© "Семь искусств"
  декабрь 2018 года

Михаил Косовский: О происхождении жизни на Земле

927 просмотров всего, 2 просмотров сегодня

Принимая такую точку зрения (случайный синтез нужных молекул), мы оказываемся перед неизбежной необходимостью признать прямое вмешательство в этот процесс Бога или Высшего разума. Получается, что в рамках чисто научного подхода (без Бога), проблема зарождения жизни принципиально неразрешима.

[Дебют]Михаил Косовский

О происхождении жизни на Земле

Считается, что жизнь на нашей планете зародилась примерно 3,5 млрд лет назад. С тех пор эволюция живых существ проделала большой путь от примитивных клеток до многообразных сложнейших организмов. Появление человека было сопряжено с развитием разума, мышления, способности объективно оценивать окружающий мир. В результате родилась наука с ее пытливыми вопросами о мироздании, о человеке, о происхождении жизни.

Впервые с научным определением жизни я познакомился много лет назад, будучи студентом Ташкентского университета. «Основными атрибутами жизни, — говорил старый профессор, — являются рождение, рост, размножение и смерть». Тогда для нас студентов это определение казалось всеобъемлющим. Сегодня, согласно Википедии, существует более ста определений жизни, от известного энгельсовского «Жизнь есть способ существования белковых тел…» до весьма сложных, порой противоречивых, включающих не только биологические и химические, но и философско-религиозные аспекты.

Разнообразие мнений неслучайно, ибо жизнь — это непостижимое, загадочное и, быть может, уникальное явление во Вселенной. Вспомним о парадоксе Ферми (Enrico Fermi). Великий ученый задался вопросом: почему, несмотря на активные поиски, до сих пор не обнаружено никаких признаков существования внеземных цивилизаций? Вопрос наводит на мысль о возможной уникальности во Вселенной не только разума, но и жизни вообще, по крайней мере — в нашей Галактике.

Наука достаточно убедительно показала, что разум и его носитель человек появились в результате длительной эволюции простейших одноклеточных существ. Сегодня нам известны основные биохимические и физиологические процессы, поддерживающие жизнь в организме, но возникновение первой живой клетки, понимание путей и механизмов, приведших к этому загадочному акту, по-прежнему за семью печатями и остается одной из неразрешенных проблем науки.

Существует ряд гипотез происхождения жизни на Земле: одни ныне представляют только историко-познавательный интерес, другие явно ненаучны и не рассматриваются академической наукой, но поддерживаются апологетами религий, гипотезы третьей группы заслуживают называться теориями, поскольку основаны на научных фактах и выдвинуты известными специалистами.

Предлагаемая статья имеет целью популярно рассказать читателю об основных достижениях науки на пути разгадки происхождения жизни и коснуться вероятной перспективы решения этой проблемы.

Ранние гипотезы возникновения жизни

Для древних людей происхождение живого не было проблемой. В те времена считалось, что живые организмы возникают постоянно из неживой материи путем самозарождения. Мухи, например, появляются на гниющем мясе, мыши — в грязной одежде или испорченном зерне, жабы — в толще ила по берегам рек. Аристотель обобщил мысли множества предшественников и сформулировал «Теорию о самозарождении». Великий грек предполагал, что существует некая жизненная сила, создающая живые организмы из неживого субстрата. Его теория самопроизвольного зарождения, несмотря на мощную экспансию христианства, еще долго оставалась доминирующей в средневековой Европе. Просуществовавшая вплоть до 17-го века, древняя теория под напором развивающейся науки нехотя передала эстафету другим гипотезам. Сегодня эта теория представляет лишь исторический интерес.

Впервые теорию самопроизвольного зарождения решился проверить в 1688 г. итальянский врач и ученый Франческо Реди (Francesco Redi). Он поместил несколько кусков мяса в сосуды и часть из них накрыл кисеей (марлей). В открытых сосудах на поверхности гниющего мяса появились белые червячки — личинки мух. В сосудах, прикрытых кисеей, личинки мух отсутствовали. Был сделан вывод: личинки мух появляются не из гниющего мяса, а из яиц, отложенных мухами на его поверхности.

Почти сто лет спустя в 1765 г. итальянский ученый и врач Ладзаро Спаланцани (Lazzaro Spallanzani) прокипятил в запаянных стеклянных колбах мясные бульоны, предохранив их таким образом от загнивания. Спаланцани впервые показал, что под действием высокой температуры погибают все живые существа, способные вызывать порчу бульона.

