Научные гипотезы происхождения жизни на Земле

Научные гипотезы происхождения жизни на Земле — научные предположения о зарождении и развитии жизни на планете Земля.

Каждая из гипотез предлагает свои объяснения того, как могли возникнуть первые живые организмы и эволюционировать. Согласно современным моделям, на Земле жизнь зародилась около 4,1—3,8 миллиардов лет назад, а сама планета сформировалась примерно 4,5 миллиарда лет назад.

К основным научным теориям о возникновении жизни на планете относятся: гипотезы панспермии, RNA-мира, биохимической эволюции, биопоэза.

За время развития науки существовали разные гипотезы о зарождении и развитии жизни на планете. Каждая из этих гипотез имеет свои сильные и слабые стороны, и наука продолжает исследовать происхождение жизни, чтобы лучше понять процессы развития жизни на планете Земля.

Гипотеза панспермии

Изображение кометы, переносящей бактериальную форму жизни из космоса на Землю

Согласно гипотезе панспермии, предложенной Юстусом фон Либихом, в дальнейшем — немецким учёным Германом Эбергардом Рихтером и окончательно сформулированной шведским учёным Сванте Августом Аррениусом, жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с метеоритами и космической пылью. Это предположение основывается на данных о высокой устойчивости некоторых организмов и их спор к радиации, глубокому вакууму, низким температурам и другим воздействиям.

Среди русских учёных эту гипотезу поддерживал Владимир Вернадский.

Гипотеза RNA-мира

Идея мира РНК была впервые высказана Карлом Вёзе в 1968 году, позже развита Лесли Орджелом и окончательно сформулирована Уолтером Гилбертом в 1986 году.

Эта гипотеза предполагает, что первые живые организмы могли быть основаны на РНК, а не на ДНК. РНК может выполнять функции как генетического материала, так и катализатора химических реакций, что делает ее подходящей для ранних форм жизни. Эта гипотеза поддерживает идею о том, что РНК могла быть предшественником ДНК в эволюции жизни.

Одним из наиболее известных российских учёных, который занимался исследованиями в этой области, был Александр Островский.

Гипотеза биохимической эволюции

Другое название — теория Опарина-Холдейна.

Эту гипотезу впервые предложил Александр Опарин. Согласно этой модели, 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 коацерваты.

Согласно теории Опарина, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа:

• возникновение органических веществ из неорганических;
• возникновение белков за счёт усложнения органических веществ;
• возникновение белковых тел.

Условия для начала процесса формирования белковых структур установились с момента появления первичного океана. В водной среде производные углеводородов могли подвергаться сложным химическим изменениям и превращениям, сливаться друг с другом. В результате такого усложнения молекул могли образоваться более сложные органические вещества, а именно — углеводы. После этого образовывались ферменты в результате поглощения коацерватами ионов металлов. Коацерваты также могли образовать вокруг себя полупроницаемые мембраны и гидрофобные липидные границы.

В результате описанных процессов механизмы самовоспроизведения и саморегуляции находили своё развитие.

Подобные взгляды также высказывал британский биолог Джон Холдейн.

Гипотеза биопоэза

Схема эксперимента Миллера-Юри

В 1953 году Стэнли Миллер провёл эксперимент, получивший название эксперимента Миллер-Юри. Он поместил смесь H₂O, NH₃, CH₄, CO₂, CO в замкнутый сосуд и стал пропускать через неё электрические разряды при температуре 80°С. Оказалось, что образуются аминокислоты. Позднее в разных условиях были получены также сахара и нуклеотиды.

Он сделал вывод, что эволюция может произойти при фазовообособленном состоянии из раствора (коацерватов). Был сделан вывод о возникновении мономеров при помощи абиогенеза.

Также была высказана теория о протобионтах. Протобионты, или протоклетки — гипотетический примитивный организм, который, согласно некоторым теориям происхождения жизни, возник бы из-за скопления органических веществ и представлял собой примитивную форму жизни, предшественницу клеток прокариот.

Один из учёных, придерживавшихся данных взглядов, был Джон Десмонт Бернал.

См.также

• Биопоэз

Литература

• В. В. Пасечник, А. А. Каменский, Г. Г. Швецов, З. Г. Гапонюк родителей/электронные учебники/9кл. Пасечник, Касенский Биология (Линия жизни).pdf Биология. 9 класс : учеб. для общеобразоват. организаций: издание в pdf-формате / В. В. Пасечник. — Москва: Просвещение, 2018.
• В. С. Рохлов, С. Б. Трофимов, А. В. Теремов Биология. 9-й класс: учебник: издание в pdf-формате. — Москва: Просвещение, 2022.
• В. В. Пасечник и др. Биология. 10 класс : учеб. для общеобразоват. организаций : углубл. уровень / В. В. Пасечник. — М.: Просвещение, 2019.
• В. В. Пасечник и др. Биология. 11 класс: учеб. для общеобразоват. организаций: углубл. уровень / В. В. Пасечник. — М.: Просвещение, 2019.
• А. В. Теремов, Р. А. Петросова Биология. Биологические системы и процессы: учебное пособие для общеобразовательных организаций (углублённый уровень). В 2 ч. Ч. 1. — М.: Мнемозина, 2018.
• А. В. Теремов, Р. А. Петросова Биология. Биологические системы и процессы: учебное пособие для общеобразовательных организаций (углублённый уровень). В 2 ч. Ч. 2. — М.: Мнемозина, 2018.

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Научные гипотезы происхождения жизни на Земле», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Научные_гипотезы_происхождения_жизни_на_Земле» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».