ما قبل التكوين الحيوي، فمن ناحية، فإنه سيؤدي إلى أكسدة المواد العضوية المركبة، ومن ناحية أخرى، سيشكل طبقة الأوزون في الغلاف الجوي العلوي، وسوف يمتص الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة من الغلاف الجوي. شمس.

خلال الفترة المدروسة من أصل الحياة، والتي استمرت حوالي 1000 مليون سنة، ربما كانت الأشعة فوق البنفسجية هي المصدر الرئيسي للطاقة لتخليق المواد العضوية.

أوبارين أ.

من مركبات الهيدروجين والنيتروجين والكربون، وفي وجود طاقة مجانية على الأرض، كان من المفترض أن تنشأ أولاً جزيئات بسيطة (الأمونيا والميثان والمركبات البسيطة المماثلة).

وبعد ذلك، يمكن لهذه الجزيئات البسيطة الموجودة في المحيط الأولي أن تتفاعل مع بعضها البعض ومع المواد الأخرى، لتشكل مركبات جديدة.

في عام 1953، قام الباحث الأمريكي ستانلي ميلر، في سلسلة من التجارب، بمحاكاة الظروف التي كانت موجودة على الأرض منذ حوالي 4 مليارات سنة.

ومن خلال تمرير التفريغ الكهربائي من خلال خليط من الأمونيا والميثان والهيدروجين وبخار الماء، حصل على عدد من الأحماض الأمينية والألدهيدات والأحماض اللبنية والخليك وغيرها من الأحماض العضوية. حقق عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي سيريل بونابيروما تكوين النيوكليوتيدات والـ ATP. خلال هذه التفاعلات وما شابهها، يمكن أن تتشبع مياه المحيط الأولي بمواد مختلفة، لتشكل ما يسمى "المرق الأولي".

تتكون المرحلة الثانية من تحولات إضافية للمواد العضوية والتكوين اللاحيوي لمركبات عضوية أكثر تعقيدًا، بما في ذلك البوليمرات البيولوجية.

قام الكيميائي الأمريكي إس. فوكس بإعداد مخاليط من الأحماض الأمينية وتعريضها للحرارة والحصول على مواد تشبه البروتين. في الأرض البدائية، كان من الممكن أن يحدث تخليق البروتين على سطح القشرة الأرضية. وفي المنخفضات الصغيرة في الحمم البركانية المتصلبة، ظهرت خزانات تحتوي على جزيئات صغيرة مذابة في الماء، بما في ذلك الأحماض الأمينية.

عندما يتبخر الماء أو يتناثر على الصخور الساخنة، تتفاعل الأحماض الأمينية لتشكل البروتينات. ثم غسلت الأمطار البروتينات في الماء. إذا كان لبعض هذه البروتينات نشاط تحفيزي، فيمكن أن يبدأ تخليق البوليمرات، أي الجزيئات الشبيهة بالبروتين.

تميزت المرحلة الثالثة بإطلاق قطرات خاصة من الكوسرفات في "مرق المغذيات" الأساسي، وهي عبارة عن مجموعات من مركبات البوليمر. لقد ثبت في عدد من التجارب أن تكوين المعلقات المتراكبة، أو الكرات المجهرية، هو أمر نموذجي للعديد من البوليمرات البيولوجية في المحلول.

تحتوي قطرات Coacervate على بعض الخصائص المميزة للبروتوبلازم الحي، مثل، على سبيل المثال، المواد الممتصة بشكل انتقائي من المحلول المحيط، ونتيجة لذلك، "تنمو" وتزيد حجمها.

نظرًا لحقيقة أن تركيز المواد في قطرات التضافر كان أكبر بعشرات المرات من المحلول المحيط، فقد زادت إمكانية التفاعل بين الجزيئات الفردية بشكل ملحوظ.

ومن المعروف أن جزيئات العديد من المواد، وخاصة الببتيدات والدهون، تتكون من أجزاء لها علاقات مختلفة مع الماء. تتجه الأجزاء المحبة للماء من الجزيئات الموجودة على الحدود بين التحمض والمحلول نحو المحلول، حيث يكون محتوى الماء أعلى.

يتم توجيه الأجزاء الكارهة للماء داخل الكوسرفات، حيث يكون تركيز الماء أقل. ونتيجة لذلك، يكتسب سطح التعميق بنية معينة، وبالتالي، خاصية السماح لبعض المواد بالمرور في اتجاه معين، وليس غيرها.

بسبب هذه الخاصية، يزداد تركيز بعض المواد داخل التحمض بشكل أكبر، بينما يتناقص تركيز المواد الأخرى، وتكتسب التفاعلات بين مكونات التعميق اتجاهًا معينًا. تصبح قطرات Coacervate أنظمة معزولة عن البيئة. تنشأ الخلايا الأولية أو protobionts.

كانت إحدى المراحل المهمة في التطور الكيميائي هي تكوين بنية الغشاء. بالتوازي مع ظهور الغشاء، كان هناك ترتيب وتحسين عملية التمثيل الغذائي. وفي زيادة تعقيد عملية التمثيل الغذائي في مثل هذه الأنظمة، كان من المفترض أن تلعب المحفزات دورًا مهمًا.

إحدى الخصائص الرئيسية للكائنات الحية هي القدرة على التكاثر، أي إنشاء نسخ لا يمكن تمييزها عن الجزيئات الأصلية. تمتلك الأحماض النووية هذه الخاصية، والتي، على عكس البروتينات، قادرة على التكرار.

يمكن تشكيل بروتين قادر على تحفيز بلمرة النيوكليوتيدات مع تكوين سلاسل قصيرة من الحمض النووي الريبي (RNA) في الكوسرفات. يمكن أن تكون هذه السلاسل بمثابة الجين البدائي والحمض النووي الريبي المرسال. لم يشارك بعد في هذه العملية لا DNA ولا الريبوسومات ولا RNAs الناقل ولا إنزيمات تصنيع البروتين. لقد ظهروا جميعا في وقت لاحق.

بالفعل في مرحلة تكوين البروتوبيونت، ربما حدث الانتقاء الطبيعي، أي الحفاظ على بعض الأشكال والقضاء على (موت) البعض الآخر. وهكذا، تم إصلاح التغييرات التدريجية في بنية البروتوبيونت بسبب الاختيار.

من الواضح أن ظهور الهياكل القادرة على التكاثر الذاتي والتكرار والتنوع يحدد المرحلة الرابعة في تكوين الحياة.

لذلك، في أواخر العصر الأركي (منذ حوالي 3.5 مليار سنة)، في قاع الخزانات الصغيرة أو البحار الضحلة والدافئة والغنية بالمغذيات، نشأت الكائنات الحية البدائية الأولى، والتي كانت غيرية التغذية في نوع تغذيتها، أي أنها تتغذى على المواد العضوية الجاهزة التي يتم تصنيعها أثناء التطور الكيميائي.

ربما كانت طريقتهم في التمثيل الغذائي هي التخمير، وهي عملية تحويل إنزيمي للمواد العضوية حيث تعمل المواد العضوية الأخرى كمستقبلات للإلكترون.

يتم تخزين جزء من الطاقة المنطلقة في هذه العمليات على شكل ATP. ومن الممكن أن بعض الكائنات الحية استخدمت أيضًا طاقة تفاعلات الأكسدة والاختزال في عمليات الحياة، أي أنها كانت عبارة عن مواد كيميائية.

مع مرور الوقت، انخفضت احتياطيات المواد العضوية الحرة في البيئة واكتسبت الكائنات الحية القادرة على تصنيع المركبات العضوية من المركبات غير العضوية ميزة.

بهذه الطريقة، ربما منذ حوالي 2 مليار سنة، نشأت الكائنات الحية الأولى الضوئية مثل البكتيريا الزرقاء، القادرة على استخدام الطاقة الضوئية لتصنيع المركبات العضوية من ثاني أكسيد الكربون وH2O، وإطلاق الأكسجين الحر.

كان للانتقال إلى التغذية الذاتية أهمية كبيرة لتطور الحياة على الأرض، ليس فقط من وجهة نظر تكوين احتياطيات من المواد العضوية، ولكن أيضًا لتشبع الغلاف الجوي بالأكسجين. وفي الوقت نفسه، بدأ الغلاف الجوي يكتسب طابعًا مؤكسدًا.

أدى ظهور حاجز الأوزون إلى حماية الكائنات الحية الأولية من التأثيرات الضارة للأشعة فوق البنفسجية ووضع حد للتخليق اللاأحيائي (غير البيولوجي) للمواد العضوية.

هذه أفكار علمية حديثة حول المراحل الرئيسية لنشأة الحياة وتكوينها على الأرض.