Но ученые мужи 17-18-х веков еще не были готовы к опровержению мнения самого Аристотеля. Время шло, сомнения не покидали пытливые умы исследователей. В 1859 г. французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно докажет невозможность самозарождения жизни. Эту премию получил в 1862 г. француз Луи Пастер (Louis Pasteur). Mногие слышали о простом хитроумном эксперименте, в котором ученый показал отсутствие какой-либо жизненной силы. Если прокипяченную (считай простерилизованную) питательную среду защитить от вездесущих микробов и при этом обеспечить свободный доступ к среде гипотетической жизненной силы из воздуха, то в питательной среде не появятся микроорганизмы, среда останется интактной в течение длительного времени. Стало ясно, что живое появляется только от живого, что для появления на мясе даже личинок мух нужны мухи-родители.

Справедливости ради заметим, что Пастера, как микробиолога, не столько волновала проблема зарождения живого вообще, сколько самозарождение микроорганизмов и способ стерилизации питательных сред. Его эксперимент, кроме научного, имел неоценимое практическое значение для микробиологии.

Итак, в середине 19-го века, особенно после эксперимента Пастера, в научном мире утвердилась «Теория биогенеза», постулирующая: всё живое может происходить только от живого. По сравнению с гипотезой самозарождения это был шаг вперед, хотя научность новой теории оставалась притянутой за уши. Читатель может возразить: но живое действительно появляется от живого, в чем же теория биогенеза ненаучна? Основным следствием этой теории является постулат о вечности жизни, которая никогда не возникала, она была всегда и передавалась от родителей детям, что полностью противоречило развивающимся тогда представлениям об устройстве мира.

Теория биогенеза близка к «Теории стационарного состояния», утверждающей, что Земля, жизнь, космос никогда не возникали, всегда были и пребудут вечно. Чтобы принять это утверждение, нужно полностью игнорировать данные всех отраслей науки, особенно астрономии и космологии, доказавших, что звезды, солнечная система, Земля образовались когда-то из газо-пылевых скоплений и имеют определенную продолжительность существования. Теория стационарного состояния в определенной мере сродни основным теологическим измышлениям и по этой причине всё еще имеет немало сторонников среди верующих.

«Креационизм» (от англ. creation — создание) — теория сотворения мира, человека и всего живого Богом, Высшим разумом или подобным таинственным существом. Теория креационизма, основанная в сущности на священных писаниях трех монотеистических религий, не внесла ничего нового ни в науку, ни в религию. Несмотря на вопиющую ненаучность, теория живет и имеет много сторонников даже в среде верующих ученых. Остается только восхищаться стационарностью мышления людей, их преданностью религиозной вере.

Современные гипотезы

С развитием представлений о мире, о Вселенной старая понятная гипотеза биогенеза (живое происходит от живого) не давала ответа на вопрос: как появилось первое живое? Естественно возникло предположение о внеземном, космическом происхождении жизни. Эта идея, появилась еще в 18-м веке и сформировалась в «Гипотезу панспермии». Сущность ее заключается в предположении, что жизнь была случайно занесена на Землю из космоса астероидами или кометами, несущими «спящие» зародыши (семена) жизни, или же наша планета была намеренно инфицирована жизнью таинственными пришельцами. Немецкий ученый Г. Рихтер (Herman Eberhard Friedrich Richter) разработал теорию занесения живых существ на Землю из космоса. Он утверждал, что зародыши могли попасть на Землю вместе с космической пылью и метеоритами и положить начало биологической эволюции, которая породила всё многообразие земной жизни. В 19-м веке гипотеза панспермии получила поддержку таких учеными как Я. Берцелиус (Berzelius), лорд Кельвин (William Thomson, Kelvin), Г. Гельмгольц (Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz), Сванте Аррениус (Svante August Arrhenius), российский ученый и мыслитель Владимир Иванович Вернадский.

Однако чем больше исследователи узнавали об экстремальных, враждебных живому, условиях в космосе — близкая к абсолютному нулю температура, высокий вакуум, жесткое ультрафиолетовое излучение, космические лучи — тем меньше оставалось сторонников этой гипотезы. К середине 20-го века панспермия почти умерла, но неожиданно новые эксперименты, показавшие высокую устойчивость низших форм жизни к условиям открытого космоса, реанимировали ее. В 2014 г. русскими с помощью спутника «Фотон М» была показана способность некоторых бактерий из группы экстремофилов (общее название микроорганизмов, способных жить в экстремальных условиях) выживать в открытом космосе и при разогреве до 130 градусов Цельсия во время вхождения аппарата в плотные слои атмосферы. Ранее в 2011 г. европейские исследователи показали, что в условиях эксперимента плазмиды бактерий (малые автономные молекулы ДНК) могут сохраняться интактными в открытом космосе.

