Pat ar miljoniem gadu kļūdu zinātne joprojām nevar pateikt pat aptuveni. Nav apstrīdams tikai tas, ka dzīvā viela simtiem miljonu gadu Zemes dzīves laikā ir mainījusies atkarībā no vides apstākļiem, organismu pastāvēšanas apstākļiem.
Augu un dzīvnieku organismu attīstība
Salīdzinot augu un dzīvnieku organismi, tajās var atrast dziļas atšķirības. Ja mēs pārietam no augstākām formām uz zemākām, no vairāk organizētām uz mazāk organizētām, šīs atšķirības pamazām tiek izlīdzinātas. Visvienkāršākie dzīvnieku un augu pārstāvji atrodas tik tuvu viens otram, ka to dalīšana ir nosacīta, un šeit nav iespējams noteikt asu robežu. Tas pārliecinoši runā par dzīves vienotība.
Dzīve pamazām attīstījās un uzlabojās. Nepārtrauktu izmaiņu rezultātā ir parādījušies jauni augu un dzīvnieku organismi, kas labāk pielāgoti jaunajam biotopam.
Mums pazīstamā flora un fauna ir tikai viens no tā grandiozā dzīves attīstības procesa posmiem, kas aizsākās ļoti sen.
Dzīves parādīšanās uz Zemes vēsture zemes garozas slāņos
Šie slāņi ir kā īpašas grāmatas, aizraujošas grāmatas par Zemes dzīvi lappuses. Jums vienkārši jāprot lasīt tā nolietotās, dažreiz pārāk izkaisītās lapas.
Dziļā gravā vai upes krastā var atrast gliemežvākus, pēc izskata un formas neparastus, augu un dzīvnieku nospiedumus uz akmens, akmeņus, kas izskatās kā šūnveida vai mazi aitu ragi, kā arī akmens caurules, kas vērstas uz vienu. pusē, atšķiras pēc izmēra un biezuma ... Tie nedaudz atgādina akmens pirkstu fragmentus. Par šo līdzību viņi tiek saukti parastā valodā - "velna pirksti".
Jāšanās pirksts Jums var būt paveicies atrast arī zobus, kaulus un pat veselus skeletus, nospiedumus, dažreiz milzīga izmēra, nevienam neredzētus, dzīvniekus.
Akmeņi, kas veido zemes garozas slāņus, ir ne mazāk ievērojami kā tajos sastopamo organismu fosilās atliekas. Dažviet mūsu uzmanību piesaista zili, sarkani un melni māli, citur - melni, sarkani un zaļi smilšakmeņi, baltas un zaļas smiltis, kaļķakmeņi, dažkārt pārpildīti ar dažādu organismu atliekām.
Dabas pētnieki jau ilgu laiku atzīmēja, ka dažādu organismu atliekas ir atrodamas dažādos slāņos.
Dažos slāņos, piemēram, netālu no Sanktpēterburgas, pārsteidz mazo plakano čaulu pārpilnība - "obolus", apmēram divu kapeiku monētas lielumā ("obolos" grieķu valodā ir neliela maiņas monēta - obol), citi slāņi, piemēram, netālu no Maskavas, - "velna pirkstu" pārpilnība.
"Sasodīto pirkstu" pārpilnība šuvēs Tādējādi tika secināts, ka šie slāņi veidojās dažādos ģeoloģiskos laikos, kad šie organismi tika plaši izplatīti jūras ūdenstilpēs.
Obolus apdzīvoja seno Silūrijas jūru, kas radās, kā nosaka ģeologi, apmēram pirms 360 miljoniem gadu un pastāvēja 40 miljonus gadu. Šī jūra aizņēma milzīgu teritoriju no Rietumeiropas austrumu robežām līdz Arāla jūrai austrumos un aptuveni no Tulas platuma ziemeļos līdz Kaukāza kalniem dienvidos.
Mūsdienu jūras, piemēram, Melnā jūra, arī izmet milzīgas visa veida čaulu masas. Evpatorijas "zelta" pludmalē jūs pārsteigs čaulu pārpilnība. Vietējie amatnieki ar to prasmīgi rotā savus nepretenciozos suvenīrus - kastes, rāmjus fotogrāfijām un dažādus nieciņus. Līdztekus mākslinieciskajam mērķim dzelzceļa sliedēm balasta smilšu vietā ir labi izmantots apvalks.
Melnās jūras čaulas biezums kalpoja kā izejmateriāls čaulas iežu slāņu veidošanai - lielisks celtniecības materiāls, kas labi piemērots apstrādei.
Čaulas klints ir lielisks celtniecības materiāls "Velna pirksts" ir tikpat interesants stāsts. Velnu šeit atceras tikai nezināšanas dēļ: tas nav nekas cits kā senā galvkāju moluska belemnīta iekšējā apvalka fragmenti, kas dzīvoja tālajā mezozoja laikmetā, apmēram pirms 185 miljoniem gadu. Dzīvnieka nosaukums cēlies no sengrieķu vārda "belemnon" - bulta, kuras gals parasti atgādināja "velna pirkstu".
Belemnītu pēcteči
Daži belemnītu pēcteči - sēpijas un milzu briesmoņi - astoņkāji jeb astoņkāji ir sastopami mūsdienu jūrās - gan aukstās, gan siltajās - gan pie krasta, gan lielā dziļumā (līdz 3500 metriem). Lielākā daļa galvkāju ir plēsēji; dažreiz tie sasniedz 17 metrus, no kuriem 6 metri nokrīt uz dzīvnieka ķermeņa, pārējie - uz taustekļiem - "kājas", līdz desmit.
Galvkāji peld īpašā veidā: spēcīgi saraujoties ķermeņa muskuļiem, viņi no mutes atveres izmet ūdens straumi. No šī grūdiena dzīvnieks strauji metas kā torpēda. Varētu domāt, ka tas peld atpakaļ. Briesmu gadījumā daži galvkāji atbrīvo īpaša tintes maisiņa saturu un aiz duļķaina priekškara kļūst ienaidniekam neredzami.
No tintes maisa satura tiek izgatavota slavenā ķīniešu tinte un brūnā sēpijas krāsa. Daudzi galvkāji, īpaši sēpijas, tiek ēst (Ķīnā) gan svaigi, gan žāvēti.
Visvairāk "sasodītā pirksta" atradās dzīvnieka asti un tas plēsējam nodrošināja kustības ātrumu.
Senās jūras
Gadā tika atrasti senie galvkāji Krīta jūra, kas krīta perioda pirmajā pusē applūda plašu joslu gar Urālu kalnu grēdu, nonākot dziļā līcī uz rietumiem līdz Tveras - Kalugas meridiānam un otrajā pusē okupēja gandrīz visu Krievijas Eiropas daļas dienvidu pusi. līdz dienvidu robežām ar Turciju un Irānu. Šajā krīta jūras dienvidu reģionā Galvenā Kaukāza grēda jau ir noteikta akmeņainas salas formā.
Zemes slāņu veidošanās izpēte
Ja iekšā zemes slāņi tālu viens no otra apgabalos, piemēram, netālu no Maskavas un netālu no Uljanovskas, atrodiet pārpilnību "velna pirkstu" vai jebkuru citu identisku organisko atlieku - tas pārliecinoši liek domāt, ka šie slāņi veidojās vienā un tajā pašā ģeoloģiskajā laikā, citādi - tajā pašā ģeoloģiskajā periods, laikmets, gadsimts utt.
Zemes garozas slāņu izpēte kvartāra periodā
Interesants materiāls var mums izpētīt zemes garozas slāņus, kas izveidojušies nākamo miljonu gadu laikā. Šo ģeoloģisko periodu, kas turpinās arī šodien, sauc par kvartāra periodu.
Zemākās un Vidējās Volgas reģionu augšējos slāņos, piemēram, Astrahaņas, Volgogradas, Saratovas un Kuibiševas apgabalos, īpaši Trans-Volgas reģionā, ir gliemežvāki, kas līdzīgi tiem, kas joprojām dzīvo Kaspijas jūrā.
