Теория самозарождения
Сущность гипотезы самозарождения заключается в том, что живые предметы непрерывно и самопроизвольно возникают из неживой материи, скажем из грязи, росы или гниющего органического вещества. Она же рассматривает случаи, когда одна форма жизни трансформируется непосредственно в другую, например зерно превращается в мышь. Эта теория господствовала со времен Аристотеля (384-322 г. до н.э.) и до середины XVII в., самозарождение растений и животных обычно принималось как реальность. В последующие два столетия высшие формы жизни были исключены из списка предполагаемых продуктов самозарождения - он ограничился микроорганизмами.
Литература того времени изобиловала рецептами получения червей, мышей, скорпионов, угрей и т.д., а позднее - микроорганизмов. В большинстве случаев все “рекомендации” сводились к цитатам из работ древнегреческих и арабских авторов; значительно реже встречались подробные описания экспериментов.
Как говорят историки, науку создали древние греки, а отцом биологии был Аристотель. Действительно, он внес в биологию рациональное начало, свойственное древнегреческим мыслителям, сущность которого состояла в том, что человек, опираясь на силу своего разума, способен понять явления живой природы. В своих философских трудах Аристотель уделил много внимания методам логического доказательства: создал формальную логику, в частности ввел понятие силлогизма. Он также занимался наблюдениями явлений природы, в особенности живой. Но в этой области его умозаключения ненадежны. И хотя некоторые описания Аристотеля, в частности относящиеся к поведению животных, весьма любопытны, его биологические наблюдения полны ошибок и неточностей. Многое из того, о чем он писал, основано, вероятно, только на слухах.
Например, в своей “Истории животных” Аристотель так описывает процесс самозарождения:
Вот одно свойство, присущее как животным, так и растениям. Некоторые растения возникают из семян, а другие самозарождаются благодаря образованию некой природной основы, сходной с семенем; при этом одни из них получают питание непосредственно из земли, тогда как другие вырастают внутри других растений, что между прочим было отмечено мною в трактате по ботанике. Так же и с животными, среди которых одни в соответствии со своей природой происходят от родителей, тогда как другие образуются не от родительского корня, а возникают из гниющей земли или растительной ткани подобно некоторым насекомым; другие самозарождаются внутри животных вследствие секреции их собственных органов.
... Но как бы ни самозарождались живые существа - в других ли животных, в почве, в растениях или их частях, - результатом спаривания появившихся таким образом мужских и женских особей всегда является нечто дефектное, непохожее на своих родителей. Например, при спаривании вшей возникают гниды, у мух - личинки, у блох - яйцевидные по форме личинки, и такое потомство не порождает особей родительского типа или каких-либо других животных вообще, а лишь нечто неописуемое.
Аристотель хорошо знал, что многие насекомые имеют сложный цикл развития и, прежде чем стать взрослыми, проходят через стадии личинки и куколки. Но хотя в своем описании генезиса двух видов насекомых он допускает явные ошибки, его суждения строго логичны. Самозарождение не отвечало бы здравому смыслу, его существование было бы сомнительным, если бы возникшие в результате этого процесса виды могли нормально воспроизводиться. Следовательно, говорит Аристотель, эти существа при своем спаривании производят нечто “неописуемое”, что и обусловливает постоянную необходимость самозарождения.
На XVI в., эпоху господства религиозных суеверий, приходится расцвет классического учения о самозарождении. Его очень активно развивал в это время врач и естествоиспытатель Парацельс (1493-1541) и его последователь Ян Баптист ван Гельмонт (1579-1644). Последний предложил “метод производства” мышей из пшеничных зерен, помещенных в кувшин вместе с грязным бельем, на который многократно ссылались в дальнейшем.
В своей работе, впервые опубликованной в 1558 г. под названием “Магия природы”, Джамбатиста делла Порта приводит еще больше сведений о самозарождении, которыми было столь богато его время. Этот неаполитанский ученый-любитель был основателем и вице-президентом Академии деи Линчей - одного из самых первых в мире научных обществ. Его книга, содержавшая популярное описание некоторых технических диковин, чудес природы и всяких розыгрышей, была переведена на несколько языков. Вот отрывки из ее английского издания, опубликованного в Лондоне в 1658 г.:
В Дариене, расположенном в одной из провинций Нового света, очень нездоровый воздух, место грязное, полное зловонных болот, более того, сама деревня представляет собой болото, где, по описанию Петера Мартира, жабы выводятся из капель жидкости. Кроме того, они рождаются из гниющих в грязи утиных трупов; есть даже стихи, где утка говорит: “Когда меня гноят в земле, я жаб произвожу на свет...”
Грек Флорентинус утверждал, что если пожевать базилик, а затем положить его на солнце, то из него появятся змеи. А Плиний при этом добавлял, что если базилик потереть и положить под камень, то он превратится в скорпиона, а если пожевать и положить на солнце - то в червяка.
Саламандры рождаются из воды; сами они никого не производят, потому что у них, как и у угрей, нет ни мужских, ни женских особей...