«Возрождение» старой гипотезы хотя и воодушевило ее приверженцев, но не изменило мнение большинства ученых. В упомянутых экспериментах экспозиция биологического материала в открытом космосе проводилась в течение относительно короткого промежутка времени (60 суток и меньше), что не позволяет делать далеко идущие выводы.

Астрономы пока не нашли в нашей галактике планету, сходную с Землей по уникальности орбиты, размерам, климата и т.д., на которой могла бы развиться жизнь. Если такая планета и существует, то она наверняка не наша соседка, и чтобы зародышам жизни добраться от нее до Земли потребовалась бы долгая дорога «сто верст и всё лесом». Для сравнения заметим: чтобы долететь всего лишь до Марса научной лаборатории США (Mars Science Laboratory) потребовалось более 8 месяцев; космический аппарат «Вояджер» (Voyager) достиг Плутона за 12,5 лет. А если выйти из солнечной системы, то расстояния резко возрастают: поперечник нашей Галактики (Млечный Путь) имеет длину 100 000 световых лет (световой год — это расстояние, которое луч света покрывает за год). Выходит, что космические тела, несущие на себе зародыши жизни, прежде чем случайно столкнуться с нашей планетой должны были путешествовать в бескрайних и недружелюбных в нашем понимании просторах космоса в течение миллионов лет. Весьма вероятно, что после такого вояжа зародыши жизни или споры бактерий, если и были каким-то образом доставлены на Землю, то наверняка «бездыханными».

Подобные мысли приходят многим противникам гипотезы панспермии. К тому же, проблема возникновения жизни не решается этой гипотезой, вопрос лишь отодвигается назад в другое время и другое место.

Одним из главных препятствий, стоявших на пути решения проблемы возникновения жизни, было господствовавшее столетиями мнение, будто между органическими соединениями и неорганическими не существует никакой взаимосвязи, многие полагали, что первые могут синтезироваться только в живом организме, то есть биогенно. Именно поэтому их назвали органическими соединениями в противоположность неорганическим веществам неживой природы. Но постепенно в ученом мире укреплялось мнение, что такое противопоставление противоречит представлениям о единстве природы, что живое должно происходить и, вероятно, произошло от неживого. Идея абиогенного (не биологического) возникновения жизни завладела умами мыслителей, появление жизни представлялось естественным процессом становления живой материи в недрах неживой. Призрак абиогенеза бродил по Европе, как призрак коммунизма К. Маркса.

В 1924 г., А. И. Опарин в Москве и в 1929 г. Дж. Б. Холдейн (John Haldane) в Кембридже независимо друг от друга предложили первую научно обоснованную «Теорию химической эволюции» на нашей планете. Согласно этой теории сложные биологические молекулы, необходимые для будущего появления жизни, синтезировались на молодой Земле спонтанно, под влиянием внешних условий из простых неорганических веществ, благо имевшихся в изобилии в атмосфере, земной коре и в первичном океане. Этот процесс образования сложных органических соединений был назван химической эволюцией.

По представлениям тех лет атмосфера ранней Земли перед началом химической эволюции (3,8 млрд лет назад) состояла из смеси водорода, метана, аммиака, углекислого и угарного газов, циановодорода (синильная кислота) и паров воды. Планета не была защищена озоновым слоем и подвергалась излучению жестким ультрафиолетом и космическими лучами. Ее постоянно бомбардировали метеориты, астероиды и кометы — остатки газо-пылевого облака, не вошедшие в состав Солнца и планет. Из недр Земли выбрасывалась лава и богатый серой вулканический газ, атмосферу сотрясали мощные электрические разряды, небо рассекали молний.

Это дало основание Опарину и Холдейну сформулировать предположение, что 3,5 млрд лет назад условия на Земле позволяли случайному образованию в ее атмосфере органических соединений под действием электрических разрядов и ультрафиолета.

Когда температура первичной атмосферы опустилась ниже 100°С, на Землю обрушились горячие ливни и появился первичный океан. С потоками дождя в океан поступали синтезированные в атмосфере органические вещества, которые по выражению Дж. Холдейна, превратили океан в разбавленный «первичный бульон». Большая часть поверхности была заполнена этим «бульоном», в котором кроме органики также были растворены минералы, окислы металлов земной коры и продукты химических реакций между атмосферными компонентами.

Опарин экспериментально показал, что в растворах некоторых органических соединений могут возникать зоны повышенной их концентрации, которые он назвал коацерватными каплями. Коацерватные капли представляли собой комплексы коллоидных частиц, отличавшихся по составу от внешнего раствора. Наружный богатый липидами слой отделял коацерваты от внешней среды, выполняя роль будущих клеточных мембран. Коацерваты были способны поглощать из внешней среды различные органические вещества, что обеспечивало возможность первичного обмена веществом и энергией.