Pamatojoties uz šo čaulu atradumiem, bija iespējams noteikt kādreiz pastāvējušo milzīgo robežas Arala-Kaspijas jūra... Volgograda un Saratova tagad atrodas tās sakņu krastā. Pētnieki pat var pārliecināties, ka šaurais ziemeļu jūras līcis bija gar Kamas augsto labo krastu tālu uz ziemeļaustrumiem.
Šī jūra bija tāda pirms aptuveni 100 tūkstošiem gadu, kad lielākā daļa Eiropas Eiropas teritorijas atradās lielā apledojuma aizsegā un ledus biezums sasniedza, kā uzskata ģeologi, līdz diviem kilometriem.
Dziļākos slāņos Volgas reģionā atrodami buļļu, bifeļu, savvaļas zirgu, milzīgu kamieļu, mamuta, gigantisku briežu, spalvainu degunradžu, alu lauvu un citu tagad pazudušu dzīvnieku kauli.
Jo dziļāk mēs iekļūstam slāņos, jo biežāk mēs satiksim dzīvnieku kaulus, kas arvien vairāk atšķiras no mūsdienu dzīvnieku pasaules pārstāvjiem.
Pārakmeņojušās dzīvnieku atliekas Pētot pārakmeņojušos laikmetu fosilizētās atliekas, šķiet, ka ģeologi apgriež lielās dabas grāmatas akmens lapas. Tomēr tas bieži nesniedz izsmeļošu atbildi: trūkst daudz lapu, jo ne visi organismi, kas pastāvēja mūsu planētas dzīves iepriekšējos laikmetos, ir nospieduši savu zīmi uz akmens.
Akmens tārpu nospiedums Sākot no garās dzīves ķēdes, no dzīvās matērijas rašanās līdz vispilnīgākajai formai - cilvēkam, ir saglabājušies tikai atsevišķi lūžņi, trūkst daudzu ķēdes posmu.
Senākajos zemes garozas slāņos, kas ļoti mainījušies tās veidošanās procesā, gandrīz nav organiskas dzīves pazīmju.
Fosilo organismu veidošanās
Atšķirīgākas organismu pēdas sāk parādīties tajos iežos, kas izveidojušies no seno rezervuāru nogulumiem.
Šajos nogulumos apglabātie organismi un to skeleti labvēlīgos apstākļos pamazām pārvērtās par akmeni, citiem vārdiem sakot, mineralizējās.
Mineralizēti atradumi To organiskās vielas no šķīdumiem aizstāja ar minerālvielām, piemēram, oglekļa kaļķi, silīcija dioksīdu un citām vielām. Tādējādi veidojās dažādi pārakmeņojušies čaumalas, kauli, koka gabali un pat veseli koku stumbri.
Ja no pārakmenējuša koka gabala ir pulēta plāna caurspīdīga plāksne (plānāka par papīra lapu), tā sauktā plānā daļa, tad zem mikroskopa mēs skaidri redzēsim senākā koka iekšējo struktūru.
Dažreiz tiek saglabātas nevis pašas čaumalas, auga daļas utt., Bet tikai to nospiedumi, piemēram, augu lapu nospiedumi.
Ir arī veidojumi, kas veidoti no materiāla, kas piepildīja apvalku un pēc tam sacietēja.
Tā tiek iegūti "iekšējie serdeņi", kā tos sauc ģeologi. Tie atgādina metāla lējumus noteiktā formā. Kad čaula pati izšķīst, tiek iegūta tās ārējā forma vai "ārējā serde".
Vide, kurā tika saglabātas dzīvnieku atliekas, noteica viņu drošību: rupjās graudainās smiltīs dzīvnieku atliekas izšķīdināja cirkulējošie ūdeņi, mālos tās sasmalcināja un metamorfajos iežos tās pilnībā pazuda.
Organisko atlieku ārkārtas saglabāšanu noteica tikai smalkgraudaini nogulumi, kūdra, dabīgais asfalts un it īpaši skujkoku sveķi. Piemēram, kukaiņi un ziedi, kas pirms miljoniem gadu nokļuvuši šķidrā koku sveķos, ir saglabāti pilnīgi bez mazākām izmaiņām, it kā tie būtu dzīvi. Kā to var izskaidrot?
Fakts ir tāds, ka sveķi pamazām sacietē, pārvēršas par akmeni, pārvēršoties par dzintaru - pusdārgakmens zelta akmeni, bieži vien pilnīgi caurspīdīgu. No dzintara izgatavotas krelles, iemuti, piespraudes utt. Dzintarā bieži sastopami dažādi kukaiņi, īpaši skudras.
Lomonosovs par šiem brīnumiem pirms 260 gadiem rakstīja šādi:
Ejot papeles, skudras ēnā
Ar kāju iesprūdu lipīgajos sveķos.
Lai gan viņš savā dzīvē bija nicināms:
Pēc nāves viņi kļuva dārgakmeņi dzintarā.
Tālu no vienmēr, it īpaši vecajos laikos, ģeoloģiskie atradumi saņēma pareizo definīciju un mērķi. Bija arī neaizmirstami kuriozi. Vienā, piemēram, Spānijas katedrālē 17. gadsimtā, mamuta molārais zobs tika godināts par neapšaubāmu svētā zobu.
Zobu sāpju cienītāji skūpstīja mamuta zobu un kopumā deva labus ienākumus “svētajiem tēviem”. Ņemiet vērā, ka aptuvenie mamuta zoba izmēri: saknes garums ir 12 centimetri, košļājamās virsmas garums ir 14 centimetri, un tā platums ir 7 centimetri. Paredzams, ka katram cilvēkam ir trīsdesmit divi zobi (ar pilnu komplektu). Kāda izmēra bija svētā mute, spriežot pēc pašas svētnīcas neapstrīdamajiem datiem.
Jāatzīmē, ka leģendas par milžiem, kas bija divdesmit reizes garāki par vīrieti, tika atrasti arī tā laika senajos, "zinātniskajos" traktātos.
Bija vēl grūtāki gadījumi ar ģeoloģiskiem atradumiem. Senās ķirzakas skeleta nospiedums tika atpazīts, piemēram, ar 18. gadsimta pirmās ceturtdaļas "mācīto cilvēku" svētību tāda cilvēka skeletam, kurš "pasaules plūdu" laikā noslīka.
Jautājums par dzīvības izcelsmi uz Zemes ir viens no visgrūtākajiem mūsdienu dabaszinātņu jautājumiem, uz kuru joprojām nav viennozīmīgas atbildes.
Ir vairākas Zemes dzīvības rašanās teorijas, no kurām slavenākās ir:
- spontānas (spontānas) paaudzes teorija;
- kreacionisma (vai radīšanas) teorija;
- stacionārā stāvokļa teorija;
- panspermijas teorija;
- bioķīmiskās evolūcijas teorija (A.I. Oparina teorija).
Apsvērsim šo teoriju galvenos noteikumus.
Spontānas (spontānas) paaudzes teorija
Teorija par spontānu dzīves rašanos bija izplatīta antīkajā pasaulē - Babilonā, Ķīnā, Senajā Ēģiptē un Senajā Grieķijā (šo teoriju ievēroja it īpaši Aristotelis).
Senās pasaules un viduslaiku Eiropas zinātnieki uzskatīja, ka dzīvās būtnes pastāvīgi rodas no nedzīvās matērijas: tārpi - no dubļiem, vardes - no dubļiem, ugunspuķes - no rīta rasas utt. Tātad, slavenais holandiešu zinātnieks 17. gadsimtā. Van Helmonts savā zinātniskajā traktātā diezgan nopietni aprakstīja eksperimentu, kurā 3 nedēļu laikā viņš saņēma peles aizslēgtā tumšā skapī tieši no netīra krekla un saujas kviešu. Pirmo reizi itāļu zinātnieks Frančesko Redi (1688) nolēma plaši izplatītu teoriju pakļaut eksperimentālam testam. Viņš ielika traukos vairākus gaļas gabalus un dažus no tiem apsedza ar muslīnu. Atvērtos traukos uz pūšanas gaļas virsmas parādījās balti tārpi - mušu kāpuri. Traukos, kas pārklāti ar muslīnu, mušu kāpuru nebija. Tādējādi F. Redi spēja pierādīt, ka mušu kāpuri parādās nevis no pūstošas gaļas, bet gan no olām, kuras mušas uz tās virsmas.