Рыбы под названием ортика, бабочки-нимфалины, мидии, гребешки, морские улитки, другие брюхоногие моллюски и ракообразные рождаются из грязи, поскольку они не способны спариваться и по своему образу жизни напоминают растения. Замечено, что разная грязь производит на свет различных животных: темная грязь порождает устриц, красноватая - морских улиток, грязь, образовавшаяся из горных пород -голотурий, гусей и т.п. Как показал опыт, брюхоногие зарождаются в гниющих деревянных загородках, что служат для лова рыбы, и как только исчезают загородки, пропадают и эти моллюски.
Классическое учение о самозарождении вместе со многими другими освященными веками фантастическими представлениями было похоронено в эпоху Возрождения. Его ниспровергателем стал Франческо Реди (1626-1697), физик-экспериментатор, известный поэт и один из первых ученых-биологов современной формации, он был фигурой, типичной для эпохи позднего Возрождения. Книгу Реди “Опыты по самозарождению насекомых” (1668), которая в основном и создала ему научную репутацию, отличают здоровый скептицизм, тонкая наблюдательность, прекрасная манера изложения результатов. Хотя главным объектом его исследований были насекомые, он изучал также зарождение скорпионов, жаб, лягушек, пауков и перепелов. Реди не только не подтвердил распространенное тогда мнение о самозарождении перечисленных животных, а, напротив, в большинстве случаев продемонстрировал, что на самом деле они рождаются из оплодотворенных яиц. Таким образом, результаты его тщательно проведенных опытов опровергли представления, сформировавшиеся в течение 20 столетий.
Книга Реди в течение 20 лет переиздавалась пять раз, и в результате знакомства с ней все более широкого круга образованных людей вера в возможность самозарождения животных постепенно исчезла. Однако этот вопрос снова возник, хотя уже на другом уровне, примерно в 1675 г., вслед за открытием микроорганизмов голландцем Антони ван Левенгуком (1632-1723). Это открытие стало возможным благодаря усовершенствованию в XVII в. техники изготовления линз. Сам Левенгук был одновременно и опытным мастером по изготовлению линз, и исследователем, увлеченно работающим с микроскопом. Ряд важных открытий, сделанных Левенгуком в течение его долгой жизни, создали ему известность, и он по праву считается одним из основоположников научной микроскопии.
Микроорганизмы настолько малы и, кажется, так просто организованы, что с самого их открытия широко распространилось мнение, будто они представляют собой продукты распада, принадлежащие к нечетко обозначенной промежуточной области между живым и неживым. Таким образом, вопрос о самозарождении вновь оказался в центре внимания в знаменитой полемике XVIII в., разгоревшейся между английским священником Дж. Т. Нидхемом (1713-1781) и итальянским натуралистом аббатом Ладзаро Спалланцани (1729-1799). Нидхем утверждал, что если баранью подливку и подобные ей настои сначала нагреть, а затем герметически закрыть в сосуде с небольшим количеством воздуха, то в течение нескольких дней они обязательно порождают микроорганизмы и разлагаются. Он полагал, что раз нагревание исследуемого объекта убивает все ранее существовавшие в нем организмы, то, следовательно, полученный результат служит доказательством самозарождения. Повторяя эксперименты Нидхема, Спалланцани показал, что если колбы нагреть после закупоривания, то в них не возникает никаких организмов и не происходит гниения, как долго бы они ни хранились. (В одном из своих опытов Спалланцани герметично закупорил в стеклянном сосуде зеленый горох с водой, после чего в течение 45 мин держал его в кипящей воде. Позже, в 1804 г., парижский шеф-повар Франсуа Аппер использовал этот метод для получения первых консервированных продуктов. Таким образом, консервная промышленность явилась одним из побочных результатов дискуссии о самозарождении.)
Нидхем заявил в ответ, что чрезмерное нагревание разрушило внутри закрытого сосуда содержащийся в воздухе жизненно важный элемент, без которого самозарождение невозможно. Методы газового анализа в то время были еще недостаточно развиты, чтобы разрешить этот спор. В действительности оказалось, что результат, полученный Нидхемом, был следствием скрытой ошибки, обнаружить которую не удалось в течение целого столетия. Известнейшие ученые XIX в., включая Жозефа Луи Гей-Люссака, Теодора Шванна, Германа фон Гельмгольца, Луи Пастера и Джона Тиндаля, были вовлечены в этот спор. Великий французский химик Гей-Люссак поддержал точку зрения Нидхема, обнаружив, что из нагретого в присутствии органического вещества воздуха кислород исчезает, а его отсутствие, как показали дальнейшие опыты,-необходимое условие консервирования продуктов. Однако решающий эксперимент, т. е. эксперимент Реди, но проделанный с микроорганизмами, остался невыполненным.
Вопрос, казалось бы, прост: будут ли расти в стерилизованном органическом настое микроорганизмы в присутствии воздуха, из которого удалены все микробы? Несмотря на кажущуюся простоту вопроса, существовавшая в то время экспериментальная техника не позволяла дать на него убедительный ответ. Было поставлено множество хитроумных экспериментов, но каждый раз исследователи давали неточные или лишь отчасти правильные и противоречивые объяснения наблюдаемого. Поскольку проблема самозарождения имела большое общемировоззренческое и практическое значение, разгорелись бурные дискуссии.
