Загадка жизни

Оглавление статей
Загадка жизни
Страница 2

Страница 1 из 2

 

 

Два сакраментальных вопроса на протяжении многих веков будоражат лучшие умы челове­чества. Как появилась на Земле жизнь? Как возник на нашей планете Разум? Рождались и разбивались в прах научные и научно-фантастические теории; гипотезы сменя­ли одна другую, а истина все равно оставалась и остается «где-то рядом». Какие же варианты решения этих глобальных проблем существуют сегодня?

Загадка жизни

В 1932 г. Ф. Гопкинс в прези­дентской речи перед Лондон­ским Королевским общес­твом назвал появление жизни на Зем­ле «самым невероятным событием в истории Вселенной». А через 30 лет американский биолог Г. Куимби зая­вил на одной из научных конферен­ций, что «вопрос о происхождении жизни таит в себе очевидное и непрео­долимое очарование для всего челове­чества и заслуживает того, чтобы на него навалиться всеми силами интеллектуальной артиллерии». Одним из первых таких «артиллеристов» стал русский биохимик А. Опарин, предло­живший в 1924 г. гипотезу «абиоген­ного синтеза». Немного позже к нему присоединился английский биолог Дж. Холдейн.

Согласно этой гипотезе, на заре гео­логической истории в древних океанах, вода которых была насыщена различ­ными химическими соединениями и представляла собой т.н. «первичный бульон», под воздействием разрядов молний, вулканического тепла, радиа­ции и других факторов происходило образование все более сложных органических соединений и биополимеров. В конце-концов образовались молекулы ами­нокислот и белков. «Самосборка» этих молекул и привела к случайному появлению простейших живых организмов микроскопических размеров.

Однако уже во время появления этой гипотезы ее крити­ки отмечали, что для образования живой системы нужны были не просто белки и аминокислоты, а особые, внутренне организованные и целесообразно построенные, их разновид­ности. Непонятно, каким образом могли сами по себе воз­никнуть вещества, приспособленные к выполнению фун­кций, которые они должны были осуществлять лишь в буду­щем, в образовавшихся позже живых системах.

В научных лабораториях разных стран были предприняты многочисленные попытки «абиогенного синтеза». Так, аме­риканский биохимик С. Миллер провел опыты, в ходе кото­рых через прибор, заполненный смесью метана, аммиака, во­дорода и паров воды (таким, по современным представлени­ям, был состав первичной атмосферы Земли) пропускались электрические разряды. В результате были синтезированы органические вещества вплоть до некоторых аминокислот. Некоторым ученым удалось в ходе подобных опытов полу­чить даже цепочки простых белков-пептидов. Вот, собствен­но говоря, и все, чем могут похвастаться сегодня сторонники гипотезы «абиогенного синтеза». Никакого, хотя бы простей­шего живого существа еще никому синтезировать не удалось!

В настоящее время среди ученых все больше распростра­няется мнение, что процессы «самосборки» вообще не могут привести к образованию живой субстанции из неживой. Та­кой процесс представляется ныне как принципиально невоз­можный, т.к. он противоречит второму началу термодинамики, запрещающему переход материальных систем из вы­сокоэнтропийного состояния в состояние с более низким уровнем энтропии, или, иными словами, из состояния большей вероятности в состояние вероятности меньшей. С точки зрения современной кибернетики, подобный про­цесс может осуществляться лишь при наличии управляю­щей системы, более сложно устроенной, чем простейший живой организм (выступающий в данном случае в качестве системы управляемой), который синтезируется из неорга­нических соединений. Опыты Миллера и его последовате­лей проводились, кстати, именно по этой схеме, где экспе­риментатор, вооруженный знаниями и владеющий слож­ным научным оборудованием, и был «управляющей систе­мой», пытающейся осуществить синтез живого вещества из неживого.

Математики оценили вероятность самозарождения жи­вого вещества из неживого как нулевую. Например, по рас­четам математика из России Л. Блюменфельда, вероят­ность случайного образования за все время существования Земли хотя бы одной-единственной молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты, одной из важнейших состав­ных частей генетического кода) составляет 10-800. Трудно представить исчезающе малую величину этого числа! Не­возможность абиогенеза образно выразил американский астрофизик Ч. Викрамасингхе: «Скорее ураган, пронес­шийся над кладбищем старых самолетов, соберет новень­кий суперлайнер из кусков металлолома, чем в результате случайного процесса возникнет из своих компонентов жизнь».

О невозможности самопроизвольного синтеза жизни пи­сал еще в 1938 г выдающийся ученый, первый президент АН Украины В.И. Вернадский: «Проблема абиогенеза (спонтанного зарождения живых организмов) остается бес­плодной и парализует действительно назревшую научную работу».