1765. gadā slavenais itāļu zinātnieks un ārsts Lazzaro Spalanzani hermētiskās stikla kolbās vārīja gaļas un dārzeņu buljonus. Buljoni noslēgtās kolbās nepasliktinājās. Viņš secināja, ka augstā temperatūrā tika nogalinātas visas dzīvās būtnes, kas varēja sabojāt buljonu. Tomēr F. Redi un L. Spalanzani eksperimenti visus nepārliecināja. Vitalistu zinātnieki (no lat. vita- dzīve) uzskatīja, ka vārītu buljonu laikā spontāna dzīvo būtņu rašanās nenotiek, jo tajā tiek iznīcināts īpašs "vitālais spēks", kas nevar iekļūt noslēgtā traukā, jo tas tiek pārvadāts pa gaisu.
Strīdi par spontānas dzīves radīšanas iespēju ir saasinājušies saistībā ar mikroorganismu atklāšanu. Ja sarežģītas dzīvās būtnes nevar spontāni radīt, varbūt tie var būt mikroorganismi?
Šajā sakarā Francijas akadēmija 1859. gadā paziņoja par balvas piešķiršanu tam, kurš beidzot izlemj jautājumu par spontānas dzīves radīšanas iespēju vai neiespējamību. Šo balvu 1862. gadā saņēma slavenais franču ķīmiķis un mikrobiologs Luijs Pastērs. Tāpat kā Spalanzani, viņš vārīja barības vielu buljonu stikla kolbā, bet kolba nebija parasta, bet ar kaklu 5 formas caurules formā. Gaiss un līdz ar to "dzīvības spēks" varēja iekļūt kolbā, bet putekļi un līdz ar to gaisā esošie mikroorganismi nogulsnējās 5 formas caurules apakšējā elkonī, un kolbā esošais buljons palika sterils ( 1. attēls). Tomēr, tiklīdz kolbas kakls bija salauzts vai 5 formas caurules apakšējais ceļgals tika izskalots ar sterilu buljonu, buljons ātri sāka kļūt duļķains - tajā parādījās mikroorganismi.
Tādējādi, pateicoties Luisa Pastēra darbiem, spontānas paaudzes teorija tika atzīta par nepieņemamu un zinātniskajā pasaulē tika izveidota bioģenēzes teorija, kuras īsais formulējums ir - "Visas dzīvās būtnes ir no dzīvajām būtnēm."
Att. 1. Pastera kolba
Tomēr, ja visi dzīvie organismi vēsturiski paredzamajā cilvēka attīstības periodā ir cēlušies tikai no citiem dzīviem organismiem, dabiski rodas jautājums: kad un kā pirmie dzīvie organismi parādījās uz Zemes?
Radīšanas teorija
Radīšanas teorija pieņem, ka visi dzīvie organismi (vai tikai to vienkāršākās formas) noteiktā laika periodā ir izveidoti ("uzbūvēti") kādas pārdabiskas būtnes (dievības, absolūtas idejas, supermind, supercivilizācijas utt.). Ir acīmredzams, ka šo seno laiku viedokli ievēroja lielākās daļas pasaules vadošo reliģiju, it īpaši kristīgās reliģijas, piekritēji.
Kreacionisma teorija joprojām ir diezgan plaši izplatīta ne tikai reliģiskajās, bet arī zinātniskajās aprindās. Parasti to izmanto, lai izskaidrotu vissarežģītākos, pašlaik neatrisinātos bioķīmiskās un bioloģiskās evolūcijas jautājumus, kas saistīti ar olbaltumvielu un nukleīnskābju parādīšanos, mijiedarbības mehānisma veidošanos starp tiem, atsevišķu kompleksu organellu vai orgānu (tādu kā ribosomu, acīm vai smadzenēm). Periodiskas "radīšanas" darbības izskaidro arī skaidru pārejas saišu neesamību no viena veida dzīvniekiem
citam, piemēram, no tārpiem līdz posmkājiem, no pērtiķiem līdz cilvēkiem utt. Jāuzsver, ka filozofiskais strīds par apziņas primāti (virsdomu, absolūtu ideju, dievību) vai matēriju nav principiāli atrisināms, jo mēģinājums izskaidrot jebkuras mūsdienu bioķīmijas un evolūcijas teorijas grūtības ar principā nesaprotamiem pārdabiskiem radīšanas aktiem izvirza šos jautājumus ārpus zinātnisko pētījumu ietvariem, kreacionisma teoriju nevar klasificēt zinātniskās teorijas dzīvības izcelsme uz Zemes.
Stabila stāvokļa un panspermijas teorijas
Abas šīs teorijas ir viena pasaules attēla papildinošie elementi, kuru būtība ir šāda: Visums pastāv mūžīgi un tajā mūžīgi pastāv dzīvība (stacionārs stāvoklis). Dzīve tiek pārnesta no planētas uz planētu, ceļojot kosmosā "dzīvības sēklas", kas var būt komētu un meteorītu (panspermiju) sastāvdaļa. Līdzīgus uzskatus par dzīves izcelsmi bija it īpaši biosfēras doktrīnas dibinātājam akadēmiķim V.I. Vernadskis.
Tomēr stacionārā stāvokļa teorija, kas pieņem bezgalīgi ilgu Visuma eksistenci, nepiekrīt mūsdienu astrofizikas datiem, saskaņā ar kuriem Visums radās salīdzinoši nesen (apmēram pirms 16 miljardiem gadu) primārā sprādziena rezultātā.
Ir acīmredzams, ka abas teorijas (panspermija un stacionārais stāvoklis) vispār nepiedāvā dzīvības primārās izcelsmes mehānisma izskaidrojumu, pārnesot to uz citām planētām (panspermija) vai virzot to atpakaļ uz laiku līdz bezgalībai (stacionārā stāvokļa teorija). .
Bioķīmiskās evolūcijas teorija (A.I. Oparina teorija)
No visām dzīves izcelsmes teorijām visplašāk izplatītā un atzītākā zinātnes pasaulē ir bioķīmiskās evolūcijas teorija, kuru 1924. gadā ierosināja padomju bioķīmiķis, akadēmiķis A.I. Oparins (1936. gadā viņš to sīki aprakstīja savā grāmatā Dzīvības parādīšanās).
Šīs teorijas būtība ir tāda, ka bioloģiskā evolūcija - t.i. dažādu dzīvo organismu formu rašanos, attīstību un sarežģījumus pirms tam veica ķīmiskā evolūcija - ilgs periods Zemes vēsturē, kas saistīts ar elementāru vienību, "ķieģeļu", kas veido visu dzīvo, parādīšanos, sarežģīšanu un uzlabošanos. - organiskās molekulas.
Prebioloģiskā (ķīmiskā) evolūcija
Pēc lielākās daļas zinātnieku (galvenokārt astronomu un ģeologu) domām, Zeme kā debess ķermenis izveidojās apmēram pirms 5 miljardiem gadu. kondensējot gāzes un putekļu mākoņa daļiņas, kas griežas ap Sauli.
Kompresijas spēku ietekmē daļiņas, no kurām veidojas Zeme, izdala milzīgu daudzumu siltuma. Zemes zarnās sākas kodolreakcijas. Tā rezultātā Zeme kļūst ļoti karsta. Tādējādi 5 miljardi gadu t.s. Zeme bija sarkanā karstā bumba, kas steidzās kosmosā, kuras virsmas temperatūra sasniedza 4000-8000 ° C (smiekli. 2).
