დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის თანამედროვე ჰიპოთეზები. დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის ცნებები შეიძლება თუ არა სიცოცხლე წარმოიშვას ახლანდელ დროში
ამჟამად დედამიწაზე სიცოცხლე არ შეიძლება წარმოიქმნას აბიოგენური გზით. დარვინიც კი წერდა 1871 წელს: ”მაგრამ თუ ახლა ... ნებისმიერ თბილ წყალსაცავში, რომელიც შეიცავს ყველა საჭირო ამონიუმის და ფოსფორის მარილებს და ხელმისაწვდომია სინათლის, სითბოს, ელექტროენერგიისთვის, ქიმიურად წარმოიქმნა ცილა, რომელსაც შეუძლია შემდგომი უფრო და უფრო რთული გარდაქმნები, მაშინ ეს ნივთიერება მაშინვე განადგურდებოდა და შეიწოვებოდა, რაც შეუძლებელი იყო ცოცხალი არსებების გაჩენის პერიოდში. ” სიცოცხლე დედამიწაზე გაჩნდა აბიოგენური გზით. დღეისათვის ცოცხალი არსებები მხოლოდ ცოცხალი არსებიდან მოდის (ბიოგენური წარმოშობა). დედამიწაზე სიცოცხლის ხელახლა გაჩენის შესაძლებლობა გამორიცხულია.
პანსპერმიის თეორია.
1865 წელს გერმანელმა ექიმმა გ.რიხტერმა წამოაყენა კოსმოზოური ჰიპოთეზა
(კოსმოსური რუდიმენტები), რომლის მიხედვითაც სიცოცხლე მარადიულია და ის რუდიმენტები, რომლებიც ბინადრობენ მსოფლიო სივრცე, შეიძლება გადავიდეს ერთი პლანეტიდან მეორეზე.
მსგავსი ჰიპოთეზა წამოაყენა 1907 წელს შვედმა ნატურალისტმა ს. არენიუსმა, რომელიც ვარაუდობს, რომ სიცოცხლის ემბრიონები მარადიულად არსებობენ სამყაროში - პანსპერმიის ჰიპოთეზა.მან აღწერა, თუ როგორ ტოვებენ მატერიის ნაწილაკები, მტვრის ნაწილაკები და მიკროორგანიზმების ცოცხალი სპორები მსოფლიო სივრცეში სხვა არსებებით დასახლებული პლანეტებიდან. ისინი ინარჩუნებენ სიცოცხლისუნარიანობას, დაფრინავენ სამყაროს სივრცეში მსუბუქი წნევის გამო. სიცოცხლისთვის შესაფერისი პირობების მქონე პლანეტაზე მოხვედრისას ისინი იწყებენ ახალ ცხოვრებას ამ პლანეტაზე. ამ ჰიპოთეზას მხარი დაუჭირა ბევრმა, მათ შორის რუსმა მეცნიერებმა S. P. Kostychev, L. S. Berg და P. P. Lazarev.
ეს ჰიპოთეზა არ გვთავაზობს რაიმე მექანიზმს სიცოცხლის პირველადი წარმოშობის ასახსნელად და პრობლემას სამყაროს სხვა ადგილას გადასცემს. ლიბიგს სჯეროდა, რომ „ატმოსფერო ციური სხეულები, ისევე როგორც მბრუნავი კოსმოსური ნისლეულები, შეიძლება მივიჩნიოთ გამოცოცხლებული ფორმის მარადიულ საცავებად, ორგანული ემბრიონების მარადიულ პლანტაციებად, საიდანაც სიცოცხლე ამ ემბრიონების სახით იფანტება სამყაროში.
პანსპერმიის დასასაბუთებლად გამოიყენება კლდეზე მოჩუქურთმებული რაკეტების ან ასტრონავტების მსგავსი ობიექტების ან უცხოპლანეტელების გარეგნობის გამოსახულებები. კოსმოსურმა ფრენებმა გაანადგურა რწმენა პლანეტებზე ინტელექტუალური სიცოცხლის არსებობის შესახებ Მზის სისტემარომელიც 1877 წელს სკიპარელის მიერ მარსზე არხების აღმოჩენის შემდეგ გამოჩნდა.