Наибольшую популярность теория получила после знаменитых экспериментов Миллера — Юри (Stanley Miller, Harold Clayton Urey) в 1953 г. Ученые смоделировали условия, которые могли существовать у поверхности молодой Земли — смесь газов, ультрафиолет, частые электрические разряды с молниями. Пропуская электрические разряды напряжением до 60 000 вольт через смесь газов и паров воды, исследователи установили, что 10% углерода из метана перешло в форму тех или иных органических соединений, было получено больше 20 видов аминокислот (мономеров белков), разные углеводы и позднее при воспроизведении опыта — липиды (жиры). Это был большой обнадеживающий шаг вперед.

Теория Опарина — Холдейна положила начало физико-химическому моделированию процессов абиогенного образования органических веществ в предполагаемых условиях первичной Земли.

К настоящему времени получены новые знания о климатических условиях на Земле того времени, о составе атмосферы, вулканической активности. Экспериментально имитируя эти условия, используя современные технические и компьютерные возможности, из простых соединений синтезированы многие сложные биологические молекулы, входящие в состав организмов.

Но ученых не удовлетворяла концепция коацерватов в морской воде, поскольку эти образования были неустойчивы и могли легко разлагаться в «бульоне». Коацерватная теория достигнув своего пика в 1950-х — 60-х годах, стала уступать место другим гипотезам.

По одной из новых гипотез, химическая эволюция органических молекул происходила не в коацерватах, а в «Микропорах глинистых минералов». Микропоры глинистых минералов выполняли каталитическую (ускоряющую) роль в химических реакциях и более высокую защиту синтезирующихся в порах органических соединений от разрушения в химически активных водах океана. В газетах замелькали заголовки: «Жизнь возникла из глины». Идею выдвинул шотландец Александер Кейрнс-Смит (Alexander Graham Cairns-Smith) и американец Дань Ло (Dan Luo). Глиняные стенки микропор могли выполнять функции полупроницаемых мембран, необходимых для обмена веществ и энергии с внешней средой, а на внутренней поверхности минералов могли протекать реакции полимеризации аминокислот с образованием белковых цепочек.

Молодая Земля, как отмечалось, не была защищена озоновым слоем от опасных для зарождающейся жизни компонентов солнечного излучения. Само Солнце было значительно моложе и не давало достаточно тепла поверхности планеты. Предполагается, что какое то время Земля могла быть покрыта толстым, в сотни метров, слоем льда. Под ледяным щитом зачатки жизни были защищены от ультрафиолета и частых в то время астероидных и метеоритных бомбардировок. По этим соображениям основное место действия химической эволюции было перемещено учеными на дно океана.

Глинистые минералы были хороши по сравнению с коацерватами, но недостаточно хороши в обеспечении зарождающейся жизни сырьем (простыми веществами) для бесперебойного синтеза сложных соединений. Этим недостатком не преминули воспользоваться другие ученые и предложили свою гипотезу.

По их версии появление жизни обязано черным курильщикам. Черные курильщики — это название гидротермальных источников срединно-океанических хребтов. На дне океана курильщики извергают под большим давлением геотермальную воду температурой до 400 °C. Черный цвет воде придает взвесь сульфидов металлов. Вода сильно минерализована, содержит сульфиды железа, меди, никеля, а ткже цинк и марганец. В настоящее время гидротермальные источники являются своеобразными «оазисами жизни» независимых экосистем в глубинной зоне океана.

Существуют также другие виды курильщиков. Достаточно часто встречаются белые курильщики. Этот тип относительно низкотемпературных гидротермальных источников на океаническом дне выбрасывает «белый дым», содержащий сульфаты металлов белого цвета.

Общей особенностью подобных источников являются минеральные образования «трубы» или «жерла», из которых выбрасывается богатая минералами горячая вода. По мере остывания часть солей оседает на «трубах», увеличивая их высоту. Главным свойством этих образований, привлекших внимание ученых, является их высокая пористость с размерами пор, сравнимыми с размерами современных клеток. Богатая металлами вода могла быть прекрасным катализатором химических реакций.

Уильям Мартин и Майкл Рассел (William Martin, Michael Russell) в 2003 и 2006 г. предположили, что первые клеточные формы жизни развивались в теле гидротермальных жерл на дне океанов. Новая гипотеза утверждает: «Зарождение жизни происходило на дне океана вблизи геотермальных источников». В 2016 году опубликованы исследования, согласно которым последний общий предок всех живых организмов — LUCA (Last Universal Common Ancestor) — мог существовать более 3,8 млрд лет назад в пористых образованиях курильщиков, дав начало двум базовым направлениям развития живого — археям и бактериям, из которых впоследствии произошли эукариоты (организмы, в клетках которых имеется ядро).