رسم تخطيطي مرئي لتطور الحياة على الأرض (قابل للنقر)

إضافة:

عالم "المدخنين السود" الرائع

في العلوم، كان يعتقد منذ فترة طويلة أن الكائنات الحية لا يمكن أن توجد إلا من طاقة الشمس. وصف جول فيرن في روايته "رحلة إلى مركز الأرض" عالمًا تحت الأرض به ديناصورات ونباتات قديمة. ومع ذلك، هذا خيال. ولكن من كان يظن أنه سيكون هناك عالم معزول عن طاقة الشمس به كائنات حية مختلفة تمامًا. وتم العثور عليه في قاع المحيط الهادئ.

في الخمسينيات من القرن العشرين، كان يعتقد أن الحياة لا يمكن أن توجد في أعماق المحيطات. بدد اختراع أوغست بيكارد لغواصة الأعماق هذه الشكوك.

نزل ابنه جاك بيكارد مع دون والش في غواصة الأعماق تريست إلى خندق ماريانا على عمق يزيد عن عشرة آلاف متر. في الجزء السفلي، رأى المشاركون في الغوص الأسماك الحية.

بعد ذلك، بدأت البعثات الأوقيانوغرافية من العديد من البلدان في تمشيط هاوية المحيط بشباك أعماق البحار واكتشاف أنواع جديدة من الحيوانات والعائلات والأوامر وحتى الطبقات!

لقد تحسنت عملية الغوص في باثيسكافي. قام جاك إيف كوستو وعلماء من العديد من البلدان بغوصات باهظة الثمن إلى قاع المحيطات.
في السبعينيات، تم اكتشاف اكتشاف غير أفكار العديد من العلماء. بالقرب من جزر غالاباغوس، تم اكتشاف الصدوع على عمق يتراوح بين ألفين وأربعة آلاف متر.
وفي الأسفل تم اكتشاف براكين صغيرة - حرارية مائية. تبخرت مياه البحر، التي سقطت في شقوق القشرة الأرضية، مع المعادن المختلفة من خلال البراكين الصغيرة التي يصل ارتفاعها إلى 40 مترًا.
وقد أطلق على هذه البراكين اسم "المدخنة السوداء" لأن الماء الذي يخرج منها كان أسود اللون.

ومع ذلك، فإن الشيء الأكثر لا يصدق هو أنه في مثل هذه المياه المليئة بكبريتيد الهيدروجين والمعادن الثقيلة والمواد السامة المختلفة، تزدهر الحياة النابضة بالحياة.

وتصل درجة حرارة الماء الخارج من المدخنات السوداء إلى 300 درجة مئوية. ولا تنفذ أشعة الشمس إلى عمق أربعة آلاف متر، وبالتالي لا يمكن أن تكون هناك حياة غنية هنا.
حتى في الأعماق الضحلة، نادرًا ما يتم العثور على الكائنات القاعية، ناهيك عن الهاويات العميقة. هناك، تتغذى الحيوانات على الحطام العضوي الذي يسقط من الأعلى. وكلما زاد العمق، قل فقر الحياة السفلية.
تم العثور على البكتيريا ذاتية التغذية الكيميائية على أسطح المدخنين السود، والتي تعمل على تحليل مركبات الكبريت المنبعثة من باطن الكوكب. تغطي البكتيريا السطح السفلي بطبقة متواصلة وتعيش في ظروف عدوانية.
لقد أصبحوا غذاء للعديد من أنواع الحيوانات الأخرى. في المجموع، تم وصف حوالي 500 نوع من الحيوانات التي تعيش في الظروف القاسية لـ "المدخنين السود".

اكتشاف آخر كان فيستيمنتيفيرا، الذي ينتمي إلى فئة الحيوانات الغريبة - بوغونوفورا.

هذه أنابيب صغيرة تبرز منها أنابيب طويلة ذات مخالب في نهايتها. والشيء غير المعتاد في هذه الحيوانات هو أنها لا تملك جهازاً هضمياً! لقد دخلوا في التعايش مع البكتيريا. يوجد داخل فيستيمنتيفيرا عضو - التروفوزوم، حيث تعيش العديد من بكتيريا الكبريت.

تتلقى البكتيريا كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون مدى الحياة؛ بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على الرخويات ذات الصدفتين من أجناس كاليبتوجينا وباثيموديولوس في مكان قريب، والتي دخلت أيضًا في التعايش مع البكتيريا وتوقفت عن الاعتماد على البحث عن الطعام.

واحدة من أكثر المخلوقات غير العادية في عالم المياه الحرارية في أعماق البحار هي دودة ألفينيلا بومبيان.

تم تسميتها بسبب التشابه مع ثوران بركان بومبي - تعيش هذه المخلوقات في منطقة تصل درجة حرارة الماء الساخن فيها إلى 50 درجة مئوية، ويسقط عليها باستمرار رماد جزيئات الكبريت. تشكل الديدان مع فيستيمنتيفيرا "حدائق" حقيقية توفر الغذاء والمأوى للعديد من الكائنات الحية.

من بين مستعمرات ديدان فيستيمنتيفيرا وبومبي تعيش السرطانات وعشريات الأرجل التي تتغذى عليها. ومن بين هذه "الحدائق" أيضًا أخطبوطات وأسماك من فصيلة الإيلبوت. كما كان عالم المدخنين السود يؤوي حيوانات منقرضة منذ فترة طويلة تم طردها من أجزاء أخرى من المحيط، مثل البرنقيل نيوليبا.

وكانت هذه الحيوانات منتشرة على نطاق واسع منذ 250 مليون سنة، لكنها انقرضت بعد ذلك. هنا يشعر ممثلو البرنقيل بالهدوء.

أصبح اكتشاف النظم البيئية للمدخن الأسود الحدث الأكثر أهمية في علم الأحياء. تم اكتشاف مثل هذه النظم البيئية في أجزاء مختلفة من المحيط العالمي وحتى في قاع بحيرة بايكال.

دودة بومبيان. الصورة: life-grind-style.blogspot.com

مقدمة القسم 1. النظريات الأساسية لأصل الحياة على الأرض.

1.1 الخلقية.

1.2 فرضية التوليد التلقائي.

1.3 نظرية الحالة المستقرة.

1.4 فرضية البانسبرميا.

القسم 2. نظرية البروتين المتماسك أوبارين.

2.1 جوهر النظرية.

2.2 ألكسندر إيفانوفيتش أوبارين.

2.3 أصول التطور الكيميائي "الحساء البدائي".

2.4 مراحل عملية أصل الحياة.

القسم 3. الحاجة إلى البحث في أصل الحياة.

القسم 4. وجهات النظر الحديثة حول أصول الحياة.

خاتمة.

الأدب.

مقدمة

إن مسألة أصل الحياة على الأرض واحتمال وجودها على كواكب أخرى في الكون قد جذبت منذ فترة طويلة اهتمام العلماء والفلاسفة والناس العاديين. في السنوات الأخيرة، زاد الاهتمام بهذه "المشكلة الأبدية" بشكل ملحوظ.

ويرجع ذلك إلى ظرفين: أولا، التقدم الكبير في النمذجة المعملية لبعض مراحل تطور المادة التي أدت إلى أصل الحياة، وثانيا، التطور السريع لأبحاث الفضاء، مما جعل البحث الفعلي عن أي شكل من أشكال الحياة على الأرض. كواكب النظام الشمسي أكثر وأكثر واقعية، وفي المستقبل بعده.

يعد أصل الحياة أحد الأسئلة الأكثر غموضا، وهي إجابة شاملة من غير المرجح أن يتم الإجابة عليها على الإطلاق. العديد من الفرضيات وحتى النظريات حول أصل الحياة، التي تشرح الجوانب المختلفة لهذه الظاهرة، غير قادرة حتى الآن على التغلب على الظروف الأساسية - تؤكد تجريبيًا حقيقة ظهور الحياة. ليس لدى العلم الحديث دليل مباشر على كيف وأين نشأت الحياة. لا يوجد سوى إنشاءات منطقية وأدلة غير مباشرة تم الحصول عليها من خلال التجارب النموذجية، والبيانات في مجال علم الحفريات والجيولوجيا وعلم الفلك وما إلى ذلك.

ومع ذلك، فإن مسألة أصل الحياة لم يتم حلها بشكل نهائي بعد. هناك العديد من الفرضيات حول أصل الحياة.

تم النظر في الأفكار التالية في أوقات مختلفة وفي ثقافات مختلفة:

الخلق (الحياة خلقها الخالق)؛

التولد التلقائي (التولد التلقائي؛ نشأت الحياة بشكل متكرر من مادة غير حية)؛

فرضية الحالة المستقرة (الحياة كانت موجودة دائمًا)؛

فرضية Panspermia (جلبت الحياة إلى الأرض من كواكب أخرى)؛

فرضيات الكيمياء الحيوية (نشأت الحياة في الظروف الأرضية أثناء العمليات التي تخضع للقوانين الفيزيائية والكيميائية، أي نتيجة للتطور الكيميائي الحيوي)؛

الغرض من العمل هو النظر في النظريات الرئيسية لأصل الحياة على الأرض.