В 1865 г. немецким ученым Г. Рихтером была высказана идея панспермии, которая стала широко известной благода­ря ее поддержке в 1908 г. известными учеными Г. Гельмгольцем и С. Аррениусом. Согласно этой гипотезе, жизнь зароди­лась не на Земле, а где-то в другом месте Вселенной, где для этого сложились благоприятные условия. Позже «семена» жизни в виде спор микроорганизмов с метеоритами были за­несены на Землю из Космоса. Гипотеза была отвергнута боль­шинством ученых, т.к. в то время считалось, что живые за­родыши жизни (споры) неминуемо погибли бы в условиях космического пространства от разрушающего действия жес­ткого ультрафиолета и космических лучей. Правда, сегодня опыты показали, что если споры микроорганизмов находят­ся внутри трещин и пор в метеоритах, они сохраняются жи­выми, несмотря на длительное облучение ультрафиолетом. К примеру, когда американские астронавты доставили на Зем­лю для исследования некоторые детали автоматической станции «Сервейер», простоявшей в течение трех лет на Лу­не, то внутри одной из трубок была обнаружена живая бакте­рия. Она попала внутрь трубки еще на Земле во время подго­товки станции к запуску и сохранила жизнеспособность, нес­мотря на длительное пребывание в условиях космического вакуума, резких колебаний температуры и высокого уровня радиации.

Тем не менее, гипотеза панспермии не отвечает на вопрос: как же все-таки возникла жизнь? Задумываясь над ним, В.И. Вернадский пришел к выводу, что жизнь — такая же вечная основа космоса, какими являются материя или энер­гия. «Столь же далеким от научных поисков, — писал он, — будет вопрос о начале жизни, как и вопрос о начале материи, теплоты, электричества, магнетизма, движения».

Гипотезе абиогенного синтеза противоречат и геологичес­кие данные. Как бы далеко мы ни проникали вглубь геологической истории, мы не находим следов «азойской эры», т.е. периода, когда на Земле не существовало жизни. По мере со­вершенствования палеонтологических методов и расшире­ния районов поисков, следы жизни обнаруживаются во все более древних отложениях. Сегодня уже обнаружены иско­паемые остатки бактерий, сине-зеленых водорослей и прос­тых грибков в породах, возраст которых составляет 3,8 млрд. лет, т.е. приближается ко времени образования самой Земли (4,5 млрд. лет, по современным оценкам).

Гипотеза абиогенного синтеза базируется на принципе эволюционизма, согласно которому сложные формы бытия естественным путем образуются из исходных простых форм. Но открытие генетического кода позволило усомниться в правомерности применения этого принципа к живым систе­мам. Оказалось, что во всех живых организмах, от бактерий до человека, закодирована информация о построении белко­вых молекул. Эта информация хранится в молекулах ДНК. При этом белок, входящий в состав бактерии, дерева, живот­ного или человека, кодируется совершенно одинаково. В этом заключается универсальность генетического кода, оз­начающая, что на протяжении почти четырех миллиардов лет он не претерпел никаких изменений.

Нам сегодня известна лишь одна, земная, форма жизни — белково-нуклеиновая, основанная на соединениях углерода, но это отнюдь не значит, что в бескрайнем космосе не могут существовать и другие ее формы. Так, американские ученые Г. Файнберг и Р. Шапиро предлагают следующие гипотети­ческие варианты «иной жизни»: плазмойды — жизнь в звез­дных атмосферах за счет магнитных сил, связанных с груп­пами подвижных электрических зарядов; радиобы — жизнь в межзвездных облаках на основе агрегатов атомов, находя­щихся в разных состояниях возбуждения; лавобы — жизнь на основе соединений кремния, которая может существовать в озерах расплавленной лавы на очень горячих планетах; водоробы — жизнь, которая может существовать при низких температурах на планетах, покрытых «океанами» из жидко­го метана; термофаги — разновидность жизни, получающая энергию за счет градиента температур в атмосферах или оке­анах планет.

Конечно, столь экзотические формы жизни пока что су­ществуют лишь в воображении некоторых ученых и писате­лей-фантастов. Но не исключена возможность и реального существования некоторых таких форм, в частности, плазмоидов. К ним ряд исследователей склонен относить некоторые НЛО, образования, похожие на шаровые молнии, а также не­видимые для глаза, но фиксируемые фотопленкой, чувстви­тельной к ультрафиолетовым лучам, летающие атмосфер­ные «энергетические сгустки».

Загадка Разума

Появление на Земле разума, носителем которого стал че­ловек, коренным образом изменило ход истории планеты. Почему же и как один из «рядовых» представителей ничем, казалось бы, не примечательной группы приматов стал носи­телем разума? Почему не стали разумными, к примеру, му­равей или слон? Ведь писатели-фантасты сконструировали в своих произведениях множество форм интеллекта: от умных цветов (К. Саймак) и собак (братья Стругацкие) до мысляще­го океана протоплазмы (С. Лем). И не только фантасты. Аме­риканский биолог Дж. Билински доказывает, что при опре­деленных условиях на Земле могли появиться разумные реп­тилии, летучие мыши или осьминоги. Известный писатель и палеонтолог И. Ефремов был убежден, что в земных услови­ях носителем разума мог стать лишь человек, поскольку его форма и размеры более всего отвечают организму, имеюще­му огромный мыслящий мозг.