Казалось, что с вопросом о месте зарождения жизни кое-что прояснилось, но сомнения не давали ученым расслабиться. По мнению некоторых из них на дне океана, если и синтезировались первые органические соединения, то никак не могли накапливаться, поскольку поры минералов — не замкнутое пространство, не клетка, и большая часть синтезированной органики бесследно исчезала в пучине морской. Всё больше укреплялась мысль, что жизнь могла зародиться в небольших мелких водоемах на поверхности Земли в воде, отличавшейся по солевому составу от океанической, но близкой к минеральному составу крови. «Жизнь всё-таки начиналась в мелких водоемах на поверхности Земли», — утверждала очередная гипотеза.

Новую гипотезу многие поддержали, но не успокоились и пошли дальше: «Жизнь могла появиться только в компартменте, огражденном от внешней среды простейшей полупроницаемой мембраной». По мнению этих исследователей весьма вероятно, что примитивная клетка, как один из основных признаков жизни, появилась на самых ранних этапах зарождения.

Вспомнили старика Опарина, и взглянули на его коацерватные капли, как на прототипы нынешних клеток. Родилась важная на мой взгляд гипотеза «Первичности мембраны». Гипотеза предполагает первичность образования первой примитивной полупроницаемой мембраны, которая была необходима для образования компартмента, для сохранения синтезирующихся соединений, их накопления и эволюционного отбора. На роль первых мембран в первых протоклетках могли претендовать простейшие липидные оболочки. Химики знают, что такая липидная мембрана может легко образоваться в водной среде, например, из жирных кислот или фосфолипидов путем самопроизвольного, но упорядоченного группирования молекул заряженными концами к внешней водной среде. Ныне женщины широко пользуются кремами, содержащими липосомы с простыми липидными оболочками.

Но вторая, не менее важная часть теории Опарина-Холдейна, предполагающая первичность появления в протоклетках белков, катастрофически теряет сторонников. В 1980-х–90-х годах новые эксперименты в области молекулярной биологии привели исследователей к мыслям о решающей роли в жизнеобразовании не первых белков, а первых РНК (рибонуклеиновых кислот). Сегодня считается, что первыми не могли появиться ни белки, ни носители наследственной информации ДНК (дезоксирибонуклеиновые кислоты). Оба класса этих соединений играют важнейшую роль в современных клетках, но оба они узко специализированы: белки выполняют каталитические, структурные и энергообменные функции; ДНК — носитель наследственной информации, носитель мутаций (случайных изменений в геноме) и главное действующее лицо в биологической эволюции. Чтобы синтезировать новый белок, нужна была информация, закодированная в ДНК, но синтез самой ДНК не мог быть осуществлен без участия белков — ферментов. Между двумя классами соединений нужен был посредник. На роль «Figaro» могла претендовать РНК, но она, как считалось, не могла выполнять каталитическую (ферментативную) роль белков и не была столь эффективна, как ДНК, в хранении и передаче информации. В 1989 г. Томас Чек и Сидней Олтман (Thomas R. Cech и Sidney Altman) были удостоены Нобелевской премии за открытие каталитической активности некоторых видов РНК. Эти РНК были названы рибозимами (от двух слов рибоза и энзим). Рибозимы заполнили недостающее звено в гипотетической схеме возникновения жизни. В те далекие времена РНК могла быть полностью автономной и обходиться без присутствия белков и ДНК, поскольку могла катализировать собственную репликацию (удвоение) и всевозможные химические реакции.

И снова, в который уж раз, не преминула себя ждать очередная гипотеза самодостаточного мира РНК или «Теория РНК мира», которая удовлетворяет высокие требования большинства исследователей и сегодня стала почти парадигмой. Суть ее в том, что именно РНК была первым биологически активным соединением на пути к жизни. Лишь после нее и благодаря ей стало возможным образование белков и ДНК.

Казалось бы можно остановиться с гипотезотворчеством и перекурить, но у экспериментаторов сотворения жизни нет спокойной жизни. Американский химик проф. Роберт Шапиро (Robert Shapiro), известный исследованиями в этой области, ставит под сомнение теорию РНК мира, считая, что спонтанное возникновение таких сложных молекул, как нуклеотиды (мономеры цепочек РНК), тем более целых РНК, является очень и очень маловероятным. Еще в 2007 г. он выступил с критикой знаменитого эксперимента Миллера-Юри (см. выше), где заметил, что в этих опытах были получены только простейшие аминокислоты, а нуклеотиды вообще никогда не образовывались по причине сложности их синтеза in vitro даже в наше время.

