Абиогенез - гэта што такое?

Шматвекавая гісторыя чалавецтва ведае мноства гіпотэз аб узнікненні жыцця на Зямлі. З самых старажытных стагоддзяў у гэтым пытанні існуе дзве абсалютна супрацьлеглыя пункту гледжання. Адна з іх сцвярджае, што жывое зараджаецца з нежывога - гэта абиогенез. Другая прытрымліваецца думкі, што жывое можа паўстаць толькі ад жывога - гэта биогенез. У чым адрозненне тэорый биогенеза ад абиогенеза, паспрабуем разабрацца ў дадзеным артыкуле.

гісторыя гледжанняў

Ўяўленні аб паходжанні жыцця выразна карэлююць з узроўнем ведаў канкрэтнай эпохі. У старажытныя часы, калі ўзровень ведаў быў яшчэ малы, тэорыі паходжання жывога дзівяць сваёй фантастычнасцю. Прывядзём некаторыя гледжанні філосафаў і натуралістаў мінулага. Напрыклад, Эмпедокл (V ст. Да н.э.) лічыў, што дрэвы нясуць яйкі. Арыстоцель (IV ст. Да н.э.) сцвярджаў, што вошы адбываюцца з мяса, а блашчыцы - з соку цела жывёл. Гэтыя гледжанні самазараджэння жыцця як такі існавалі аж да сярэдзіны XVII стагоддзя, калі англійская філосаф Ф. Бекон (1561-1626) тэарэтычна, а італьянскі лекар Ф. Реди (1626-1698) і Луі Пастэр (1822-1895) практычна даказалі немагчымасць самазараджэння жыцця . Менавіта тады пачалі фармавацца гэтыя два супрацьлеглыя лагеры, дзве ўзаемавыключальныя тэорыі ўзнікнення жыцця - биогенез і абиогенез.

крыху тэорыі

Пад абиогенезом (ад грэцкай прыстаўкі адмаўлення - a, bio - жыццё і genesis - ўзнікненне) разумеюць тэорыю ўзнікнення арганічных структур з неарганічных і па-за жывога арганізма. У шырокім сэнсе абиогенез - гэта тэорыя пра паходжанне жывога з нежывога. І тут неабходна ўдакладненне, што лічыць жыццём і калі нежывое становіцца жывым. І паколькі і сёння вызначэнне жыцця трактуецца па-рознаму і з розных пунктаў гледжання, прыхільнікаў як абиогенеза, так і биогенеза застаецца мноства.

Жыццё ў тэорыі абиогенеза

У дадзенай канцэпцыі найбольш важнымі лічацца генетычныя і эвалюцыйныя крытэрыі, якія вызначаюць жыццё. Усе астатнія крытэрыі - тэрмадынамічны і экалагічны - прызнаюцца другараднымі. Палажэнні канцэпцыі гіпотэзы абиогенеза наступныя:

• Жывое і нежывое адрозніваюцца па хімічным складзе і яго асаблівасцяў (абмену рэчываў). Усе тэорыі дадзенага кірунку называюць біяхімічным абиогенезом.
• Паходжанне жыцця адбылося менавіта на Зямлі, натуральным шляхам і з выдаткамі свабоднай энергіі. Гэта вынік з'яўлення складаных арганічных рэчываў з простых неарганічных са з'яўленнем новых хімічных рэакцый паміж імі. Усе тэорыі паходжання жыцця дадзенага кірунку называюцца геацэнтрычнай.
• Галоўныя ўласцівасці і прыкметы жывога - гэта абмен рэчываў, самапрайгравання сабе падобных, спадчыннасць і зменлівасць.

Такім чынам, абиогенез - гэта геацэнтрычнай і хімічныя тэорыі, якія тлумачаць паходжанне жывога.

Жыццё як вынік биогенеза

Биогенез у раздзел кута ставіць тэрмадынамічныя і экалагічныя ўласцівасці, якія адрозніваюць жывое ад нежывога. Пры гэтым генетычны, эвалюцыйны і біяхімічны падыходы лічацца дадатковымі. Канцэпцыі биогенеза наступныя:

• Жывое, як і нежывое, - гэта два узаемазвязаных і непадзельнасць стану матэрыі. Гэтыя тэорыі носяць назву фізічных.
• Тэрмадынамічная (супрацьстаянне энтрапіі) і сістэмная (супадпарадкаванне і ўстойлівыя дынамічныя сувязі) складнік - гэта галоўныя ўласцівасці і прыкметы жыцця.
• Жыццё ўзнікла ў Сусвеце, а біясфера Зямлі - праява жывой часткі Космасу. Гэтыя тэорыі называюць касмічнымі.

Биогенез, такім чынам, гэта космоцентрические фізічныя тэорыі паходжання жыцця.