ლოველმა მარსზე 700 არხი დაითვალა. არხების ქსელი მოიცავდა ყველა კონტინენტს. 1924 წელს არხები გადაიღეს და მეცნიერთა უმეტესობამ მათში ინტელექტუალური სიცოცხლის არსებობის მტკიცებულება დაინახა. 500 არხის ფოტომასალაში ასევე დაფიქსირდა ფერის სეზონური ცვლილებები, რამაც დაადასტურა საბჭოთა ასტრონომის G.A.Tikhov იდეები მარსზე მცენარეულობის შესახებ, რადგან ტბები და არხები მწვანე იყო.
მარსზე ფიზიკური პირობების შესახებ ღირებული ინფორმაცია მოიპოვა საბჭოთა კოსმოსურმა ხომალდმა მარსმა და ამერიკულმა Viking-1 და Viking-2 სადესანტო სადგურებმა. ამრიგად, პოლარული ქუდები, რომლებიც განიცდიან სეზონურ ცვლილებებს, აღმოჩნდა, რომ შედგებოდა წყლის ორთქლისგან, მინერალური მტვრის და მშრალი ყინულის მყარი ნახშირორჟანგის ნაზავით). მაგრამ ჯერჯერობით მარსზე სიცოცხლის კვალი არ არის ნაპოვნი.
ხელოვნური თანამგზავრების ზედაპირის შესწავლამ აჩვენა, რომ მარსის არხები და მდინარეები შეიძლება წარმოიშვას ზედაპირული წყლის ყინულის ქვეშ დნობის შედეგად პლანეტის გაზრდილი აქტივობის ან შიდა სითბოს ზონებში, ან პერიოდული კლიმატის ცვლილებების დროს.
მეოცე საუკუნის სამოციანი წლების ბოლოს კვლავ გაიზარდა ინტერესი პანსპერმიის ჰიპოთეზების მიმართ. მეტეორიტებისა და კომეტების ნივთიერების შესწავლისას აღმოაჩინეს "ცოცხალი არსებების წინამორბედები" - ორგანული ნაერთები, ჰიდროციანმჟავა, წყალი, ფორმალდეჰიდი, ციანოგენები.
ფორმალდეჰიდი გვხვდება შემთხვევების 60% -ში 22 შესწავლილ რეგიონში, მისი ღრუბლები კონცენტრაციით დაახლოებით 1000 მოლეკულა / სმ. ბელი. შეავსეთ დიდი სივრცეები.
1975 წელს ამინომჟავების წინამორბედები აღმოაჩინეს მთვარის ნიადაგსა და მეტეორიტებში.
ცხოვრების სტაციონარული მდგომარეობის კონცეფცია.
V.I. ვერნადსკის თქმით, აუცილებელია ვისაუბროთ სიცოცხლის მარადისობაზე და მისი ორგანიზმების გამოვლინებებზე, რადგან ვსაუბრობთ ციური სხეულების მატერიალური სუბსტრატის მარადიულობაზე, მათ თერმული ელექტრო, მაგნიტურ თვისებებზე და მათ გამოვლინებებზე. ყველა ცოცხალი არსება ცოცხალი არსებიდან წარმოიშვა (რედის პრინციპი).
პრიმიტიული ერთუჯრედიანი ორგანიზმები შეიძლება წარმოიშვას მხოლოდ დედამიწის ბიოსფეროში, ისევე როგორც სამყაროს ბიოსფეროში. ვერნადსკის აზრით, საბუნებისმეტყველო მეცნიერებები აგებულია იმ ვარაუდზე, რომ სიცოცხლე თავისი განსაკუთრებული თვისებებით არანაირ მონაწილეობას არ იღებს სამყაროს ცხოვრებაში. მაგრამ ბიოსფერო უნდა მივიღოთ მთლიანობაში, როგორც ერთიან ცოცხალ კოსმიურ ორგანიზმად (მაშინ ქრება საკითხი ცოცხალთა დაწყების, არაცოცხალიდან ცოცხალზე გადახტომის შესახებ).
„ჰოლობიოზის“ ჰიპოთეზა.
ეს ეხება უჯრედამდელი წინაპრის პროტოტიპს და მის შესაძლებლობებს.
არსებობს უჯრედამდელი წინაპრის სხვადასხვა ფორმა – „ბიოიდი“, „ბიომონადი“, „მიკროსფერო“.