Pakāpeniski, pateicoties siltumenerģijas starojumam kosmosā, Zeme sāk atdzist. Apmēram pirms 4 miljardiem gadu Zeme tik ļoti atdziest, ka uz tās virsmas veidojas cieta garoza; tajā pašā laikā no tā dziļumiem izplūst vieglas, gāzveida vielas, kas paceļas augšup un veido primāro atmosfēru. Primārās atmosfēras sastāvs ievērojami atšķīrās no mūsdienu. Acīmredzot senās Zemes atmosfērā nebija brīva skābekļa, un tajā bija vielas reducētā stāvoklī, piemēram, ūdeņradis (H 2), metāns (CH 4), amonjaks (NH 3), ūdens tvaiki (H 2 O ) un, iespējams, arī slāpekli (N 2), oglekļa monoksīdu un dioksīdu (CO un CO 2).
Zemes primārās atmosfēras reducējošais raksturs ir ārkārtīgi svarīgs dzīvības izcelsmei, jo vielas reducētā stāvoklī ir ļoti reaģējošas un noteiktos apstākļos spēj savstarpēji mijiedarboties, veidojot organiskas molekulas. Brīva skābekļa trūkums primārās Zemes atmosfērā (gandrīz viss Zemes skābeklis bija saistīts oksīdu veidā) ir arī svarīgs priekšnoteikums dzīvības rašanās brīdim, jo skābeklis viegli oksidējas un tādējādi iznīcina organiskos savienojumus. Tāpēc, ja atmosfērā ir brīvs skābeklis, ievērojama organisko vielu daudzuma uzkrāšanās uz senās Zemes nebūtu iespējama.
Aptuveni 5 miljardi gadu utt.- Zemes kā debess ķermeņa parādīšanās; virsmas temperatūra - 4000-8000 ° С
Apmēram pirms 4 miljardiem gadu - zemes garozas un primārās atmosfēras veidošanās
1000 ° C temperatūrā- vienkāršo organisko molekulu sintēze sākas primārajā atmosfērā
Enerģiju sintēzei dod:
Primārās atmosfēras temperatūra ir zemāka par 100 ° C - primārā okeāna veidošanās -
Sarežģītu organisko molekulu sintēze - biopolimēri no vienkāršām organiskām molekulām:
- vienkāršas organiskās molekulas - monomēri
- sarežģītas organiskās molekulas - biopolimēri
Shēma. 2. Galvenie ķīmiskās evolūcijas posmi
Kad primārās atmosfēras temperatūra sasniedz 1000 ° C, tajā sākas vienkāršu organisko molekulu sintēze, piemēram, aminoskābju, nukleotīdu, taukskābju, vienkāršo cukuru, daudzvērtīgo spirtu, organisko skābju uc starojums un, visbeidzot, ultravioletais starojums Saules, no kuras Zemi vēl neaizsargā ozona ekrāns, un tieši ultravioleto starojumu zinātnieki uzskata par galveno enerģijas avotu organisko vielu abiogēnai (ti, pārejai bez dzīvo organismu līdzdalības) sintēzei.
A.I. teorijas atzīšana un plaša izplatīšana Oparīnu lielā mērā veicināja fakts, ka modeļu eksperimentos organisko molekulu abiogēnās sintēzes procesi ir viegli reproducējami.
Organisko vielu sintezēšanas iespēja no neorganiskām ir zināma kopš 19. gadsimta sākuma. Jau 1828. gadā izcilais vācu ķīmiķis F. Vohlers sintezēja organisko vielu - urīnvielu no neorganiskā - amonija cianīdu. Tomēr organisko vielu abiogēnas sintēzes iespēja apstākļos, kas līdzīgi senās Zemes apstākļiem, vispirms tika parādīta S. Millera eksperimentā.
1953. gadā jauns amerikāņu pētnieks, Čikāgas universitātes maģistrants Stenlijs Millers reproducēja stikla kolbā ar elektrodiem, kas bija pielodēti Zemes primārajā atmosfērā, kas, pēc tā laika zinātnieku domām, sastāvēja no ūdeņraža metāna CH 4, amonjaks NH un ūdens tvaiki H 2 0 (3. attēls). Caur šo gāzes maisījumu S. Millers nedēļu izlaida elektriskās izlādes, simulējot negaisus. Eksperimenta beigās kolbā tika atrastas α-aminoskābes (glicīns, alanīns, asparagīns, glutamīns), organiskās skābes (dzintarskābe, pienskābe, etiķskābe, glikolskābe), y-hidroksibutīnskābe un urīnviela. Atkārtojot eksperimentu, S. Milleram izdevās iegūt atsevišķus nukleotīdus un īsas polinukleotīdu ķēdes no piecām līdz sešām saitēm.
Att. 3. S. Millera uzstādīšana
Turpmākajos abiogēnās sintēzes eksperimentos, ko veica dažādi pētnieki, tika izmantotas ne tikai elektriskās izlādes, bet arī citi senajai Zemei raksturīgie enerģijas veidi - kosmiskais, ultravioletais un radioaktīvais starojums, augsta temperatūra, kas raksturīga vulkāniskajai darbībai, kā arī dažādi gāzes maisījumu iespējas, imitējot primāro atmosfēru. Rezultātā tika iegūts gandrīz viss dzīvajām būtnēm raksturīgo organisko molekulu spektrs: aminoskābes, nukleotīdi, taukvielām līdzīgas vielas, vienkāršie cukuri, organiskās skābes.
Turklāt uz Zemes šobrīd var notikt organisko molekulu abiogēna sintēze (piemēram, vulkāniskās aktivitātes laikā). Tajā pašā laikā vulkāniskajās emisijās var atrast ne tikai ciānūdeņražskābi HCN, kas ir aminoskābju un nukleotīdu priekštecis, bet arī atsevišķas aminoskābes, nukleotīdus un pat tādas sarežģītas organiskas vielas kā porfirīni. Organisko vielu abiogēna sintēze ir iespējama ne tikai uz Zemes, bet arī kosmosā. Vienkāršākās aminoskābes ir meteorītos un kometās.
Kad primārās atmosfēras temperatūra nokritās zem 100 ° C, uz Zemes krita karstas lietavas un parādījās primārais okeāns. Ar lietus straumēm abiogēniski sintezētās organiskās vielas iekļuva primārajā okeānā, kas to pārvērta, bet angļu bioķīmiķa Džona Haldāna tēlainā izteiksmē - par atšķaidītu “primāro buljonu”. Acīmredzot tieši primārajā okeānā sākas veidošanās procesi no vienkāršām organiskām molekulām - sarežģītu organisko molekulu monomēriem - biopolimēri (sk. 2. att.).
Tomēr atsevišķu nukleohīdu, aminoskābju un cukuru polimerizācijas procesi ir kondensācijas reakcijas, tie turpina ūdens izvadīšanu, tāpēc ūdens vide veicina nevis polimerizāciju, bet, gluži pretēji, biopolimēru hidrolīzi (ti, to iznīcināšanu) pievienojot ūdeni).
Biopolimēru (jo īpaši olbaltumvielu no aminoskābēm) veidošanās atmosfērā varētu notikt aptuveni 180 ° C temperatūrā, no kurienes tos atmosfēras nokrišņos nomazgā primārajā okeānā. Turklāt ir iespējams, ka uz senās Zemes aminoskābes koncentrējās, izžūstot ūdenstilpnēm, un ultravioletās gaismas un lavas siltuma ietekmē sausā veidā polimerizējās.
Neskatoties uz to, ka ūdens veicina biopolimēru hidrolīzi, biopolimēru sintēze dzīvā šūnā tiek veikta ūdens vidē. Šo procesu katalizē īpaši olbaltumvielu katalizatori - fermenti, un sintēzei nepieciešamā enerģija izdalās adenozīna trifosforskābes - ATP sadalīšanās laikā. Iespējams, ka biopolimēru sintēzi primārā okeāna ūdens vidē katalizēja dažu minerālu virsma. Eksperimentāli ir pierādīts, ka aminoskābes alanīna šķīdums var polimerizēties ūdens vidē īpaša veida alumīnija oksīda klātbūtnē. Tas ražo polialanīna peptīdu. Alanīna polimerizācijas reakciju papildina ATP sadalīšanās.
Nukleotīdu polimerizācija ir vieglāka nekā aminoskābju polimerizācija. Ir pierādīts, ka šķīdumos ar augstu sāļu koncentrāciju atsevišķi nukleotīdi spontāni polimerizējas, pārvēršoties nukleīnskābēs.