Вместо теории РНК мира Шапиро предлагает гипотезу, согласно которой жизнь возникла из некоего самоподдерживающегося метаболизма несложных молекул и их эволюции. Ученый так постулирует свою гипотезу: «Сначала метаболизм простых соединений и их эволюция» вместо «Сначала РНК». По этой схеме, почти как у Опарина и Холдейна, в закрытом или полузакрытом пространстве сначала происходил синтез и метаболизм простых органических веществ, дававший большой спектр новых соединений, которые подвергались отбору по полезности и скорости взаимопревращений.

Итак, представленный читателю обзор по закону жанра следовало бы декорировать традиционным заключением. Но думаю, что в этом нет необходимости. Взамен предлагаю критические замечания с вытекающим из них дискутабельно-пессимистическим выводом.

Вместо заключения

Автор этой статьи несомненно положительно оценивает результаты длительного научного исследования возникновения жизни на Земле. Но, несмотря на успехи, награды и надежды ученых, не разделяет их оптимизма в скором решении проблемы. За последние сто лет сложилось более или менее удовлетворительное общее представление о путях абиогенного возникновения жизни. Научные гипотезы, как правило, обогащают деталями и поправками теорию Опарина-Холдейна и достижения других ученых, что безусловно большой успех и шаг вперед. Но не всё так гладко и обнадеживающе, как кажется при беглом взгляде. Существующие гипотезы, во-первых, не дают строгих научных доказательств своих постулатов, во-вторых, не предлагают подробное описание механизмов красивого, но туманного термина «химическая эволюция», от детального понимания которого во многом зависит разгадка возникновения жизни, в-третьих, остается полностью неясным таинственный чудотворный скачок от спонтанного синтеза органических молекул к появлению примитивной, но настоящей живой клетки.

Помня, что критиковать легче, чем предлагать хорошие идеи, не буду увлекаться этим жанром, лишь позволю себе высказать несколько важных на мой взгляд замечаний, без которых статья выглядела бы газетным обзором. Коснемся так называемой химической эволюции, на которой строится фундамент всех гипотез происхождения жизни. Классическая теория эволюции по Дарвину зиждется на трех китах: изменчивость, наследственность и естественный отбор. Под изменчивостью подразумеваются мутации — случайные изменения (ошибки) в репликациях ДНК или РНК. Поскольку мутации случайны, то подавляющее большинство их вредно или летально, лишь ничтожно малая часть изменений может быть полезна. Под полезностью подразумеваются такие изменения, которые дают организму или клетке больше шансов на выживание и воспроизведение потомства, это мы называем естественным отбором.

Что же такое химическая эволюция? Приведенные в тексте гипотезы молчаливо подразумевают спонтанный случайный синтез из простых веществ широкой гаммы органических соединений, часть из которых полезна для зарождения жизни и подхватывается естественным отбором. Химикам известно, что при спонтанном (не ферментативном) синтезе сложных соединений, например белков, будут образовываться согласно закону действующих масс разные белки с различной аминокислотной последовательностью, размерами цепочек и другими характеристиками. Коль уж применен термин эволюция, то предполагается, что должен работать естественный отбор нужных полезных соединений. Возникают вопросы: какие признаки считались полезными для отбора, каков был механизм отбора и куда девались неполезные молекулы? На подобные вопросы, думаю, сегодня нет ответов.

Приверженцы химической эволюции считают, что синтез белков с необходимой аминокислотной последовательностью или синтез нуклеиновых кислот с определенным составом нуклеотидов осуществлялся случайно, а готовые молекулы накапливались в местах синтеза для дальнейшего отбора. Допустим, но создатели гипотез предполагают, а законы природы располагают. Дело в том, что в этой схеме не принималась во внимание важнейшая особенность случайного синтеза таких сложных соединений как белки или нуклеиновые кислоты — ничтожная, близкая к нулю вероятность появления необходимой молекулы, пригодной для дальнейшей эволюции. Подсчитано, что случайный синтез среднего по размерам, но определенного специфического белка, может произойти раз в миллион или больше лет при непрерывном спонтанном синтезе.

Как пишет Кирилл Еськов в книге «Удивительная палеонтология», — «Принимая такую точку зрения (случайный синтез нужных молекул), мы оказываемся перед неизбежной необходимостью признать прямое вмешательство в этот процесс Бога или Высшего разума. Получается, что в рамках чисто научного подхода (без Бога), проблема зарождения жизни принципиально неразрешима«.