ბიოქიმიკოს პ. დეკერის აზრით, „ბიოიდის“ სტრუქტურული საფუძველი შედგება სიცოცხლისუნარიანი არათანაბარი დისპაციური სტრუქტურებისგან, ანუ მიკროსისტემის გახსნა ფერმენტული აპარატით, რომელიც კატალიზებს „ბიოიდის“ მეტაბოლიზმს.
ეს ჰიპოთეზა განმარტავს აქტივობას უჯრედულ წინაპარამდე გაცვლით-მეტაბოლური სულისკვეთებით.
ბიოქიმიკოსებმა ს. ფოქსმა და კ. დოზმა მოახდინეს მათი მეტაბოლიზმის უნარის მქონე ბიოპოლიმერების მოდელირება - რთული ცილის სინთეზი "ჰოლობიოზის" ჰიპოთეზის ფარგლებში.
ამ ჰიპოთეზის მთავარი ნაკლი არის ასეთი სინთეზის გენეტიკური სისტემის არარსებობა. აქედან გამომდინარეობს უპირატესობა ყოველი ცოცხალი არსების „მოლეკულური წინამორბედის“ მიმართ, ვიდრე პირველადი პროტოცელულარული სტრუქტურის.
გენობიოზის ჰიპოთეზა.
ამერიკელი მეცნიერი ჰალდანი თვლიდა, რომ პირველადი არ იყო სტრუქტურა, რომელსაც შეუძლია მეტაბოლიზმი გარემო, მაგრამ სველი მოლეკულური სისტემა, გენის მსგავსი და გამრავლების უნარიანი და ამიტომ მის მიერ დასახელებული "შიშველი გენი". ამ ჰიპოთეზამ მიიღო ზოგადი აღიარება რნმ-ისა და დნმ-ის და მათი ფენომენალური თვისებების აღმოჩენის შემდეგ.
ამ გენეტიკური ჰიპოთეზის მიხედვით, ნუკლეინის მჟავები თავდაპირველად გამოჩნდა, როგორც ცილის სინთეზის მატრიცული საფუძველი. იგი პირველად წამოაყენა 1929 წელს გ.მოლერმა.
ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ მარტივი ნუკლეინის მჟავების გამრავლება შესაძლებელია ფერმენტების გარეშე. რიბოსომებზე ცილების სინთეზი ხდება თ - რნმ და პ - რნმ -ის მონაწილეობით. მათ შეუძლიათ შექმნან არა მხოლოდ ამინომჟავების შემთხვევითი კომბინაციები, არამედ შეკვეთილი პოლიმერები ცილებით. შესაძლებელია, რომ პირველადი რიბოსომები შედგებოდა მხოლოდ რნმ-ისგან. ასეთ ცილისგან თავისუფალ რიბოზომებს შეუძლიათ მოწესრიგებული პეპტიდების სინთეზირება t-RNA მოლეკულების მონაწილეობით, რომლებიც უკავშირდებიან r-რნმ-ს ბაზის დაწყვილების გზით.
ქიმიური ევოლუციის შემდეგ ეტაპზე გამოჩნდა მატრიცები, რომლებიც განსაზღვრავდნენ t-RNA მოლეკულების თანმიმდევრობას და, შესაბამისად, ამინომჟავების თანმიმდევრობას, რომლებიც დაკავშირებულია t-RNA მოლეკულებით. ნუკლეინის მჟავების უნარი გამოიყენონ როგორც შაბლონები დამატებითი ჯაჭვების ფორმირებისთვის (მაგალითად, და - რნმ-ის სინთეზი დნმ-ზე) ყველაზე დამაჯერებელი არგუმენტია მემკვიდრეობითი აპარატის ბიოგენეზის პროცესში წამყვანი როლის კონცეფციის სასარგებლოდ. და, შესაბამისად, სიცოცხლის წარმოშობის გენეტიკური ჰიპოთეზის სასარგებლოდ.
3. როგორ გაჩნდა სიცოცხლე დედამიწაზე
დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის თანამედროვე კონცეფცია ფართო სინთეზის შედეგია ნატურალური მეცნიერება, მრავალი თეორია და ჰიპოთეზა წამოაყენეს სხვადასხვა სპეციალობის მკვლევარებმა.
1. რა არის სიცოცხლე?