Страсти достигли кульминации в 1859 г., когда Феликс Пуше (1800-1872), директор Музея естественной истории в Руане, опубликовал книгу, где вновь сообщалось об экспериментальном подтверждении самозарождения. Свое предисловие Пуше начал так: “Когда в результате размышлений мне стало ясно, что самозарождение представляет " собой еще один способ, который природа использует для воспроизведения живых существ, я сосредоточил все внимание на тон, чтобы экспериментально продемонстрировать соответствующее явление.
Тиндаль изобрел метод стерилизации растворов, содержащих споры бактерий, способные выживать в кипящей воде; этот метод до сих пор известен под названием “тиндализация”. Суть его заключается в том, что стерилизуемый раствор несколько раз нагревается в течение ряда дней: не проросшие споры выдерживают нагревание, а проросшие гибнут. Таким образом, после нескольких последовательных нагревании раствор становится стерильным. Опыты Тиндаля были столь оригинальными, а его поддержка взглядов Пастера столь энергичной, что он по праву разделяет с Пастером славу ниспровергателя учения о самозарождении.
Исследования Пастера и Тиндаля нашли еще одно практическое применение. Его предложил их современник хирург Листер (1827-1912), хорошо знакомый с работами этих ученых, Листер высказал мысль, что если бы операционное поле на теле больного удалось изолировать от микроорганизмов, попадающих из воздуха, то это спасло бы жизнь многим оперируемым. В те времена в английских больницах смертность при ампутации достигала 25-50% - главным образом вследствие заражения. При операциях в полевых условиях во время военных кампаний дело обстояло еще хуже. Так, в ходе франко-прусской войны из 13 тыс. ампутаций, проведенных французскими хирургами, не менее 10 тыс. имело смертельный исход! Пока сохранялась вера в самозарождение микробов, не было причин удалять их из раны. Однако после открытия Пастера Листер понял, что носителей инфекции необходимо уничтожать прежде, чем они попадут на операционное поле. И Листер добился успеха, применив карболовую кислоту (фенол) в качестве антибактериального средства. Он стерилизовал инструменты, опрыскивал кабинет и даже пропитывал одежду больного раствором фенола. Принятые меры дали отличные результаты, что привело к рождению антисептической хирургии.
Креационизм
Креационизм - религиозно-философская концепция, в рамках которой всё многообразие органического мира, человечества, планеты Земля, а также мир в целом, рассматриваются как намеренно созданные неким верховным существом или божеством.
Генобиоз и голобиоз
В зависимости от того, что считается первичным, различают два методологических подхода к вопросу возникновения жизни:
Генобиоз - методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода.
Голобиоз - методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на идее первичности структур, наделённых способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма.
Теория Опарина – Холдейна
Согласно его теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа:
·
Возникновение органических веществ
·
Возникновение белков
·
Возникновение белковых тел
Мир РНК как предшественник современной жизни
К XXI веку теория Опарина-Холдейна, предполагающая изначальное возникновение белков, практически уступила место более современной. Толчком к её разработке послужило открытие рибозимов - молекул РНК, обладающих ферментативной активностью и поэтому способных соединять в себе функции, которые в настоящих клетках в основном выполняют по отдельности белки и ДНК, то есть катализирование биохимических реакций и хранение наследственной информации. Таким образом, предполагается, что первые живые существа ‑
были РНК-организмами без белков и ДНК, а прообразом их мог стать автокататилический цикл, образованный теми самыми рибозимами, способными катализировать синтез своих собственных копий.
Самозарождение жизни
Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384-322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Согласно этой гипотезе, определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.
С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести, но эта идея все продолжала существовать где-то на заднем плане в течение ещё многих веков.
Известный ученый Ван Гельмонт описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.
В 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Реди подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе, - это личинкимух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).
Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя эта идея несколько отошла на задний план, она продолжала оставаться главной версией зарождения жизни.
В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергли спонтанное зарождение мух, первые микроскопические исследованияАнтони ван Левенгука усилили эту теорию применительно к микроорганизмам. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и спонтанного зарождения, однако его наблюдения под микроскопом давали пищу обеим теориям.
В 1860 году проблемой происхождения жизни занялся французский химик Луи Пастер. Своими опытами он доказал, что бактериивездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать должным образом. Учёный кипятил в воде различные среды, в которых могли бы образоваться микроорганизмы. При дополнительном кипячении микроорганизмы и их споры погибали. Пастер присоединил к S-образной трубке запаянную колбу со свободным концом. Споры микроорганизмов оседали на изогнутой трубке и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо прокипяченная питательная среда оставалась стерильной, в ней не обнаруживалось зарождения жизни, несмотря на то, что доступ воздуха был обеспечен.
В результате ряда экспериментов Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения.