Специалисты приходят к мнению, что несмотря на почти столетние успехи в изучении зарождения жизни, пропасть, отделяющая спонтанно синтезирующиеся органические соединения, от простейшей жизни, сегодня выглядит еще более непреодолимой, чем это представлялось во времена Опарина. Если исключить сверхъестественные силы или Бога, то проблема происхождения жизни является юрисдикцией науки и должна решаться людьми. Так почему же после красивых экспериментов и вполне заслуженных Нобелевских премий наука по-прежнему плодит гипотезы и топчется на месте?

Теоретически по логике вещей научная задача любой сложности принципиально разрешима, на то она и научная, на то и держится на законах природы, но на деле человек не всесилен, «венец природы» имеет решающий недостаток — ограниченные возможности своего мозга, и это накладывает непреодолимое вето на решение многих научных проблем. В статье «Религия и наука», помещенной в сетевом журнале Берковича «Заметки по еврейской истории», я старался обосновать принципиальную невозможность человеком полностью познать многие природные явления и мир в целом. Думается, что возникновение жизни на Земле относится к одной из неразрешимых задач человечества. Подтверждением этой мысли служит факт столетнего изучение проблемы, столетнего целеустремленного плавания корабля науки под парусами успехов и надежд, но так и не достигшего очарованного берега.

Share

Михаил Косовский: О происхождении жизни на Земле: 10 комментариев

  1. Семен Глейзер

    Тема происхождения жизни занимала мена давно. Первая публикация на эту тему была в 1983 году в журнале «Знание-сила», №11, под названием «Как трудно быть симхионом». Последняя публикация была сделана в 2014 году в журнале РАЕН «Успехи современного естествознания», №3, «Возникновение жизни в парадигме В.И.Вернадского». В обоих случаях был дан философский анализ объектов, подлежащих развитию и эволюции. Выявлена разница, кто конкретно подлежит индивидуальному развитию, а кто — эволюционному. Обычно исследователи путают эти понятия и потому приходят к неясным выводам. По нашей модели эти две линии изменения пересекаются в некоей точке, когда вероятность индивидуального развития начинате превышать вероятность эволюционного развития. Эта точка и будет переходом «нежизнь-жизнь». Биологи не воспримимают эту модель, так как в ней не задействованы нуклеотид-белковые взаимодействия. А физики (в большинстве — евреи) не принимают ее, так как модель обходится без «божественного провидения».

  2. Семен Глейзер

    В ответ автору Vladimir Krasnopolsky.
    В связи с этой статьей, хотел бы напомнить свою собственную работу от 1983 года: «Как трудно быть симхионом», в № 11 журнала «Знание-сила». В ней удалось разделить собственно эволюцию и индивидуальное развитие. Эти два процесса обычно смешивают между собой, потому получается мешанина. Если рассматривать их раздельно, то невольно можно прийти к факту возникновения живого из неживого без вмешательства «божественного провидения». Момент возникновения жизни — на философском уровне — происходит тогда, когда вероятность индивидуального развития начинает превышать вероятность развития эволюционного. Биологи эту модель не оценили, та как в ней нет нуклеотид-белковых взаимодействий. А физики неоценили, потому что в ней не наблюдается «божественного провидения». Последняя работа на эту тему опубликована в журнале РАЕН «Успехи современного естествознания», в № 3 за 2014 год, и называется «Возникновение жизни в парадигме В.И.Вернадского.

  3. МК

    Михаил Иосифович, с интересом прочитал Вашу статью. По сути вопроса мне мало что есть сказать. После знакомства с теорией Опарина я пришел к заключению, что живую материю от неживой, а мыслящую от немыслящей могла отделить лишь некая высшая сила, которую человечество для простоты понимания именует Богом. С тех пор мои представления мало изменились.

    1. Михаил Косовский

      Спасибо, Миша. Не знал о Ваших мировоззренческих взглядах.