Visu mūsdienu dzīvo būtņu dzīve ir nepārtrauktas mijiedarbības process ar dzīvās šūnas svarīgākajiem biopolimēriem - olbaltumvielām un nukleīnskābēm.
Olbaltumvielas ir dzīvas šūnas "molekulas-strādnieki", "molekulas-inženieri". Aprakstot savu lomu vielmaiņā, bioķīmiķi bieži lieto tādas figurālas izteiksmes kā "proteīns darbojas", "enzīms vada reakciju". Vissvarīgākā olbaltumvielu funkcija ir katalītiskā... Kā jūs zināt, katalizatori ir vielas, kas paātrina ķīmiskās reakcijas, taču tie paši nav iekļauti reakcijas gala produktos. Katalizatoru tvertnes sauc par fermentiem. Fermenti izliekas un paātrina vielmaiņas reakcijas tūkstošiem reižu. Metabolisms un tāpēc dzīve bez tiem nav iespējama.
Nukleīnskābes- tās ir "molekulas-datori", molekulas - iedzimtas informācijas glabātāji. Nukleīnskābes glabā informāciju ne par visām dzīvās šūnas vielām, bet tikai par olbaltumvielām. Meitas šūnā ir pietiekami reproducēt mātes šūnai raksturīgos proteīnus, lai tie precīzi atjaunotu visas mātes šūnas ķīmiskās un strukturālās īpašības, kā arī tai raksturīgo vielmaiņas raksturu un ātrumu. Arī pašas nukleīnskābes tiek reproducētas olbaltumvielu katalītiskās aktivitātes dēļ.
Tādējādi dzīvības izcelsmes noslēpums ir olbaltumvielu un nukleīnskābju mijiedarbības mehānisma izcelsmes noslēpums. Kāda ir mūsdienu zinātnes informācija par šo procesu? Kuras molekulas bija primārais dzīves pamats - olbaltumvielas vai nukleīnskābes?
Zinātnieki uzskata, ka, neskatoties uz olbaltumvielu galveno lomu mūsdienu dzīvo organismu metabolismā, pirmās "dzīvās" molekulas bija nevis olbaltumvielas, bet gan nukleīnskābes, proti, ribonukleīnskābes (RNS).
Amerikāņu bioķīmiķis Tomass Čeks 1982. gadā atklāja RNS autokatalitiskās īpašības. Viņš eksperimentāli parādīja, ka barotnē, kas satur lielu minerālsāļu koncentrāciju, ribonukleotīdi spontāni (spontāni) polimerizējas, veidojot polinukleotīdus - RNS molekulas. Sākotnējās RNS polinukleotīdu ķēdēs, tāpat kā šablonā, savienojot komplementāras slāpekļa bāzes, veidojas RNS kopijas. RNS veidnes kopēšanas reakciju katalizē sākotnējā RNS molekula, un tai nav nepieciešama fermentu vai citu olbaltumvielu līdzdalība.
Turpmākie notikumi ir samērā labi izskaidrojami ar procesu, kuru molekulārā līmenī varētu saukt par "dabisko atlasi". RNS molekulu paškopēšana (pašsavākšanās) neizbēgami noved pie neprecizitātēm un kļūdām. Kļūdainās RNS kopijas tiek kopētas vēlreiz. Atkārtoti kopējot, atkal var rasties kļūdas. Rezultātā RNS molekulu populācija noteiktā primārā okeāna apgabalā būs neviendabīga.
Tā kā RNS degradācijas procesi iet arī līdzās sintēzes procesiem, reakcijas vidē uzkrāsies molekulas ar lielāku stabilitāti vai labākām autokatalītiskām īpašībām (ti, molekulas, kas ātrāk kopējas, ātrāk “vairojas”).
Dažās RNS molekulās, tāpat kā šablonā, var notikt nelielu olbaltumvielu fragmentu - peptīdu - pašsavienošanās. Ap RNS molekulu veidojas olbaltumvielu "apvalks".
Līdztekus autokatalītiskajām funkcijām Tomass Čeks atklāja RNS molekulu pašplisēšanās fenomenu. Pašsavienošanās rezultātā RNS reģioni, kurus neaizsargā peptīdi, spontāni tiek noņemti no RNS (tie ir it kā "izgriezti" un "izmesti"), bet pārējie RNS reģioni, kas kodē olbaltumvielu fragmentus, "saplūst", t.i. spontāni apvienojas vienā molekulā. Šī jaunā RNS molekula jau kodēs lielu, sarežģītu olbaltumvielu (4. attēls).
Acīmredzot sākotnēji olbaltumvielu apvalki galvenokārt pildīja aizsargfunkciju, aizsargājot RNS no iznīcināšanas un tādējādi palielinot tā stabilitāti šķīdumā (tā ir olbaltumvielu apvalku funkcija vienkāršākajos mūsdienu vīrusos).
Acīmredzot noteiktā bioķīmiskās evolūcijas posmā priekšrocības ieguva RNS molekulas, kas kodē ne tikai aizsargājošus proteīnus, bet arī katalītiskos proteīnus (enzīmus), kas strauji paātrina RNS kopēšanas ātrumu. Acīmredzot tieši tā radās olbaltumvielu un nukleīnskābju mijiedarbības process, ko mēs šobrīd saucam par dzīvi.
Turpmākās attīstības procesā, pateicoties olbaltumvielu parādīšanās procesam ar fermentu - reversās transkriptāzes funkcijām, dezoksiribonukleīnskābes (DNS) molekulas, kas sastāv no divām ķēdēm, sāka sintezēt uz vienvirziena RNS molekulām. OH grupas trūkums 2 "pozīcijā dezoksiribozē padara DNS molekulas stabilākas attiecībā uz hidrolītisko šķelšanos vāji sārmainos šķīdumos, proti, barotnes reakcija primārajās ūdenstilpēs bija vāji sārmaina (šī barotnes reakcija bija arī saglabāts mūsdienu šūnu citoplazmā).
Kur attīstījās sarežģīts olbaltumvielu un nukleīnskābju mijiedarbības process? Saskaņā ar A.I. Oparīns, tā sauktie koacervāta pilieni, kļuva par dzīves dzimteni.
Att. 4. Olbaltumvielu un nukleīnskābju mijiedarbības rašanās hipotēze: a) RNS paškopēšanas procesā uzkrājas kļūdas (1 - sākotnējai RNS atbilstoši nukleotīdi; 2 - sākotnējai RNS neatbilstoši nukleotīdi, - kopēšana kļūdas); b) aminoskābes (3 - RNS molekula; 4 - aminoskābes) tās fizikāli ķīmisko īpašību dēļ "pielīp" RNS molekulas daļai, kas, savstarpēji mijiedarbojoties, pārvēršas par īsām olbaltumvielu molekulām - peptīdiem. RNS molekulām piemītošās pašsavienošanās rezultātā tiek iznīcināti RNS molekulas reģioni, kurus neaizsargā peptīdi, un atlikušie "saplūst" vienā molekulā, kas kodē lielu olbaltumvielu. Rezultāts ir RNS molekula, kas pārklāta ar olbaltumvielu apvalku (primitīvākajiem mūsdienu vīrusiem, piemēram, tabakas mozaīkas vīrusam, ir līdzīga struktūra)
Koacervācijas parādība sastāv no tā, ka noteiktos apstākļos (piemēram, elektrolītu klātbūtnē) no šķīduma tiek atdalītas augstas molekulmasas vielas, bet ne nogulsnes, bet gan koncentrētāka šķīduma veidā. - koacervēt. Kratot, koacervāts sadalās atsevišķos mazos pilienos. Ūdenī šādi pilieni ir pārklāti ar hidratācijas apvalku, kas tos stabilizē (ūdens molekulu apvalks) - Zīm. pieci.