უპასუხე. სიცოცხლე არის შინაგანი აქტივობით დაჯილდოებული არსებების (ცოცხალი ორგანიზმების) ყოფნის საშუალება, სხეულების განვითარების პროცესი. ორგანული სტრუქტურასინთეზის პროცესების სტაბილური უპირატესობით დაშლის პროცესებზე, მატერიის განსაკუთრებული მდგომარეობა, რომელიც მიიღწევა შემდეგი თვისებების გამო. სიცოცხლე არის ცილოვანი სხეულებისა და ნუკლეინის მჟავების არსებობის გზა, რომლის არსებითი წერტილი არის ნივთიერებების მუდმივი გაცვლა გარემოსთან და ამ გაცვლის შეწყვეტით სიცოცხლეც ჩერდება.
2. რა ჰიპოთეზები იცით სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ?
უპასუხე. სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ სხვადასხვა იდეები შეიძლება გაერთიანდეს ხუთ ჰიპოთეზაში:
1) კრეაციონიზმი - ცოცხალთა ღვთაებრივი ქმნილება;
2) სპონტანური წარმოქმნა - ცოცხალი ორგანიზმები სპონტანურად წარმოიქმნება არაცოცხალი ნივთიერებისგან;
3) სტაციონარული მდგომარეობის ჰიპოთეზა - სიცოცხლე ყოველთვის არსებობდა;
4) პანსპერმიის ჰიპოთეზა - სიცოცხლე ჩვენს პლანეტაზე გარედან არის შემოტანილი;
5) ბიოქიმიური ევოლუციის ჰიპოთეზა - სიცოცხლე წარმოიშვა პროცესების შედეგად, რომლებიც ემორჩილებოდნენ ქიმიურ და ფიზიკურ კანონებს. ამჟამად, მეცნიერთა უმეტესობა მხარს უჭერს სიცოცხლის აბიოგენური წარმოშობის იდეას ბიოქიმიური ევოლუციის პროცესში.
3. რა არის მთავარი პრინციპი მეცნიერული მეთოდი?
უპასუხე. სამეცნიერო მეთოდი არის ტექნიკისა და ოპერაციების ერთობლიობა, რომელიც გამოიყენება სამეცნიერო ცოდნის სისტემის შესაქმნელად. მეცნიერული მეთოდის ძირითადი პრინციპია არაფრის თავისთავად მიღება. ნებისმიერი განცხადება ან რაიმეს უარყოფა უნდა შემოწმდეს.
კითხვები § 89-ის შემდეგ
1. რატომ შეიძლება არც დადასტურდეს და არც უარყოს სიცოცხლის ღვთაებრივი წარმოშობის იდეა?
უპასუხე. სამყაროს ღვთაებრივი შექმნის პროცესი მიჩნეულია, რომ მოხდა მხოლოდ ერთხელ და ამიტომ მიუწვდომელია კვლევისთვის. მეცნიერება ეხება მხოლოდ იმ ფენომენებს, რომლებიც დაკვირვებადია და ექსპერიმენტული კვლევა... მაშასადამე, მეცნიერული თვალსაზრისით, ცოცხალთა ღვთაებრივი წარმოშობის ჰიპოთეზა არც შეიძლება დადასტურდეს და არც უარყო. მეცნიერული მეთოდის მთავარი პრინციპია „არაფერი არ მიიღოთ თავისთავად“. აქედან გამომდინარე, ლოგიკურად არ შეიძლება იყოს წინააღმდეგობა სიცოცხლის წარმოშობის მეცნიერულ და რელიგიურ ახსნას შორის, ვინაიდან აზროვნების ეს ორი სფერო ურთიერთგამომრიცხავია.
2. რა არის ოპარინ-ჰალდანის ჰიპოთეზის ძირითადი დებულებები?