Теория самозарождения жизни из грязи. Возникла она, по разным оценкам, от 4 до 5 тысяч лет назад где-то в районе Месопотамии. Во всяком случае, именно там, при археологических раскопках древнешумерского города Урука, была найдена уникальная алебастровая ваза возрастом в 4000 лет. Ваза имела украшения, расположенные в несколько ярусов. В самом низу были изображены морские волны. Из них поднимались растения, выше находились животные, а на самом верху - люди. Над всем этим - скульптурная композиция с богиней жизни и плодородия Иштар
.
Гораздо подробнее историки узнали о данной теории от философов древнегреческой Милетской школы (VIII-VI вв. до н.э.). Именно они, ссылаясь на вавилонскую мудрость, развивали идею возникновения живых существ из воды, либо из различных влажных или гниющих материалов.
Сам Аристотель в своих трудах приводит бесчисленное множество фактов самозарождения живых существ: растений, насекомых, червей, лягушек, мышей, некоторых морских животных, с указанием необходимых для этого условий - наличия разлагающихся органических остатков, навоза, испорченного мяса, различных отбросов, грязи. Под эти факты Аристотель подводил твердое теоретическое обоснование - он утверждал, что внезапное зарождение живых существ вызвано не чем иным как воздействием некоего духовного начала на безжизненную до того материю.
К XVI-му веку теория самозарождения живых организмов достигла своего апогея. В эпоху Возрождения в научном мире активно распространилась заимствованная из иудаизма легенда о големе или гомункулюсе - человеке, искусственно созданном из глины, земли или другой неживой материи при помощи магических заклинаний и обрядов. Парацельс (1493-1541 гг.) предлагал такой рецепт изготовления гомункула: взять «известную человеческую жидкость» (мочу) и заставить её гнить сначала семь суток в запечатанной тыкве, а затем в течение сорока недель в лошадином желудке, ежедневно добавляя человеческую кровь. И в результате «произойдёт настоящий живой ребёнок, имеющий все члены, как дитя, родившееся от женщины, но только весьма маленького роста».
В XVIII веке последователи «милетского учения» поставили ряд убедительных опытов, наглядно доказав случаи самозарождения жизни.
Так, священник и натуралист Дж. Нидхем из Англии (1713-1781 гг.) был удостоен поощрения научного Королевского общества за свои опыты с бараньей подливкой, в которой, как он утверждал, сами по себе могут зарождаться микроскопические организмы. Он кипятил баранью подливку, сливал её в бутылку, закрывал её пробкой и для верности нагревал ещё раз (ведь многократное нагревание совершенно точно должно было уничтожить все попавшие в подливку из воздуха микроорганизмы и их споры), выжидал несколько дней, а затем изучал подливку под микроскопом. К его величайшей радости подливка кишела микробами. Это означало, что зарождение живой материи из неживой всё-таки возможно! Нидхем, совместно с графом Бюффоном выдвинул теорию о Производящей силе - некоем животворящем элементе, который содержится в бараньем бульоне и семенном отваре и способен создать живые организмы из неживой материи.
Прогрессивной науке противостоял итальянский священник Лаццаро Спалланцани (1729-1799 гг.), который своими опытами раз за разом портил красивые теории грубыми и нелицеприятными фактами - то убивая всякую жизнь в бульонах на много дней, то позволяя ей возрождаться в перегретых жидкостях и воздухе. Поскольку опыты по «самозарождению» от мышей уже давно перешли на микробов, то по ходу дела этот упрямец своими опытами заложил основы микробиологии - но речь сейчас не о ней.
Окончательно убил теорию о возможности самозарождения жизни Луи Пастер (1822-1895), получивший в 1862 году премию Парижской Академии Наук за окончательное опровержение такой возможности. Именно благодаря Пастеру человечество освоило пастеризацию и поставило тысячи квадриллионов опытов, дабы проверить его правоту (каждая консервная банка - это маленькая лаборатория, проверяющая возможность самозарождения жизни в питательной среде). И до сих пор не было выявлено ни одного случая правоты древневавилонских мудрецов.
В качестве мести биологи присвоили имя Луи Пастера мерзкой болезнетворной бактерии: пастерелле. Ибо ни одно доброе дело не должно остаться безнаказанным.
Казалось бы - вопрос закрыт навеки. Но нет, сторонники ученья Древней Месопотамии не сдались. В 1924 году советский биохимик Александр Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения. Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их «коацерватные капли», или просто коацерваты.
Проще говоря, не имея возможности получить из грязи жизнь, последователи Милетской школы решили, что смогут слепить из бульонов хоть какие-то мелкие составляющие живых организмов.
Увы - ни один из поставленных «месопотамцами» опытов так и не позволил достичь хоть каких-либо положительных результатов. Ну не вырастает у них «каменный цветок», и хоть ты тресни!
Второй раз теорию самозарождения убил великий Фред Хойл, лучший математик в истории, отец-основатель современной астрофизики, получивший рыцарское звание за вклад в науку и лауреат немыслимого числа медалей и премий. В своей книге «Математика эволюции» он скрупулезно рассчитал вероятность самопроизвольного возникновения тех или иных молекул, входящих в состав живых организмов. Эта вероятность составила величины, сопоставимые с десятью в минус сороковой-пятидесятой степени. Величина, сопоставимая с количеством элементарных частиц, существующих во Вселенной. То есть - никаких шансов, даже теоретических, для самозарождения жизни на Земле нет и не может быть в принципе. Никаких.