Koacervāta pilieniem ir noteikta vielmaiņas līdzība: tīri fizikāli ķīmisko spēku iedarbībā tie var selektīvi absorbēt dažas vielas no šķīduma un izdalīt savus sabrukšanas produktus vidē. Sakarā ar selektīvo vielu koncentrāciju no apkārtējās vides, tās var augt, bet, sasniedzot noteiktu lielumu, tās sāk "vairoties", atdalot mazus pilienus, kas savukārt var izaugt un "pumpurot".
Koacervāta pilienus, kas veidojas olbaltumvielu šķīdumu koncentrācijas rezultātā maisīšanas laikā viļņu un vēja ietekmē, var pārklāt ar lipīdu apvalku: vienu apvalku, kas atgādina ziepju micellas (ar vienu piliena atdalīšanu no pārklātās ūdens virsmas) ar lipīdu slāni), vai dubultā, kas līdzinās šūnu membrānai (atkārtoti nokrītot pilienam, kas pārklāts ar viena slāņa lipīdu membrānu, uz lipīdu plēves, kas nosedz rezervuāra virsmu - 5. attēls).
Laboratorijas apstākļos ir viegli simulējami koacervāta pilienu rašanās procesi, to augšana un “pumpurēšanās”, kā arī “apretēšana” ar membrānu no dubultā lipīdu slāņa.
Koacervāta pilienu gadījumā ir arī "dabiskās atlases" process, kurā stabilākās pilītes tiek turētas šķīdumā.
Neskatoties uz koacervāta pilienu ārējo līdzību ar dzīvajām šūnām, koacervāta pilieniem trūkst galvenās dzīvās būtnes pazīmes - spējas precīzi reproducēt, paškopēt. Acīmredzot dzīvo šūnu priekšteči bija tādi koacervāta pilieni, kas ietvēra replikatora molekulu (RNS vai DNS) kompleksus un to kodētos proteīnus. Iespējams, ka RNS-olbaltumvielu kompleksi ilgu laiku pastāvēja ārpus koacervāta pilieniem tā sauktā "brīvi dzīvojošā gēna" formā, un ir iespējams, ka to veidošanās notika tieši dažu koacervātu pilienu iekšpusē.
Iespējamais pārejas veids no koacervāta pilieniem uz primitīviem uzliesmojumiem:
a) koacervāta veidošanos; 6) koacervāta pilienu stabilizēšana ūdens šķīdumā; c) - dubultā lipīdu slāņa veidošanās ap pilienu, līdzīga šūnu membrānai: 1 - koacervāta piliens; 2 - monomolekulārs lipīdu slānis uz rezervuāra virsmas; 3 - viena lipīdu slāņa veidošanās ap pilienu; 4 - dubultā lipīdu slāņa veidošanās ap pilienu, līdzīga šūnu membrānai; d) - koacervāta piliens, ko ieskauj dubultā lipīdu slānis, un tā sastāvā ir olbaltumvielu nukleotīdu komplekss - pirmās dzīvās šūnas prototips
No vēsturiskā viedokļa ārkārtīgi sarežģītais dzīvības parādīšanās process uz Zemes, ko mūsdienu zinātne līdz galam nesaprot, pagāja ārkārtīgi ātri. 3,5 miljardu gadu laikā tā sauktais. ķīmiskā evolūcija beidzās ar pirmo dzīvo šūnu parādīšanos un sākās bioloģiskā evolūcija.
Vai dzīve ir evolūcijas vai radīšanas rezultāts? Šī dilemma ir satraukusi vairāk nekā vienas zinātnieku paaudzes prātus. Bezgalīgas debates par šo partitūru rada arvien ziņkārīgākas teorijas.
Kārtība pret haosu
Otrais termodinamikas likums (entropija) nosaka, ka visi kosmosa elementi pāriet no kārtības uz haosu. Uz to pievērš NASA zinātnieks Roberts Destrovs, kurš apgalvo, ka "Visums apstājas kā pulkstenis". Kreacionisti paļaujas uz entropijas likumu, lai pierādītu evolucionistu viedokļa neatbilstību, kas uzņemas visu apkārtējās pasaules elementu spontānu attīstību un sarežģītību.
19. gadsimta teologs Viljams Peli izdarīja šādu līdzību. Mēs zinām, ka kabatas pulksteņi nav radušies paši no sevis, bet tos ir izgatavojis cilvēks: no tā izriet, ka tik sarežģīta struktūra kā cilvēka ķermenis ir arī radīšanas rezultāts.
Čārlzs Darvins salīdzināja šo viedokli ar savu dabiskās atlases spēka teoriju, kas, balstoties uz iedzimtu mainīgumu ilgas evolūcijas procesā, spēj veidot vissarežģītākās organiskās struktūras.
"Bet organiskā dzīve nevarēja rasties no nedzīvās matērijas," kreacionisti norādīja uz Darvina teorijas neaizsargātību.
Tikai relatīvi nesen ķīmiķu Stenlija Millera un Harolda Ūrija pētījumi sniedza argumentus, aizstāvot evolūcijas teoriju.
Amerikāņu zinātnieku eksperiments apstiprināja hipotēzi, ka uz primitīvās Zemes pastāv apstākļi, kas veicināja bioloģisko molekulu parādīšanos no neorganiskām vielām. Saskaņā ar viņu secinājumiem molekulas atmosfērā izveidojās parasto ķīmisko reakciju rezultātā, un pēc tam, nokrītot okeānā ar lietu, izraisīja pirmās šūnas piedzimšanu.
Cik veca ir Zeme?
2010. gadā amerikāņu bioķīmiķis Duglass Teobalds mēģināja pierādīt, ka visai dzīvībai uz Zemes ir kopīgs sencis. Viņš matemātiski analizēja visbiežāk sastopamo olbaltumvielu secību un atklāja, ka izvēlētās molekulas ir cilvēkiem, mušām, augiem un baktērijām. Saskaņā ar zinātnieka aprēķiniem kopēja priekšteča varbūtība bija 102860.
Saskaņā ar evolūcijas teoriju pārejas process no vienkāršākajiem organismiem uz augstākajiem ilgst miljardiem gadu. Bet kreacionisti apgalvo, ka tas nav iespējams, jo Zemes vecums nepārsniedz vairākus desmitus tūkstošus gadu.
Visas dzīvnieku un augu sugas, pēc viņu domām, parādījās gandrīz vienlaikus un neatkarīgi viens no otra - tādā formā, kādā mēs tos tagad varam novērot.
Mūsdienu zinātne, balstoties uz zemes paraugu un meteorīta vielas radioizotopu analīzes datiem, nosaka Zemes vecumu kā 4,54 miljardus gadu. Tomēr, kā parādīja daži eksperimenti, šai datēšanas metodei var būt ļoti nopietnas kļūdas.
1968. gadā American Journal of Geographic Research publicēja datus par vulkānisko iežu radioizotopu analīzi, kas izveidojās Havaju salās 1800. gadā notikušā vulkāna izvirduma rezultātā. Tika noteikts, ka iežu vecums svārstās no 22 miljoniem līdz 2 miljardiem gadu.
Arī radioloģiskā oglekļa analīze, ko izmanto bioloģisko atlieku datēšanai, atstāj daudz jautājumu. Šī metode nosaka vecuma ierobežojumu paraugiem 60 000 gadu ar 10 oglekļa-14 pusperiodu. Bet kā jūs izskaidrojat, ka ogleklis-14 ir atrodams juras koka paraugos? "Tikai ar to, ka Zemes laikmets bija nepamatoti vecs," - uzstāj kreacionisti.
Paleontologs Harolds Zārks atzīmē, ka nogulumu iežu veidošanās bija nevienmērīga un no tiem ir grūti noskaidrot mūsu planētas patieso vecumu. Piemēram, fosiliju koku fosilijas netālu no Jogginsas (Kanāda), kas vertikāli 3 vai vairāk metrus iespiežas zemes slānī, norāda, ka augi zem akmeņu slāņa tika aprakti ļoti īsā laika posmā katastrofu rezultātā.
Ātra evolūcija
Pieņemot, ka Zeme nav tik sena, vai ir iespējams, ka evolūcija "iekļaujas" īsākā laika posmā? 1988. gadā amerikāņu biologu komanda Ričarda Lenska vadībā nolēma veikt ilgtermiņa eksperimentu, simulējot laboratorijas evolūcijas procesu, izmantojot E. coli baktēriju piemēru.