უპასუხე. თანამედროვე პირობებში უსულო ბუნებიდან ცოცხალი არსებების გაჩენა შეუძლებელია. აბიოგენური (ანუ ცოცხალი ორგანიზმების მონაწილეობის გარეშე) ცოცხალი მატერიის გაჩენა შესაძლებელი იყო მხოლოდ უძველესი ატმოსფეროს პირობებში და ცოცხალი ორგანიზმების არარსებობის პირობებში. უძველესი ატმოსფერო მოიცავდა მეთანს, ამიაკს, ნახშირორჟანგიწყალბადი, წყლის ორთქლი და სხვა არაორგანული ნაერთები. მძლავრი ელექტრული გამონადენის, ულტრაიისფერი გამოსხივებისა და მაღალი გამოსხივების გავლენის ქვეშ ამ ნივთიერებებისგან შეიძლება წარმოიქმნას ორგანული ნაერთები, რომლებიც დაგროვდა ოკეანეში და წარმოქმნის „პირველ სუპს“. ბიოპოლიმერების „პირველ ბულიონში“ წარმოიქმნა მულტიმოლეკულური კომპლექსები – კოაცერვატები. ლითონის იონები, რომლებიც მოქმედებდნენ როგორც პირველი კატალიზატორები, მოხვდნენ გარე გარემოდან კოაცერვატულ წვეთებში. "პირველ ბულიონში" არსებული ქიმიური ნაერთების დიდი რაოდენობით, შეირჩა მოლეკულების ყველაზე კატალიზურად ეფექტური კომბინაციები, რამაც საბოლოოდ გამოიწვია ფერმენტების გამოჩენა. კოცერვატებსა და გარე გარემოს შორის საზღვარზე ლიპიდური მოლეკულები განლაგდა, რამაც გამოიწვია პრიმიტიული უჯრედის მემბრანის წარმოქმნა. გარკვეულ ეტაპზე, ცილის პრობიონტები მოიცავდა ნუკლეინის მჟავებს, ქმნიდა ერთიან კომპლექსებს, რამაც გამოიწვია ცოცხალი არსების ისეთი თვისებების გაჩენა, როგორიცაა თვითრეპროდუქცია, მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენარჩუნება და მისი გადაცემა მომდევნო თაობებზე. პრობიონები, რომლებშიც მეტაბოლიზმი შერწყმულია საკუთარი თავის გამრავლების უნართან, უკვე შეიძლება ჩაითვალოს პრიმიტიულ პროცელებად. შემდგომი განვითარებარომელიც ხდებოდა ცოცხალი მატერიის ევოლუციის კანონების მიხედვით.
3. რა ექსპერიმენტული მტკიცებულება შეიძლება მოვიყვანოთ ამ ჰიპოთეზის გასამყარებლად?
უპასუხე. 1953 წელს A.I.Oparin-ის ეს ჰიპოთეზა ექსპერიმენტულად დადასტურდა ამერიკელი მეცნიერის ს.მილერის ექსპერიმენტებით. მის მიერ შექმნილ ინსტალაციაში იმიტირებული იყო პირობები, რომლებიც სავარაუდოდ არსებობდა დედამიწის პირველადი ატმოსფეროში. ექსპერიმენტების შედეგად მიიღეს ამინომჟავები. მსგავსი ექსპერიმენტები მრავალჯერ განმეორდა სხვადასხვა ლაბორატორიებში და შესაძლებელი გახადა დაემტკიცებინა ამ პირობებში ძირითადი ბიოპოლიმერების პრაქტიკულად ყველა მონომერის სინთეზის ფუნდამენტური შესაძლებლობა. მოგვიანებით გაირკვა, რომ გარკვეულ პირობებში უფრო რთული ორგანული ბიოპოლიმერების სინთეზირება შესაძლებელია მონომერებისგან: პოლიპეპტიდები, პოლინუკლეოტიდები, პოლისაქარიდები და ლიპიდები.
4. რა განსხვავებაა A. I. Oparin-ის ჰიპოთეზასა და J. Haldane-ის ჰიპოთეზას შორის?
უპასუხე. ჯ.ჰალდანმა ასევე წამოაყენა ჰიპოთეზა სიცოცხლის აბიოგენური წარმოშობის შესახებ, მაგრამ, AI Oparin-ისგან განსხვავებით, მან უპირატესობა მიანიჭა არა ცილებს - მეტაბოლიზმის უნარიან კოასერვატ სისტემებს, არამედ ნუკლეინის მჟავებს, ანუ მაკრომოლეკულურ სისტემებს, რომლებსაც შეუძლიათ თვითრეპროდუქცია.
5. რა არგუმენტებს აძლევენ მოწინააღმდეგეები ოპარინ-ჰალდანის ჰიპოთეზის კრიტიკისას?
უპასუხე. ოპარინ - ჰალდანის ჰიპოთეზას აქვს და სუსტი მხარე, რომელზეც მისმა ოპონენტებმა მიუთითეს. ამ ჰიპოთეზის ფარგლებში შეუძლებელია ძირითადი პრობლემის ახსნა: როგორ მოხდა თვისებრივი ნახტომი უსულოდან ცოცხალზე. მართლაც, ნუკლეინის მჟავების თვითრეპროდუცირებისთვის საჭიროა ფერმენტული ცილები, ხოლო ცილების სინთეზისთვის - ნუკლეინის მჟავები.