Как объяснил ситуацию сам Фред Хойл: «Представьте себе, что на огромной свалке в беспорядке разбросаны все части от авиалайнера «Боинг-747», разобранного, что называется, до болта и гайки. Тут случается пройтись по свалке страшной силы смерчу-урагану. Каковы шансы того, что после подобного смерча на свалке будет стоять полностью собранный «Боинг», готовый отправиться в полет?»
Впрочем, Фред Хойл объяснил и то, каким образом жизнь все же появиться могла. Вариантов было предложено два:
1) либо она является изначальным свойством материи типа гравитации или магнетизма, а потом заносится на разные планеты;
2) либо она зародилась в других местах Вселенной, обладающих другими изначальными условиями и на первичных этапах была значительно проще, нежели та, которую мы имеем удовольствие наблюдать, и оказалась занесена на Землю извне в уже достаточно развитом виде.
В 1999 году, когда Фред Хойл изложил свои мысли, они показалась биологам еретическими - ибо в Древней Месопотамии никто ничего подобного никогда не предполагал. Однако британский астрофизик получил неожиданную поддержку из Индии (современной), от тамошней организации по научным исследованиям. Начиная с 2001 года учёные из индийских Центра клеточной и молекулярной биологии (Centre for Cellular and Molecular Biology) и Национального центра науки о клетке (National Centre For Cell Science) стали регулярно запускать в стратосферу высотные шары, несущие около 460 килограммов научного оборудования, в том числе стерильные герметичные пробоотборники, которые берут образцы воздуха на высотах от 20 до 41 километра. Эти пробы передаются двум упомянутым научным центрам для проведения параллельной независимой экспертизы.
На сегодня этим зондам удалось поймать в стратосфере двенадцать бактериальных и шесть грибковых колоний. Большинство из этих организмов после генетического анализа показали почти полное (98%) сходство с видами, известными по наземной биосфере. Но три вида бактерий оказались совершенно новыми. Они существенно отличаются от земных и демонстрируют, в частности, огромную устойчивость к ультрафиолету.
Первая бактерия из этой новой тройки названа Janibacter hoylei - в честь Фреда Хойла (Fred Hoyle).
Вторая - Bacillus isronensis - в честь Индийской организации по космическим исследованиям ISRO, проводившей запуск этого стратосферного шара.
А третья - Bacillus aryabhata - в честь древнего индийского астронома Ариабхаты (Aryabhata).
В настоящий момент уже не важно, действительно ли эти микроорганизмы попали к нам из космоса или имеют все-таки земное происхождение. В любом случае мы точно знаем, что в космосе за Земным шаром и Солнечной системой тянется длинный шлейф из спор живых бактерий, способных успешно существовать в условиях жесткого излучения и символического атмосферного давления. И стоит этим спорам попасть на стерильную планету - как она тут же будет ими успешно освоена и заселена.
Последним аргументом «месопотамщиков» всегда было голословное утверждение, что «жизнь в таких условиях существовать не способна». Однако XXI век разгромил и это утверждение. Новейшие исследования показали, что жизнь может приспособиться практически к любым условиям, в которые ее ставят. 27 сентября 2006 года на сайте журнала Nature была опубликована статья французских и хорватских микробиологов, посвященная микробу Deinococcus radiodurans. Радиоустойчивость дейнококка поистине поразительна. Дейнококк прекрасно себя чувствует после дозы радиации в 5000 Грей (1 Грей = 1 Джоуль на 1 кг живого веса), и даже втрое большая доза убивает лишь 2/3 клеток в колонии, в то время как смертельная доза для человека - 10 Грей, для кишечной палочки - 60 Грей. Дейнококк легко переносит высыхание и не погибает даже в вакууме. Самая большая неприятность, которая происходит с живой клеткой под воздействием радиации или высыхания, - это разрывы, возникающие в двойной спирали ДНК. Геном клетки попросту рвется на куски, что и приводит к летальному исходу. Дейнококк способен «залечивать» до 1000 таких разрывов единовременно.
Мало того! В ходе исследования метеорита, упавшего в 1969 году возле городка Мурчисон в Австралии команда Филиппе Шмидта-Копплина из Института экологической химии в Нойхерберге (Германия) извлекла небольшой фрагмент метеоритной породы из центра камня, после чего провели экстракцию возможных органических молекул из него с помощью разнообразных растворителей. Проведенные после этого анализы состава этих жидкостей с помощью набора самых современных аналитических методик показали, что метеорит содержит не менее 14 тысяч органических соединений, среди которых есть как минимум 70 аминокислот.