12 baktēriju kolonijas tika ievietotas identiskā vidē, kur kā uztura avots bija tikai glikoze, kā arī citrātu, kuru skābekļa klātbūtnē baktērijas nevarēja absorbēt.
Zinātnieki E. coli ir novērojuši 20 gadus, šajā laikā ir mainījušās vairāk nekā 44 tūkstoši baktēriju paaudžu. Papildus visām kolonijām raksturīgajām baktēriju lieluma izmaiņām zinātnieki atklāja interesantu iezīmi, kas raksturīga tikai vienai kolonijai: tajā baktērijas kaut kur starp 31. un 32. tūkstoti paaudžu parādīja spēju asimilēt citrātu.
1971. gadā itāļu zinātnieki uz Pod Markaru salu Adrijas jūrā atveda 5 sienu ķirzaku paraugus. Atšķirībā no bijušā dzīvotnes, salā bija maz kukaiņu, ar kuriem barojās ķirzakas, taču tajā bija daudz zāles. Zinātnieki pārbaudīja sava eksperimenta rezultātus tikai 2004. gadā. Ko viņi redzēja?
Ķirzakas ir pielāgojušās neparastai videi: to populācija ir sasniegusi 5000 īpatņu, bet pats galvenais, rāpuļiem ir mainījies iekšējo orgānu izskats un struktūra. Jo īpaši palielinājās galvas un koduma spēks, lai tiktu galā ar lielajām lapām, un gremošanas traktā parādījās jauna sadaļa - fermentācijas kamera, kas ļāva ķirzaku zarnām sagremot izturīgu celulozi. Tātad tikai 33 gadu laikā sienu ķirzakas no plēsējiem ir pārtapušas par zālēdājiem!
Vāja saite
Ja zinātne spēj eksperimentāli apstiprināt intraspecifiskas izmaiņas, tad jaunas sugas parādīšanās iespēja evolūcijas gaitā paliek tikai teorētiski. Kreacionisma piekritēji ne tikai norāda evolucionistiem, ka nav dzīvo organismu starpposma formu, bet arī mēģina zinātniski apstiprināt sugu izcelsmes evolūcijas teorijas neatbilstību.
Spāņu ģenētiķe Svante Paabo spēja iegūt DNS no neandertāliešu skriemeļa fragmenta, kas, domājams, ir dzīvojis apmēram pirms 50 000 gadiem. Mūsdienu cilvēku un neandertāliešu DNS salīdzinošā analīze parādīja, ka pēdējais nav mūsu sencis.
ASV ģenētiķis Alans Vilsons, izmantojot mitohondriju DNS metodi, varēja domāt, kad "Ieva" parādījās uz Zemes. Viņa pētījums deva vecumu 150-200 tūkstoši gadu. Japāņu zinātnieks Satoshi Horai sniedz līdzīgus datus. Pēc viņa domām, mūsdienu cilvēks Āfrikā parādījās apmēram pirms 200 tūkstošiem gadu, un no turienes viņš pārcēlās uz Eirāziju, kur ātri pārvietoja neandertālieti.
Balstoties uz fosilā ieraksta datiem, biologs Džonatans Velss atzīmē: "Ir pilnīgi skaidrs, ka valstību, tipu un šķiru līmenī izcelsmi no kopīgiem senčiem modifikācijas ceļā nevar uzskatīt par nemaināmu faktu."
Krievu matemātiķis un filozofs Jūliuss Šrēders atzīmē, ka mēs nezinām, kā izmērīt sešu dienu ilgumu, kuru laikā Dievs radīja pasauli, mums zināmā mērogā, jo tieši tajās dienās tika izveidots pats laiks. "Izveides kārtība atbilst mūsdienu kosmoloģijas idejām," atzīmē zinātnieks.
Bioloģijas zinātņu doktors Jurijs Simakovs cilvēku uzskata par gēnu inženierijas produktu. Viņš ierosina, ka eksperiments tika veikts divu sugu - neandertāliešu un homo sapiens - krustojumā. Pēc biologa domām, pastāv "sarežģīta un apzināta prāta iejaukšanās, kurai jābūt par mūsu pakāpi augstākai."
Sentluisas zooloģiskā dārza Evolūcijas zāles darbinieki nolēma jokojot saskaņot abas teorijas. Pie ieejas viņi nolika paziņojumu, kurā bija rakstīts: "Vispār nav teikts, ka dzīvo pasauli nevarēja izveidot uzreiz - tā vienkārši izskatās tā, it kā tā būtu parādījusies ilgstošas evolūcijas rezultātā."
Ģeoloģijas un mineralogikas zinātņu doktors I. A. REZANOVS
Burtiski runājot, dzīve piedzima, "kad Zeme kliedza". Bet, lai Zeme sauktu, nepietika ar profesora Challenger pieredzi un mazas iztēles par Konanu Doilu, kurš piespieda savu varoni urbt aku. Zinātniski runājot, es uzskatu, ka esam parādā savu dzīvi divām kosmiska mēroga katastrofām. Manuprāt, tikai viens informācijas avots var droši pateikt, kādi notikumi noveda pie dzīvības rašanās - tā ir planētas "akmens hronika".
Nespeciālistam ir grūti noticēt, ka radioaktīvā analīze ļauj ne tikai precīzi datēt ģeoloģiskā scenārija epizodes, pat tādā neiedomājamā vecumā, bet arī atjaunot tā laika fizisko procesu attēlus. Kā dzīve radās no mirušās matērijas?
Saskaņā ar jaunākajiem ģeoloģiskajiem datiem Zemes pastāvēšanas pirmajos 600 miljonos gados (pirms 4,0-3,9 miljardiem gadu) uz planētas valdīja tik ekstremāli apstākļi, ka dzīvība nebija iespējama. Blīvā atmosfēra galvenokārt sastāvēja no ūdeņraža ar hēlija piemaisījumu. Daudzu vulkānu ventilācijas atveres izplūda oglekļa dioksīdu, metānu, amonjaku, sērūdeņradi un citas gāzes. Akmeņu-patriarhu analīze parādīja, ka spiediens sasniedza sešus tūkstošus atmosfēru, planētas virsma tika sasildīta līdz 600 ° C, tas ir, šajā elles ellē bija karstāk nekā tagad Venērā, kur dzīvība nav atrasta.
Bet jaunākās šķirnes, kas dzimušas pirms 3,8 miljardiem gadu un vēlāk, tika veidotas jau mūsdienu apstākļiem tuvos apstākļos. Šīs akmens hronikas lappuses norāda, ka līdz tam laikam blīvā un ļoti sakarsētā ūdeņraža atmosfēra bija atstājusi planētu. Kā to izprovocēt, bija iespējams saprast tikai pēc tam, kad bija gaidīts kosmosa kuģa atgriešanās no Mēness. Pētot Mēness augsnes paraugus, selenologi šajā kosmiskajā pielietojumā uz Zemes akmens gadskārtām lasīja, ka pirms 3,9 miljardiem gadu Saules sistēmā notika gigantiska katastrofa. Mēness jūras - krāterveida piltuves ar diametru līdz 1200 kilometriem - toreiz izsita no milzu asteroīdu bombardēšanas. Kosmosa ķermeņi, bombardējot Mēnesi, deva tam spēcīgu siltuma impulsu, kas uzkarsēja zarnu līdz kušanai. Kopš tā laika uz Mēness virsmas ir izdalīti divi reljefa veidi: gaiši "kontinenti" un tumšās "jūras", kas piepildītas ar izkausētiem bazaltiem.
Akadēmiķis V.G.Fesenkovs un daudzi citi astronomi uzskatīja, ka visticamākais katastrofas cēlonis ir planētas eksplozija, kuras orbīta sakrīt ar asteroīdu joslu, kas atrodas starp Marsa un Jupitera orbītām.