من المهم ملاحظة أنه لتحقيق الهدف يتم أخذ المهام التالية بعين الاعتبار:

مراجعة النظريات الرئيسية

الخلق

نظرية التولد التلقائي للحياة

نظرية الحالة المستقرة

فرضية البانسرميا

استكشف النظرية الأساسية للبروتين المترابط للذكاء الاصطناعي. أوبارينا

اقرأ السيرة الذاتية لـ A.I. أوبارينا

وصف أصول التطور الكيميائي "الحساء البدائي"

تحديد مراحل عملية نشوء الحياة على الأرض

ضرورة دراسة أصل الحياة على الأرض

وجهات النظر الحديثة حول أصل الحياة

عند تنفيذ العمل، تم استخدام الأساليب التالية: الجغرافية المقارنة، تحليل المصادر الأدبية، التاريخية.

تم كتابة العمل بناءً على المواد التالية: دراسات، منشورات مترجمة، مقالات من مجموعة الأعمال العلمية، مكونات الكتب، الأدب من الإنترنت.

القسم 1. النظريات الأساسية لأصل الحياة على الأرض

1.1الخلق

الخلق (من الخلق الإنجليزي - الخلق) هو مفهوم ديني وفلسفي يعتبر فيه التنوع الكامل للعالم العضوي، والإنسانية، وكوكب الأرض، وكذلك العالم ككل، قد تم إنشاؤه عمدًا بواسطة كائن أعلى أو كائن أعلى. إله. إن نظرية الخلق، التي ترجع إجابة سؤال أصل الحياة إلى الدين (خلق الله للحياة)، وفق معيار بوبر، هي خارج مجال البحث العلمي (لأنها غير قابلة للدحض: من المستحيل إثباتها بواسطة الطرق العلمية (أن الله خلق الحياة وأن الله خلقها). بالإضافة إلى ذلك، لا تقدم هذه النظرية إجابة مرضية لسؤال أسباب ظهور ووجود الكائن الأسمى نفسه، وعادةً ما تفترض ببساطة عدم بدايته.

1.2فرضية الجيل التلقائي

وانتشرت هذه النظرية على نطاق واسع في الصين القديمة وبابل ومصر كبديل لنظرية الخلق التي تعايشت معها. عادةً ما تنسب التعاليم الدينية في جميع الأوقات وجميع الشعوب ظهور الحياة إلى عمل إبداعي أو آخر للإله. كما قام الباحثون الأوائل في الطبيعة بحل هذه المشكلة بسذاجة شديدة. أرسطو (384-322 قبل الميلاد)، الذي غالبًا ما يُشيد به باعتباره مؤسس علم الأحياء، التزم بنظرية الأصل التلقائي للحياة. حتى بالنسبة لهذا العقل المتميز في العصور القديمة، والذي كان أرسطو، لم يكن من الصعب بشكل خاص قبول فكرة أن الحيوانات - الديدان والحشرات وحتى الأسماك - يمكن أن تنشأ من الطمي. على العكس من ذلك، قال هذا الفيلسوف أن كل جسد جاف، يصبح رطبا، وعلى العكس من ذلك، كل جسد رطب، يصبح جافا، سوف تلد الحيوانات.

وفقًا لفرضية أرسطو حول التولد التلقائي، تحتوي بعض "جسيمات" المادة على "مبدأ نشط" معين يمكنه، في ظل ظروف مناسبة، إنشاء كائن حي. وكان أرسطو على حق في اعتقاده أن هذا المبدأ الفعال موجود في البويضة المخصبة، لكنه اعتقد خطأً أنه موجود أيضًا في رياح الشمس والطين واللحوم المتعفنة.

"هذه هي الحقائق: الكائنات الحية يمكن أن تنشأ ليس فقط من خلال تزاوج الحيوانات، ولكن أيضًا من خلال تحلل التربة. وكذلك الأمر بالنسبة للنباتات: بعضها يتطور من البذور، والبعض الآخر يبدو أنه ينشأ تلقائيًا تحت تأثير الطبيعة بأكملها، وينشأ من تحلل الأرض أو أجزاء معينة من النباتات” (أرسطو).

كان لسلطة أرسطو تأثير استثنائي على آراء علماء العصور الوسطى. كان رأي هذا الفيلسوف في أذهانهم متشابكًا بشكل معقد مع المفاهيم الدينية، وغالبًا ما كان يقدم استنتاجات سخيفة وحتى غبية تمامًا في وجهة النظر الحديثة. تحضير شخص حي أو ما شابه، "القزم"، في قارورة، عن طريق خلط وتقطير مواد كيميائية مختلفة، كان يعتبر في العصور الوسطى، على الرغم من أنه صعب للغاية وغير قانوني، ولكنه بلا شك قابل للتنفيذ. بدا إنتاج الحيوانات من مواد غير حية بسيطًا جدًا وشائعًا بالنسبة للعلماء في ذلك الوقت لدرجة أن الكيميائي والطبيب الشهير فان هيلمونت (1577-1644) يقدم مباشرة وصفة يمكنك من خلالها تحضير الفئران بشكل مصطنع عن طريق تغطية وعاء بالحبوب بالخرق الرطبة والقذرة. وصف هذا العالم الناجح للغاية تجربة يُزعم أنه قام فيها بإنشاء الفئران في ثلاثة أسابيع. كل ما تحتاجه هو قميص متسخ، وخزانة داكنة وحفنة من القمح. اعتبر فان هيلمونت أن العرق البشري هو العنصر النشط في عملية الفأر.

يصف عدد من المصادر التي يرجع تاريخها إلى القرنين السادس عشر والسابع عشر بالتفصيل تحول الماء والحجارة والأشياء غير الحية الأخرى إلى زواحف وطيور وحيوانات. حتى أن غريندل فون آش يظهر صورة لضفادع من المفترض أنها تخرج من ندى مايو، ويصور ألدروفاند عملية ولادة الطيور والحشرات من أغصان الأشجار وثمارها.

كلما تطورت العلوم الطبيعية، كلما زادت أهمية الملاحظة والخبرة الدقيقة، وليس مجرد التفكير والفلسفة، المكتسبة في معرفة الطبيعة، كلما ضاقت نطاق تطبيق نظرية التولد التلقائي. بالفعل في عام 1688، تناول عالم الأحياء والطبيب الإيطالي فرانشيسكو ريدي، الذي عاش في فلورنسا، مشكلة أصل الحياة بشكل أكثر صرامة وشكك في نظرية الجيل التلقائي. أثبت الدكتور ريدي من خلال تجارب بسيطة عدم أساس الآراء حول النشوء التلقائي للديدان في اللحوم المتعفنة. وثبت أن الديدان البيضاء الصغيرة هي يرقات الذباب. وبعد إجراء سلسلة من التجارب، حصل على بيانات تدعم فكرة أن الحياة لا يمكن أن تنشأ إلا من حياة سابقة (مفهوم النشوء الحيوي).

"إن الإدانة ستكون عديمة الجدوى إذا لم يتم تأكيدها بالتجربة. لذلك، في منتصف شهر يوليو، أخذت أربع أوعية كبيرة ذات فوهات واسعة، ووضعت التراب في إحداها، وبعض الأسماك في الأخرى، وثعابين البحر من نهر أرنو في الثالثة، وقطعة من لحم العجل في الرابعة، وأغلقتها بإحكام وأغلقتها. هم. ثم وضعت نفس الشيء في أربع أوعية أخرى وتركتها مفتوحة... وسرعان ما أصبحت اللحوم والأسماك الموجودة في الأوعية غير المغلقة دودة؛ يمكن للمرء أن يرى الذباب يطير بحرية داخل وخارج السفن. لكنني لم أر دودة واحدة في الأوعية المغلقة، مع مرور أيام عديدة منذ وضع السمك الميت فيها” (ريدي).