  4. Леонид Цальман

    По просьбе уважаемого коллеги и давнего автора сайта, Семена Глейзера, помещаю здесь его комментарий к статье М. Косовского «О происхождении жизни на Земле». — Л.Ц.
    …………………………………………………………………………………………………
    СЕМЁН ГЛЕЙЗЕР
    E-mail: gleizer2@rambler.ru
    Статья интересная, но продолжает «пессимистическую традицию» проблемы происхождения жизни. Действительно здесь имеется множество непонятных и необъяснимых явлений. Мне в свое время приходилось работать над этой же темой. В отличие от традиционных подходов, я использовал подход «ретроспективный», а именно проследил в обратном порядке биологические черты в ряду от многоклеточного организма до единичного атома. При этом выявились два различных процесса, которые многие исследователи путают между собой, от чего возникают новые неясности в проблеме. Это индивидуальное развитие (онтогенез) и эволюционное развитие (филогенез). Оба процесса имеют место в мире атомов и молекул, что было нами показано еще в 1983 году в статье «Как трудно быть симхионом» (журнал «Знание-сила», № 11). Момент перехода из неживого в живое наступает тогда, когда вероятность индивидуального развития начинает превышать вероятность эволюционного развития. Тогда протоорганизм успевает прожить весь свой жизненный цикл от рождения до распада на потомство. Движителем процесса является принцип минимума свободной энергии, а факторами естественного отбора выступают явления неустойчивости — коллективной и индивидуальной. Модель, на мой взгляд, наиболее простая из всех возможных. Но биологи ее не приняли, так как в ней отсутствуют нуклеотид-аминокислотные взаимодействия. А физики (в большинстве — евреи) также не приняли модель, так как в ней не нашлось места «божественному провидению».
    Последняя публикация, подробно описывающая модель, помещена в журнале РАЕН «Успехи современного естествознания», № 3 за 2014 год, и называется она «Возникновение жизни в парадигме В. И. Вернадского».

  5. Маркс ТАРТАКОВСКИЙ

    «Возникают вопросы: какие признаки считались полезными для отбора, каков был механизм отбора и куда девались неполезные молекулы? На подобные вопросы, думаю, сегодня нет ответов».
    Мне кажется, в потоке действительно трудно разрешимых вопросов эти наиболее просты. Механизм отбора — в сопротивлении механических и химических воздействий; неполезные молекулы распадались со временем.
    Статья исключительно интересная.

  6. Benny

    Узнал новое, например: проблема «кто раньше: курица или яйцо» (ДНК или белок) успешно решена с помощью особых РНК — рибозимов.

    О «научно-теологической» части статьи:
    По-моему в науке действует один из 13-и принципов толкования Торы: два толкования (или гипотезы) противоречат друг-другу пока не найдётся третье толкование, которое согласовывает их.

  7. Vladimir Krasnopolsky

    Спасибо за хорошую статью. Очень полезный обзор существующих «научных гипотез» о возникновении жизни. Наука обычно имеет дело с повторяющимися и воспроизводимыми явлениями. В этом смысле возникновение жизни, а также вся ее эволюция, является, по-моему, не научной проблемой, а метафизической. Я этого вопроса слегка коснулся в своей статье «Апология метафизики» http://7iskusstv.com/2017/Nomer3/Krasnopolsky1.php

    Не могу согласиться с Вашим утверждением: «Наука достаточно убедительно показала, что разум и его носитель человек появились в результате длительной эволюции простейших одноклеточных существ.» Никто уже не отрицает факт биологической эволюции, но ее механизм и движущие силы совершенно не поняты и, тут я с Вами совершенно согласен, скорее всего, лежат за границами доступного человеческому познанию. Тут можно, для примера, привести книгу: Stephen C. Meyer “Darwin’s Doubt”, а также замечательную книгу «Вера и Разум» известного физика-теоретика Биниамина Файна: http://berkovich-zametki.com/2016/Zametki/Nomer7/Fajn1.php (там есть еще продолжение в нескольких последующих номерах), в которой биологическая эволюция обсуждается наряду с многими другими проблемами. Ну, а что касается появления разума, то тут уж о каком-либо даже элементарном понимании говорить не приходится, начиная в основного вопроса: а что такое разум/сознание?!..

    1. Михаил Косовский

      Спасибо. Приятно читать приятный комментарий. Но несмотря на Вашу высокую эрудированность позволю себе не согласиться с Вашим утверждением, что механизмы биологической эволюции совершенно непонятны. Они весьма детально понятны в свете современных биологических знаний.

    2. Авигдор

      Vladimir Krasnopolsky
      18.12.2018 в 01:44
      «Не могу согласиться с Вашим утверждением: «Наука достаточно убедительно показала, что разум и его носитель человек появились в результате длительной эволюции простейших одноклеточных существ.» Никто уже не отрицает факт биологической эволюции….»
      —————— ——————
      Если никто уже не отрицает, то это печально. Но, к счастью, это далеко не так. Эволюционисты захватили власть в мировой науке? Конечно!! Они лгут и подтасовывают факты, зажимают cвободу выступления для своих противников, увольняют их, но всё тщетно. Чем дальше от Дарвина проходит лет, тем утопичнее и подлее выглядят эти усилия его последователей.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

AlphaOmega Captcha Mathematica  –  Do the Math
     
 
В окошко капчи (AlphaOmega Captcha Mathematica) сверху следует вводить РЕЗУЛЬТАТ предложенного математического действия