Ja mēra Saules sistēmas mērogu, tad mēness nav tālu no zemes. Līdz ar to uz Zemes trāpīja asteroīdu un meteorītu satraukums. Ikviens zina, ka skaņu pārraida molekulu vibrācijas. Ja arī tad uz Mēness nebija atmosfēras, tad visas šīs kataklizmas notika briesmīgā klusumā (cilvēkam, protams, ja viņš varēja tur atrasties). Bet kādu ciklopisku simfoniju liecinieks dzirdētu pār mūsu planētu? Varbūt pēc Konana Doila ir vāji teikt, ka "Zeme kliedza". Viņa rēca. Krītot, asteroīdu atlūzas izraisīja spēcīgas gaisa straumes, un ellē kļuva par 100 grādiem karstāks. Ar papildu siltumu pietika, lai norautu Zemes ūdeņraža halātu. Un tikai pēc tam uz Zemes parādījās piemēroti apstākļi dzīvības parādīšanās. Kā saka, laimes nebūtu, bet nelaime palīdzēja.
Izrādās, ka katastrofa ir kļuvusi nepieciešamais nosacījums dzīves piedzimšana, bet vai ar to pietika? Nē, jo uz Zemes virsmas nav atstāta atmosfēra vai hidrosfēra, un garoza un apvalks ir izkusis. Planētu aptvēra kausēta, viskoza granīta garoza, kas neļāva gāzēm iziet cauri. Gāzes uzkrājas mazāk viskozā apvalkā. Tikai pie vismaz desmit tūkstošu atmosfēru spiediena un vismaz 1000 ° temperatūras gāzes, CO, CO2, H2, CH4, NH3, slikti šķīstošas magmā, milzu strūklu veidā izlauzās garozā.
Ir zināms, ka vulkāna izvirduma laikā veidojas kompleksi organiski savienojumi (aminoskābes, cukuri, porfirīni). Tādējādi tikai vienā Tyatya vulkāna izvirdumā Kuriļu salās 1973. gadā pelnos uzkrājas 200 tonnas sarežģītas organiskās vielas. Cik daudz no tā izveidojās uz planētas pēc primārā ūdeņraža atmosfēras noārdīšanās no Zemes, kad ik pa brīdim gigantiskas gāzes strūklas izplūda ar tūkstošiem reižu lielāku intensitāti nekā pašreizējo vulkāna izvirdumu spēks? Tajā laikā gāzes vulkānu ventilācijas atverēs gadā tika sintezēti miljoniem tonnu organisko savienojumu. Par ģeoloģiski īsu laiku(pirmos miljonus gadu) uz planētas virsmas no mainīgiem pelnu un organisko savienojumu slāņiem tika cepts vairāku desmitu metru biezs slāņveida kūka.
Organisko vielu pārpilnība bija otrais nepieciešamais iemesls dzīvības piedzimšanai uz Zemes. Bet ar to bija par maz. Kas vēl?
Pirms vairāk nekā simts gadiem slavenais franču dabaszinātnieks Luijs Pastērs atklāja, ka augos un dzīvniekos esošie organiskie savienojumi ir optiski asimetriski - tie rotē uz tiem krītošās gaismas polarizācijas plakni. Visas aminoskābes, kas ir dzīvnieku un augu daļa, rotē polarizācijas plakni pa kreisi, bet visi cukuri - pa labi. Ja mēs sintezējam tāda paša ķīmiskā sastāva savienojumus, tad katram no tiem būs vienāds daudzums kreisās un labās rokas molekulu.
Tagad iedomājieties, ka barotne ar kreisās un labās rokas molekulām pāriet stāvoklī, kurā ir tikai kreisās vai tikai labās puses molekulas. Eksperti šādu vidi sauc par kirālu (no grieķu vārda "heira" - roka) pasūtītu. Dzīvo būtņu pašpavairošana (biopoēze - kā to definēja D. Bernāls) varēja rasties un uzturēt tikai šādā vidē.
Padomju zinātnieks L. L. Morozovs pierādīja, ka pāreja uz kirālo kārtību var notikt nevis evolucionāri, bet tikai ar krasām fāzes izmaiņām. Akadēmiķis V. I. Gol'dansky šo pāreju nosauca par kirālu katastrofu. Tomēr zinātnieki no citiem cilvēkiem atšķiras ne tikai ar zināšanām. Visi ir pieraduši domāt, ka katastrofa ir kaut kas šausminošs, un fiziķi katastrofu nodēvējuši par fenomenu, kas dzemdēja dzīvību un galu galā arī viņus pašus.
Kā radās fāzes katastrofas apstākļi, kas izraisīja kirālo pāreju?
Vissvarīgākais bija tas, ka augošās pelnu organiskās kūkas apakšējie slāņi tika apcepti uz zemes garozas, kas sakarsēta līdz 600, bet augšējie - atdzisuši līdz kosmosa temperatūrai, tas ir, absolūtai nullei. Temperatūras kritums sasniedza 1000 °. Ir skaidrs, ka kūkas dibens bija sadedzināts, tas ir, organiskās molekulas augstas temperatūras ietekmē izkusa un pat pilnībā sabruka, un kūkas augšdaļa pagaidām palika necepta, jo organiskās molekulas bija sasalušas. Protams, gāzes un, iespējams, ūdens tvaiki, kas iesūcas no zemes garozas, mainīja organisko savienojumu ķīmisko sastāvu. Gāzes nesa sevī siltumu, kas izraisīja organiskā slāņa kušanas robežas nobīdi uz augšu un uz leju.
Pie ļoti zema atmosfēras spiediena ūdens uz zemes virsmas atradās tikai tvaika un ledus veidā. Kad spiediens sasniedza tā saukto ūdens trīskāršo punktu (0,006 atmosfēra), ūdens pirmo reizi varēja būt šķidruma formā.
Protams, tikai eksperimentāli var pierādīt, kas tieši izraisīja kirālo pāreju: zemes vai kosmisko iemeslu dēļ. Bet vienā vai otrā veidā kādā brīdī ķirāli sakārtotas molekulas (proti, levogirāta aminoskābes un dekstrorotējoši cukuri) izrādījās stabilākas un sākās neapturams to skaita pieaugums - ķirāla pāreja.
Akmens hronika arī stāsta, ka uz Zemes tajā laikā nebija kalnu vai ieplaku. Daļēji izkausētā granīta garoza bija tikpat līdzena kā mūsdienu okeāna līmenī. Tomēr šajā līdzenumā joprojām pastāvēja ieplakas masu nevienmērīgā sadalījuma dēļ iekšpusē. Šīm pazeminājumiem bija ārkārtīgi svarīga loma. Fakts ir tāds, ka simtiem un pat tūkstošiem kilometru garas un ne vairāk kā simts metrus dziļas plakanu dibenu ieplakas, iespējams, ir kļuvušas par dzīves šūpuli. Galu galā ūdens tajās plūda lejā, savācoties uz planētas virsmas. Ūdens atšķaidīti ķirālie organiskie savienojumi pelnu slānī. Savienojuma ķīmiskais sastāvs pakāpeniski mainījās, un temperatūra stabilizējās. Pāreja no nedzīva uz dzīvi, kas sākās bezūdens apstākļos, turpinājās jau ūdens vidē.
Vai tas ir sižets dzīves piedzimšana? Visticamāk, jā. Isua (Grenlandes rietumu daļa) ģeoloģiskajā sadaļā, kas ir 3,8 miljardus gadu vecs, ir atrasti benzīnam un eļļai līdzīgi savienojumi ar fotosintētiskajam ogleklim raksturīgo C12 / C13 izotopu attiecību. Ja apstiprinās Isua sekcijas ogļveida savienojumu bioloģisko raksturu, tad izrādās, ka viss sižets - sākot no kirālo organisko vielu parādīšanās līdz fotosintēzes un reprodukcijas spējīgas šūnas parādīšanās - tika izspēlēts tikai simts miljonu gadu laikā. .
Kosmiskā mēroga parādība, ko padomju zinātnieki paredzēja pildspalvas galā, gaida eksperimentālu apstiprinājumu, lai pārietu no pārdrošu hipotēžu kategorijas uz godājamu teoriju kategoriju.