وهكذا، فيما يتعلق بالكائنات الحية التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة، فقد تبين أن افتراض النشوء التلقائي لا يمكن الدفاع عنه. ولكن في نهاية القرن السابع عشر. اكتشف كيرشر وليوينهوك عالمًا من المخلوقات الصغيرة، غير المرئية بالعين المجردة، ولا يمكن رؤيتها إلا من خلال المجهر. يمكن العثور على هذه "أصغر الحيوانات الحية" (كما أطلق ليفينهوك على البكتيريا والأهداب التي اكتشفها) أينما حدث التسوس، في غليان ونقيع النباتات طويلة الأمد، في اللحوم المتعفنة، في المرق، في اللبن الحامض، في البراز، في لوحة الأسنان . وكتب ليفينهوك: "هناك عدد أكبر من هذه (الميكروبات) في فمي، أكثر من عدد الأشخاص في المملكة المتحدة". على المرء فقط أن يضع لفترة من الوقت المواد القابلة للتلف والمتعفنة بسهولة في مكان دافئ، وتتطور فيها على الفور كائنات حية مجهرية لم تكن موجودة من قبل. من أين تأتي هذه المخلوقات؟ هل أتت حقًا من أجنة سقطت عن طريق الخطأ في سائل متعفن؟ كم من هذه الأجنة يجب أن تكون موجودة في كل مكان! ظهرت الفكرة بشكل لا إرادي أنه هنا، في المغلي والحقن المتعفنة، حدث التوليد التلقائي للميكروبات الحية من مادة غير حية. تم تأكيد هذا الرأي بقوة في منتصف القرن الثامن عشر من خلال تجارب الكاهن الاسكتلندي نيدهام. أخذ نيدهام مرق اللحم أو مغلي المواد النباتية، ووضعها في أوعية محكمة الغلق وقام بغليها لفترة قصيرة. في هذه الحالة، وفقًا لنيدهام، كان من المفترض أن تموت جميع الأجنة، لكن لم تتمكن الأجنة الجديدة من الدخول من الخارج، لأن الأوعية كانت مغلقة بإحكام. ومع ذلك، بعد مرور بعض الوقت، ظهرت الميكروبات في السوائل. ومن هذا استنتج العالم المذكور أنه موجود أثناء ظاهرة التولد التلقائي.

وفي الوقت نفسه عارض هذا الرأي عالم آخر هو الإيطالي سبالانزاني. وبتكرار تجارب نيدهام، أصبح مقتنعًا بأن التسخين الأطول للأوعية التي تحتوي على سوائل عضوية يؤدي إلى تعطيلها تمامًا. في عام 1765، أجرى لازارو سبالانزاني التجربة التالية: بعد غليان مرق اللحم والخضروات لعدة ساعات، أغلقها على الفور ثم أبعدها عن النار. وبعد فحص السوائل بعد بضعة أيام، لم يجد سبالانزاني أي علامات للحياة فيها. ومن هنا استنتج أن درجات الحرارة المرتفعة تقضي على جميع أشكال الكائنات الحية، وأنه بدونها لا يمكن أن تنشأ أي حياة.

اندلع نزاع عنيف بين ممثلي وجهتي نظر متعارضتين. جادل سبالانزاني بأن السوائل في تجارب نيدهام لم يتم تسخينها بشكل كافٍ وبقيت أجنة الكائنات الحية هناك. اعترض نيدهام على ذلك قائلاً إنه لم يكن هو من قام بتسخين السوائل قليلًا جدًا، ولكن على العكس من ذلك، قام سبالانزاني بتسخينها كثيرًا وبمثل هذه الطريقة الفجة دمر "القوة التوليدية" للحقن العضوية، وهي متقلبة للغاية ومتقلبة. .

ونتيجة لذلك، بقي كل من المتنازعين في مواقعهم الأصلية، ولم يتم حل مسألة التولد التلقائي للميكروبات في السوائل المتعفنة في أي من الاتجاهين لمدة قرن كامل. خلال هذا الوقت، تم إجراء العديد من المحاولات لإثبات أو دحض التولد التلقائي تجريبيًا، لكن لم تؤد أي منها إلى نتائج محددة.

أصبح السؤال مرتبكًا بشكل متزايد، وفقط في منتصف القرن التاسع عشر تم حله أخيرًا بفضل البحث الرائع الذي أجراه العالم الفرنسي اللامع.

تناول لويس باستور مشكلة أصل الحياة في عام 1860. بحلول هذا الوقت، كان قد فعل الكثير بالفعل في مجال علم الأحياء الدقيقة وتمكن من حل المشكلات التي تهدد تربية دودة القز وصناعة النبيذ. كما أثبت أن البكتيريا موجودة في كل مكان وأن المواد غير الحية يمكن أن تتلوث بسهولة بالكائنات الحية إذا لم يتم تعقيمها بشكل صحيح. ومن خلال سلسلة من التجارب، أظهر أنه في كل مكان، وخاصة بالقرب من مساكن الإنسان، تطفو أجنة صغيرة في الهواء. فهي خفيفة جدًا لدرجة أنها تطفو بحرية في الهواء، ولا تسقط إلا ببطء شديد وتدريجيًا على الأرض.

ونتيجة لسلسلة من التجارب المعتمدة على أساليب سبالانزاني، أثبت باستير صحة نظرية التولد الحيوي وأخيرًا دحض نظرية التولد التلقائي.

وقد فسر باستور الظهور الغامض للكائنات الحية الدقيقة في تجارب الباحثين السابقين إما عن طريق إزالة التلوث غير الكامل للبيئة، أو عن طريق الحماية غير الكافية للسوائل من اختراق الجراثيم. إذا قمت بغلي محتويات القارورة جيدًا ثم قمت بحمايتها من الجراثيم التي يمكن أن تدخل مع تدفق الهواء إلى القارورة، ففي مائة حالة من أصل مائة، لن يحدث تعفن السائل وتكوين الميكروبات.

من المهم أن نلاحظ أنه لإزالة الهواء المتدفق إلى الدورق، استخدم باستور مجموعة واسعة من التقنيات: إما قام بتكليس الهواء في أنابيب زجاجية ومعدنية، أو قام بحماية عنق الدورق بسدادة قطنية، حيث يتم وضع كل الهواء في القارورة. تم الاحتفاظ بأصغر الجزيئات المعلقة في الهواء، أو أخيرًا تمرير الهواء عبر أنبوب زجاجي رفيع منحني على شكل الحرف S - في هذه الحالة، تم الاحتفاظ بجميع الأجنة ميكانيكيًا على الأسطح الرطبة لثنيات الأنبوب.

وحيثما كانت الحماية موثوقة بدرجة كافية، لم يتم ملاحظة ظهور الميكروبات في السائل. ولكن ربما أدى التسخين المطول إلى تغيير البيئة كيميائيًا وجعلها غير صالحة لدعم الحياة؟ وقد دحض باستور هذا الاعتراض بسهولة أيضًا. ألقى سدادة قطنية في السائل، منزعجًا من التسخين، الذي يمر من خلاله الهواء، وبالتالي يحتوي على أجنة - فسد السائل بسرعة. وبالتالي، فإن الحقن المسلوقة هي تربة مناسبة تماما لتطوير الميكروبات. لا يحدث هذا التطور لمجرد عدم وجود جنين. بمجرد دخول الجنين إلى السائل، فإنه ينبت على الفور وينتج حصادًا وفيرًا.

أظهرت تجارب باستور بما لا يدع مجالاً للشك أن التولد التلقائي للميكروبات لا يحدث في الحقن العضوية. جميع الكائنات الحية تتطور من الأجنة، أي. تنشأ من كائنات حية أخرى. وفي الوقت نفسه، أدى تأكيد نظرية النشوء الحيوي إلى ظهور مشكلة أخرى. وبما أن وجود كائن حي آخر ضروري لنشوء كائن حي، فمن أين أتى أول كائن حي؟ فقط نظرية الحالة المستقرة لا تحتاج إلى إجابة على هذا السؤال، وجميع النظريات الأخرى تشير ضمنا إلى أنه في مرحلة ما من تاريخ الحياة كان هناك انتقال من غير حي إلى حي.

1.3نظرية الحالة المستقرة.

ووفقاً لهذه النظرية، فإن الأرض لم تظهر إلى الوجود أبداً، بل كانت موجودة إلى الأبد؛ فهو كان دائمًا قادرًا على دعم الحياة، وإذا تغير فهو قليل جدًا. وفقًا لهذا الإصدار، فإن الأنواع أيضًا لم تنشأ أبدًا، وكانت موجودة دائمًا، ولكل نوع احتمالان فقط - إما التغيير في الأرقام أو الانقراض.

في الوقت نفسه، تتناقض فرضية الحالة الثابتة بشكل أساسي مع بيانات علم الفلك الحديث، والتي تشير إلى العمر المحدود لأي نجوم، وبالتالي أنظمة الكواكب حول النجوم. وفقًا للتقديرات الحديثة، استنادًا إلى معدلات الانحلال الإشعاعي، يُقدر عمر الأرض والشمس والنظام الشمسي بحوالي 4.6 مليار سنة. ولذلك، فإن هذه الفرضية لا تؤخذ بعين الاعتبار عادة من قبل العلوم الأكاديمية.

لا يدرك أنصار هذه النظرية أن وجود أو عدم وجود بقايا أحفورية معينة قد يشير إلى وقت ظهور أو انقراض نوع معين، ويستشهدون كمثال بممثل الأسماك ذات الزعانف الفصية - السيلكانث (السيلكانث). وفقًا لبيانات علم الحفريات، انقرضت الحيوانات ذات الزعانف الفصية في نهاية العصر الطباشيري. ومع ذلك، كان لا بد من مراجعة هذا الاستنتاج عندما تم العثور على ممثلين أحياء للزعانف المفصصة في منطقة مدغشقر. يجادل أنصار نظرية الحالة المستقرة بأنه فقط من خلال دراسة الأنواع الحية ومقارنتها بالبقايا الأحفورية يمكن استخلاص استنتاج حول الانقراض، وحتى في هذه الحالة فمن المحتمل جدًا أن يكون هذا الاستنتاج غير صحيح. باستخدام بيانات الحفريات لدعم نظرية الحالة المستقرة، يفسر أنصارها ظهور الحفريات من الناحية البيئية. على سبيل المثال، يفسرون الظهور المفاجئ لأنواع أحفورية في طبقة معينة من خلال زيادة عدد سكانها أو انتقالها إلى أماكن مناسبة للحفاظ على بقاياها.

1.4فرضية البانسرميا

تسمى الفرضية حول ظهور الحياة على الأرض بسبب نقل أجنة معينة من الحياة من كواكب أخرى نظرية بانسيرميا (من اليونانية παν - الكل والجميع و σπερμα - البذور). هذه الفرضية مجاورة لفرضية الحالة الثابتة. ويؤيد أتباعها فكرة الوجود الأبدي للحياة ويطرحون فكرة أصلها المفاجئ. من أوائل من عبروا عن فكرة الأصل الكوني (المفاجئ) للحياة كان العالم الألماني ج. ريختر عام 1865. ووفقا لريختر، فإن الحياة على الأرض لم تنشأ من مواد غير عضوية، بل جاءت من كواكب أخرى. وفي هذا الصدد، أثيرت أسئلة حول مدى إمكانية مثل هذا النقل من كوكب إلى آخر وكيف يمكن تحقيقه. تم البحث عن الإجابات في المقام الأول في الفيزياء، وليس من المستغرب أن يكون أول المدافعين عن هذه الآراء ممثلين لهذا العلم، وهم العلماء البارزون ج. هيلمهولتز، س. أرهينيوس، ج. طومسون، ب. لازاريف وآخرون.

وفقًا لأفكار طومسون وهيلمهولتز، من الممكن أن تكون جراثيم البكتيريا والكائنات الحية الأخرى قد وصلت إلى الأرض باستخدام النيازك. تؤكد الدراسات المخبرية المقاومة العالية للكائنات الحية للتأثيرات الضارة، وخاصة درجات الحرارة المنخفضة. على سبيل المثال، لم تموت أبواغ وبذور النباتات حتى بعد التعرض لفترة طويلة للأكسجين السائل أو النيتروجين.

يعتقد أتباع مفهوم بانسيرميا المعاصرين (بما في ذلك عالم الفيزياء الحيوية الإنجليزي الحائز على جائزة نوبل ف. كريك) أن الحياة قد تم جلبها إلى الأرض إما عن طريق الخطأ أو عن قصد عن طريق الكائنات الفضائية. وجهة نظر علماء الفلك Ch.Wickramasinghe (سريلانكا) وF. Hoyle (بريطانيا العظمى) مجاورة لفرضية بانسيرميا. ويعتقدون أن الكائنات الحية الدقيقة موجودة بأعداد كبيرة في الفضاء الخارجي، خاصة في سحب الغاز والغبار، حيث تتشكل، بحسب العلماء. وبعد ذلك، تلتقط المذنبات هذه الكائنات الحية الدقيقة، والتي بعد ذلك، عند مرورها بالقرب من الكواكب، «تزرع بذور الحياة».

القسم 2. نظرية البروتين المتماسك أوبارينا

2.1جوهر النظرية

تم إنشاء أول نظرية علمية فيما يتعلق بأصل الكائنات الحية على الأرض من قبل عالم الكيمياء الحيوية السوفيتي أ. أوبارين (1894-1980). في عام 1924، نشر أعمالًا أوجز فيها أفكارًا حول كيفية نشوء الحياة على الأرض. وبحسب هذه النظرية فإن الحياة نشأت في الظروف المحددة للأرض القديمة، ويعتبرها أوبارين نتيجة طبيعية للتطور الكيميائي لمركبات الكربون في الكون.

وبحسب أوبارين، يمكن تقسيم العملية التي أدت إلى ظهور الحياة على الأرض إلى ثلاث مراحل:

ظهور المواد العضوية.

تكوين البوليمرات الحيوية (البروتينات، والأحماض النووية، والسكريات، والدهون، وما إلى ذلك) من مواد عضوية أبسط.

ظهور كائنات بدائية ذاتية التكاثر.

تحظى نظرية التطور الكيميائي الحيوي بأكبر عدد من المؤيدين بين العلماء المعاصرين. نشأت الأرض منذ حوالي خمسة مليارات سنة؛ في البداية، كانت درجة حرارة سطحه مرتفعة للغاية (تصل إلى عدة آلاف من الدرجات). وأثناء تبريده يتكون سطح صلب (القشرة الأرضية - الغلاف الصخري).

الغلاف الجوي، الذي يتكون في الأصل من غازات خفيفة (الهيدروجين والهيليوم)، لا يمكن احتواؤه بشكل فعال بواسطة الأرض غير الكثيفة بما فيه الكفاية، وتم استبدال هذه الغازات بغازات أثقل: بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والأمونيا والميثان. عندما انخفضت درجة حرارة الأرض إلى أقل من 100 درجة مئوية، بدأ بخار الماء في التكثف، مكونًا محيطات العالم. في هذا الوقت، وفقًا لأفكار أ. تم تخليق الأوبارين، أي في محيطات الأرض الأولية، مشبعة بمركبات كيميائية بسيطة مختلفة، "في المرق الأولي" تحت تأثير الحرارة البركانية، وتصريفات البرق، والأشعة فوق البنفسجية المكثفة والعوامل البيئية الأخرى، تم تخليق الأوبارين. وبدأت المركبات العضوية الأكثر تعقيدًا، ومن ثم البوليمرات الحيوية. تم تسهيل تكوين المواد العضوية بسبب غياب الكائنات الحية - مستهلكي المواد العضوية - وعامل الأكسدة الرئيسي - الأكسجين. تم دمج جزيئات الأحماض الأمينية المعقدة بشكل عشوائي لتكوين الببتيدات، والتي بدورها خلقت البروتينات الأصلية. ومن هذه البروتينات تم تصنيع الكائنات الحية الأولية ذات الحجم المجهري.

إن أصعب مشكلة في نظرية التطور الحديثة هي تحول المواد العضوية المعقدة إلى كائنات حية بسيطة. ويرى أوبارين أن الدور الحاسم في تحول الكائنات غير الحية إلى كائنات حية يعود إلى البروتينات. على ما يبدو، فإن جزيئات البروتين، التي تجتذب جزيئات الماء، شكلت مجمعات غروانية محبة للماء. أدى المزيد من اندماج هذه المجمعات مع بعضها البعض إلى فصل الغرويات عن الوسط المائي (التحجر). على الحدود بين Coacervate (من اللاتينية Coacervus - جلطة، كومة) والبيئة، تم بناء جزيئات الدهون - غشاء الخلية البدائية. من المفترض أن الغرويات يمكنها تبادل الجزيئات مع البيئة (نموذج أولي للتغذية غير المتجانسة) وتراكم مواد معينة. نوع آخر من الجزيء يوفر القدرة على إعادة إنتاج نفسه. نظام وجهات نظر الذكاء الاصطناعي أُطلق على أوبارين اسم "فرضية التفاقم".

كانت فرضية أوبارين مجرد خطوة أولى في تطوير الأفكار البيوكيميائية حول أصل الحياة. وكانت الخطوة التالية هي تجارب L.S. ميلر، الذي أظهر في عام 1953 كيف يمكن تشكيل الأحماض الأمينية والجزيئات العضوية الأخرى من المكونات غير العضوية للغلاف الجوي الأساسي للأرض تحت تأثير التفريغ الكهربائي والأشعة فوق البنفسجية.

أكاديمي الأكاديمية الروسية للعلوم ف.ن. يقترح بارمون وعدد من العلماء الآخرين نماذج مختلفة لشرح كيفية حدوث عمليات التحفيز الذاتي في بيئة مشبعة بالجزيئات العضوية، مما يؤدي إلى تكرار بعض هذه الجزيئات. تتكاثر بعض الجزيئات بنجاح أكبر، والبعض الآخر بشكل أقل جودة. وهذا يبدأ عملية التطور الكيميائي، الذي يسبق التطور البيولوجي.

اليوم، الفرضية السائدة بين علماء الأحياء هي فرضية عالم RNA، والتي تنص على أنه بين التطور الكيميائي، الذي تتكاثر فيه الجزيئات الفردية وتتنافس، والحياة الكاملة، استنادا إلى نموذج البروتين DNA-RNA، كانت هناك مرحلة وسيطة يتواجد فيها الفرد تكاثرت الجزيئات وتنافست مع بعضها البعض. هناك بالفعل دراسات توضح أن بعض جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) لها خصائص تحفيزية ذاتية ويمكنها ضمان التكاثر الذاتي دون مشاركة جزيئات البروتين المعقدة.

لا يزال العلم الحديث بعيدًا عن التفسير الشامل لكيفية وصول المادة غير العضوية إلى المستوى العالي من التنظيم المميز لعمليات الحياة. ومع ذلك، فمن الواضح أن هذه كانت عملية متعددة المراحل، ارتفع خلالها مستوى تنظيم المادة خطوة بخطوة. إن استعادة الآليات المحددة لهذا التعقيد التدريجي هي مهمة البحث العلمي المستقبلي. وتسير هذه الدراسات في اتجاهين رئيسيين:

من الأعلى إلى الأسفل: تحليل الكائنات البيولوجية ودراسة الآليات الممكنة لتشكيل عناصرها الفردية؛

من الأسفل إلى الأعلى: تعقيد "الكيمياء" - دراسة المركبات الكيميائية المتزايدة التعقيد.

وحتى الآن، لم يكن من الممكن تحقيق مزيج كامل من هذين النهجين. ومع ذلك، فقد تمكن المهندسون الحيويون بالفعل من تجميع أبسط كائن حي - وهو الفيروس - من أبسط الجزيئات البيولوجية "من المخططات"، أي من الشفرة الوراثية المعروفة وبنية القشرة البروتينية. وهذا يثبت أنه لا يشترط وجود تأثير خارق للطبيعة لخلق كائن حي من مادة جامدة. لذلك من الضروري فقط الإجابة على سؤال كيف يمكن أن تتم هذه العملية دون مشاركة الإنسان في البيئة الطبيعية.

هناك اعتراض "إحصائي" واسع النطاق على الآلية اللاحيوية لأصل الحياة. على سبيل المثال، في عام 1996، حسب عالم الكيمياء الحيوية الألماني شرام أن احتمال وجود مزيج عشوائي من 6000 نيوكليوتيدات في فيروس فسيفساء التبغ RNA: فرصة واحدة من 102000، وهذا احتمال منخفض للغاية، مما يشير إلى الاستحالة الكاملة للتكوين العشوائي مثل هذا الحمض النووي الريبي. ومع ذلك، في الواقع تم بناء هذا الاعتراض بشكل غير صحيح. وهو يقوم على افتراض أن جزيء الحمض النووي الريبي الفيروسي يجب أن يتكون "من الصفر" من أحماض أمينية متباينة. في حالة المضاعفات التدريجية للأنظمة الكيميائية والكيميائية الحيوية، يتم حساب الاحتمال بشكل مختلف تمامًا. بالإضافة إلى ذلك، ليست هناك حاجة للإصابة بهذا الفيروس وليس بفيروس آخر. مع الأخذ في الاعتبار هذه الاعتراضات، يتبين أن تقديرات احتمالية تخليق نشوء الحمض النووي الريبي الفيروسي تم التقليل من شأنها إلى حد القصور التام ولا يمكن اعتبارها اعتراضًا مقنعًا على النظرية اللاحيوية لأصل الحياة.

2.2 ألكسندر إيفانوفيتش أوبارين ونظريته عن أصل الحياة

منذ بداية عام 1935، بدأ معهد الكيمياء الحيوية التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، الذي أسسه أوبارين مع أ.ن.، عمله. باخ. منذ تأسيس المعهد، ترأس أوبارين مختبر علم الإنزيمات، والذي تحول في المستقبل إلى مختبر للكيمياء الحيوية التطورية والهياكل التحت خلوية. حتى عام 1946 كان نائب المدير بعد وفاة أ.ن. باخ - مدير هذا المعهد.

في 3 مايو 1924، في اجتماع لجمعية النباتات الروسية، قدم تقريرًا بعنوان "أصل الحياة"، والذي اقترح فيه نظرية أصل الحياة من مرق المواد العضوية. وفي منتصف القرن العشرين، تم الحصول تجريبيًا على مواد عضوية معقدة عن طريق تمرير شحنات كهربائية عبر خليط من الغازات والأبخرة، وهو ما يتزامن افتراضيًا مع تكوين الغلاف الجوي للأرض القديمة. اعتبر أوبارين التواسيرفات - وهي هياكل عضوية محاطة بأغشية دهنية - بمثابة خلايا بروسيل.

بعد وفاته في عام 1951، S.I. فافيلوفا أ. أصبح أوبارين الرئيس الثاني لمجلس إدارة الجمعية التعليمية لعموم الاتحاد "زناني". وبقي في هذا المنصب حتى عام 1956، عندما تم انتخاب م.ب. ميتين.

وفي عام 1970، تم تنظيم الجمعية الدولية لدراسة أصل الحياة، وانتخب أوبارين أول رئيس لها ثم رئيسًا فخريًا. أنشأت اللجنة التنفيذية لـ ISSOL في عام 1977 الميدالية الذهبية التي تحمل اسم A.I. وسام أوبارين، ويُمنح لأهم الأبحاث التجريبية في هذا المجال.

2.3 أصول التطور الكيميائي "الحساء البدائي"

على الرغم من وجود بعض الثغرات في معرفتنا حول المرحلة الأولى من أصل الحياة، إلا أننا قادرون على استخلاص استنتاجات محددة إلى حد ما. بعد كل شيء، نحن نعلم أنه داخل النظام الشمسي من الممكن تصنيع مركبات تحتوي على ما يصل إلى 24 ذرة كربون ونيتروجين. قد يكون من الممكن أيضًا تصنيع مركبات أكثر تعقيدًا، بما في ذلك البوليمرات، على الرغم من عدم وجود بيانات حول وجود البوليمرات بتسلسل منظم. هذا كل ما يمكننا قوله فيما يتعلق بتركيبة الوسط المعروف باسم "المرق البدائي".

ومع تراكم المعلومات الجديدة، يصبح من الواضح بشكل متزايد أن منتجات التخليق الأولي من جزيئات الهجينة البسيطة ستتشكل بالضرورة في ظل ظروف مناسبة. يمكن أن تكون هذه الشروط متنوعة للغاية، وبالتالي فإن التوليفات قيد النظر غير مرتبطة بأي وقت ومكان محدد بدقة.

تشير الحقائق والتجارب والملاحظات إلى إمكانية تصنيع مركبات كيميائية معقدة للغاية بالقرب من أي نجم في وجود كمية كافية من "المواد الخام" - الغبار والغازات. وبالتالي، فإن المرحلة الأولى ليست ظهور الحياة بقدر ما هي الإعداد لها. يبدأ كل شيء بمواد تشكلت من خلال عمليات فيزيائية فلكية عادية؛ يتم إجراء المزيد من التحولات بما يتوافق تمامًا مع قوانين الكيمياء، دون إشراك أي مبادئ جديدة. في الوقت نفسه، يوجد بالفعل في هذه المرحلة اختيار أولي معين لتلك الأنواع من المركبات التي سيتم استخدامها لاحقًا لبناء الكائنات الحية. وبالتالي، نظرا لأن العمليات التي تحدث في هذه المرحلة الأولى تؤثر على المسار اللاحق بأكمله للتخليق الحيوي، فإنها تعتمد على الظروف المحددة الموجودة على الكواكب. ولهذا السبب تبين أن الأرض، الكوكب الوحيد في النظام الشمسي الذي توجد على سطحه محيطات، هي الكوكب الوحيد الذي توجد به حياة متطورة.

2.4 مراحل عملية نشأة الحياة

المرحلة 1. تتوافق هذه المرحلة مع التعقيد المتزايد للجزيئات والأنظمة الجزيئية التي كان من المقرر أن يتم دمجها في النهاية في الأنظمة الحية. في المرحلة الأولى، تم تكوين جزيئات ما قبل الكائنات الحية من هجينة الكربون والنيتروجين والأكسجين (أي من الميثان والأمونيا والماء). لا تزال هذه الغازات موجودة في شكل جزيئي في الفضاء الخارجي (في الأجزاء الباردة من الكون). ويبدو من الواضح أن المرحلة الأولى يمكن أن تحدث في العديد من الأماكن - منها فقط الأرض والنيازك ذات الأصل الكويكبي المعروفة لنا على وجه اليقين. كان من الممكن أن تكون السحابة الميدانية الأساسية مكانًا كهذا. كما تبين أنه من الممكن محاكاة هذه العمليات في المختبر، وهو ما قام به ميلر وأتباعه. وفي هذه التجارب تم الحصول على أهم الجزيئات البيولوجية: بعض القواعد العضوية (مثل الأدينين)، وهي جزء من البروتينات؛ بعض السكريات، على وجه الخصوص، الرابوزي وفوسفاته، وأخيرًا بعض المركبات المحتوية على النيتروجين الأكثر تعقيدًا، مثل البورفيرينات، والتي تعمل كعنصر مهم في الإنزيمات المؤكسدة وحاملات الطاقة.

المرحلة 2. في المرحلة الثانية، تم تشكيل البوليمرات من مكونات “الحساء الأولي” للأوبارين، والذي يتكون بشكل رئيسي من الجزيئات المذكورة للتو، بالإضافة إلى جزيئات أكثر تعقيدا، من خلال الجمع بين المونومرات أو الجزيئات الفرعية المتشابهة أو المتطابقة في ترتيب خطي . وفي مرحلة ما حاسمة من تطور مثل هذه البوليمرات، والتي تبدو نظيرًا أبسط للأحماض النووية والبروتينات الموجودة، لا بد أن تكون قد نشأت آلية التكاثر والتضاعف الصارمة، والتي يعتبرها العديد من علماء الأحياء سمة مميزة مهمة للحياة نفسها. حتى الآن، يمكننا فقط إعادة بناء تلك العمليات التي يمكن أن تؤدي إلى ذلك بشكل منطقي في ظل الظروف التي كانت موجودة على الأرض في ذلك الوقت، أي. في وجود الماء الحر، وكذلك جزيئات الغاز وأيونات المعادن في المحلول. من الصعب أن نتخيل أن كل هذا يمكن أن يحدث على الأجرام السماوية اللامائية مثل القمر، أو حتى أكثر على النيازك ذات الأصل الكويكبي التي تحتوي على الماء فقط في حالة مقيدة - في شكل هيدرات أو جليد.

القسم 3. الحاجة إلى البحث في أصل الحياة

إن الدافع العملي الرئيسي لدراسة أصل الحياة هو أنه بدونها لن نتمكن من فهم الحياة الحديثة، وبالتالي لن نتمكن من السيطرة عليها. ومن الضروري دراسة أصل الحياة لفهم جوهرها وقدراتها وحدودها، ثم من أجل تطوير الأولى والتغلب على الثانية. بمعنى أوسع، تمثل دراسة أصل الحياة محاولة أخرى للبحث عن معنى الحياة. منذ العصور القديمة، تم رؤية معنى الحياة في مجموعة متنوعة من الأشياء، ولكن مع مرور الوقت، أصبح زيف المسارات المختلفة لمعنى الحياة، وتناقضها النهائي، واضحًا بشكل متزايد. حتى العصور الوسطى وحتى وقت لاحق، كان الغرض من الحياة في النظام العام للنظام العالمي معروفا. لقد قام أشخاص مختلفون في حضارات مختلفة بحل هذا السؤال بطرق مختلفة، لكن هذه الحلول كانت متشابهة جدًا لدرجة أنه يمكن اعتبارها متغيرات لنفس الإجابة؛ وكانت أبسط إجابة هي أن الحياة لها معنى في خطط الله كلي المعرفة والقدرة. يجب أن تتحقق إرادة الرب، وإذا كان من الصعب في بعض الأحيان فهم ما هو عليه، فيسمح بتفسيرات مختلفة. ولكن من بين كل هذه الإجابات، هناك واحدة فقط يمكن أن تكون صحيحة. وهذا الجواب لا يُعطى للجميع، بل للمؤمنين الحقيقيين فقط.

إن الثورة العلمية التي بدأت في القرن السابع عشر قوضت تدريجياً أسس الإيمان. ولكن حتى في أذهان أولئك الذين، بطريقة أو بأخرى، باكتشافاتهم ورؤاهم الفكرية دمروا معقل الإيمان (أحيانًا دون وعي تمامًا)، ظل الإيمان موجودًا. ومن المفارقة أنه كلما كان الهجوم أقوى، كلما زاد تشبث عقول الناس بهذا الاعتقاد. ومن هنا جاءت مقاومة المزيد من الباحثين الذين اضطروا بطبيعة الحال إلى وضع حد لوجهات النظر الدينية حول الكون. على الرغم من أن مقاومة الأفكار الجديدة لم تعد شرسة كما كانت في زمن كوبرنيكوس وحتى داروين، إلا أنها لا تزال موجودة. وفي الوقت نفسه، فإن القليل الذي نعرفه عن الأصل المحتمل للحياة يكفي لزعزعة أسس الإيمان بشكل أعمق بكثير مما استطاع أي اكتشاف آخر في الماضي أن يفعله. إن هيكل الكون ككل والعمليات التي تحدث فيه بدأت تصبح أكثر وضوحا بالنسبة لنا، حتى لو كان ذلك فقط في شكل تقريبي، وبعد ذلك لا يمكن أن يبقى أي شيء دون تغيير.

نشأت الحاجة إلى الأساطير التي تشرح أصل الإنسان ومصيره في فجر التاريخ، وقد عرف عدد كبير من هذه الأساطير منذ العصور القديمة، ولكن لم يظهر حتى الآن ما يرضي العقل والقلب بشكل متساوٍ. فمن ناحية، كان الإيمان مدعوًا لتصحيح عيوب العقل البشري وملاحظاته، ومن ناحية أخرى، بدأ ما كان يعتبر صورة علمية للكون يبدو بلا معنى، جافًا وغير مرضي. والآن، أخيراً، بدأنا نرى المعنى المطلوب، وهذا ليس بفضل خلق "الفلسفة المعزية"، بل عملياً بسبب تقليل مصاعب الحياة وزيادة قدرات الإنسان.

القسم 4. وجهات النظر الحديثة حول أصل الحياة على الأرض

نظرية أ. لدى أوبارين وغيرها من الفرضيات المماثلة عيب واحد مهم: لا توجد حقيقة واحدة من شأنها أن تؤكد إمكانية التوليف اللاحيوي على الأرض حتى لأبسط الكائنات الحية من مركبات هامدة. تم إجراء آلاف المحاولات لمثل هذا التوليف في العديد من المختبرات حول العالم. على سبيل المثال، قام العالم الأمريكي س. ميلر، بناء على افتراضات تتعلق بتكوين الغلاف الجوي الأولي للأرض، بتمرير تفريغ كهربائي عبر خليط من الميثان والأمونيا والهيدروجين وبخار الماء في جهاز خاص. تمكن من الحصول على جزيئات الأحماض الأمينية - تلك "اللبنات الأساسية" التي تشكل أساس الحياة - البروتينات. تكررت هذه التجارب عدة مرات، وتمكن بعض العلماء من الحصول على سلاسل طويلة إلى حد ما من الببتيدات (بروتينات بسيطة). وهذا كل شيء! لم يكن أحد محظوظا بما فيه الكفاية لتجميع حتى أبسط الكائنات الحية. في أيامنا هذه، يحظى مبدأ ريدي بشعبية كبيرة بين العلماء: "الكائنات الحية لا تأتي إلا من الكائنات الحية".

لكن لنفترض أن مثل هذه المحاولات ستتكلل بالنجاح ذات يوم. ماذا ستثبت مثل هذه التجربة؟ فقط أن تركيب الحياة يتطلب العقل البشري والعلوم المعقدة والمتطورة والتكنولوجيا الحديثة. لم يكن أي من هذا موجودًا على الأرض الأصلية. علاوة على ذلك، فإن تخليق المركبات العضوية المعقدة من مركبات بسيطة يتناقض مع القانون الثاني للديناميكا الحرارية، الذي يمنع انتقال أنظمة المواد من حالة الاحتمال الأكبر إلى حالة الاحتمال الأقل، وتطورها من مركبات عضوية بسيطة إلى مركبات معقدة، ثم من البكتيريا إلى البشر، حدث بالتحديد في هذا الاتجاه. هنا لا نلاحظ شيئا أكثر من عملية إبداعية. القانون الثاني للديناميكا الحرارية هو قانون ثابت، وهو القانون الوحيد الذي لم يتم التشكيك فيه أو انتهاكه أو دحضه. ولذلك فإن النظام (المعلومات الجينية) لا يمكن أن ينشأ تلقائيا من اضطراب العمليات العشوائية، وهو ما تؤكده نظرية الاحتمالية.

في الآونة الأخيرة، وجهت الأبحاث الرياضية ضربة ساحقة لفرضية التخليق اللاحيوي. لقد حسب علماء الرياضيات أن احتمال النشوء التلقائي لكائن حي من كتل هامدة هو صفر تقريبًا. وهكذا، أثبت L. Blumenfeld أن احتمال التكوين العشوائي لجزيء DNA واحد على الأقل (حمض الديوكسي ريبونوكلييك - أحد أهم مكونات الكود الوراثي) خلال وجود الأرض بأكمله هو 1/10800. فكر في الحجم الضئيل لهذا الرقم! بعد كل شيء، يوجد في مقامه رقم يوجد فيه صف من 800 صفر بعد الواحد، وهذا الرقم أكبر بعدد لا يصدق من المرات من العدد الإجمالي لجميع الذرات في الكون. أعرب عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي المعاصر سي. ويكراماسينغ عن استحالة التوليف اللاحيوي بالطريقة التالية: "من الأسرع بالنسبة لإعصار يجتاح مقبرة للطائرات القديمة أن يجمع خطًا فائقًا جديدًا من قطع الخردة بدلاً من ظهور الحياة من مكوناته كمركبة". نتيجة لعملية عشوائية."

تتناقض نظريات التوليف اللاحيوي والبيانات الجيولوجية. ومهما توغلنا في أعماق التاريخ الجيولوجي، فإننا لا نجد أي أثر لـ«العصر الآزوي»، أي الفترة التي لم تكن فيها الحياة موجودة على الأرض.

الآن اكتشف علماء الحفريات في الصخور التي يصل عمرها إلى 3.8 مليار سنة، أي بالقرب من وقت تكوين الأرض (قبل 4-4.5 مليار سنة وفقًا للتقديرات الأخيرة)، بقايا أحفورية لمخلوقات منظمة بشكل معقد إلى حد ما - البكتيريا، الطحالب الخضراء المزرقة والفطريات البسيطة. كان V. Vernadsky متأكدا من أن الحياة أبدية جيولوجية، أي في التاريخ الجيولوجي لم يكن هناك عصر عندما كان كوكبنا هامدا. كتب العالم في عام 1938: "إن مشكلة التولد التلقائي (التوليد التلقائي للكائنات الحية) لا تزال غير مثمرة وتشل العمل العلمي العاجل حقًا".

الآن يرتبط شكل الحياة ارتباطًا وثيقًا بالغلاف المائي. ويتجلى ذلك من خلال حقيقة أن الماء هو الجزء الرئيسي من كتلة أي كائن بري (الشخص، على سبيل المثال، يتكون من أكثر من 70٪ ماء، والكائنات الحية مثل قنديل البحر - 97-98٪). من الواضح أن الحياة على الأرض تشكلت فقط عندما ظهر الغلاف المائي عليها، وهذا، وفقا للبيانات الجيولوجية، حدث تقريبا منذ بداية وجود كوكبنا. يتم تحديد العديد من خصائص الكائنات الحية بدقة من خلال خصائص الماء، في حين أن الماء نفسه مركب هائل. وبالتالي، وفقا ل P. Privalov، فإن الماء هو نظام تعاوني، حيث يتم توزيع كل عمل بطريقة "سباق التتابع"، أي أن "العمل لمسافات طويلة" يحدث.

يعتقد بعض العلماء أن الغلاف المائي للأرض بأكمله هو في جوهره "جزيء" عملاق واحد من الماء. لقد ثبت أنه يمكن تنشيط الماء بواسطة المجالات الكهرومغناطيسية الطبيعية ذات الأصل الأرضي والكوني (خاصة الاصطناعية). كان اكتشاف العلماء الفرنسيين الأخير لـ "ذاكرة الماء" مثيرًا للاهتمام للغاية. ولعل حقيقة أن المحيط الحيوي للأرض عبارة عن كائن حي فائق واحد يرجع إلى خصائص الماء هذه؟ بعد كل شيء، الكائنات الحية هي مكونات، "قطرات" من هذا الجزيء الفائق من الماء الأرضي.

على الرغم من أننا لا نعرف سوى الحياة الأرضية البروتينية والحمض النووي والماء، إلا أن هذا لا يعني أن أشكالًا أخرى لا يمكن أن توجد في الكون اللامحدود. بعض العلماء، ولا سيما العلماء الأمريكيين، ج. فاينبرج و ر. شابيرو، يضعون نموذجًا للخيارات الممكنة افتراضيًا التالية:

البلازمويدات - الحياة في الأجواء النجمية بسبب القوى المغناطيسية المرتبطة بمجموعات من التفريغات الكهربائية المتحركة؛

Radiobs - الحياة في السحب بين النجوم على أساس مجموعات الذرات الموجودة في حالات مختلفة من الإثارة؛

لافوبس هي حياة تعتمد على مركبات السيليكون، والتي يمكن أن تتواجد في بحيرات من الحمم المنصهرة على الكواكب شديدة الحرارة؛

الهيدروجين عبارة عن حياة يمكن أن توجد في درجات حرارة منخفضة على كواكب مغطاة بـ "برك" من الميثان السائل، وتستمد الطاقة من تحول أورثوهيدروجين إلى باراهيدروجين؛

Thermophages هي نوع من الحياة الفضائية التي تحصل على الطاقة من التدرج الحراري في الغلاف الجوي أو محيطات الكواكب.

وبطبيعة الحال، فإن أشكال الحياة الغريبة هذه لا توجد حاليا إلا في مخيلة العلماء وكتاب الخيال العلمي. ومع ذلك، لا يمكن استبعاد إمكانية الوجود الحقيقي لبعضها، وخاصة البلازمويدات. هناك سبب ما للاعتقاد بأنه على الأرض، بالتوازي مع شكل الحياة "لدينا"، هناك نوع آخر من الحياة، على غرار البلازمويدات المذكورة. وتشمل هذه بعض أنواع الأجسام الطائرة المجهولة (أجسام طائرة مجهولة الهوية)، وتكوينات تشبه كرة البرق، بالإضافة إلى "تكتلات" الطاقة التي تطير في الغلاف الجوي غير المرئية للعين، ولكن يتم تسجيلها بواسطة فيلم فوتوغرافي ملون، والتي أظهرت في بعض الحالات سلوكًا ذكيًا.

وبالتالي، هناك الآن سبب للتأكيد على أن الحياة على الأرض ظهرت منذ بداية وجودها، ونشأت، على حد تعبير تش. ويكراماسينغ، "من نظام حي شامل في المجرة".

خاتمة

هل لدينا الحق المنطقي في الاعتراف بالفرق الأساسي بين الحي وغير الحي؟ هل هناك حقائق في الطبيعة من حولنا تقنعنا بأن الحياة موجودة إلى الأبد وليس لديها الكثير من القواسم المشتركة مع الطبيعة غير الحية بحيث لا يمكن بأي حال من الأحوال أن تتشكل أو تنفصل عنها؟ هل يمكننا التعرف على الكائنات الحية ككيانات مختلفة تمامًا عن بقية العالم؟

عمّق علم الأحياء في القرن العشرين فهم السمات الأساسية للكائنات الحية، وكشف عن الأساس الجزيئي للحياة. تعتمد الصورة البيولوجية الحديثة للعالم على فكرة أن العالم الحي هو نظام فخم من أنظمة عالية التنظيم.

مما لا شك فيه أن المعرفة الجديدة سيتم تضمينها في نماذج أصل الحياة، وسوف تصبح صالحة بشكل متزايد. ولكن كلما زاد اختلاف النوعية الجديدة عن القديم، كلما أصبح من الصعب تفسير ظهورها.

ومن الضروري دراسة أصل الحياة لفهم جوهرها وقدراتها وحدودها، ثم من أجل تطوير الأولى والتغلب على الثانية.

الحياة هي واحدة من أكثر الظواهر الطبيعية تعقيدا. منذ العصور القديمة، كان يُنظر إليها على أنها غامضة وغير معروفة - ولهذا السبب كان هناك دائمًا صراع حاد بين الماديين والمثاليين فيما يتعلق بأصلها. يعتبر بعض أتباع وجهات النظر المثالية أن الحياة مبدأ روحي غير مادي نشأ نتيجة للخلق الإلهي. وعلى العكس من ذلك، يعتقد الماديون أن الحياة على الأرض نشأت من مادة غير حية من خلال التولد التلقائي (التولد التلقائي) أو جاءت من عوالم أخرى، أي من عوالم أخرى. هو نتاج الكائنات الحية الأخرى (النشوء الحيوي).

الحياة حسب المفاهيم العلمية الحديثة هي عملية وجود أنظمة معقدة تتكون من جزيئات عضوية كبيرة ومواد غير عضوية قادرة على التكاثر الذاتي والتنمية الذاتية والحفاظ على وجودها نتيجة تبادل الطاقة والمادة مع الجسم. بيئة. وهكذا يتخذ علم الأحياء موقفا ماديا.

وفي الوقت نفسه، لم يتم حل مسألة أصل الحياة بشكل نهائي بعد.

الأدب

1. Oparin A. I. ظهور الحياة على الأرض. - تبليسي: وزارة تسبراري، 1985. - 270 ثانية.

2. برنال د. أصل الحياة، الملحق رقم 1: Oparin A. I. أصل الحياة. - موسكو: مير، 1969. - 365 ثانية.

3. فيرنادسكي ف. I. المادة الحية. - موسكو: العلوم، 1978. - 407 ثانية.

4. نايديش ف. م. مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة – موسكو: العلوم، 1999. - 215 ثانية.

5. علم الأحياء العام. إد. إن دي ليسوفا. - مينسك، 1999 - 190s.

6. بونامبيروما س. أصل الحياة. - موسكو: مير، 1977. - 234 ثانية.

7. فولوغودين إيه جي أصل الحياة على الأرض. - موسكو: المعرفة، 1970. - 345 ثانية.

8. إجناتوف أ.آي مشكلة أصل الحياة. - موسكو: روسيا السوفييتية، 1962. - 538 ثانية.

9. برنال ج. ظهور الحياة. - موسكو: مير، 1969. - 650 ثانية.