сучасныя гледжанні

Сучасная навука прытрымліваецца пункту гледжання, якая аб'ядноўвае ўсе канцэпцыі ў адзіную сістэму ведаў пра тое, як нежывая матэрыя ператварылася ў жывую. Як найбольш верагодны шлях паходжання жывога сучасная навука прызнае, што пачатковы этап - гэта абиогенез. І складаецца ён з 3 пачатковых этапаў:

• З'яўленне біялагічных мономеров.
• Адукацыя біялагічных палімераў.
• З'яўленне мембранных структур і першасных найпростых арганізмаў - протобионтов.

Далей развіццё жыцця на зямлі ішло ўжо лягчэй - па эвалюцыйным механізмам Ч. Дарвіна (спадчыннасць, зменлівасць і адбор).

Небіялягічная адукацыю арганікі

Хімічная эвалюцыя або добиологический абиогенез - гэта ўзнікненне арганічных рэчываў з неарганічных. У 1924 годзе рускі акадэмік А.І. Опарин (1894-1980) выказаў здагадку, што ў насычаных высокамалекулярныя злучэнні растворах самаадвольна ўтворацца зоны падвышаных канцэнтрацый (коацерваты або коацерватные кроплі), якія адасобленыя ад навакольнага асяроддзя, але падтрымліваюць з ёй абмен. Тэорыю Опарина ў 1929 годзе падтрымаў англійская вучоны Джон Холдейн (1892-1964), і ў навуку трывала ўвайшла тэорыя коацерватов, якая прадугледжвае самазараджэння арганічных рэчываў на ранніх этапах развіцця нашай планеты з унікальнымі фізічнымі ўмовамі.

Доказы гіпотэзы абиогенеза

Спачатку даказаць магчымасць самаадвольнага сінтэзу арганічных рэчываў з неарганічных не ўяўлялася магчымым. Аднак сёння ўжо пройдзены пэўныя этапы і атрыманы вынікі.

А пачалося ўсё ў 1953 годзе, калі хімікі Стэнлі Мілер і Гаральд К. Юры правялі эксперымент з першасным булёнам (серада, падобная на предбиотическую на Зямлі). Прыток энергіі (да 60 тысяч У) пад ціскам і пры тэмпературы 80 градусаў па Цэльсіі прывёў да адукацыі тоўстых кіслот, мачавіны і некалькіх амінакіслот (мономеров бялку). А ўжо ў 2008 годзе амерыканскія біёлагі стварылі «протоклетку» з мембранай, у 2011 годзе японскія біёлагі апублікавалі работы па стварэнні везікулы з абалонкай і здольнасцю да дзялення.

хісткасць пазіцый

Не гледзячы на поспехі біёлагаў ў эксперыментальных спробах пацверджання тэорыі Опарина-Холдейна пра зараджэнне жыцця на планеце ў коацерватах, усё ж усе атрыманыя структуры далёкія ад будынка жывой клеткі. Сусветная супольнасць не прызнае гэтыя досведы як бясспрэчная доказ менавіта такога зараджэння жыцця. Як биогенез, так і абиогенез - гэта тэорыі на сёння не пацверджаныя эксперыментальна. Улічваючы, што шлях ад неарганічных малекул да жывой клетцы быў доўгім, са мноствам скрыжаванняў і прыпынкаў, навукоўцам застаецца пакуль толькі будаваць гіпотэзы, як мог быць пройдзены дадзены шлях. Але ўсе гэтыя гіпотэзы не даказваюць, што ўсё менавіта так і здарылася на Зямлі шмат мільярдаў гадоў таму.

Верагоднасць зусім неверагодная

Выпадковасць ўзнікнення жывой клеткі ў першасным булёне падлічана матэматычна. Брытанскі матэматык Фрэд Хол з выкарыстаннем сучасных кампутараў падлічыў верагоднасць выпадковага адукацыі бялку амёбы. І гэтая верагоднасць апынулася нікчэмна малой - 1/10 * 40000. Нагадаем, што гэта пры некаторых ідэальных умовах. І гэта наводзіць на пэўныя разважанні і дае аргументы прыхільнікам іншых тэорый і канцэпцый узнікнення жыцця на нашай планеце.

неверагоднае верагодна

Але, як вядома, усё адносна. На нашай планеце і ў нашым свеце - гэта бясспрэчны факт. Вось некалькі прыкладаў, якія прымусяць задумацца - ці так ужо немагчымая такая выпадковасць, як ўзнікненне жыцця ў першасным булёне.

• Калі б працягласць жыцця чалавека была 100 000 гадоў, то мы гарантавана (гэта значыць у 100%) гінулі б ў авiякатастрофах.
• Верагоднасць выйграць у латарэю Cool Million складае 1 на 5 200 000. І тым не менш амерыканка Валеры Вільсан выйграла галоўны прыз двойчы: у 2002 і ў 2006 гадах.
• У 2009 годзе ў балгарскай латарэі «6 з 41» ў двух тыражах з розніцай у 4 дні выпалі аднолькавыя лічбы (4 15 23 24 35 42). Верагоднасць такой падзеі складае 3,61 • 10 ^-14.