Выведенный 25 августа 2003 года космический телескоп «Spitzer» обнаружил основные химические компоненты жизни в газопылевых облаках, обращающихся вокруг молодой звезды. Эти компоненты – ацетилен и цианид водорода, газообразные предшественники ДНК и белков – были впервые зарегистрированы в планетарной зоне звезд, то есть там, где могут образовываться планеты. А отснятая им же галактика М81, удаленная от нас на 12 миллионов световых лет, при спектральном анализе засветилась красными цветами из-за обилия ароматических углеводородов, содержащими азот.
Во время полетов космических аппаратов Deep Impact и Stardust к кометам Tempel 1 и Wild 2 соответственно в 2004-2005 годах в комете Tempel 1 была найдена смесь органических и глинистых частиц, а в комете Wild 2 – целый ряд сложных углеводородных молекул – потенциальных строительных кирпичиков для жизни.
В начале 2008 года мериканский космический аппарат «Кассини» обнаружил на Титане – спутнике Сатурна – целые озера и моря из углеводородов. Тех самых, которые всегда считались продуктами разложения животной оргшаники.
Вот так научные открытия XXI века напрочь убили теорию, просуществовавшую почти пять тысячелетий и все еще не убранную со страниц учебников. Современные школяры совершенно напрасно тратят учебные часы на зубрежку теории самозарождения жизни
Эта теория была широко распространена в Древнем мире - Вавилоне, Китае, Древнем Египте и Древней Греции (этой теории в частности придерживался и развивал в свое время Аристотель).
Ученые Древнего мира и средневековой Европы верили в то, что живые существа постоянно возникают из неживой материи: черви - из грязи, лягушки - из тины, светлячки - из утренней росы и т.п. Аристотель утверждал, что всякое сухое тело, становясь влажным, и, наоборот, всякое мокрее тело, становясь сухим, родят животных.
Согласно его гипотезе о спонтанном зарождении, определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм.
Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе. Авторитет Аристотеля имел исключительное влияние на воззрения средневековых ученых. Мнение этого философа в их умах причудливо переплеталось с учением отцов в церкви, зачастую давая нелепые и даже смешные на современный взгляд представления. Так, известный голландский ученый XVII в. Ван-Гельмонт совершенно серьезно описывал в своем научном трактате опыт, в котором он за 3 недели получил в запертом темном шкафу мышей непосредственно из грязной рубашки и горсти пшеницы.
Активным началом в процессе зарождения мыши Ван-Гельмонт считал человеческий пот. Ряд сочинений, принадлежащих к XVI и XVII вв., подробно описывает превращение воды, камней и других неодушевленных предметов в пресмыкающихся, птиц и зверей. Гриндель фон Ах даже приводит изображение лягушек, образующихся из майской росы, а Альдрованд дает рисунки, показывающие каким образом птицы и насекомые родятся из веток и плодов деревьев.
Но благодаря работам Луи Пастера теория самозарождения была признана несостоятельной и в научном мире утвердилась теория биогенеза, краткая формулировка которой - «все живое - от живого». Однако, если все живые организмы в исторически обозримый период развития человечества происходят только от других живых организмов, то, таким образом, вопрос когда и каким образом появились на Земле первые живые организмы остается открытым.
В этой теории я могу согласиться с тем, что когда еще не было микроскопов и они не могли знать о существовании микроорганизмов, они могли предположить самозарождение червей, насекомых и других мелких живых организмов.
Но их вера в самозарождение пресмыкающихся, птиц и зверей из неживой природы мне не понятна, ведь они видели, что те же самые домашние животные сами порождают себеподобных, а не появляются из воды или плодов деревьев.
Может они считали, что спонтанное самозарождение - это дополнительный способ появления жизни на Земле и это реальная вещь, или они закрывали глаза на то, как действительно появляются живые существа на Земле.
По-моему мнению, это весьма наивное, нелепое предположение зарождения жизни на Земле. Возможно, я строго их сужу, ведь сейчас в мое время произошел огромнейший скачок в науке, и многие вещи научно разъяснены и мне, современному человеку, эти теории кажутся смешными. Но какие только мысли могут забрести к нам в головы, и поэтому мне всё-таки не стоит их так строго осуждать.
Самозарождение
Самозарождение - спонтанное зарождение живых существ из неживых материалов; в общем случае, самопроизвольное возникновение живого вещества из неживого. В настоящее время общепризнано, что зарождение живых организмов невозможно, а возникновение живого вещества из неживого практически невозможно в современных природных условиях. Однако в науке активно обсуждаются возможные сценарии возникновения жизни на ранних этапах существования Земли .
Развитие теории самозарождения
Древний мир
С древних времён человечество решало вопросы происхождения жизни довольно однозначно. В том, что живое или, по крайней мере, низшие его представители, способны зарождаться сами по себе буквально из ничего, не было никаких сомнений. Сведения о том, как различные живые существа появляются из воды, грязи и гниющих остатков, можно найти в древних китайских и индийских рукописях, об этом также рассказывают египетские иероглифы и клинописи Древнего Вавилона. К примеру, народ Древнего Египта свято верил в существовавшее тогда убеждение о том, что лягушки, жабы, змеи и даже более крупные животные, такие как, например, крокодилы, рождаются не иначе как из слоя ила, остающегося на берегах Нила после его сезонных разливов. А в Древнем Китае люди полагали, что тля возникает сама по себе на молодых побегах бамбука. Причём немаловажное значение в этом процессе придавалось теплу, влаге и солнечному свету. В Вавилоне же люди верили, что черви появляются сами по себе в каналах.
Античность
Убеждения в спонтанном зарождении живых существ из неживых материалов было воспринято философами Древней Греции и Рима, как нечто само собой разумеющееся. Очевидно, что в отличие от восточных цивилизаций, для которых характерным было теологическое толкование происхождения жизни, в Древней Греции наблюдается эмпиризм доэволюционных научных теорий и практически полное отсутствие религиозного подтекста. В какой-то момент под идею о самозарождении стали подводить определённую теоретическую основу, толкуя её с материалистических или идеалистических позиций.
К примеру, древнегреческий философ - Фалес Милетский (конец VII-начало VI в. до н. э.), придерживавшийся стихийно-материалистических позиций, полагал, что жизнь есть свойство, присущее материи. Подобным материальным первоначалом, из которого естественным образом возник мир, по мнению Фалеса Милетского, была вода. Также придерживался материалистических принципов толкования самозарождения жизни другой древнегреческий философ Демокрит (460-370 гг. до н. э.), основатель атомистической теории. Он полагал, что всё на свете состоит из множества мельчайших неделимых частиц - атомов, а жизнь зарождается за счёт взаимодействия между собой сил природы - к примеру, за счёт взаимодействия атомов огня и влажной земли.
А древнегреческий философ-материалист Эмпедокл ( - гг. до н. э.) считал, что первые в мире живые организмы (а это, как он полагал, были растения), зародились в речном иле под влиянием внутреннего тепла Земли. Вслед за растениями появляются части животных: «„головы выходили без шей, двигались руки без ног, очи блуждали без лбов“, из соединения которых впоследствии появились первые животные организмы». Само же соединение происходило так: «Влекомые силой Любви эти части искали друг друга и слагались в целые живые существа, причём соединения частей происходили случайно, так что образовались чудовища в виде животных с человеческими головами, многоголовые создания и т. д. Но эти уродливые твари, по учению Эмпедокла, были неспособны к продолжительному существованию и волею Вражды должны были погибнуть, уступив место более гармонично устроенным организмам. С течением времени по законам Любви и Вражды получились формы, приспособленные к среде и способные к размножению». Примерно об этом же (только в форме художественного произведения) писал древнеримский поэт Лукреций Кар (ок. 98-55 гг. до н. э.) в поэме «О природе вещей».
Противоположного, идеалистического подхода к теории самозарождения жизни придерживался Платон (428-347 гг. до н. э.). Он полагал, что сама по себе животная и растительная материя ни в коем случае не является живой. Живой же она становится только после того как до неё снисходит бессмертная душа, «психея». Эта идея Платона оказалась более чем жизнеспособной, и после него оказалась воспринята его учеником Аристотелем, учение которого легло в основу всей средневековой научной культуры и просуществовало более 2-х тысяч лет. В своих трудах Аристотель приводит бесчисленное множество «фактов» самозарождения живых существ - растений, насекомых, червей, лягушек, мышей, некоторых морских животных - с указанием необходимых для этого условий - наличия разлагающихся органических остатков, навоза, испорченного мяса, различных отбросов, грязи. Под эти «факты» Аристотель даже подводил определённое теоретическое обоснование - он утверждал, что внезапное зарождение живых существ вызвано ни чем иным как воздействием некоего духовного начала на до того безжизненную материю. Но в то же время Аристотель выражает и вполне здравые мысли, близкие по своей сути к эволюционной теории: «Кроме того, возможно, что одни тела время от времени превращаются в другие, а те в свою очередь, распадаясь, претерпевают новые превращения, и таким образом развитие и распад уравновешивают друг друга». Также непременно стоит отметить, что Аристотель был первым учёным, высказавшим идею «лестницы существ» (от менее развитых и более примитивных к наиболее развитым, а в более широком понимании - от неживой природы к живой). Вот как выглядела «лестница» Аристотеля: 1) Человек; 2) Животные; 3) Зоофиты; 4) Растения; 5) Неорганическая материя.
При этом развитие живых существ происходит путём их восхождения по ступенькам лестницы от низших к высшим и осуществляется за счёт присущей материи склонности к самосовершенствованию. Как ни смешно это прозвучит, подобные идеи действительно были передовыми для V в. до н. э., прогрессивными по сравнению с ненаучным религиозным подходом. В отличие от прежних религиозных воззрений, теория самозарождения жизни носила уже не тео-, а космогеничный, светский характер. Роль бога в процессе зарождения жизни уже не казалась такой однозначной, что положило границу между религией и наукой и определило дальнейший путь развития науки вне религиозных догматов. А некоторые исследователи даже полагают, что в идеях Эмпедокла о зарождении жизни можно углядеть зачатки теории эволюции и естественного отбора с её идеями борьбы за существования и сохранения сильнейших видов.
Средние века
Для Средних веков характерен значительный регресс научного знания, связанный, в основном, с колоссальной властью церкви над всеми отраслями человеческой деятельности, а также с развитием христианской философии и формированием соответствующего, религиозного образа жизни и мышления. Ещё в III в. н. э. Плотин (глава философской школы неоплатоников) говорил о том, «что живые существа могли возникать из земли не только в прошлом, но возникают и сейчас в процессе гниения» под воздействием «животворящего духа » («vivere facit»), то уже в V веке н. э. идеи «живородящего духа» и «животворящей силы» оказались невостребованными, так как во главу угла встало христианство, предполагающее единый акт творения. Ко всему прочему, вся научная деятельность находилась под контролем церкви, что отнюдь не способствовало продуктивному научному творчеству и появлению новых достижений в области органического мира.
К XVI веку теория самозарождения живых организмов достигла своего апогея. В эпоху Возрождения в научном мире активно распространилась заимствованная из иудаизма легенда о големе или гомункулюсе-искусственно созданном из глины, земли или другой неживой материи при помощи магических заклинаний и обрядов человека. Парацельс (1493-1541 гг.) предлагал вот такой рецепт изготовления гомункула: взять «известную человеческую жидкость» (сперму) и заставить её гнить сначала 7 суток в запечатанной тыкве, а затем в течение сорока недель в лошадином желудке, ежедневно добавляя человеческую кровь. И в результате «произойдёт настоящий живой ребёнок, имеющий все члены, как дитя, родившееся от женщины, но только весьма маленького роста.»
Опровержение теории самозарождения
Опыты Франческо Реди
Иллюстрация из «Опытов по происхождению насекомых» Франческо Реди (1668)
Спалланцани продолжал волновать вопрос о размножении микроорганизмов. Наблюдая за ними в микроскоп, он не раз видел маленьких зверюшек, слипшихся между собой, но ему ни разу не удалось разглядеть сам процесс деления. Чуть позже этот процесс открыл другой учёный, де Соссюр , и Спалланцани пришёл в восторг от этого открытия.
В это же время англичанин Эллис выдвинул гипотезу о том, что микроорганизмы вовсе не делятся пополам, а размножаются как и всё живое - живорождением, утверждая даже что собственными глазами видел новых микробов, зарождающихся в теле старых. А так называемое деление - не что иное как раскол зверька надвое за счёт столкновения его с другим микроорганизмом.
Спалланцани и тут не растерялся - с помощью щёточки из верблюжьей шерсти он сумел отделить одного микроба от армии его собратьев и, путём непродолжительных наблюдений подтвердить открытие де Соссюра - на месте одного микроба на предметном стекле Спалланцани обнаружил четверых, хотя ни о каких столкновениях не могло быть и речи.
Таким образом, Ладзаро Спалланцани совершил ряд важнейших открытий, послуживших крупной вехой на пути развенчания теории самозарождения и на пути развития микробиологии вообще.
Опыты Луи Пастера
К тому моменту, когда французский учёный Луи Пастер (1822-1895) приступил к решению вопроса о происхождении микроорганизмов, он уже успел совершить ряд открытий в химии и микробиологии. В частности, ему принадлежит открытие пространственной изомерии, процесса брожения и пастеризации. На протяжении всей жизни его научная деятельность была так или иначе связана с промышленным производством, и именно ему Пастер был обязан большинством своих достижений.
Пастера, как и большинство учёных того времени, волновал вопрос о происхождении живых существ, изучению деятельности которых он отдал столько времени и сил. Он повторял опыты Спалланцани, но сторонники теории самозарождения утверждали, что для самозарождения микроскопических животных необходим натуральный, не нагретый воздух, т. к. по мнению виталистов нагревание убивало «животворящую» или «плодотворную» силу. Ко всему прочему они утверждали (впрочем, Пастер и сам это понимал), что для чистоты эксперимента необходимо, чтобы в сосуд, содержащий не нагретый воздух, не проникли дрожжевые грибки и вибрионы . Задача показалась Пастеру невыполнимой.
Но вскоре, заручившись помощью французского учёного Антуана Балара , известного на весь мир открытием брома, он сумел найти выход из этой затруднительной ситуации. Пастер поручил своим помощникам приготовить весьма необычные колбы - их горлышки были вытянуты и загнуты книзу наподобие лебединых шей (S-образно), Балар подсказал эту идею и выдул на огне первый экземпляр. В эти колбы он наливал отвар, кипятил его, не закупоривая сосуд, и оставлял в таком виде на несколько дней. По прошествии этого времени в отваре не оказывалось ни одного живого микроорганизма, несмотря на то, что не нагретый воздух свободно проникал в открытое горлышко колбы. Пастер объяснял это тем, что все микробы, содержащиеся в воздухе, просто-напросто оседают на стенках узкого горлышка и не добираются до питательной среды. Свои слова он подтвердил, хорошенько встряхнув колбу, так чтобы бульон ополоснул стенки изогнутого горлышка, и обнаружив на этот раз в капле отвара микроскопических животных.