მიუთითეთ პანსპერმიის ჰიპოთეზის შესაძლო დადებითი და უარყოფითი მხარეები.
უპასუხე. არგუმენტები:
პროკარიოტების დონეზე სიცოცხლე დედამიწაზე თითქმის მაშინვე გაჩნდა მისი ფორმირების შემდეგ, თუმცა მანძილი (ორგანიზაციის სირთულის დონის სხვაობის თვალსაზრისით) პროკარიოტებსა და ძუძუმწოვრებს შორის შედარებულია პირველყოფილი წვნიანიდან პოკარიოტებამდე მანძილთან;
ჩვენი გალაქტიკის რომელიმე პლანეტაზე სიცოცხლის წარმოშობის შემთხვევაში, მას, როგორც, მაგალითად, ა.დ. პანოვის შეფასებით აჩვენებს, მხოლოდ რამდენიმე ასეული მილიონი წლის განმავლობაში შეუძლია მთელი გალაქტიკის „დაინფიცირება“;
ზოგიერთ მეტეორიტში აღმოაჩენს არტეფაქტებს, რომლებიც შეიძლება განიმარტოს, როგორც მიკროორგანიზმების აქტივობის შედეგი (თუნდაც მეტეორიტი დედამიწაზე მოხვდება).
პანსპერმიის ჰიპოთეზა (სიცოცხლე ჩვენს პლანეტაზე გარედან არის შემოტანილი) არ პასუხობს მთავარ კითხვას, თუ როგორ წარმოიშვა სიცოცხლე, მაგრამ გადასცემს ამ პრობლემას სამყაროს სხვა ადგილას;
სამყაროს სრული რადიო სიჩუმე;
მას შემდეგ, რაც აღმოჩნდა, რომ მთელი ჩვენი სამყარო მხოლოდ 13 მილიარდი წლისაა (ანუ მთელი ჩვენი სამყარო მხოლოდ 3-ჯერ უფრო ძველია (!) ვიდრე პლანეტა დედამიწა), მაშინ ძალიან ცოტა დრო რჩება სიცოცხლის წარმოშობისთვის სადღაც შორს.. . მანძილი უახლოეს ვარსკვლავ ა-კენტავრამდე არის 4 sv. წლის. თანამედროვე მებრძოლი (ხმის 4 სიჩქარით) ამ ვარსკვლავამდე ~ 800 000 წლის განმავლობაში მიფრინავს.
ჩ.დარვინი წერდა 1871 წელს: „მაგრამ თუ ახლა ... რომელიმე თბილ წყალში, რომელიც შეიცავს ყველა საჭირო ამონიუმის და ფოსფორის მარილებს და ხელმისაწვდომია სინათლის, სითბოს, ელექტროენერგიის და ა.შ., ცილა, რომელსაც შეუძლია შემდგომი, უფრო და უფრო რთული გარდაქმნები. , მაშინ ეს ნივთიერება მაშინვე განადგურდებოდა ან შეიწოვებოდა, რაც შეუძლებელი იყო ცოცხალი არსებების გაჩენამდე პერიოდში“.
დაადასტურეთ ან უარყოთ ჩარლზ დარვინის ეს განცხადება.
უპასუხე. მარტივი ორგანული ნაერთებიდან ცოცხალი ორგანიზმების გაჩენის პროცესი უკიდურესად გრძელი იყო. დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობას დასჭირდა ევოლუციური პროცესი, რომელიც გაგრძელდა მრავალი მილიონი წლის განმავლობაში, რომლის დროსაც რთული მოლეკულური სტრუქტურები, ძირითადად ნუკლეინის მჟავები და ცილები, შეირჩა წინააღმდეგობისთვის, საკუთარი სახის რეპროდუცირების უნარისთვის.
თუ ახლა დედამიწაზე სადმე ინტენსიური ვულკანური აქტივობის ადგილებში და საკმაოდ რთული ორგანული ნაერთები შეიძლება წარმოიშვას, მაშინ ამ ნაერთების რაიმე ხანგრძლივი არსებობის ალბათობა უმნიშვნელოა. დედამიწაზე სიცოცხლის ხელახლა გაჩენის შესაძლებლობა გამორიცხულია. ახლა ცოცხალი არსებები მხოლოდ გამრავლების შედეგად ჩნდებიან.
A.I. Oparin-ის ჰიპოთეზა. A.I. Oparin-ის ჰიპოთეზის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ცოცხალი ორგანიზმებისკენ მიმავალ გზაზე სიცოცხლის წინამორბედების (პრობიონტების) ქიმიური სტრუქტურისა და მორფოლოგიური გარეგნობის თანდათანობითი გართულება.
დიდი რაოდენობით მონაცემები ვარაუდობენ, რომ სიცოცხლის წარმოშობის გარემო შეიძლება იყოს ზღვებისა და ოკეანეების სანაპირო რეგიონები. აქ, ზღვის, ხმელეთისა და ჰაერის შეერთების ადგილზე შეიქმნა ხელსაყრელი პირობები რთული ორგანული ნაერთების წარმოქმნისთვის. მაგალითად, ზოგიერთი ორგანული ნივთიერების ხსნარი (შაქარი, ალკოჰოლი) უაღრესად სტაბილურია და შეიძლება არსებობდეს განუსაზღვრელი ვადით. ცილების, ნუკლეინის მჟავების კონცენტრირებულ ხსნარებში შეიძლება წარმოიქმნას თრომბები, ჟელატინის შედედების მსგავსი წყალხსნარებში. ასეთ თრომბებს უწოდებენ კოაცერვატის წვეთებს ან კოაცერვატებს (სურ. 70). კოაცერვატებს შეუძლიათ შეწოვა სხვადასხვა ნივთიერებები... ხსნარიდან მათში შედიან ქიმიური ნაერთები, რომლებიც გარდაიქმნება კოაცერვატის წვეთებში წარმოქმნილი რეაქციების შედეგად და გამოიყოფა გარემოში.
კოსერვატები ჯერ კიდევ არ არიან ცოცხალი არსებები. ისინი აჩვენებენ მხოლოდ ზედაპირულ მსგავსებას ცოცხალი ორგანიზმების ისეთ ნიშნებთან, როგორიცაა ზრდა და მეტაბოლიზმი გარემოსთან. ამიტომ, კოაცერვატების გაჩენა განიხილება, როგორც წინარესიცოცხლის განვითარების ეტაპი.
ბრინჯი. 70. კოაცერვატის წვეთოვანი ფორმირება
კოსერვატებმა გაიარეს ძალიან გრძელვადიანი შერჩევა სტრუქტურული სტაბილურობისთვის. სტაბილურობა მიღწეული იქნა ფერმენტების შექმნის გამო, რომლებიც აკონტროლებენ გარკვეული ნაერთების სინთეზს. სიცოცხლის წარმოშობის ყველაზე მნიშვნელოვანი ეტაპი იყო საკუთარი სახის გამრავლების მექანიზმის გაჩენა და წინა თაობების თვისებების მემკვიდრეობა. ეს შესაძლებელი გახდა ნუკლეინის მჟავებისა და ცილების რთული კომპლექსების წარმოქმნის გამო. ნუკლეინის მჟავებმა, რომლებსაც შეეძლოთ თვითრეპროდუქცია, დაიწყეს ცილების სინთეზის კონტროლი, მათში ამინომჟავების რიგის განსაზღვრა. ხოლო პროტეინ-ფერმენტებმა განახორციელეს ნუკლეინის მჟავების ახალი ასლების შექმნის პროცესი. ასე გაჩნდა სიცოცხლისთვის დამახასიათებელი მთავარი თვისება - საკუთარი თავის მსგავსი მოლეკულების გამრავლების უნარი.
ცოცხალი არსებები ეგრეთ წოდებული ღია სისტემებია, ანუ სისტემები, რომლებშიც ენერგია მოდის გარედან. სიცოცხლე ვერ იარსებებს ენერგიის მიწოდების გარეშე. მოგეხსენებათ, ენერგიის მოხმარების მეთოდების მიხედვით (იხ. თავი III) ორგანიზმები იყოფა ორ დიდ ჯგუფად: ავტოტროფულ და ჰეტეროტროფებად. ავტოტროფული ორგანიზმები უშუალოდ იყენებენ მზის ენერგიას ფოტოსინთეზის პროცესში (მწვანე მცენარეები), ჰეტეროტროფები იყენებენ ენერგიას, რომელიც გამოიყოფა ორგანული ნივთიერებების დაშლის დროს.
ცხადია, პირველი ორგანიზმები იყვნენ ჰეტეროტროფები, რომლებიც იღებდნენ ენერგიას ორგანული ნაერთების ანოქსიური დაშლით. სიცოცხლის გარიჟრაჟზე დედამიწის ატმოსფეროში თავისუფალი ჟანგბადი არ იყო. თანამედროვე ატმოსფეროს გაჩენა ქიმიური შემადგენლობამჭიდროდ არის დაკავშირებული ცხოვრების განვითარებასთან. ფოტოსინთეზის უნარის მქონე ორგანიზმების გამოჩენამ გამოიწვია ჟანგბადის გათავისუფლება ატმოსფეროში და წყალში. მისი თანდასწრებით შესაძლებელი გახდა ორგანული ნივთიერებების ჟანგბადის დაშლა, რომელშიც ბევრჯერ მეტი ენერგია მიიღება, ვიდრე ანოქსიურით.
მისი წარმოშობის მომენტიდან სიცოცხლე აყალიბებს ერთიან ბიოლოგიურ სისტემას - ბიოსფეროს (იხ. თავი XVI). სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სიცოცხლე წარმოიშვა არა ცალკეული იზოლირებული ორგანიზმების სახით, არამედ მაშინვე თემების სახით. მთლიანობაში ბიოსფეროს ევოლუცია ხასიათდება მუდმივი გართულებით, ანუ უფრო და უფრო რთული სტრუქტურების გაჩენით.
შესაძლებელია თუ არა ახლა დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენა? რაც ვიცით დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ, ცხადია, რომ მარტივი ორგანული ნაერთებიდან ცოცხალი ორგანიზმების წარმოშობის პროცესი უკიდურესად გრძელი იყო. დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობას დასჭირდა ევოლუციური პროცესი, რომელიც გაგრძელდა მრავალი მილიონი წლის განმავლობაში, რომლის დროსაც რთული მოლეკულური სტრუქტურები, ძირითადად ნუკლეინის მჟავები და ცილები, შეირჩა წინააღმდეგობისთვის, საკუთარი სახის რეპროდუცირების უნარისთვის.
თუ ახლა დედამიწაზე სადმე ინტენსიური ვულკანური აქტივობის ადგილებში და საკმაოდ რთული ორგანული ნაერთები შეიძლება წარმოიშვას, მაშინ ამ ნაერთების რაიმე ხანგრძლივი არსებობის ალბათობა უმნიშვნელოა. ისინი დაუყოვნებლივ დაიჟანგება ან გამოიყენებენ ჰეტეროტროფულ ორგანიზმებს. ჩარლზ დარვინს ეს მშვენივრად ესმოდა. 1871 წელს მან დაწერა: ”მაგრამ თუ ახლა ... თბილ წყალში, რომელიც შეიცავს ყველა საჭირო ამონიუმის და ფოსფორის მარილებს და ხელმისაწვდომია სინათლის, სითბოს, ელექტროენერგიის და ა.შ., ცილა, რომელსაც შეუძლია შემდგომი, უფრო და უფრო რთული გარდაქმნები. , მაშინ ეს ნივთიერება მაშინვე განადგურდებოდა ან შეიწოვებოდა, რაც შეუძლებელი იყო ცოცხალი არსებების გაჩენამდე პერიოდში“.
სიცოცხლე დედამიწაზე გაჩნდა აბიოგენური გზით.დღეისათვის ცოცხალი არსებები მხოლოდ ცოცხალი არსებიდან მოდის (ბიოგენური წარმოშობა). დედამიწაზე სიცოცხლის ხელახლა გაჩენის შესაძლებლობა გამორიცხულია.
- დაასახელეთ ძირითადი ეტაპები, საიდანაც შეიძლებოდა შედგებოდა დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენის პროცესი.
- თქვენი აზრით, როგორ იმოქმედა პირველადი ოკეანის წყლებში საკვები ნივთიერებების რეზერვების ამოწურვის შემდგომ ევოლუციაზე?
- გააფართოვეთ ფოტოსინთეზის ევოლუციური მნიშვნელობა.
- როგორ ფიქრობთ, რატომ ცდილობს ადამიანი უპასუხოს კითხვას დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ?
- რატომ არის დედამიწაზე სიცოცხლის ხელახალი გაჩენა შეუძლებელი?
- მიეცით „სიცოცხლის“ ცნების განმარტება.