Что значит «огромный мозг»? Большинство антропологов считают, что есть определенный минимум массы (объема) мозга — 700-750 см3, ниже которого его обладатель не может стать разумным. У современных людей объем мозга колеб­лется в пределах 1200-2000 см3 . Некоторые ученые счита­ют, что в качестве критерия разумности важнее отношение массы мозга к массе тела. Но у некоторых животных это от­ношение велико, однако, их никак не отнесешь к разумным. Например, мозг крошечной южноамериканской обезьянки из семейства игрунковых по объему не больше куриного яй­ца, но по отношению к массе тела превосходит человечес­кий. Очень важна внутренняя структура мозга. Почему не стали разумными существами дельфины, мозг которых и по объему и по отношению к массе тела превосходит человечес­кий? Дело в том, что кора мозга у человека шестислойная, а у дельфинов более примитивная, пятислойная.

Когда же и как человек выделился из животного мира? Новейшие исследования генетиков и биохимиков подтвер­ждают, что ближайшими нашими родственниками являют­ся человекообразные обезьяны — горилла и особенно шим­панзе. По биохимическим показателям крови ближе всего к человеку карликовый шимпанзе-бонобо, еще сохранивший­ся в лесах Конго. По мнению ряда антропологов, это живот­ное — живая модель «первого звена» цепочки, в конце кото­рой находится человек. Бонобо по своим анатомическим данным близок к австралопитекам — предшественникам че­ловека, скелетные остатки которых найдены в Восточной Африке. Жили эти невысокие приматы 4-6 млн. лет назад. Объем их мозга составлял 400-600 см3, т.е. был меньшим не­обходимого минимума для разумного существа, но эти полу­люди-полуобезьяны ходили прямо, на нижних конечностях, кисти которых превратились в стопы. Таким образом, наши далекие предки начали ходить прямо задолго до того, как научились изготавливать первые орудия труда. Это пол­ностью противоречит тезису, пропагандировавшемуся ант­ропологами и философами, что наши предки стали на задние конечности якобы потому, что передние им нужно было ос­вободить для пользования орудиями.

Эволюция человека по своим темпам и результатам не имеет аналогов среди других представителей животного ми­ра. Так, коню понадобилось 60 млн. лет, чтобы стать тем, кем он является сегодня (его палеогеновый предок, гиппари­он, имел пятипалые конечности и размер собаки). Как пи­шет американский автор Э. Томас, «что-то странное и нереа­листическое есть в воспроизведенной картине, где живот­ное, лазившее по деревьям, за 2 млн. лет стало двуногим, су­мело создать машины, плавающие по воде, катящиеся по су­ше, летающие в воздухе, в то время как его медлительные кузены все еще прыгают с ветки на ветку».

До недавнего времени считалось (вслед за Ф. Энгельсом), что кардинальные изменения организма наших далеких предков произошли благодаря быстрым изменениям клима­та в зоне, где обитали гоминиды. Резкое похолодание приве­ло к смене лесов саванной, что вынудило их перейти к на­земному образу жизни. Но эта гипотеза в свете новейших ге­ологических исследований не выдерживает критики. Уста­новлено, что резких изменений климата и растительности в эпоху, когда человек выделился из животного мира, не бы­ло. Значительные похолодания и оледенения имели место намного позже, когда человек уже был человеком в совре­менном виде. А в Восточной Африке, родине гоминид, на протяжении нескольких последних десятков миллионов лет вообще никаких изменений климата не было, и участки ле­сов и саванн не менялись местами. Климатическая гипотеза не в состоянии также объяснить, почему с деревьев «слезли» лишь гоминиды, а их «братья» — шимпанзе — продолжают упорно сидеть на ветках. Главное же заключается в том, что сами по себе изменения климата не могут повлиять на нас­ледственность, вызвать мутации и кардинальную перес­тройку организма. Как отмечает выдающийся русский гене­тик Н. Дубинин, биологическая эволюция человека никак не могла быть следствием его общественно-трудовой деятель­ности, ибо результаты этой деятельности не могли записы­ваться в генах.

Image 

Перестройка организма гоминид на «человеческий лад» иг­рала для них отрицательную роль. Превращение нижних ко­нечностей в ноги лишило их возможности быстро лазить по де­ревьям, изменение строения черепа сопровождалось потерей мощных клыков. Мутанты стали более хрупкими и физически слабыми. Они не могли уже добывать себе пищу так, как это де­лали их предки, и неминуемо вымерли бы, если бы не начали пользоваться орудиями — палками и каменными рубилами. Обработка каменных орудий открыла неограниченные воз­можности для их усовершенствования, а вместе с ними стали совершенствоваться и сами гоминиды.

Эволюция предков человека изучена еще недостаточно. Считается, что на смену австралопитекам пришли предста­вители рода homo (к которому принадлежит и современный человек), а именно, homo habilis (человек умелый), затем архантропы — homo erectus (человек выпрямленный, синан­троп и питекантроп) и, наконец, homo sapiens: палеоантропы (неандерталец) и неоантропы (кроманьонец). Но наличие не­посредственных генетических связей не всегда возможно проследить. Так, неандерталец считается тупиковой ветвью генеалогического древа человека.

 

Предыдущая — След. »

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: