Философские идеи о происхождении жизни на Земле. Возникновение жизни на земле реферат по философии
Философские идеи о происхождении жизни на Земле
Философские идеи о происхождении жизни на ЗемлеВВЕДЕНИЕ
Жизнь - одна из форм бытия и одна из высших форм движения. При этом при всей очевидности, казалось бы, и наглядности феномена жизни познание сущности жизни, ее критериев, закономерностей развития - дело чрезвычайно сложное. Показателем этой сложности служит факт, что до сих пор отсутствует определение жизни, которое удовлетворяло бы научным требованиям. Современная наука во взгляде на жизнь исходит из представлений о качественном отличии живого от неживого, о наличии общих свойств у растительного и животного мира, включая человека. Естественнонаучное познание жизни осуществляется по многим направлениям. Практически в него вовлечены все науки. И все же основная тяжесть выпадает на биологию - науку о жизни.
Познание жизни - первоочередная в числе задач, к решению которых человек приступил с момента своего осознанного существования. И это понятно, ибо жизнь для него - первейшая ценность; она породила самого человека и ее биологические механизмы в совокупности с социальными факторами составляют суть человеческой природы.
Жизнь - это естественный природный процесс, что предопределяет его познание средствами и методами науки, используемой для изучения всех природных явлений. Вместе с тем жизнь обладает специфическими свойствами, которые делают ее принципиально отличной от всех иных проявлений материального порядка, то есть речь идет о качественном своеобразии жизни.
Жизнь на Земле представлена громадным разнообразием форм, которым присуща возрастающая сложность строения и функций. Всем живым организмам свойственны два признака: целостность и самовоспроизведение. В ходе индивидуального изменения (онтогенеза) организмы приспосабливаются к внешним условиям, а смена поколений приобретает эволюционно-исторический характер (филогенез). Организмы выработали способность к относительной независимости от внешней среды (автономность). Одно из главных свойств всякого живого организма - обмен веществ. Наряду с ним существенными признаками жизни являются раздражимость, рост, размножение, изменчивость, наследственность. Всякий живой организм как бы стремится к главному - воспроизведению себе подобных.
Сущность жизни есть функция определенной материальной организации. Познание жизни выявило сложную структурно-функциональную природу биологических организмов. Долгое время в науке применялось понятие жизни, предложенное Ф. Энгельсом: “Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел”.
По мере совершенствования методов и средств познания живых структур уточнялись представления о природе белка, характере обменных процессов в живом организме и взаимодействии его с окружающей средой. К познанию жизни подключились физика и химия, что позволило выделить молекулярный уровень биологической организации. Активно внедряются представления о физико-химической природе жизни, что якобы предопределяет возможность ее познания исключительно средствами физики и химии.
И пока ученые не выработали единого определения жизни воспользуемся таким понятием: жизнь - это частичная, непрерывная, прогрессирующая и взаимодействующая со средой самореализация потенциальных возможностей электронных состояний атомов.
Философский интерес к проблеме жизни продиктован следующими обстоятельствами: во-первых, философским объяснением природы самого человека, что требует привлечения естественнонаучных представлений о жизни; во-вторых, необходимостью использования методологических принципов в ходе научного познания жизни; в-третьих, уяснением закономерностей структурно-функциональной организации живого, что способствует верному ответу на один из актуальнейших философских, мировоззренческих вопросов - в чем смысл жизни человека?
Важным результатом философского и естественнонаучного познания жизни является вывод о единстве жизни на Земле.
Проблема происхождения жизни на Земле и возможности ее существования в других областях Вселенной издавна привлекала внимание как ученых и философов, так и простых людей. За последние годы интерес к этой "вечной проблеме" значительно возрос.
Это обусловлено двумя обстоятельствами: во-первых, значительными успехами в лабораторном моделировании некоторых этапов эволюции материи, проведшей к зарождению жизни, и во-вторых, стремительным развитием космических исследований, делающих все более реальным непосредственный поиск каких-либо форм жизни на планетах Солнечной системы, а в будущем и за ее пределами.
1. Взгляды на происхождение жизни и ее развитие
Происхождение жизни - один из самых таинственных вопросов, исчерпывающий ответ на который вряд ли когда-нибудь будет получен. Множество гипотез и даже теорий о возникновении жизни, объясняющих различные стороны этого явления, неспособны пока что преодолеть существенное обстоятельство - экспериментально подтвердить факт появления жизни. Мы не знаем и, возможно, не узнаем никогда условий, в которых зародились структуры, обладающие свойствами живого. Вероятно, их воспроизведение в лабораториях - дело будущего, но повторение его в масштабах планеты - совершенно невероятно.
Возникновение жизни на Земле, по оценкам ученых, имело место 3-4 млрд. лет назад. В результате сложных космических и земных преобразований зародились простейшие формы жизни, которые положили начало почти миллиону видов животных и около 400 тыс. видов растений, конечное число которых неизвестно и сегодня. Проблема происхождения жизни на Земле - сложнейшая задача современной науки, интерес к которой никогда не ослабевал в связи с попытками человека проникнуть в собственную природу и историю. Решающая роль в прояснении тайны происхождения жизни отводится теоретическому познанию, изучению истории становления представлений о жизни и их философскому осмыслению. История взглядов на происхождение жизни уходит в далекое прошлое. Первые идеи возникновения жизни ограничивались рамками мифологических представлений. В мифах рождались легенды о возникновении одушевленных форм из неодушевленных. Охота и собирательство укрепляли связь людей с живой природой, углубляли понимание ее отличия от неживой.
Мифологическое сознание ограничивало познание: человек даже не осознавал факта своего рождения и происхождения. Наивные представления о мире как данности, явленной в целостной и гармоничной жизни, затемняли проблему ее возникновения. Все, мол, просто и естественно: возникновение, рождение жизни - факт сам собой разумеющийся и не требующий объяснений.
Лишь по мере становления культуры, совершенствования средств познания, кристаллизации самосознания формируются два основополагающих взгляда на происхождение и развитие жизни. Это - креационизм и эволюционизм.
Креационизм -концепция, объясняющая происхождение многообразия форм органического мира как акт божественного творения. Название учения происходит от латинского слова creatio, creations - “создание”, “сотворение”. Креационизм исходит из того, что, несмотря на присущее человеку стремление разрешить вопрос о происхождении мира, он сам по себе не может добиться этого без помощи Бога, которому мир обязан своим существованием.
Корни креационизма уходят в эпоху глубокой античности. До сих пор известен древневавилонский миф о герое-боге Мардуке, который, обладая колоссальной силой, разорвал надвое чудовище Тиамат и создал из его спины небо, а из живота - землю.
Исходя из имеющихся представлений о структуре живых организмов, основным компонентом которых является вода, в известной мере можно объяснить почему в поисках субстанций жизни упор всегда делался и на воду. На первых порах идея сотворения выглядела довольно просто: некто создает нечто и всегда из чего-то. Творец, созидатель (демиург) - это искусный мастер, копирующий некую модель.
На новый уровень креационисткие представления выходят уже в библейские времена. Главная идея библейского ответа на вопрос о происхождении жизни, как частного случая сотворения мира, в том, что Бог создал мир из ничего - не из готовой материи и не из собственного своего существа. Всему сущему предшествовала безначальная вечность, в которой творил один Господь. Именно им было положено новое начало, бытие - мир видимый и невидимый.
В соответствии с Библией, начало жизни на Земле связано с пятым днем творения, когда появились рыбы и водяные твари, птицы и воздушные творения. На следующий день на земле являются разного рода животные, обитающие на суше. Не ясно было только - для кого все это? И на седьмой день Бог сотворил человека “по образу Нашему, и по подобию Нашему”.
Креационистские представления о происхождении жизни и ее развитии господствовали в науке до возникновения эволюционного учения. Они являлись не только догмами официальной религии, их придерживалось подавляющее большинство естествоиспытателей. Отправляясь от факта многообразия форм органического мира, сторонники креационизма рассматривали это многообразие как результат Божественного творения. Они защищали идею неизменности видов и отрицали эволюцию.
Основу эволюционного подхода к проблеме возникновения жизни составляет идея развития, которая как методологический принцип познания живой природы начала оформляться в период XVII- XVIII веков. При этом первые попытки носили характер стихийных, гениальных догадок. Наука еще не располагала достаточным естественнонаучным материалом, метафизический взгляд на природу не позволял подойти к исследованию подлинных источников развития.
Проблема развития - важнейшая проблема философии. С решением ее на разных этапах связано преодоление кризисных состояний в становлении естествознания, что способствовало выходу науки о природе на новые уровни и открывало новые перспективы перед естествоиспытателями. Как известно, вопросы развития разрабатывались не только материалистами, идеалистическая философия также пыталась дать их решение со своих позиций. Естественно, что проблема развития является важной и для самой биологии. Более того, эта проблема, как свидетельствует история науки о жизни, выступает центром формирования основных положений и представлений современной биологии.
Концепция развития не может существовать только в рамках чистой философии. Философские конструкции должны подкрепляться знанием подлинных явлений, источников и причин их развития. Впервые концепция развития (в особенности органического) была сформулирована древнегреческими философами. А. Ф. Лосев подчеркивает, что именно в философии Аристотеля появляется диалектический результат живого развития жизни. Дальнейшая философская разработка этой идеи во многом зависела от решения целого ряда естественнонаучных проблем, которое, в свою очередь, требовало эффективной методологической основы.
Такая диалектическая взаимосвязь - методологии и результатов конкретных наук - принципиальное качество научного познания. История становления эволюционного учения подтверждает, какую важную роль в этом процессе играют философские взгляды естествоиспытателей. Так, в свое время широкое распространение в биологии получила аристотелевская идея градации органического мира, завершением которой явилась натурфилософская концепция “лестницы существ”. Ее сторонники представляли живую природу в виде восходящей “лестницы”, ступеньками которой выступают отдельные формы органического мира, располагающиеся в порядке повышения их сложности.
Эти взгляды дальнейшее воплощение получили в принципе непрерывности Г.В. Лейбница и его учении о всеобщей связи сущего. Лейбниц приходит к выводу о родстве всех живых существ и о их единстве с неорганической природой. “Идея “вездесущия” жизни, - подчеркивал В. И. Вернадский, - проникала философию Лейбница и едва ли можно сомневаться в том, что через нее она многообразным путем все время сохранялась и жила в той среде, в которой творила научная работа человечества”.
Воззрения швейцарского философа и естествоиспытателя Ш. Бонне (1720-1793) испытали влияние Лейбница. По мнению Бонне, органический мир в целом можно сравнить с организмом, в котором все элементы связаны между собой настолько тесно, что невозможно допустить отсутствие какого-либо из них. Хотя “лестница существ” у Бонне, в которую он включал также и сверхъестественные существа - ангелов и т. п., отражала несогласие с искусственной классификацией Линнея, она была далеко от того, чтобы рассматривать внешнее сходство видов как результат единства их исторического происхождения. Концепция Бонне в своей основе не содержала идеи развития, так как основывалась на преформистских представлениях, согласно которым эволюция - это развертывание вечно существующих зародышей, исключающее новообразования. Взгляды Бонне оказали сильное влияние на формирование естественнонаучных представлений французских материалистов.
Так, в произведениях французского энциклопедиста Ж. Б. Робине (1735-1820) “лестница существ” получает в основе своей материалистическое объяснение. Полагая материю одушевленной, Робине всем телам природы приписывал функции живого. В основе материи лежит, по его мнению, живая молекула, наделенная внутренней активностью. Единство жизни Робине объяснял с помощью закона непрерывности, якобы действующего в “лестнице существ”.
Французский материалист Ж. О. Ламеттри (1709-1751) высказал идею о возникновении живых форм из органических зародышей под влиянием внешней среды. Единство растительного и животного царства он усматривал в сходстве составляющих их элементов. Ламеттри в какой-то степени подходил к идее эволюции, но делал это с крайне механистических позиций, полагая, что различие между животным, растительным миром и человеком - чисто количественного порядка.
Более развернутый характер эволюционные идеи приобрели в учении Д. Дидро (1713-1784), который прямо ставил вопрос о качественной изменчивости органического мира. Предвосхищая некоторые положения эволюционного учения, Дидро считал, что человек как биологический вид имеет свою историю становления, равно как и другие живые существа.
Важную роль в разработке идеи развития и становления эволюционного учения сыграли труды выдающегося французского естествоиспытателя XVIII'в. Ж. Л. Бюффона (1707-1788), автора знаменитой многотомной “Естественной истории”. Бюффон резко критиковал классификацию Линнея, построенную на идее неизменяемости видов. Он выступил против абсолютизации разрывов между видами и исходил из представления о постепенности переходов от одного вида к другому. В своей критике искусственной системы Линнея Бюффон впал в крайность. Он вообще стал отрицать возможность какой бы то ни было классификации, полагая, что виды - не реально существующие в природе единицы, а искусственные, надуманные категории.
Одним из первых философов, сделавших попытку применить современное ему естествознание для объяснения строения и развития мира, был И. Кант. Неоднократные его ссылки на сочинения Бюффона, Бонне позволяют сделать вывод, что Кант был знаком с новейшей литературой по вопросам познания жизни. Значительное влияние на него оказали труды Лейбница и Лессинга. Признание эволюции живого и растительного мира явилось для Канта логическим завершением его космогонической гипотезы. Идея развития рассматривалась им как всеобщий принцип, применимый к познанию всех явлений, имеющих место на Земле. Фактический научный материал, которым располагала в то время биология, не мог дать Канту убедительных доказательств правильности его концепции. Тем не менее выводы, к которым он пришел, рассматривая живую природу, способствовали проникновению идеи эволюции в умы биологов. Кант предугадал сущность материалистического объяснения природы наследственного материала, совершенно верно подметив независимость его от внешних причин.
Во времена Канта господствовала идея неизменяемости и постоянства видов. Несомненно, знакомый с имеющимися точками зрения на эту проблему Кант не мог без должного обоснования говорить о возникновении новых видов. В то же время он не мог отрицать и тех изменений в органическом мире, которые нельзя было не заметить, изучая историю природы. Следствием этого явилась постановка Кантом вопроса о видоизменении и создании новых видов. Он выступает против идеи неизменности видов, против неизменности человека. Не принимая механистического толкования встречающихся в живой природе многочисленных фактов самого разнообразного сочетания признаков, он считал, что “случай или всеобщие механические законы не в состоянии породить такие сочетания”.
Возможность доказательства общности происхождения “великого множества” видов живых организмов, населяющих Землю, Кант видел в создании естественной истории как самостоятельной науки. Высказываясь в защиту исторического подхода, Кант горячо выступает против идеи множества локальных актов творения.
В этот же период немецкий естествоиспытатель К. Ф. Вольф (1734-1794) опубликовал свою диссертацию “Теория зарождения”, в которой опроверг учение о преформации и научно обосновал теорию эпигенеза.
Смелую попытку распространить идеи развития на человеческую историю предпринял ученик Канта И. Г. Гердер. В его теории органических сил идея развития приобретает всеобщий характер. Из области поэзии, языка, мышления Гердер переносит ее на всю природу. В труде “О переселении душ” он излагает взгляды на развитие животного мира, которые затем в его основном труде “Идеи к философии истории человечества” выражаются в форме всеобщего закона природы.
Большой вклад в развитие эволюционных представлений внесли Эр. Дарвин, К. Ф. Кильмейер и в особенности французский натуралист Ж. Б. Ламарк (1744-1829).
В 1809 г. Ламарк опубликовал “Философию зоологии”, которая содержала его основные возражения против метафизической идеи вечности и неизменности видов. Впервые в истории науки в этом труде была последовательно изложена идея о постепенном развитии всех организмов из простейших форм жизни, сделана первая попытка объяснить это развитие действием естественных сил, влияющих на организацию растений и животных. Согласно Ламарку, развитие органического мира осуществляется путем естественной “градации”, как постепенный переход от простейших форм биологической организации к усложняющимся и совершенствующимся. Движущей силой такого развития выступает “постоянное стремление природы” к усложнению строения организмов. Это - первый принцип эволюции. Здесь не учитывается влияние условий существования. Наоборот, в постоянной, неизменной среде градация должна обнаруживаться в чистом виде. Но в реальной природе не существует таких условий. Поэтому организмы под действием самых разнообразных фактов вынуждены изменять свои привычки, что влечет за собой изменение строения, нарушающее правильность “градации”. Это - второй принцип исторического развития организмов. Заметим, что в дальнейшем в аргументах ламаркистов он занял главное место.
Идеей эволюции Ламарк нанес ощутимый удар телеологии (учение о наличии в природе, обществе объективных, внечеловеческих целей). Некоторые противоречия, присущие ламаркизму, послужили впоследствии поводом для дискредитации со стороны антиэволюционистов самой идеи эволюции. Они также явились одной из причин того, что многие материалистически мыслящие естествоиспытатели не приняли идей Ламарка.
Особенно ожесточенные нападки на теорию Ламарка были предприняты французским биологом Ж. Кювье (1769-1832), игравшим исключительную роль в науке в первой половине XIX в. Исследования Кювье способствовали внедрению сравнительного метода в анатомию и палеонтологию. Широкое распространение получили сформулированные им принципы приспособленности организма к условиям среды и взаимозависимости отдельных частей и органов внутри организма. В его работах креационизм приобрел свою наиболее завершенную форму. Защищая идею неизменности видов, внутри которых возможны лишь отдельные изменения в рамках индивидуальных различий, Кювье отстаивает телеологические принципы, сущность которых сводится к следующему: всякое “организованное существо” образует целое, представляющее единую замкнутую систему, взаимодействие и соответствие частей которой подчинено одной конечной цели.
Против воззрений Кювье резко выступил Э. Ж. Сент-Илер. Выражая несогласие с положением о четырех типах животных, выдвинутым Кювье, Сент-Илер развил идею о единстве плана строения животных. Эта идея не удержалась в науке. Но ее обоснование привело к концепции трансформации живых форм, то есть укрепило идею развития органической природы. Вместе с тем, хотя Сент-Илер отбросил телеологические положения, содержащиеся в концепции эволюции Ламарка, он придал ей более механистический характер.
Разработка эволюционной идеи была продолжена И. В. Гете, русскими учеными И. Е. Дядьковским (1784-1841) и особенно К. Ф. Рулье (1814-1858), которые подчеркивали определяющую роль внешних условий в существовании живых организмов. Наряду с развитием эволюционного учения в этом направлении шел процесс разработки идей, придававших первостепенное, а иногда и решающее значение внутренним факторам. Существенную роль здесь сыграл Карл Бэр. Ему принадлежит заслуга установления связи между онтогенезом и филогенезом, подтвердившей идею исторического единства органических форм.
Накопленный длительным развитием биологической науки фактический и теоретический материал требовал своего объяснения в рамках общей концепции, диалектически отражающей противоречивые процессы развития в живой природе. Такое объяснение было дано Ч. Дарвином, который вскрыл и объяснил источники и движущие силы этой эволюции. В основу теории эволюции им были положены следующие материальные факторы: наследственность, изменчивость и естественный отбор. Его учение о естественном отборе стало ключевым в решении многих проблем эволюции органического мира. В 1859 г. был выпущен главный труд всей жизни Ч. Дарвина - “Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь”. Первое издание книги в количестве 1250 экземпляров было распродано за один день. С тех пор вышли тысячи экземпляров труда Дарвина.
В чем же состоял революционный переворот в естествознании и мировоззрении, совершенный Ч. Дарвиным?
2. Естественнонаучные представления о жизни и ее эволюции
Дарвин вскрыл движущие силы эволюции живой природы. Он попытался понять и объяснить действительную природу внутренних противоречий органического мира. Его теория не только объясняет характер этих противоречий, но и указывает пути, по которым они разрешаются в мире животных и растений.
Значительное место во всех трудах Дарвина, и в частности, в “Происхождении видов”, занимают доказательства самого факта органической эволюции.
Сейчас общепризнанно, что в основе всего живого лежат сходные химические соединения группы белков, среди которых особое положение имеют нуклеопротеиды. Это - соединения белковых тел и нуклеиновых кислот. Нуклеопротеиды составляют основной компонент клеточного ядра растений и животных. Исследования в области молекулярной биологии показали, что нуклеиновые кислоты ответственны за многие важные процессы жизнедеятельности организмов. При этом особую роль играют макромолекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и рибонуклеиновой кислоты. (РНК). Молекула ДНК во взаимодействии с другими субстанциями клетки определяет синтез белка и ферментов, регулирующих обмен веществ в организме. Белки и нуклеопротеиды (в особенности ДНК и РНК) являются обязательной составной частью всех биологических организмов. Следовательно, с точки зрения химической эволюции они лежат в основе жизни всех известных на Земле биологических форм.
Помимо этого между неживой и живой природой существует извечная, непрерывная связь. “Между косным и живым веществом есть - непрерывная, никогда не прекращающаяся связь, которая может быть выражена как непрерывный биогенный ток атомов из живого вещества в косное вещество биосферы, и обратно. Этот биогенный ток атомов вызывается живым веществом. Он выражается в непрекращающемся никогда дыхании, питании, размножении и т. п.”.
На единство живой природы указывает и дифференцированность тела животных и растений. Таким образом, единство мира организмов проявляется как в их химическом составе, так и в строении, и функционировании. Этот факт не мог ускользнуть от внимания естествоиспытателей. Идея сходства живых организмов привела Ж. Кювье к учению о типах животного царства. В дальнейшем она получила разработку в трудах К. Бэра, Э. Геккеля, А. О. Ковалевского, И. И. Мечникова, которые доказывали, что сходство животных не может быть объяснено иначе, как общностью их происхождения.
На единство органического мира указывает и существование так называемых промежуточных форм, к которым относятся животные и растения, занимающие переходное, промежуточное положение между крупными таксонами.
В органическом мире нет жестких границ между его подразделениями. В то же время границы между видами всегда реальны. Дарвин уделяет большое место проблеме вида и видообразования. Не случайно в заглавие его труда вынесены слова “происхождение видов”. Как важнейшая единица систематизации вид занимает центральное место в эволюционной теории. Задачей эволюционной теории является объяснение механизма возникновения жизни и изменения реальных видов животных и растений, населяющих Землю.
Доказательством эволюции служит и сходство органов животных, выражающееся в их положении, соотношении в общем плане строения и в развитии из сходного зачатка зародыша. Сходные органы называются гомологичными органами. Эволюционная теория объясняет сходство органов общностью происхождения сравниваемых форм, тогда как сторонники креационистских концепций истолковывали это сходство как волю творца, создававшего группы животных по определенному плану.
Подтверждением идеи эволюции является отражение истории развития организмов на их строении и на процессах зародышевого развития, а также географическое распространение организмов.
Особое место в разработке и углублении эволюционных представлений занимает генетика. Представления о неизменности генов начинают преодолеваться в 20-30-е годы XX в. в связи с возникновением популяционной, эволюционной генетики. Выяснение структуры популяций позволило по-новому посмотреть на эволюционные процессы, разыгрывающиеся на популяционном уровне. Генетика дала возможность проследить основные этапы эволюционного процесса от появления нового признака в популяции до возникновения нового вида. Она принесла в исследование внутривидового, микроэволюционного уровня точные экспериментальные методы.
Элементарная единица наследственности - ген, представляющий собой участок молекулы ДНК, который определяет развитие элементарных признаков особи. Элементарная эволюционная единица должна отвечать следующим требованиям: конечности деления;
способности наследственного изменения в смене биологических поколений; реальности и конкретности существования в естественных условиях. Такой единицей эволюции считается популяция - элементарная единица эволюционного процесса, а наследственное изменение популяции представляет собой элементарное эволюционное явление. Оно отражает изменение генотипической структуры популяции. Ген подвержен мутациям - наследственным изменениям отдельных особей. Мутация - дискретное изменение кода наследственной информации особи. Различают генные, хромосомные, геномные, а также внеядерные типы мутаций.
Процесс возникновения мутаций поддерживает очень высокую степень генетической разнородности природных популяций. Но, выполняя роль “поставщика” элементарного материала, сам мутационный процесс не направляет ход эволюционных изменений, он обладает вероятностным, статистическим характером.
Закономерности эволюции находят свое выражение в жизни отдельного индивида, но движущие силы эволюции содержатся внутри системы индивидов, в данном случае популяции. Разрешение противоречий популяции служит основой всей эволюции и при всём этом определяет преобразование организма как составной части популяции. Отношения между организмами в популяции носят сложный характер. Их изучение затрудняется тем, что помимо внутрипопуляционных взаимодействий организмы испытывают влияние со стороны других популяций, других видов и еще шире - условий окружающей среды.
3. Теория самопроизвольного зарождения
Религиозные учения всех времен и всех народов приписывали обычно появление жизни тому или другому творческому акту божества. Весьма наивно решали этот вопрос и первые исследователи природы. Даже для такого выдающегося ума древности, каким являлся Аристотель, принять представление о том, что животные - черви, насекомые и даже рыбы - могли возникнуть из ила, не представляло особых затруднений. Напротив, этот философ утверждал, что всякое сухое тело, становясь влажным, и, наоборот, всякое мокрое тело, становясь сухим, родят животных.
Авторитет Аристотеля имел исключительное влияние на воззрения средневековых ученых. Мнение этого философа в их умах причудливо переплеталось с учением отцов церкви, зачастую давая нелепые и даже смешные на современный взгляд представления. Приготовление живого человека или его подобия, “гомункулуса”, в колбе, при помощи смешения и перегонки различных химических веществ, считалось в средние века хотя и весьма трудным и беззаконным, но, без сомнения, выполнимым делом. Получение же животных из неживых материалов представлялось ученым того времени настолько простым и обычным, что известный алхимик и врач Ван-Гельмонт прямо дает рецепт, следуя которому можно искусственно приготовить мышей, покрывая сосуд с зерном мокрыми и грязными тряпками.
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.
Чем дальше развивалось естествознание, чем большее значение в деле познания природы приобретали точное наблюдение и опыт, а не одни только рассуждения и мудрствования, тем более сужалась область применения теории самопроизвольного зарождения. Уже в половине XVII в. доктор Реди простыми опытами доказал неосновательность мнений о самозарождении червей в гниющем мясе. Он покрывал мясо легкой кисеей и таким образом преграждал доступ к нему мухам, из яиц которых развиваются черви. При этом мясо загнивало, но образования червей никогда не происходило. Так же просто было опровергнуто мнение о самозарождении насекомых.
Таким образом, относительно живых существ, видимых простым глазом, предположение о самозарождении оказалось несостоятельным. Но в конце XVII в. Кирхером и Левенгуком был открыт мир мельчайших существ, невидимых простым глазом и различимых только в микроскоп. Этих “мельчайших живых зверьков” (так Левенгук называл открытые им бактерии и инфузории) можно было обнаружить всюду, где только происходило гниение, в долго стоявших отварах и Застоях растений, в гниющем мясе, бульоне, в кислом молоке, в испражнениях, в зубном налете. “В моем рту,- писал Левенгук,- их (микробов) больше, чем людей в соединенном королевстве”. Стоит только поставить на некоторое время в теплое место скоропортящиеся и легко загнивающие вещества, как в них сейчас же развиваются микроскопические живые существа, которых раньше там не было. Откуда же эти существа берутся? Неужели же они произошли из зародышей, случайно попавших в гниющую жидкость? Сколько, значит, должно быть повсюду этих зародышей! Невольно являлась мысль, что именно здесь, в гниющих отварах и настоях и происходит самозарождение живых микробов из неживой материи. Это мнение в середине XVIII в. получило сильное подтверждение в опытах шотландского священника Нидхэма. Нидхэм брал мясной бульон или отвары растительных веществ, помещал их в плотно закрывающиеся сосуды и короткое время кипятил. При этом, по мнению Нидхэма, должны были погибнуть все зародыши, новые же не могли попасть извне, так как сосуды были плотно закрыты. Тем не менее, спустя некоторое время в жидкостях появлялись микробы. Отсюда указанный ученый делал вывод, что он присутствует при явлении самозарождения.
При этом против этого мнения выступил другой ученый, итальянец Спалланцани. Повторяя опыты Нидхэма, он убедился, что более продолжительное нагревание сосудов, содержащих органические жидкости, совершенно их обеспложивает. Между представителями двух противоположных взглядов разгорелся ожесточенный спор. Спалланцани доказывал, что жидкости в опытах Нидхэма не были достаточно прогреты и там оставались зародыши живых существ. На это Нидхэм возражал, что не он нагревал жидкости слишком мало, а, наоборот, Спалланцани нагревал их слишком много и таким грубым приемом разрушал “зарождающую силу” органических настоев, которая очень капризна и непостоянна.
Таким образом, каждый из спорящих остался при своем мнении, и вопрос о самозарождении микробов в гниющих жидкостях не был разрешен ни в ту, ни в другую сторону в течение целого столетия. За это время было сделано немало попыток опытным путем доказать или опровергнуть самозарождение, но ни одна из них не привела к определенным результатам. Вопрос запутывался все больше и больше, и только в половине XIX в. он был окончательно разрешен благодаря блестящим исследованиям гениального французского ученого Пастера.
Пастер прежде всего доказал крайне широкое распространение микроорганизмов. Рядом опытов он показал, что всюду, а в особенности около человеческого жилья, в воздухе носятся мельчайшие зародыши. Они так легки, что свободно плавают в воздухе, лишь очень медленно и постепенно опускаясь на землю.
Таинственное появление микроорганизмов в опытах предыдущих исследователей Пастер объяснял или неполным обеспложиванием среды, или недостаточной защитой жидкостей от проникновения зародышей. Если тщательно прокипятить содержимое колбы и затем предохранять его от зародышей, которые могли бы попасть с притекающим в колбу воздухом, то в ста случаях из ста загнивания жидкости и образования микробов не происходит.
Для обеспложивания притекающего в колбу воздуха Пастер применял самые разнообразные приемы: он или прокаливал воздух в стеклянных и металлических трубках, или защищал горло колбы ватной пробкой, в которой задерживаются все мельчайшие частицы, взвешенные в воздухе, или, наконец, пропускал воздух через тонкую стеклянную трубку, изогнутую в виде буквы S,- в этом случае все зародыши механически задерживались на влажных поверхностях изгибов трубки. Всюду, где защита была в достаточной степени надежной, появление микробов в жидкости не наблюдалось. Но, может быть, продолжительное нагревание химически изменило среду и сделало ее непригодной для поддержания жизни? Пастер легко опроверг и это возражение. Он бросал в обеспложенную нагреванием жидкость ватную пробку, через которую пропускался воздух и которая, следовательно, содержала зародышей,- жидкость быстро загнивала. Следовательно, прокипяченные настои являются вполне подходящей почвой для развития микробов. Это развитие не происходит только потому, что нет зародыша. Как только зародыш попадает в жидкость, так сейчас же он прорастает и дает пышный урожай.
Опыты Пастера с несомненностью показали, что самозарождения микробов в органических настоях не происходит. Все живые организмы развиваются из зародышей, т. е. берут свое начало от других живых существ. Но каким же образом появились первые живые существа? Как зародилась на Земле жизнь?
4. Теория панспермии
Пастера справедливо считают отцом науки о простейших организмах - микробиологии. Благодаря его работам был дан толчок к обширнейшим исследованиям невидимого простым глазом мира мельчайших существ, населяющих землю, воду и воздух. Эти исследования уже не были направлены, как раньше, на одно только описание форм микроорганизмов; бактерии, дрожжи, инфузории, амебы и т. д. изучались и с точки зрения условий их жизни, их питания, дыхания, размножения, с точки зрения тех изменений, которые они производят в окружающей их среде, и, наконец, с точки зрения их внутренней структуры, их тончайшего строения. Чем дальше шли эти исследования, тем все больше и больше обнаруживалось, что простейшие организмы устроены совсем не так просто, как это думали раньше.
Тело всякого организма - растения, улитки, червя, рыбы, птицы, зверя, человека, - состоит из мельчайших пузырьков, видимых только в микроскоп. Оно составлено из этих пузырьков-клеток, как дом сложен из кирпичей. Разные органы различных животных и растений содержат клетки, отличающиеся друг от друга по своему виду. Приспосабливаясь к той работе, которая возложена на данный орган, клетки, его составляющие, так или иначе, изменяются, но в принципе все клетки всех организмов сходны между собой. Микроорганизмы отличаются только тем, что все их тело состоит всего-навсего из одной-единственной клетки. Это принципиальное сходство всех организмов подтверждает общепринятую теперь в науке мысль, что все живущее на Земле связано, так сказать, кровным родством. Более сложные организмы произошли из более простых, постепенно изменяясь и совершенствуясь. Таким образом, стоит только разъяснить себе образование какого-нибудь простейшего организма - и происхождение всех животных и растений становится понятным.
Но, как уже было сказано, и простейшие, состоящие всего из одной клеточки, представляют себе весьма сложные образования. Их главная составная часть, так называемая протоплазма, - это полужидкое, тягучее студенистое вещество, пропитанное водой, но в воде нерастворимое. В состав протоплазмы входит целый ряд исключительно сложных химических соединений (главным образом белков и их производных), которые нигде в другом месте не встречаются, только в организмах. Эти вещества не просто смешаны, а находятся в особом, мало еще до сего времени исследованном состоянии, благодаря которому протоплазма обладает тончайшей, плохо различимой даже в микроскоп, но чрезвычайно сложной структурой. Предположение о том, что такое сложное образование с вполне определенной тонкой организацией могло самопроизвольно зародиться в течение нескольких часов в бесструктурных растворах, какими являются бульоны и настои, так же дико, как и предположение об образовании лягушек из майской росы или мышей из зерна.
Исключительная сложность строения даже наиболее простых организмов так поразила умы некоторых ученых, что они пришли к убеждению о существовании непроходимой пропасти между живым и неживым. Переход неживого в живое, организованное казался им абсолютно невозможным ни в настоящем, ни в прошлом. “Невозможность самозарождения в какое бы то ни было время,- говорит известный английский физик В. Томсон,- нужно считать так же прочно установленной, как закон всемирного тяготения”.
Но как же тогда произошла жизнь на Земле? Ведь было время, когда Земля, по общепринятому теперь в науке взгляду, представляла собой раскаленный добела шар. За это говорят и астрономия, и геология, и минералогия, и прочие точные науки - это несомненно. Значит, на Земле существовали такие условия, при которых жизнь была невозможна, немыслима. Только после того, как земной шар потерял значительную часть своего тепла, рассеяв его в холодное межпланетное пространство, только после того, как охлажденные водяные пары образовали первые тепловые моря, стало возможно существование организмов, подобных тем, которые мы сейчас наблюдаем. Для разъяснения этого противоречия была создана теория, носящая довольно сложное название - теории панспермии.
Основателем этой теории является Г. Э. Рихтер. Исходя из представления, что в мировом пространстве везде носятся маленькие частицы твердого вещества (космозои), отделившиеся от небесных тел, указанный автор допускал, что одновременно с этими частицами, может быть прилепившись к ним, носятся жизнеспособные зародыши микроорганизмов. Таким, образом эти зародыши могут переноситься с одного, заселенного организмами небесного тела на другое, где жизни еще нет. Если на этом последнем уже создались благоприятные жизненные условия, в смысле подходящей температуры и влажности, то зародыши начинают прорастать, развиваться и являются впоследствии родоначальниками всего органического мира данной планеты.
Эта теория" приобрела в научном мире много сторонников, между которыми были даже такие выдающиеся умы, как Гельмгольц и В.Томсон. Ее защитники стремились главным образом научно обосновать возможность такого переноса зародышей с одного небесного тела на другое, при котором сохранялась бы жизнеспособность этих зародышей. Ведь на самом деле, в конце концов главный вопрос заключается именно
в том, может ли спора совершить такое длительное и полное опасностей путешествие, как перелет из одного мира в другой, не погибнув, сохранив способность прорасти и развиться в новый организм. Разберем подробно, какие опасности встречаются на пути зародыша.
Прежде всего это холод межпланетного пространства (220° ниже нуля). Отделившись от родной планеты, зародыш обречен долгие годы, столетия и даже тысячелетия носиться при такой ужасающей температуре, прежде чем счастливый случай даст ему возможность опуститься на новую землю. Невольно является сомнение, способен ли зародыш выдержать такое испытание. Для решения этого вопроса обращались к исследованию устойчивости по отношению к холоду современных нам спор. Опыты, произведенные в этом направлении, показали, что холод зародыши микроорганизмов выносят превосходно. Они сохраняют свою жизнеспособность даже после шестимесячного пребывания при 200° ниже нуля. Конечно, 6 месяцев не 1000 лет, но все же опыт дает нам право предполагать, что по крайней мере некоторые из зародышей могут перенести страшный холод межпланетного пространства.
Гораздо большую опасность для зародышей представляет их полная незащищенность от световых лучей. Их путь меж планетами пронизан лучами солнц, губительными для большинства микробов. Некоторые бактерии погибают от действия прямых солнечных лучей уже в течение нескольких часов, другие более устойчивы, но на всех без исключения микробов очень сильное освещение действует неблагоприятно. При этом это неблагоприятное действие в значительной степени ослабляется в отсутствие кислорода воздуха, а мы знаем, что в межпланетном пространстве воздуха нет, и потому можем не без основания предполагать, что зародыши жизни выдержат и это испытание.
Но вот счастливый случай дает возможность зародышу попасть в сферу притяжения какой-либо планеты с благоприятными для развития жизни условиями температуры и влажности. Скитальцу осталось, только, подчиняясь силе тяжести, упасть на его новую Землю. Но как раз тут, почти уже в мирной гавани, и ждет его грозная опасность. Ранее зародыш носился в безвоздушном пространстве, но теперь, прежде чем упасть на поверхность планеты, он должен пролететь через довольно толстый слой воздуха, окутывающий со всех сторон эту планету.
Всем, конечно, хорошо известно явление “падающих звезд”- метеоров. Современная наука объясняет это явление следующим образом. В межпланетном пространстве носятся твердые тела и частицы различных размеров, возможно, осколки планет или комет, залетевшие в нашу солнечную систему из отдаленнейших мест Вселенной. Пролетая поблизости от земного шара, они притягиваются этим последним, но, прежде чем упасть на его поверхность, они должны пролететь через воздушную атмосферу. Вследствие трения о воздух быстро падающий метеорит нагревается до белого каления и становится видимым на темном небесном своде. Только немногие из метеоритов достигают земли, большинство сгорает от сильного жара еще далеко от ее поверхности.
Подобной же участи должны подвергнуться и зародыши. При этом различные соображения показывают, что подобного рода гибель не является обязательной. Есть основания предполагать, что по крайней мере некоторые из зародышей, попавшие в атмосферу той или иной планеты, доберутся до ее поверхности жизнеспособными.
Вместе с тем не нужно забывать о тех колоссальных астрономических промежутках времени, в течение которых Земля могла засеваться зародышами из других миров. Эти промежутки исчисляются миллионами лет! Если за это время из многих миллиардов зародышей хотя бы один добрался благополучно до поверхности Земли и нашел здесь подходящие для своего развития условия, то этого было бы уже достаточно для образования всего органического мира. Между тем эта возможность при современном состоянии науки представляется хотя и маловероятной, но допустимой; во всяком случае, у нас нет фактов, которые ей прямо противоречили бы.
При этом теория панспермии является ответом только на вопрос происхождении земной жизни, а отнюдь не на вопрос о происхождении жизни вообще.
“Если это предположение,- говорит Карус Штерне,- лишь отодвигает начало жизни к первому по времени своего появления миру небесного пространства, то с философской точки зрения оно совершенно бесполезный труд; ибо что могло случиться в первом мире, то возможно во втором и в третьем, будет ли то акт творения или самопроизвольного зарождения”.
“Одно из двух,- говорит Гельмгольц.- Органическая жизнь или когда-либо началась (зародилась), или существует вечно”. Если признать первое, то теория панспермии теряет всякий логический смысл, так как если жизнь могла зародиться где-либо во вселенной, то, исходя из однообразия мира, мы не имеем никаких оснований утверждать, что она не могла зародиться и на Земле. Поэтому сторонники разбираемой теории принимают положение о вечности жизни. Они признают, что “жизнь только меняет свою форму, но никогда не создается из мертвой материи”.
Таким образом, они сразу и окончательно ставят крест над дальнейшим исследованием вопроса о происхождении жизни. Они стремятся вырыть непроходимый ров между живым и неживым и поставить предел стремлениям человеческого ума к тем безграничным обобщениям, к которым ведет его точная наука.
Но имеем ли мы логическое право на признание коренного различия между живым и неживым? Есть ли в окружающей нас природе такие факты, которые убеждают нас в том, что жизнь существует вечно и имеет так мало общего с неживой природой, что ни при каких условиях, никогда не могла из нее образоваться, выделиться? Можем ли мы признать организмы образованиями совершенно, принципиально отличными от всего остального мира?
referatwork.ru
Реферат - Философские идеи происхождения жизни
Философские идеи о происхождении жизни на Земле
Введение
Жизнь — одна из форм бытия и одна из высших форм движения. Однако при всей очевидности, казалось бы, и наглядности феномена жизни познание сущности жизни, ее критериев, закономерностей развития — дело чрезвычайно сложное. Показателем этой сложности служит факт, что до сих пор отсутствует определение жизни, которое удовлетворяло бы научным требованиям. Современная наука во взгляде на жизнь исходит из представлений о качественном отличии живого от неживого, о наличии общих свойств у растительного и животного мира, включая человека. Естественнонаучное познание жизни осуществляется по многим направлениям. Практически в него вовлечены все науки. И все же основная тяжесть выпадает на биологию — науку о жизни.
Познание жизни — первоочередная в числе задач, к решению которых человек приступил с момента своего осознанного существования. И это понятно, ибо жизнь для него — первейшая ценность; она породила самого человека и ее биологические механизмы в совокупности с социальными факторами составляют суть человеческой природы.
Жизнь — это естественный природный процесс, что предопределяет его познание средствами и методами науки, используемой для изучения всех природных явлений. Вместе с тем жизнь обладает специфическими свойствами, которые делают ее принципиально отличной от всех иных проявлений материального порядка, то есть речь идет о качественном своеобразии жизни.
Жизнь на Земле представлена громадным разнообразием форм, которым присуща возрастающая сложность строения и функций. Всем живым организмам свойственны два признака: целостность и самовоспроизведение. В ходе индивидуального изменения (онтогенеза) организмы приспосабливаются к внешним условиям, а смена поколений приобретает эволюционно-исторический характер (филогенез). Организмы выработали способность к относительной независимости от внешней среды (автономность). Одно из главных свойств всякого живого организма — обмен веществ. Наряду с ним существенными признаками жизни являются раздражимость, рост, размножение, изменчивость, наследственность. Всякий живой организм как бы стремится к главному — воспроизведению себе подобных.
Сущность жизни есть функция определенной материальной организации. Познание жизни выявило сложную структурно-функциональную природу биологических организмов. Долгое время в науке применялось понятие жизни, предложенное Ф. Энгельсом: “Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел”.
По мере совершенствования методов и средств познания живых структур уточнялись представления о природе белка, характере обменных процессов в живом организме и взаимодействии его с окружающей средой. К познанию жизни подключились физика и химия, что позволило выделить молекулярный уровень биологической организации. Активно внедряются представления о физико-химической природе жизни, что якобы предопределяет возможность ее познания исключительно средствами физики и химии.
И пока ученые не выработали единого определения жизни воспользуемся таким понятием: жизнь — это частичная, непрерывная, прогрессирующая и взаимодействующая со средой самореализация потенциальных возможностей электронных состояний атомов.
Философский интерес к проблеме жизни продиктован следующими обстоятельствами: во-первых, философским объяснением природы самого человека, что требует привлечения естественнонаучных представлений о жизни; во-вторых, необходимостью использования методологических принципов в ходе научного познания жизни; в-третьих, уяснением закономерностей структурно-функциональной организации живого, что способствует верному ответу на один из актуальнейших философских, мировоззренческих вопросов — в чем смысл жизни человека?
Важным результатом философского и естественнонаучного познания жизни является вывод о единстве жизни на Земле.
Проблема происхождения жизни на Земле и возможности ее существования в других областях Вселенной издавна привлекала внимание как ученых и философов, так и простых людей. За последние годы интерес к этой «вечной проблеме» значительно возрос.
Это обусловлено двумя обстоятельствами: во-первых, значительными успехами в лабораторном моделировании некоторых этапов эволюции материи, проведшей к зарождению жизни, и во-вторых, стремительным развитием космических исследований, делающих все более реальным непосредственный поиск каких-либо форм жизни на планетах Солнечной системы, а в будущем и за ее пределами.
1. Взгляды на происхождение жизни и ее развитие
Происхождение жизни — один из самых таинственных вопросов, исчерпывающий ответ на который вряд ли когда-нибудь будет получен. Множество гипотез и даже теорий о возникновении жизни, объясняющих различные стороны этого явления, неспособны пока что преодолеть существенное обстоятельство — экспериментально подтвердить факт появления жизни. Мы не знаем и, возможно, не узнаем никогда условий, в которых зародились структуры, обладающие свойствами живого. Вероятно, их воспроизведение в лабораториях — дело будущего, но повторение его в масштабах планеты — совершенно невероятно.
Возникновение жизни на Земле, по оценкам ученых, имело место 3-4 млрд. лет назад. В результате сложных космических и земных преобразований зародились простейшие формы жизни, которые положили начало почти миллиону видов животных и около 400 тыс. видов растений, конечное число которых неизвестно и сегодня. Проблема происхождения жизни на Земле — сложнейшая задача современной науки, интерес к которой никогда не ослабевал в связи с попытками человека проникнуть в собственную природу и историю. Решающая роль в прояснении тайны происхождения жизни отводится теоретическому познанию, изучению истории становления представлений о жизни и их философскому осмыслению. История взглядов на происхождение жизни уходит в далекое прошлое. Первые идеи возникновения жизни ограничивались рамками мифологических представлений. В мифах рождались легенды о возникновении одушевленных форм из неодушевленных. Охота и собирательство укрепляли связь людей с живой природой, углубляли понимание ее отличия от неживой.
Мифологическое сознание ограничивало познание: человек даже не осознавал факта своего рождения и происхождения. Наивные представления о мире как данности, явленной в целостной и гармоничной жизни, затемняли проблему ее возникновения. Все, мол, просто и естественно: возникновение, рождение жизни — факт сам собой разумеющийся и не требующий объяснений.
Лишь по мере становления культуры, совершенствования средств познания, кристаллизации самосознания формируются два основополагающих взгляда на происхождение и развитие жизни. Это — креационизм и эволюционизм.
Креационизм - концепция, объясняющая происхождение многообразия форм органического мира как акт божественного творения. Название учения происходит от латинского слова creatio, creations — “создание”, “сотворение”. Креационизм исходит из того, что, несмотря на присущее человеку стремление разрешить вопрос о происхождении мира, он сам по себе не может добиться этого без помощи Бога, которому мир обязан своим существованием.
Корни креационизма уходят в эпоху глубокой античности. До сих пор известен древневавилонский миф о герое-боге Мардуке, который, обладая колоссальной силой, разорвал надвое чудовище Тиамат и создал из его спины небо, а из живота — землю.
Исходя из имеющихся представлений о структуре живых организмов, основным компонентом которых является вода, в известной мере можно объяснить почему в поисках субстанций жизни упор всегда делался и на воду. На первых порах идея сотворения выглядела довольно просто: некто создает нечто и всегда из чего-то. Творец, созидатель (демиург) — это искусный мастер, копирующий некую модель.
На новый уровень креационисткие представления выходят уже в библейские времена. Главная идея библейского ответа на вопрос о происхождении жизни, как частного случая сотворения мира, в том, что Бог создал мир из ничего — не из готовой материи и не из собственного своего существа. Всему сущему предшествовала безначальная вечность, в которой творил один Господь. Именно им было положено новое начало, бытие — мир видимый и невидимый.
В соответствии с Библией, начало жизни на Земле связано с пятым днем творения, когда появились рыбы и водяные твари, птицы и воздушные творения. На следующий день на земле являются разного рода животные, обитающие на суше. Не ясно было только — для кого все это? И на седьмой день Бог сотворил человека “по образу Нашему, и по подобию Нашему”.
Креационистские представления о происхождении жизни и ее развитии господствовали в науке до возникновения эволюционного учения. Они являлись не только догмами официальной религии, их придерживалось подавляющее большинство естествоиспытателей. Отправляясь от факта многообразия форм органического мира, сторонники креационизма рассматривали это многообразие как результат Божественного творения. Они защищали идею неизменности видов и отрицали эволюцию.
Основу эволюционного подхода к проблеме возникновения жизни составляет идея развития, которая как методологический принцип познания живой природы начала оформляться в период XVII- XVIII веков. Однако первые попытки носили характер стихийных, гениальных догадок. Наука еще не располагала достаточным естественнонаучным материалом, метафизический взгляд на природу не позволял подойти к исследованию подлинных источников развития.
Проблема развития — важнейшая проблема философии. С решением ее на разных этапах связано преодоление кризисных состояний в становлении естествознания, что способствовало выходу науки о природе на новые уровни и открывало новые перспективы перед естествоиспытателями. Как известно, вопросы развития разрабатывались не только материалистами, идеалистическая философия также пыталась дать их решение со своих позиций. Естественно, что проблема развития является важной и для самой биологии. Более того, эта проблема, как свидетельствует история науки о жизни, выступает центром формирования основных положений и представлений современной биологии.
Концепция развития не может существовать только в рамках чистой философии. Философские конструкции должны подкрепляться знанием подлинных явлений, источников и причин их развития. Впервые концепция развития (в особенности органического) была сформулирована древнегреческими философами. А. Ф. Лосев подчеркивает, что именно в философии Аристотеля появляется диалектический результат живого развития жизни. Дальнейшая философская разработка этой идеи во многом зависела от решения целого ряда естественнонаучных проблем, которое, в свою очередь, требовало эффективной методологической основы.
Такая диалектическая взаимосвязь — методологии и результатов конкретных наук — принципиальное качество научного познания. История становления эволюционного учения подтверждает, какую важную роль в этом процессе играют философские взгляды естествоиспытателей. Так, в свое время широкое распространение в биологии получила аристотелевская идея градации органического мира, завершением которой явилась натурфилософская концепция “лестницы существ”. Ее сторонники представляли живую природу в виде восходящей “лестницы”, ступеньками которой выступают отдельные формы органического мира, располагающиеся в порядке повышения их сложности.
Эти взгляды дальнейшее воплощение получили в принципе непрерывности Г.В. Лейбница и его учении о всеобщей связи сущего. Лейбниц приходит к выводу о родстве всех живых существ и о их единстве с неорганической природой. “Идея “вездесущия” жизни, — подчеркивал В. И. Вернадский, — проникала философию Лейбница и едва ли можно сомневаться в том, что через нее она многообразным путем все время сохранялась и жила в той среде, в которой творила научная работа человечества”.
Воззрения швейцарского философа и естествоиспытателя Ш. Бонне (1720-1793) испытали влияние Лейбница. По мнению Бонне, органический мир в целом можно сравнить с организмом, в котором все элементы связаны между собой настолько тесно, что невозможно допустить отсутствие какого-либо из них. Хотя “лестница существ” у Бонне, в которую он включал также и сверхъестественные существа — ангелов и т. п., отражала несогласие с искусственной классификацией Линнея, она была далеко от того, чтобы рассматривать внешнее сходство видов как результат единства их исторического происхождения. Концепция Бонне в своей основе не содержала идеи развития, так как основывалась на преформистских представлениях, согласно которым эволюция — это развертывание вечно существующих зародышей, исключающее новообразования. Взгляды Бонне оказали сильное влияние на формирование естественнонаучных представлений французских материалистов.
Так, в произведениях французского энциклопедиста Ж. Б. Робине (1735-1820) “лестница существ” получает в основе своей материалистическое объяснение. Полагая материю одушевленной, Робине всем телам природы приписывал функции живого. В основе материи лежит, по его мнению, живая молекула, наделенная внутренней активностью. Единство жизни Робине объяснял с помощью закона непрерывности, якобы действующего в “лестнице существ”.
Французский материалист Ж. О. Ламеттри (1709-1751) высказал идею о возникновении живых форм из органических зародышей под влиянием внешней среды. Единство растительного и животного царства он усматривал в сходстве составляющих их элементов. Ламеттри в какой-то степени подходил к идее эволюции, но делал это с крайне механистических позиций, полагая, что различие между животным, растительным миром и человеком — чисто количественного порядка.
Более развернутый характер эволюционные идеи приобрели в учении Д. Дидро (1713-1784), который прямо ставил вопрос о качественной изменчивости органического мира. Предвосхищая некоторые положения эволюционного учения, Дидро считал, что человек как биологический вид имеет свою историю становления, равно как и другие живые существа.
Важную роль в разработке идеи развития и становления эволюционного учения сыграли труды выдающегося французского естествоиспытателя XVIII'в. Ж. Л. Бюффона (1707-1788), автора знаменитой многотомной “Естественной истории”. Бюффон резко критиковал классификацию Линнея, построенную на идее неизменяемости видов. Он выступил против абсолютизации разрывов между видами и исходил из представления о постепенности переходов от одного вида к другому. В своей критике искусственной системы Линнея Бюффон впал в крайность. Он вообще стал отрицать возможность какой бы то ни было классификации, полагая, что виды — не реально существующие в природе единицы, а искусственные, надуманные категории.
Одним из первых философов, сделавших попытку применить современное ему естествознание для объяснения строения и развития мира, был И. Кант. Неоднократные его ссылки на сочинения Бюффона, Бонне позволяют сделать вывод, что Кант был знаком с новейшей литературой по вопросам познания жизни. Значительное влияние на него оказали труды Лейбница и Лессинга. Признание эволюции живого и растительного мира явилось для Канта логическим завершением его космогонической гипотезы. Идея развития рассматривалась им как всеобщий принцип, применимый к познанию всех явлений, имеющих место на Земле. Фактический научный материал, которым располагала в то время биология, не мог дать Канту убедительных доказательств правильности его концепции. Тем не менее выводы, к которым он пришел, рассматривая живую природу, способствовали проникновению идеи эволюции в умы биологов. Кант предугадал сущность материалистического объяснения природы наследственного материала, совершенно верно подметив независимость его от внешних причин.
Во времена Канта господствовала идея неизменяемости и постоянства видов. Несомненно, знакомый с имеющимися точками зрения на эту проблему Кант не мог без должного обоснования говорить о возникновении новых видов. В то же время он не мог отрицать и тех изменений в органическом мире, которые нельзя было не заметить, изучая историю природы. Следствием этого явилась постановка Кантом вопроса о видоизменении и создании новых видов. Он выступает против идеи неизменности видов, против неизменности человека. Не принимая механистического толкования встречающихся в живой природе многочисленных фактов самого разнообразного сочетания признаков, он считал, что “случай или всеобщие механические законы не в состоянии породить такие сочетания”.
Возможность доказательства общности происхождения “великого множества” видов живых организмов, населяющих Землю, Кант видел в создании естественной истории как самостоятельной науки. Высказываясь в защиту исторического подхода, Кант горячо выступает против идеи множества локальных актов творения.
В этот же период немецкий естествоиспытатель К. Ф. Вольф (1734-1794) опубликовал свою диссертацию “Теория зарождения”, в которой опроверг учение о преформации и научно обосновал теорию эпигенеза.
Смелую попытку распространить идеи развития на человеческую историю предпринял ученик Канта И. Г. Гердер. В его теории органических сил идея развития приобретает всеобщий характер. Из области поэзии, языка, мышления Гердер переносит ее на всю природу. В труде “О переселении душ” он излагает взгляды на развитие животного мира, которые затем в его основном труде “Идеи к философии истории человечества” выражаются в форме всеобщего закона природы.
Большой вклад в развитие эволюционных представлений внесли Эр. Дарвин, К. Ф. Кильмейер и в особенности французский натуралист Ж. Б. Ламарк (1744-1829).
В 1809 г. Ламарк опубликовал “Философию зоологии”, которая содержала его основные возражения против метафизической идеи вечности и неизменности видов. Впервые в истории науки в этом труде была последовательно изложена идея о постепенном развитии всех организмов из простейших форм жизни, сделана первая попытка объяснить это развитие действием естественных сил, влияющих на организацию растений и животных. Согласно Ламарку, развитие органического мира осуществляется путем естественной “градации”, как постепенный переход от простейших форм биологической организации к усложняющимся и совершенствующимся. Движущей силой такого развития выступает “постоянное стремление природы” к усложнению строения организмов. Это — первый принцип эволюции. Здесь не учитывается влияние условий существования. Наоборот, в постоянной, неизменной среде градация должна обнаруживаться в чистом виде. Но в реальной природе не существует таких условий. Поэтому организмы под действием самых разнообразных фактов вынуждены изменять свои привычки, что влечет за собой изменение строения, нарушающее правильность “градации”. Это — второй принцип исторического развития организмов. Заметим, что в дальнейшем в аргументах ламаркистов он занял главное место.
Идеей эволюции Ламарк нанес ощутимый удар телеологии (учение о наличии в природе, обществе объективных, внечеловеческих целей). Некоторые противоречия, присущие ламаркизму, послужили впоследствии поводом для дискредитации со стороны антиэволюционистов самой идеи эволюции. Они также явились одной из причин того, что многие материалистически мыслящие естествоиспытатели не приняли идей Ламарка.
Особенно ожесточенные нападки на теорию Ламарка были предприняты французским биологом Ж. Кювье (1769-1832), игравшим исключительную роль в науке в первой половине XIX в. Исследования Кювье способствовали внедрению сравнительного метода в анатомию и палеонтологию. Широкое распространение получили сформулированные им принципы приспособленности организма к условиям среды и взаимозависимости отдельных частей и органов внутри организма. В его работах креационизм приобрел свою наиболее завершенную форму. Защищая идею неизменности видов, внутри которых возможны лишь отдельные изменения в рамках индивидуальных различий, Кювье отстаивает телеологические принципы, сущность которых сводится к следующему: всякое “организованное существо” образует целое, представляющее единую замкнутую систему, взаимодействие и соответствие частей которой подчинено одной конечной цели.
Против воззрений Кювье резко выступил Э. Ж. Сент-Илер. Выражая несогласие с положением о четырех типах животных, выдвинутым Кювье, Сент-Илер развил идею о единстве плана строения животных. Эта идея не удержалась в науке. Но ее обоснование привело к концепции трансформации живых форм, то есть укрепило идею развития органической природы. Вместе с тем, хотя Сент-Илер отбросил телеологические положения, содержащиеся в концепции эволюции Ламарка, он придал ей более механистический характер.
Разработка эволюционной идеи была продолжена И. В. Гете, русскими учеными И. Е. Дядьковским (1784-1841) и особенно К. Ф. Рулье (1814-1858), которые подчеркивали определяющую роль внешних условий в существовании живых организмов. Наряду с развитием эволюционного учения в этом направлении шел процесс разработки идей, придававших первостепенное, а иногда и решающее значение внутренним факторам. Существенную роль здесь сыграл Карл Бэр. Ему принадлежит заслуга установления связи между онтогенезом и филогенезом, подтвердившей идею исторического единства органических форм.
Накопленный длительным развитием биологической науки фактический и теоретический материал требовал своего объяснения в рамках общей концепции, диалектически отражающей противоречивые процессы развития в живой природе. Такое объяснение было дано Ч. Дарвином, который вскрыл и объяснил источники и движущие силы этой эволюции. В основу теории эволюции им были положены следующие материальные факторы: наследственность, изменчивость и естественный отбор. Его учение о естественном отборе стало ключевым в решении многих проблем эволюции органического мира. В 1859 г. был выпущен главный труд всей жизни Ч. Дарвина — “Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь”. Первое издание книги в количестве 1250 экземпляров было распродано за один день. С тех пор вышли тысячи экземпляров труда Дарвина.
В чем же состоял революционный переворот в естествознании и мировоззрении, совершенный Ч. Дарвиным?
2. Естественнонаучные представления о жизни и ее эволюции
Дарвин вскрыл движущие силы эволюции живой природы. Он попытался понять и объяснить действительную природу внутренних противоречий органического мира. Его теория не только объясняет характер этих противоречий, но и указывает пути, по которым они разрешаются в мире животных и растений.
Значительное место во всех трудах Дарвина, и в частности, в “Происхождении видов”, занимают доказательства самого факта органической эволюции.
Сейчас общепризнанно, что в основе всего живого лежат сходные химические соединения группы белков, среди которых особое положение имеют нуклеопротеиды. Это — соединения белковых тел и нуклеиновых кислот. Нуклеопротеиды составляют основной компонент клеточного ядра растений и животных. Исследования в области молекулярной биологии показали, что нуклеиновые кислоты ответственны за многие важные процессы жизнедеятельности организмов. При этом особую роль играют макромолекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и рибонуклеиновой кислоты. (РНК). Молекула ДНК во взаимодействии с другими субстанциями клетки определяет синтез белка и ферментов, регулирующих обмен веществ в организме. Белки и нуклеопротеиды (в особенности ДНК и РНК) являются обязательной составной частью всех биологических организмов. Следовательно, с точки зрения химической эволюции они лежат в основе жизни всех известных на Земле биологических форм.
Помимо этого между неживой и живой природой существует извечная, непрерывная связь. “Между косным и живым веществом есть — непрерывная, никогда не прекращающаяся связь, которая может быть выражена как непрерывный биогенный ток атомов из живого вещества в косное вещество биосферы, и обратно. Этот биогенный ток атомов вызывается живым веществом. Он выражается в непрекращающемся никогда дыхании, питании, размножении и т. п.”.
На единство живой природы указывает и дифференцированность тела животных и растений. Таким образом, единство мира организмов проявляется как в их химическом составе, так и в строении, и функционировании. Этот факт не мог ускользнуть от внимания естествоиспытателей. Идея сходства живых организмов привела Ж. Кювье к учению о типах животного царства. В дальнейшем она получила разработку в трудах К. Бэра, Э. Геккеля, А. О. Ковалевского, И. И. Мечникова, которые доказывали, что сходство животных не может быть объяснено иначе, как общностью их происхождения.
На единство органического мира указывает и существование так называемых промежуточных форм, к которым относятся животные и растения, занимающие переходное, промежуточное положение между крупными таксонами.
В органическом мире нет жестких границ между его подразделениями. В то же время границы между видами всегда реальны. Дарвин уделяет большое место проблеме вида и видообразования. Не случайно в заглавие его труда вынесены слова “происхождение видов”. Как важнейшая единица систематизации вид занимает центральное место в эволюционной теории. Задачей эволюционной теории является объяснение механизма возникновения жизни и изменения реальных видов животных и растений, населяющих Землю.
Доказательством эволюции служит и сходство органов животных, выражающееся в их положении, соотношении в общем плане строения и в развитии из сходного зачатка зародыша. Сходные органы называются гомологичными органами. Эволюционная теория объясняет сходство органов общностью происхождения сравниваемых форм, тогда как сторонники креационистских концепций истолковывали это сходство как волю творца, создававшего группы животных по определенному плану.
Подтверждением идеи эволюции является отражение истории развития организмов на их строении и на процессах зародышевого развития, а также географическое распространение организмов.
Особое место в разработке и углублении эволюционных представлений занимает генетика. Представления о неизменности генов начинают преодолеваться в 20-30-е годы XX в. в связи с возникновением популяционной, эволюционной генетики. Выяснение структуры популяций позволило по-новому посмотреть на эволюционные процессы, разыгрывающиеся на популяционном уровне. Генетика дала возможность проследить основные этапы эволюционного процесса от появления нового признака в популяции до возникновения нового вида. Она принесла в исследование внутривидового, микроэволюционного уровня точные экспериментальные методы.
Элементарная единица наследственности — ген, представляющий собой участок молекулы ДНК, который определяет развитие элементарных признаков особи. Элементарная эволюционная единица должна отвечать следующим требованиям: конечности деления;
способности наследственного изменения в смене биологических поколений; реальности и конкретности существования в естественных условиях. Такой единицей эволюции считается популяция — элементарная единица эволюционного процесса, а наследственное изменение популяции представляет собой элементарное эволюционное явление. Оно отражает изменение генотипической структуры популяции. Ген подвержен мутациям — наследственным изменениям отдельных особей. Мутация - дискретное изменение кода наследственной информации особи. Различают генные, хромосомные, геномные, а также внеядерные типы мутаций.
Процесс возникновения мутаций поддерживает очень высокую степень генетической разнородности природных популяций. Но, выполняя роль “поставщика” элементарного материала, сам мутационный процесс не направляет ход эволюционных изменений, он обладает вероятностным, статистическим характером.
Закономерности эволюции находят свое выражение в жизни отдельного индивида, но движущие силы эволюции содержатся внутри системы индивидов, в данном случае популяции. Разрешение противоречий популяции служит основой всей эволюции и при этом определяет преобразование организма как составной части популяции. Отношения между организмами в популяции носят сложный характер. Их изучение затрудняется тем, что помимо внутрипопуляционных взаимодействий организмы испытывают влияние со стороны других популяций, других видов и еще шире — условий окружающей среды.
3. Теория самопроизвольного зарождения
Религиозные учения всех времен и всех народов приписывали обычно появление жизни тому или другому творческому акту божества. Весьма наивно решали этот вопрос и первые исследователи природы. Даже для такого выдающегося ума древности, каким являлся Аристотель, принять представление о том, что животные — черви, насекомые и даже рыбы — могли возникнуть из ила, не представляло особых затруднений. Напротив, этот философ утверждал, что всякое сухое тело, становясь влажным, и, наоборот, всякое мокрое тело, становясь сухим, родят животных.
Авторитет Аристотеля имел исключительное влияние на воззрения средневековых ученых. Мнение этого философа в их умах причудливо переплеталось с учением отцов церкви, зачастую давая нелепые и даже смешные на современный взгляд представления. Приготовление живого человека или его подобия, “гомункулуса”, в колбе, при помощи смешения и перегонки различных химических веществ, считалось в средние века хотя и весьма трудным и беззаконным, но, без сомнения, выполнимым делом. Получение же животных из неживых материалов представлялось ученым того времени настолько простым и обычным, что известный алхимик и врач Ван-Гельмонт прямо дает рецепт, следуя которому можно искусственно приготовить мышей, покрывая сосуд с зерном мокрыми и грязными тряпками.
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.
Чем дальше развивалось естествознание, чем большее значение в деле познания природы приобретали точное наблюдение и опыт, а не одни только рассуждения и мудрствования, тем более сужалась область применения теории самопроизвольного зарождения. Уже в половине XVII в. доктор Реди простыми опытами доказал неосновательность мнений о самозарождении червей в гниющем мясе. Он покрывал мясо легкой кисеей и таким образом преграждал доступ к нему мухам, из яиц которых развиваются черви. При этом мясо загнивало, но образования червей никогда не происходило. Так же просто было опровергнуто мнение о самозарождении насекомых.
Таким образом, относительно живых существ, видимых простым глазом, предположение о самозарождении оказалось несостоятельным. Но в конце XVII в. Кирхером и Левенгуком был открыт мир мельчайших существ, невидимых простым глазом и различимых только в микроскоп. Этих “мельчайших живых зверьков” (так Левенгук называл открытые им бактерии и инфузории) можно было обнаружить всюду, где только происходило гниение, в долго стоявших отварах и Застоях растений, в гниющем мясе, бульоне, в кислом молоке, в испражнениях, в зубном налете. “В моем рту,- писал Левенгук,- их (микробов) больше, чем людей в соединенном королевстве”. Стоит только поставить на некоторое время в теплое место скоропортящиеся и легко загнивающие вещества, как в них сейчас же развиваются микроскопические живые существа, которых раньше там не было. Откуда же эти существа берутся? Неужели же они произошли из зародышей, случайно попавших в гниющую жидкость? Сколько, значит, должно быть повсюду этих зародышей! Невольно являлась мысль, что именно здесь, в гниющих отварах и настоях и происходит самозарождение живых микробов из неживой материи. Это мнение в середине XVIII в. получило сильное подтверждение в опытах шотландского священника Нидхэма. Нидхэм брал мясной бульон или отвары растительных веществ, помещал их в плотно закрывающиеся сосуды и короткое время кипятил. При этом, по мнению Нидхэма, должны были погибнуть все зародыши, новые же не могли попасть извне, так как сосуды были плотно закрыты. Тем не менее, спустя некоторое время в жидкостях появлялись микробы. Отсюда указанный ученый делал вывод, что он присутствует при явлении самозарождения.
Однако против этого мнения выступил другой ученый, итальянец Спалланцани. Повторяя опыты Нидхэма, он убедился, что более продолжительное нагревание сосудов, содержащих органические жидкости, совершенно их обеспложивает. Между представителями двух противоположных взглядов разгорелся ожесточенный спор. Спалланцани доказывал, что жидкости в опытах Нидхэма не были достаточно прогреты и там оставались зародыши живых существ. На это Нидхэм возражал, что не он нагревал жидкости слишком мало, а, наоборот, Спалланцани нагревал их слишком много и таким грубым приемом разрушал “зарождающую силу” органических настоев, которая очень капризна и непостоянна.
Таким образом, каждый из спорящих остался при своем мнении, и вопрос о самозарождении микробов в гниющих жидкостях не был разрешен ни в ту, ни в другую сторону в течение целого столетия. За это время было сделано немало попыток опытным путем доказать или опровергнуть самозарождение, но ни одна из них не привела к определенным результатам. Вопрос запутывался все больше и больше, и только в половине XIX в. он был окончательно разрешен благодаря блестящим исследованиям гениального французского ученого Пастера.
Пастер прежде всего доказал крайне широкое распространение микроорганизмов. Рядом опытов он показал, что всюду, а в особенности около человеческого жилья, в воздухе носятся мельчайшие зародыши. Они так легки, что свободно плавают в воздухе, лишь очень медленно и постепенно опускаясь на землю.
Таинственное появление микроорганизмов в опытах предыдущих исследователей Пастер объяснял или неполным обеспложиванием среды, или недостаточной защитой жидкостей от проникновения зародышей. Если тщательно прокипятить содержимое колбы и затем предохранять его от зародышей, которые могли бы попасть с притекающим в колбу воздухом, то в ста случаях из ста загнивания жидкости и образования микробов не происходит.
Для обеспложивания притекающего в колбу воздуха Пастер применял самые разнообразные приемы: он или прокаливал воздух в стеклянных и металлических трубках, или защищал горло колбы ватной пробкой, в которой задерживаются все мельчайшие частицы, взвешенные в воздухе, или, наконец, пропускал воздух через тонкую стеклянную трубку, изогнутую в виде буквы S,- в этом случае все зародыши механически задерживались на влажных поверхностях изгибов трубки. Всюду, где защита была в достаточной степени надежной, появление микробов в жидкости не наблюдалось. Но, может быть, продолжительное нагревание химически изменило среду и сделало ее непригодной для поддержания жизни? Пастер легко опроверг и это возражение. Он бросал в обеспложенную нагреванием жидкость ватную пробку, через которую пропускался воздух и которая, следовательно, содержала зародышей,- жидкость быстро загнивала. Следовательно, прокипяченные настои являются вполне подходящей почвой для развития микробов. Это развитие не происходит только потому, что нет зародыша. Как только зародыш попадает в жидкость, так сейчас же он прорастает и дает пышный урожай.
Опыты Пастера с несомненностью показали, что самозарождения микробов в органических настоях не происходит. Все живые организмы развиваются из зародышей, т. е. берут свое начало от других живых существ. Но каким же образом появились первые живые существа? Как зародилась на Земле жизнь?
4. Теория панспермии
Пастера справедливо считают отцом науки о простейших организмах — микробиологии. Благодаря его работам был дан толчок к обширнейшим исследованиям невидимого простым глазом мира мельчайших существ, населяющих землю, воду и воздух. Эти исследования уже не были направлены, как раньше, на одно только описание форм микроорганизмов; бактерии, дрожжи, инфузории, амебы и т. д. изучались и с точки зрения условий их жизни, их питания, дыхания, размножения, с точки зрения тех изменений, которые они производят в окружающей их среде, и, наконец, с точки зрения их внутренней структуры, их тончайшего строения. Чем дальше шли эти исследования, тем все больше и больше обнаруживалось, что простейшие организмы устроены совсем не так просто, как это думали раньше.
Тело всякого организма — растения, улитки, червя, рыбы, птицы, зверя, человека, — состоит из мельчайших пузырьков, видимых только в микроскоп. Оно составлено из этих пузырьков-клеток, как дом сложен из кирпичей. Разные органы различных животных и растений содержат клетки, отличающиеся друг от друга по своему виду. Приспосабливаясь к той работе, которая возложена на данный орган, клетки, его составляющие, так или иначе, изменяются, но в принципе все клетки всех организмов сходны между собой. Микроорганизмы отличаются только тем, что все их тело состоит всего-навсего из одной-единственной клетки. Это принципиальное сходство всех организмов подтверждает общепринятую теперь в науке мысль, что все живущее на Земле связано, так сказать, кровным родством. Более сложные организмы произошли из более простых, постепенно изменяясь и совершенствуясь. Таким образом, стоит только разъяснить себе образование какого-нибудь простейшего организма — и происхождение всех животных и растений становится понятным.
Но, как уже было сказано, и простейшие, состоящие всего из одной клеточки, представляют себе весьма сложные образования. Их главная составная часть, так называемая протоплазма, — это полужидкое, тягучее студенистое вещество, пропитанное водой, но в воде нерастворимое. В состав протоплазмы входит целый ряд исключительно сложных химических соединений (главным образом белков и их производных), которые нигде в другом месте не встречаются, только в организмах. Эти вещества не просто смешаны, а находятся в особом, мало еще до сего времени исследованном состоянии, благодаря которому протоплазма обладает тончайшей, плохо различимой даже в микроскоп, но чрезвычайно сложной структурой. Предположение о том, что такое сложное образование с вполне определенной тонкой организацией могло самопроизвольно зародиться в течение нескольких часов в бесструктурных растворах, какими являются бульоны и настои, так же дико, как и предположение об образовании лягушек из майской росы или мышей из зерна.
Исключительная сложность строения даже наиболее простых организмов так поразила умы некоторых ученых, что они пришли к убеждению о существовании непроходимой пропасти между живым и неживым. Переход неживого в живое, организованное казался им абсолютно невозможным ни в настоящем, ни в прошлом. “Невозможность самозарождения в какое бы то ни было время,- говорит известный английский физик В. Томсон,- нужно считать так же прочно установленной, как закон всемирного тяготения”.
Но как же тогда произошла жизнь на Земле? Ведь было время, когда Земля, по общепринятому теперь в науке взгляду, представляла собой раскаленный добела шар. За это говорят и астрономия, и геология, и минералогия, и прочие точные науки — это несомненно. Значит, на Земле существовали такие условия, при которых жизнь была невозможна, немыслима. Только после того, как земной шар потерял значительную часть своего тепла, рассеяв его в холодное межпланетное пространство, только после того, как охлажденные водяные пары образовали первые тепловые моря, стало возможно существование организмов, подобных тем, которые мы сейчас наблюдаем. Для разъяснения этого противоречия была создана теория, носящая довольно сложное название — теории панспермии.
Основателем этой теории является Г. Э. Рихтер. Исходя из представления, что в мировом пространстве везде носятся маленькие частицы твердого вещества (космозои), отделившиеся от небесных тел, указанный автор допускал, что одновременно с этими частицами, может быть прилепившись к ним, носятся жизнеспособные зародыши микроорганизмов. Таким, образом эти зародыши могут переноситься с одного, заселенного организмами небесного тела на другое, где жизни еще нет. Если на этом последнем уже создались благоприятные жизненные условия, в смысле подходящей температуры и влажности, то зародыши начинают прорастать, развиваться и являются впоследствии родоначальниками всего органического мира данной планеты.
Эта теория" приобрела в научном мире много сторонников, между которыми были даже такие выдающиеся умы, как Гельмгольц и В.Томсон. Ее защитники стремились главным образом научно обосновать возможность такого переноса зародышей с одного небесного тела на другое, при котором сохранялась бы жизнеспособность этих зародышей. Ведь на самом деле, в конце концов главный вопрос заключается именно
в том, может ли спора совершить такое длительное и полное опасностей путешествие, как перелет из одного мира в другой, не погибнув, сохранив способность прорасти и развиться в новый организм. Разберем подробно, какие опасности встречаются на пути зародыша.
Прежде всего это холод межпланетного пространства (220° ниже нуля). Отделившись от родной планеты, зародыш обречен долгие годы, столетия и даже тысячелетия носиться при такой ужасающей температуре, прежде чем счастливый случай даст ему возможность опуститься на новую землю. Невольно является сомнение, способен ли зародыш выдержать такое испытание. Для решения этого вопроса обращались к исследованию устойчивости по отношению к холоду современных нам спор. Опыты, произведенные в этом направлении, показали, что холод зародыши микроорганизмов выносят превосходно. Они сохраняют свою жизнеспособность даже после шестимесячного пребывания при 200° ниже нуля. Конечно, 6 месяцев не 1000 лет, но все же опыт дает нам право предполагать, что по крайней мере некоторые из зародышей могут перенести страшный холод межпланетного пространства.
Гораздо большую опасность для зародышей представляет их полная незащищенность от световых лучей. Их путь меж планетами пронизан лучами солнц, губительными для большинства микробов. Некоторые бактерии погибают от действия прямых солнечных лучей уже в течение нескольких часов, другие более устойчивы, но на всех без исключения микробов очень сильное освещение действует неблагоприятно. Однако это неблагоприятное действие в значительной степени ослабляется в отсутствие кислорода воздуха, а мы знаем, что в межпланетном пространстве воздуха нет, и потому можем не без основания предполагать, что зародыши жизни выдержат и это испытание.
Но вот счастливый случай дает возможность зародышу попасть в сферу притяжения какой-либо планеты с благоприятными для развития жизни условиями температуры и влажности. Скитальцу осталось, только, подчиняясь силе тяжести, упасть на его новую Землю. Но как раз тут, почти уже в мирной гавани, и ждет его грозная опасность. Ранее зародыш носился в безвоздушном пространстве, но теперь, прежде чем упасть на поверхность планеты, он должен пролететь через довольно толстый слой воздуха, окутывающий со всех сторон эту планету.
Всем, конечно, хорошо известно явление “падающих звезд”- метеоров. Современная наука объясняет это явление следующим образом. В межпланетном пространстве носятся твердые тела и частицы различных размеров, возможно, осколки планет или комет, залетевшие в нашу солнечную систему из отдаленнейших мест Вселенной. Пролетая поблизости от земного шара, они притягиваются этим последним, но, прежде
чем упасть на его поверхность, они должны пролететь через воздушную атмосферу. Вследствие трения о воздух быстро падающий метеорит нагревается до белого каления и становится видимым на темном небесном своде. Только немногие из метеоритов достигают земли, большинство сгорает от сильного жара еще далеко от ее поверхности.
Подобной же участи должны подвергнуться и зародыши. Однако различные соображения показывают, что подобного рода гибель не является обязательной. Есть основания предполагать, что по крайней мере некоторые из зародышей, попавшие в атмосферу той или иной планеты, доберутся до ее поверхности жизнеспособными.
Вместе с тем не нужно забывать о тех колоссальных астрономических промежутках времени, в течение которых Земля могла засеваться зародышами из других миров. Эти промежутки исчисляются миллионами лет! Если за это время из многих миллиардов зародышей хотя бы один добрался благополучно до поверхности Земли и нашел здесь подходящие для своего развития условия, то этого было бы уже достаточно для образования всего органического мира. Между тем эта возможность при современном состоянии науки представляется хотя и маловероятной, но допустимой; во всяком случае, у нас нет фактов, которые ей прямо противоречили бы.
Однако теория панспермии является ответом только на вопрос происхождении земной жизни, а отнюдь не на вопрос о происхождении жизни вообще.
“Если это предположение,- говорит Карус Штерне,- лишь отодвигает начало жизни к первому по времени своего появления миру небесного пространства, то с философской точки зрения оно совершенно бесполезный труд; ибо что могло случиться в первом мире, то возможно во втором и в третьем, будет ли то акт творения или самопроизвольного зарождения”.
“Одно из двух,- говорит Гельмгольц.- Органическая жизнь или когда-либо началась (зародилась), или существует вечно”. Если признать первое, то теория панспермии теряет всякий логический смысл, так как если жизнь могла зародиться где-либо во вселенной, то, исходя из однообразия мира, мы не имеем никаких оснований утверждать, что она не могла зародиться и на Земле. Поэтому сторонники разбираемой теории принимают положение о вечности жизни. Они признают, что “жизнь только меняет свою форму, но никогда не создается из мертвой материи”.
Таким образом, они сразу и окончательно ставят крест над дальнейшим исследованием вопроса о происхождении жизни. Они стремятся вырыть непроходимый ров между живым и неживым и поставить предел стремлениям человеческого ума к тем безграничным обобщениям, к которым ведет его точная наука.
Но имеем ли мы логическое право на признание коренного различия между живым и неживым? Есть ли в окружающей нас природе такие факты, которые убеждают нас в том, что жизнь существует вечно и имеет так мало общего с неживой природой, что ни при каких условиях, никогда не могла из нее образоваться, выделиться? Можем ли мы признать организмы образованиями совершенно, принципиально отличными от всего остального мира?
www.ronl.ru
Реферат - Проблема возникновения жизни на земле и варианты ее решения
Проблемы возникновения жизни на Земле и варианты ее
Решения.
План.
1. Вступление.
2. Концепции происхождения жизни.
а) идея самопроизвольного возникновения жизни,
б) идея происхождения по принципу “живое – от живого “
в) идея космического происхождения жизни,
г) гипотеза Опарина,
д) современные концепции возникновения жизни на Земле.
3. Биоэнергоинформационный обмен как основа возникновения жизни на Земле.
4. Соотношение современных научных представлений о возникновении жизни на Земле с истинами христианской веры о сотворении мира.
5. Проблема « человек – вселенная».
6. Заключение.
Современное человечество живет на грани тысячелетий, и уже одно это заставляет людей уделять больше внимания своему будущему и разумному осмыслению прошлого. Анализ проблем, волнующих человечество, показывает, что одной из важнейших стала проблема взаимодействия природы и общества. Противоречия между природой и обществом в условиях бурно развивающегося научно-технического прогресса перерастают в антагонизм, угрожающий жизни на нашей планете.
Признаки глобального нравственно-экологического кризиса человечества, в котором оказался мир и следствием которого стали резкие нарушения экологического равновесия и несовместимость жизни человечества с созданной им средой обитания, ставят перед каждым конкретным человеком задачи овладения принципами управления своей жизнью, находящейся в постоянном взаимодействии с окружающей средой, задачи рационального природопользования и освоения роли, места и значения человека в эволюционных процессах.
Достижения науки и техники создали у большинства людей представление об абсолютном превосходстве человека над природой. Космическая техника, наземный транспорт, успехи науки, позволившие получать новые вещества, не существовавшие до этого в природе, — все это усилило антропоцентризм по отношению к природе. Люди как бы стали забывать, что они сами – часть природы, биологический вид, жизнь которого определяется амплитудой природных условий, что все их могущество основано на использовании законов природы, вне которых развитие человеческой цивилизации просто невозможно.
Анализ барьеров, стоящих на пути выхода из кризиса, показывает, что самый главный из них – нравственно-психологический. Его преодоление состоит в освоении человеком духовной структуры Вселенной, так как нравственность и бессмертие тесно связаны – в смене парадигм в социальной сфере и науке, разумном использовании законов природы.
3. Концепции происхождения жизни.
а) Идея самопроизвольного происхождения.
. Вначале в науке вообще не существовало проблемы возникновения жизни, потому что учеными античного мира допускалась возможность постоянного зарождения живого из неживого. Великий Аристотель (4-ый в. до Р.Х.) не сомневался в самозарождении лягушек. Философ Плотин в 3-ем веке до новой эры утверждал, что живые существа самозарождаются в земле в процессе гниения. Эта идея самопроизвольного зарождения организмов, видимо, представлялась многим поколениям наших далеких предков очень убедительной, так как просуществовала, не меняясь, долгие века, вплоть до 17-го века.
б). Идея происхождения жизни по принципу «живое – от живого».
В 17-ом веке опыты тосканского врача Франческо Реди показали, что без мух черви в гниющем мясе не обнаружатся, а если прокипятить органические растворы, то микроорганизмы в них вообще зарождаться не смогут. И только в 60-х гг. 19-го века французский ученый Луи Пастер в своих опытах продемонстрировал, что микроорганизмы появляются в органических растворах только потому, что туда раньше был занесен зародыш.
Таким образом, опыты Пастера имели двоякое значение –
1. Доказали несостоятельность концепции самопроизвольного зарождения жизни.
2. Обосновали идею о том, что все современное живое происходит только от живого.
в). Идея космического происхождения жизни.
Примерно в тот же период, когда Пастер продемонстрировал свои опыты, немецкий ученый Г. Рихтер 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 эволюции живого, которая породила все многообразие земной жизни. Эта концепция называлась концепцией панспермии. Ее разделяли такие ученые, как Г. Гельмгольц, У. Томпсон, что способствовало ее широкому распространению в научных кругах. Но она не получила научного доказательства, так как примитивные организмы или зародыши должны были бы погибнуть под действием ультрафиолетовых лучей и космического излучения.
г). Гипотеза А.И. Опарина.
В 1924 году вышла в свет книга «Происхождение жизни» советского ученого А.И. Опарина, где он экспериментально доказал, что органические вещества могут образовываться абиогенным путем при действии электрических зарядов, тепловой энергии, ультрафиолетовых лучей на газовые смеси, содержащие пары воды, аммиака, метана и др. Под влиянием различных факторов природы эволюция углеводородов привела к образованию аминокислот, нуклеидов и их полимеров, которые по мере увеличения концентрации органических веществ в первичном бульоне гидросферы способствовали образованию коллоидных систем, так называемых коацерватов, которые, выделяясь из окружающей среды и имея неодинаковую внутреннюю структуру, по-разному реагировали на внешнюю среду. Превращению углеродистых соединений в химический период эволюции способствовала атмосфера с ее восстановительными свойствами, которая потом стала приобретать окислительные свойства, что свойственно атмосфере и в настоящее время.
Гипотеза Опарина способствовала конкретному изучению происхождения простейших форм жизни. Она положила начало физико-химическому моделированию процессов образования молекул аминокислот, нуклеиновых оснований, углеводородов в условиях предполагаемой первичной атмосферы Земли.
д). Современные концепции происхождения жизни.
Сегодня проблема происхождения жизни исследуется широким фронтом различных наук. В зависимости от того, какое наиболее фундаментальное свойство живого исследуется и преобладает в данном изучении (вещество, информация, энергия), все современные концепции происхождения жизни можно разделить условно на:
- Концепцию субстратного происхождения жизни (ее придерживаются биохимики во главе с А.И. Опариным).
- Концепцию энергетического происхождения. Она разрабатывается ведущими учеными-синергетиками И. Пригожиным, М. Эйгеном.
- Концепцию информационного происхождения. Ее развивали А.Н. Колмогоров, А.А. Ляпунов, Д.С. Чернавский.
- Концепцию генного происхождения. Автором этой концепции является американский генетик Г. Меллер. Он допускает, что живая молекула, способная размножаться, могла возникнуть вдруг, случайно в результате взаимодействия простейших веществ. Он считает, что элементарная единица наследственности – ген – является и основой жизни. И жизнь в форме гена, по его мнению, возникла путем случайного сочетания атомных группировок и молекул, существовавших в водах первичного океана. Но математические расчеты этой концепции показывают полную невероятность такого события.
Ф. Энгельс одним из первых высказал мысль о том, что жизнь возникла не внезапно, а сформировалась в ходе длительного пути эволюционного развития материи. Эволюционная идея положена в основу гипотезы сложного, многоступенчатого пути развития материи, предшествовавшего зарождению жизни на Земле.
Современные биологи доказывают, что универсальной формулы жизни (т.е. такой, которая бы полностью отображала бы ее сущность) нет и быть не может. Такое понимание предполагает исторический подход к биологическому познанию как постижению сущности жизни, в ходе чего менялись и сами концепции происхождения жизни и представления о тех формах, в которых такое познание возможно.
3. Биоэнергоинформационный обмен как основа возникновения жизни.
Одной из новейших концепций происхождения жизни на Земле является концепция о биоэнергоинформационном обмене. Понятие биоэнергоинформационного обмен возникло в сфере биофизики, биоэнергетики и экологии в связи с последними достижениями в этих областях науки. Термин биоэнергоинформатика был введен доктором технических наук, профессором МГТУ им. Н.Э. Баумана В.Н. Волченко в 1989 году, когда им его единомышленниками была проведена первая Всесоюзная конференция по биоэнергоинформатике в Москве.
Изучение биоэнергоинформационного обмена дало основание высказать предположение об информационном единстве Вселенной, о наличии в ней такой субстанции, как «Информация – Сознание», а не только известных форм материи и энергии.
Одним из элементов этой концепции выступает наличие во Вселенной общего замысла, плана. Эта гипотеза подтверждается современной астрофизикой, согласно которой фундаментальные свойства Вселенной, значения основных физических констант и даже формы физических закономерностей тесно связаны со структурой Вселенной во всех ее масштабах и с возможностью Жизни.
Отсюда следует второй элемент концепции биоэнергоинформатики – Вселенную нужно рассматривать как живую систему. А в живых системах фактор Сознания (информации) наряду с материей и энергией, должен занимать весьма существенное место. Таким образом, можно говорить о необходимости триединства Вселенной: материи, энергии и информации.
О триединстве окружающего нас мира в последних своих научных трудах много писал знаменитый советский ученый, математик Б. Раушенбах. В связи с этим, христианский догмат «Един в трех лицах» приобретает невероятно современное звучание.
4. Соотношение научных представлений о возникновении жизни на Земле с истинами христианской веры о сотворении мира.
Наука с древнейших времен была связана с честным поиском истинного знания в сфере природы, что родственно религиозному поиску морально-нравственного смысла жизни. Обособление науки от христианства началось в Западной Европе в 11-12 веках, когда номинализм, объявляющий подлинно существующими только отдельные индивидуальные объекты, одержал победу над реализмом, признающим существование чувственно воспринимаемых вещей как отпечатков предшествующих им общих понятий ( родов, видов, идей, т.е. «универсалий»). Принятое в то время номиналистическое мировоззрение продолжает доминировать и в цивилизации наших дней.
Несмотря на это обособление, отношения между наукой и христианством вплоть до 18-го века продолжали оставаться вполне гармоничными, чему способствовал тот факт, что все крупные ученые того времени были глубоко верующими людьми. Коперник, Декарт, Паскаль, Ньютон, Ломоносов, Кювье в своих трудах часто высказывали мысль, что изучение природы помогает им лучше осознать величие Творца и вызывает в них благоговейное чувство восхищения глубиной Его премудрости.
Научные открытия 20-го века вновь подтверждает то, о чем в древности восклицал пророк Давид: «Небеса проповедуют славу Божию». Современная наука все чаще обращается к книгам Священного писания в разрешении спорных вопросов о сотворении мира, о возникновении жизни. Она заговорила и о Творце, причем именно о таком, который описан в Библии.
Однако, священные книги занимаются, главным образом, взаимоотношением человека и Бога, а не законами внешнего материального мира и его историей. Исключением из этого является лишь начало первой книги Библии, называемой Книгой Бытия.
Она была написана несколько тысячелетий назад величайшим пророком и законодателем Моисеем. Вопрос о том, как возник мир – волновал человека чуть ли не с самого его появления на Земле, поэтому на него и должен был в какой-то мере ответить Моисей. Перед ним стояла задача величайшей трудности, ибо, если и пользуясь результатами современных исследований, весьма трудно изложить историю Вселенной в популярной форме, то какую же силу провидения должен был иметь автор Бытия, чтобы, совершенно не имея никаких рациональных сведений о сотворении мира, изложить историю этого великого события в форме, понятной читателю, жившему за несколько тысяч лет до Рождества Христова.
Язык человека, особенно язык времен Моисея, слишком беден для того, чтобы точно изобразить величайшие картины космических явлений, представших духовному взору автора Бытия. Целые группы животного и растительного мира были тогда совершенно неизвестны, не было никаких точных данных о строении Земли, вещества, Вселенной, а поэтому библейское описание сотворения мира не могло быть изложено в точных (с современной точки зрения) выражениях.
Библейское повествование о творении начинается следующими словами:
1. В начале сотворил Бог небо и землю.
В них указывается, что Началом и Творцом неба и земли является Бог. Это положение распространяется также на растения, животных и человека… Более четко оно формулируется в первом члене Символа веры, принятом на 1-ом Вселенском Соборе в Никее в 325 году. «Верую во Единого Бога Отца, Вседержителя, Творца небу и земли, видимым же всем и невидимым». Таким образом, христианство считает Вселенную, небо, растения, животных и само вещество не извечно существующими, а имеющими свое начало от Бога-Творца, как первопричины всего, что начало быть. Это совершенно не противоречит научной космологической модели Вселенной, разработанной в настоящее время на основании последних достижений физики, астрономии и астрофизики.
Создание общей теории относительности А. Эйнштейна привело в 1917 году к возможности описать свойства мира как целого. Эйнштейн получил уравнения поля тяготения, решение которых должны были описывать состояние Вселенной. Однако оказалось, что уравнения не описывают стационарную Вселенную, т.е. Вселенную в среднем неизменную в пространстве и времени. Представление же о неизменности Вселенной как целого во времени было настолько укоренившейся точкой зрения, что даже такой новатор, как Эйнштейн, стал произвольно менять уравнения только для того, чтобы спасти неизменность мира.
В 1922 году петроградский физик и математик А.А. Фридман показал, что уравнения Эйнштейна допускают решения, которые описывают расширяющуюся Вселенную. В такой Вселенной массы вещества удаляются от некоего центра и друг от друга.
В 1929 году последовало экспериментальное подтверждение всеобщего разбегания галактик американским астрономом Э. Хебблом. Было установлено, что в спектрах далеких галактик линии, соответствующие сине-зеленой части спектра, смещаются в красную область, а в видимой части спектра наблюдаются линии, которые в обычных лабораторных условиях лежат в ультрафиолетовой области. Это так называемое красное смещение спектральных линий можно объяснить только эффектом Доплера. То есть, если светящийся объект удаляется от нас, то линии излучаемого им спектра смещаются в сторону инфракрасного конца спектра, и чем быстрее движется источник от нас, тем дальше в красную сторону сдвинуты его спектральные линии. Космологическая теория расширяющейся Вселенной, выдержав испытание временем (около 70-ти лет) и подтвержденная наблюдениями, удовлетворительно описывает видимую Вселенную.
Что говорит эта теория о прошлом Вселенной? Выводы, относящиеся к прошлому, однозначны. В настоящее время происходит расширение Вселенной. Следовательно, раньше радиус Вселенной был меньше, а плотность вещества – больше. Следовательно, был и момент, когда плотность вещества была бесконечной, и поэтому можно вычислить время, прошедшее с начала мира до настоящего времени. Оно равно 10-20 миллиардам лет, Таков примерный возраст Вселенной, рассчитанный Фридманом в 1922 году. Эта оценка совпадает с экспериментальными определениями возраста галактик. По последним сведениям во Вселенной нет звезд с возрастом более 15-20 миллиардов лет. Таким образом, и научная космологическая модель, и «модель Моисея», описанная в «первом дне творения», отмечают начало видимого физического мира, имеющего конечное число лет существования… Следовательно, наука пришла к выводу, что видимая реальная Вселенная может быть удовлетворительно объяснена и описана лишь исходя из концепции Вселенной, ограниченной во времени и в пространстве, а Библия утверждает более определенно, что в начале сотворил Бог небо и землю.
Далее в Библии говорится: «Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою». Итак, имея вначале, согласно модели Фридмана, гигантскую плотность и фантастическую температуру, материя Вселенной начала расширяться. По мере расширения плотность и температура уменьшались, и соответственно изменялись энергии элементарных частиц, их взаимодействия и превращения. Следовательно, изменялся состав материи Вселенной. По составу элементарных частиц развитие Вселенной можно разбить на несколько эр, которые характеризуются интервалами плотности, температур и времени.
Первая эра называется адронной по имени тяжелых частиц. Она начинается с момента, когда стала работать модель Фридмана. Состав Вселенной в начале этой эры очень сложный и представлен частицами столь высоких энергий, что экспериментально они еще не обнаружены. Характерной особенностью адронной эры является сосуществование частиц и античастиц, т.е. вещества и антивещества. Частицы и античастицы аннигилируют и возникают вновь, распадаются и рождаются в результате взаимодействий. Аннигиляция пары «частица-античастица» означает превращение их в излучение. Это свет, рентгеновские или гамма-лучи. При громадных энергиях, процессах аннигиляции и рождения частиц, материю в адронную эру можно охарактеризовать как некую адронную плазму, представляющую бесформенную, довольно однородную смесь частиц, античастиц и излучения.
Поэтому этот период развития материи в «модели Моисея» с полным основанием может быть описан словами: «Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною». А слово «вода» может быть истолковано как однородная бесформенная жидкостная стихия. Именно в адронную эру возникают протоны и нейтроны, из которых потом строятся ядра элементов вещества.
И сказал Бог: «Да будет свет. И стал свет». За счет аннигиляции и распада адронов во Вселенной образуется много лептонов (легких элементарных частиц) и фотонов, и этот второй период развития называется лептонной эрой. В лептонную эру происходит дальнейшее превращение вещества в излучение, — аннигилируют электроны и позитроны. Процессы аннигиляции частиц в эту эру идут достаточно активно, и к концу лептонной эры фотонов становится достаточно много и излучение начинает доминировать над веществом. Это значит, что плотность излучения в лептонную эру становится равной плотности вещества, а в дальнейшем начинает превосходить ее. Все это находит подтверждение в тексте Книги Бытия. Провидение Моисея предвосхитило современные данные физики и астрономии.
И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы.
И назвал Бог свет днем, а тьму ночью.
Все аннигиляционные процессы закончились в лептонную эру, и Вселенная вступила в новую фазу своего развития – эру излучения. В этот период начинается образование ядер гелия, поэтому вещество во Вселенной представлено ядрами водорода и гелия и электронами. По мере дальнейшего расширения Вселенной ее температура падает, и электроны начинают соединяться с ядрами водорода и гелия, образуя атомы вещества. При образовании атомов излучение уже не будет с ними взаимодействовать, т.е. среда становится прозрачной для излучения. Это происходит в конце эры излучения. И в «модели Моисея» и в научной модели строения Вселенной мы видим существование отдельно от материального источника независимой субстанции – света. Именно в этот период созданы атомы вещества, из которых потом образовались все физические и биологические объекты видимой Вселенной. С эрой излучения заканчивается дозвездный период развития Вселенной.
Последняя эра в развитии материи Вселенной называется Звездной и характеризуется дальнейшим развитием вещества – образованием плотных тел дающих начало галактикам, звездам и планетам. Это связано с тем, что с момента образования атомов нейтрального газа, в действие вступают силы тяготения, которые создают неоднородные скопления вещества. В звездную эру образовались и наша Солнечная система, и планета Земля.
Сравнивая 2, 3 и 4-й «дни» творения, можно заключить, что Земля образовалась до Солнца. Действительно, теория возникновения Солнечной системы, созданная в 18-19 веках Кантом и Лапласом, в противоположность Библии утверждает, что Земля представляет собой лишь незначительную часть Солнца, отделившуюся от него в процессе длительного охлаждения. Но работами советского астронома Пирейского установлено, что все гипотезы, предполагавшие образование планет из вещества, отделившегося от Солнца, ошибочны в самой своей основе. Дело в том, что планеты вращаются вокруг Солнца с колоссальными скоростями, а само Солнце вращается сравнительно медленно. Если бы планеты действительно представляли тела, оторвавшиеся от Солнца, то они вращались бы со значительно меньшей скоростью или же Солнце вращалось бы со скоростью планет. Академик О. Ю. Шмидт предложил новую гипотезу образования планет. По Шмидту, Солнце, двигаясь в Галактике, встретило рой частиц, захватило их, затем произошел процесс слипания и укрупнения тел. Так постепенно образовалась наша планетная система вокруг Солнца как центрального тела. С этого момента начинается история развития жизни на Земле.
И сказал Бог: «Да соберется вода, которая под небом, в одно место, и да явится суша. И стало так».
И назвал Бог сушу землею, а собрание вод назвал морями. И увидел Бог, что это хорошо.
И именно с морями связаны процессы возникновения и развития жизни на Земле. Приходится только удивляться, что писатель народа, почти не видевшего моря, такое большое значение в развитии Земли придавал ее водной оболочке. Появление на лике Земли континентов и морей имело важнейшее значение в истории развития нашей планеты. Эта длительная эра развития называется в геологии архейской, т.е. первоначальной, когда не было еще на Земле никакой органической жизни, и только могучие силы огненной магмы, скрытой под отвердевшей корой, производили свои вулканические действия. Поднималась и опускалась литосфера, движимая внутренней клокочущей силой, земная кора «дышала», отступали и наступали океаны на континенты, затопляя огромные части суши. Материки, плавающие на жидкой магме, надвигались друг на друга и образовывались величайшие горные хребты. И только лишь в некоторых местах земного шара остались массивы, которые ни разу не покрывались водами, на них сохранились те горные породы, которые никогда во все время существования земли не размывались морями – это гранитные массивы Донецкого кряжа и финляндского «щита».
И сказал Бог: «Да произрастит земля зелень, траву, сеющую семя по роду и подобию ее, дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле. И стало так».
Именно в гидросфере появились первые бактериоподобные образования, знаменующие о начале органической жизни. Затем появляются многоклеточные водоросли, затем моллюски, питающиеся этими водорослями. Затем водоросли переходят в наземную траву, а гигантские травы переходят в травовидные деревья Палеозоя.
В этот «третий день» творения по модели Моисея ожила мертвая земля, зазеленели ее необъятные просторы, покрылись в конце «дня», в Девонский период, могучей растительностью ее долины. Лучи Солнца не проникали непосредственно на поверхность Земли, т.к. она была окутана в теплую, непроницаемую для космического холода, многокилометровую оболочку водяных паров. Практически на Земле не было ни дня, ни ночи, ни зимы, ни лета, т. К. не существовало астрономических законов. Деревья того времени имеют трубчатую структуру строения, а не кольцевую. Не было и климатических поясов, ибо теплоизоляционная оболочка водяных паров сохраняла тепло по всей поверхности Земли.
Таким образом, основываясь на современных научных представлениях и данных, приходится в полном соответствии с Библией считать, что растения были первыми организованными формами органической жизни на Земле, и растительный мир уже в глубокой древности достигал значительного разнообразия форм. Кроме того, растительный мир за счет фотосинтеза растений резко изменил состав атмосферы Земли. Произошло существенное увеличение количества свободного кислорода, который оказался сильнейшим ядом для неприспособленных к нему организмов, многие виды их вымерли. От тех же видов, которые приспособились к жизни в кислородной атмосфере, произошли все современные аэробные организмы.
И сказал Бог: «Да будут светила на тверди небесной для освещения земли и для отделения дня от ночи, и времен, и дней, и годов». И стало так.
Эти слова, сказанные пророком Моисеем о 4-ом дне творения, соответствуют геологическим катаклизмам, произошедшим на Земле в Каменноугольный период Палеозойской эры, когда огромное количество углекислых газов, являющихся катализаторами для водяных паров, вырвалось из недр Земли. Благодаря этому, атмосфера вокруг Земли приблизилась к современному состоянию, небо впервые очистилось, и лучи Солнца начали проникать на Землю.
Образование большого количества кислорода в результате химических процессов, происходивших в этот период в атмосфере Земли, и превращавшегося в верхних слоях атмосферы в озон, явилось необходимым условием для выхода жизни из воды на сушу и для самой возможности заселения жизнью суши.
И сказал Бог: «Да произведет вода пресмыкающихся, душу живую, и птицы да полетят над землею по тверди небесной.
Эту миссию – стать насельниками земли- осуществил класс амфибий, двоякодышащих беспозвоночных, которые явились переходной формой от моллюсков к рыбам. В период же Мезозойской эры, что соответствует 5-му дню творения по модели Моисея, происходит, как говорят, взрывное развитие пресмыкающихся. Это время динозавров, гаттерий, черепах, древних крокодилов, ихтиозавров и других рептилий. Пресмыкающиеся освоили и море, и сушу, и воздух. Появились первые птицы, млекопитающие, что соответствует уже 6-ому дню творения, о котором пророк Моисей говорит: «И сказал Бог: да произведет земля душу живую по роду ее, скотов и гадов и зверей по роду их».
Этому периоду развития жизни соответствуют крупнейшие геологические явления, которые произошли на Земле в конце мезозоя. Усиленно действует последняя затухающая стадия вулканизма, в исключительно мощной форме происходят процессы колебания литосферы, которые вызвали серию ледниковых и межледниковых периодов. В результате этого происходит резкое изменение живой природы. На суше вымирают все динозавры, летающие ящеры, многие водные пресмыкающиеся. На первый план жизненного состязания выходят млекопитающие. Поэтому современная нам кайнозойская эра может быть названа эпохой млекопитающих. Они не только господствуют на суше (звери и скоты), но и поднялись в воздух (летучие мыши), и овладели морями (киты, дельфины тюлени, моржи и т.д.). Форма, богатство красок и вариации размеров млекопитающих поразительны – от крохотных полевок до гигантских слонов и китов. Они освоили все леса и степи земного шара, их не пугает ни зной пустынь, ни холод полярных стран,- всюду они являются наиболее подвижными, самыми активными, наибо
www.ronl.ru
Доклад - Философские идеи происхождения жизни
Философские идеи о происхождении жизни на Земле
Введение
Жизнь — одна из форм бытия и одна из высших форм движения. Однако при всей очевидности, казалось бы, и наглядности феномена жизни познание сущности жизни, ее критериев, закономерностей развития — дело чрезвычайно сложное. Показателем этой сложности служит факт, что до сих пор отсутствует определение жизни, которое удовлетворяло бы научным требованиям. Современная наука во взгляде на жизнь исходит из представлений о качественном отличии живого от неживого, о наличии общих свойств у растительного и животного мира, включая человека. Естественнонаучное познание жизни осуществляется по многим направлениям. Практически в него вовлечены все науки. И все же основная тяжесть выпадает на биологию — науку о жизни.
Познание жизни — первоочередная в числе задач, к решению которых человек приступил с момента своего осознанного существования. И это понятно, ибо жизнь для него — первейшая ценность; она породила самого человека и ее биологические механизмы в совокупности с социальными факторами составляют суть человеческой природы.
Жизнь — это естественный природный процесс, что предопределяет его познание средствами и методами науки, используемой для изучения всех природных явлений. Вместе с тем жизнь обладает специфическими свойствами, которые делают ее принципиально отличной от всех иных проявлений материального порядка, то есть речь идет о качественном своеобразии жизни.
Жизнь на Земле представлена громадным разнообразием форм, которым присуща возрастающая сложность строения и функций. Всем живым организмам свойственны два признака: целостность и самовоспроизведение. В ходе индивидуального изменения (онтогенеза) организмы приспосабливаются к внешним условиям, а смена поколений приобретает эволюционно-исторический характер (филогенез). Организмы выработали способность к относительной независимости от внешней среды (автономность). Одно из главных свойств всякого живого организма — обмен веществ. Наряду с ним существенными признаками жизни являются раздражимость, рост, размножение, изменчивость, наследственность. Всякий живой организм как бы стремится к главному — воспроизведению себе подобных.
Сущность жизни есть функция определенной материальной организации. Познание жизни выявило сложную структурно-функциональную природу биологических организмов. Долгое время в науке применялось понятие жизни, предложенное Ф. Энгельсом: “Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел”.
По мере совершенствования методов и средств познания живых структур уточнялись представления о природе белка, характере обменных процессов в живом организме и взаимодействии его с окружающей средой. К познанию жизни подключились физика и химия, что позволило выделить молекулярный уровень биологической организации. Активно внедряются представления о физико-химической природе жизни, что якобы предопределяет возможность ее познания исключительно средствами физики и химии.
И пока ученые не выработали единого определения жизни воспользуемся таким понятием: жизнь — это частичная, непрерывная, прогрессирующая и взаимодействующая со средой самореализация потенциальных возможностей электронных состояний атомов.
Философский интерес к проблеме жизни продиктован следующими обстоятельствами: во-первых, философским объяснением природы самого человека, что требует привлечения естественнонаучных представлений о жизни; во-вторых, необходимостью использования методологических принципов в ходе научного познания жизни; в-третьих, уяснением закономерностей структурно-функциональной организации живого, что способствует верному ответу на один из актуальнейших философских, мировоззренческих вопросов — в чем смысл жизни человека?
Важным результатом философского и естественнонаучного познания жизни является вывод о единстве жизни на Земле.
Проблема происхождения жизни на Земле и возможности ее существования в других областях Вселенной издавна привлекала внимание как ученых и философов, так и простых людей. За последние годы интерес к этой «вечной проблеме» значительно возрос.
Это обусловлено двумя обстоятельствами: во-первых, значительными успехами в лабораторном моделировании некоторых этапов эволюции материи, проведшей к зарождению жизни, и во-вторых, стремительным развитием космических исследований, делающих все более реальным непосредственный поиск каких-либо форм жизни на планетах Солнечной системы, а в будущем и за ее пределами.
1. Взгляды на происхождение жизни и ее развитие
Происхождение жизни — один из самых таинственных вопросов, исчерпывающий ответ на который вряд ли когда-нибудь будет получен. Множество гипотез и даже теорий о возникновении жизни, объясняющих различные стороны этого явления, неспособны пока что преодолеть существенное обстоятельство — экспериментально подтвердить факт появления жизни. Мы не знаем и, возможно, не узнаем никогда условий, в которых зародились структуры, обладающие свойствами живого. Вероятно, их воспроизведение в лабораториях — дело будущего, но повторение его в масштабах планеты — совершенно невероятно.
Возникновение жизни на Земле, по оценкам ученых, имело место 3-4 млрд. лет назад. В результате сложных космических и земных преобразований зародились простейшие формы жизни, которые положили начало почти миллиону видов животных и около 400 тыс. видов растений, конечное число которых неизвестно и сегодня. Проблема происхождения жизни на Земле — сложнейшая задача современной науки, интерес к которой никогда не ослабевал в связи с попытками человека проникнуть в собственную природу и историю. Решающая роль в прояснении тайны происхождения жизни отводится теоретическому познанию, изучению истории становления представлений о жизни и их философскому осмыслению. История взглядов на происхождение жизни уходит в далекое прошлое. Первые идеи возникновения жизни ограничивались рамками мифологических представлений. В мифах рождались легенды о возникновении одушевленных форм из неодушевленных. Охота и собирательство укрепляли связь людей с живой природой, углубляли понимание ее отличия от неживой.
Мифологическое сознание ограничивало познание: человек даже не осознавал факта своего рождения и происхождения. Наивные представления о мире как данности, явленной в целостной и гармоничной жизни, затемняли проблему ее возникновения. Все, мол, просто и естественно: возникновение, рождение жизни — факт сам собой разумеющийся и не требующий объяснений.
Лишь по мере становления культуры, совершенствования средств познания, кристаллизации самосознания формируются два основополагающих взгляда на происхождение и развитие жизни. Это — креационизм и эволюционизм.
Креационизм - концепция, объясняющая происхождение многообразия форм органического мира как акт божественного творения. Название учения происходит от латинского слова creatio, creations — “создание”, “сотворение”. Креационизм исходит из того, что, несмотря на присущее человеку стремление разрешить вопрос о происхождении мира, он сам по себе не может добиться этого без помощи Бога, которому мир обязан своим существованием.
Корни креационизма уходят в эпоху глубокой античности. До сих пор известен древневавилонский миф о герое-боге Мардуке, который, обладая колоссальной силой, разорвал надвое чудовище Тиамат и создал из его спины небо, а из живота — землю.
Исходя из имеющихся представлений о структуре живых организмов, основным компонентом которых является вода, в известной мере можно объяснить почему в поисках субстанций жизни упор всегда делался и на воду. На первых порах идея сотворения выглядела довольно просто: некто создает нечто и всегда из чего-то. Творец, созидатель (демиург) — это искусный мастер, копирующий некую модель.
На новый уровень креационисткие представления выходят уже в библейские времена. Главная идея библейского ответа на вопрос о происхождении жизни, как частного случая сотворения мира, в том, что Бог создал мир из ничего — не из готовой материи и не из собственного своего существа. Всему сущему предшествовала безначальная вечность, в которой творил один Господь. Именно им было положено новое начало, бытие — мир видимый и невидимый.
В соответствии с Библией, начало жизни на Земле связано с пятым днем творения, когда появились рыбы и водяные твари, птицы и воздушные творения. На следующий день на земле являются разного рода животные, обитающие на суше. Не ясно было только — для кого все это? И на седьмой день Бог сотворил человека “по образу Нашему, и по подобию Нашему”.
Креационистские представления о происхождении жизни и ее развитии господствовали в науке до возникновения эволюционного учения. Они являлись не только догмами официальной религии, их придерживалось подавляющее большинство естествоиспытателей. Отправляясь от факта многообразия форм органического мира, сторонники креационизма рассматривали это многообразие как результат Божественного творения. Они защищали идею неизменности видов и отрицали эволюцию.
Основу эволюционного подхода к проблеме возникновения жизни составляет идея развития, которая как методологический принцип познания живой природы начала оформляться в период XVII- XVIII веков. Однако первые попытки носили характер стихийных, гениальных догадок. Наука еще не располагала достаточным естественнонаучным материалом, метафизический взгляд на природу не позволял подойти к исследованию подлинных источников развития.
Проблема развития — важнейшая проблема философии. С решением ее на разных этапах связано преодоление кризисных состояний в становлении естествознания, что способствовало выходу науки о природе на новые уровни и открывало новые перспективы перед естествоиспытателями. Как известно, вопросы развития разрабатывались не только материалистами, идеалистическая философия также пыталась дать их решение со своих позиций. Естественно, что проблема развития является важной и для самой биологии. Более того, эта проблема, как свидетельствует история науки о жизни, выступает центром формирования основных положений и представлений современной биологии.
Концепция развития не может существовать только в рамках чистой философии. Философские конструкции должны подкрепляться знанием подлинных явлений, источников и причин их развития. Впервые концепция развития (в особенности органического) была сформулирована древнегреческими философами. А. Ф. Лосев подчеркивает, что именно в философии Аристотеля появляется диалектический результат живого развития жизни. Дальнейшая философская разработка этой идеи во многом зависела от решения целого ряда естественнонаучных проблем, которое, в свою очередь, требовало эффективной методологической основы.
Такая диалектическая взаимосвязь — методологии и результатов конкретных наук — принципиальное качество научного познания. История становления эволюционного учения подтверждает, какую важную роль в этом процессе играют философские взгляды естествоиспытателей. Так, в свое время широкое распространение в биологии получила аристотелевская идея градации органического мира, завершением которой явилась натурфилософская концепция “лестницы существ”. Ее сторонники представляли живую природу в виде восходящей “лестницы”, ступеньками которой выступают отдельные формы органического мира, располагающиеся в порядке повышения их сложности.
Эти взгляды дальнейшее воплощение получили в принципе непрерывности Г.В. Лейбница и его учении о всеобщей связи сущего. Лейбниц приходит к выводу о родстве всех живых существ и о их единстве с неорганической природой. “Идея “вездесущия” жизни, — подчеркивал В. И. Вернадский, — проникала философию Лейбница и едва ли можно сомневаться в том, что через нее она многообразным путем все время сохранялась и жила в той среде, в которой творила научная работа человечества”.
Воззрения швейцарского философа и естествоиспытателя Ш. Бонне (1720-1793) испытали влияние Лейбница. По мнению Бонне, органический мир в целом можно сравнить с организмом, в котором все элементы связаны между собой настолько тесно, что невозможно допустить отсутствие какого-либо из них. Хотя “лестница существ” у Бонне, в которую он включал также и сверхъестественные существа — ангелов и т. п., отражала несогласие с искусственной классификацией Линнея, она была далеко от того, чтобы рассматривать внешнее сходство видов как результат единства их исторического происхождения. Концепция Бонне в своей основе не содержала идеи развития, так как основывалась на преформистских представлениях, согласно которым эволюция — это развертывание вечно существующих зародышей, исключающее новообразования. Взгляды Бонне оказали сильное влияние на формирование естественнонаучных представлений французских материалистов.
Так, в произведениях французского энциклопедиста Ж. Б. Робине (1735-1820) “лестница существ” получает в основе своей материалистическое объяснение. Полагая материю одушевленной, Робине всем телам природы приписывал функции живого. В основе материи лежит, по его мнению, живая молекула, наделенная внутренней активностью. Единство жизни Робине объяснял с помощью закона непрерывности, якобы действующего в “лестнице существ”.
Французский материалист Ж. О. Ламеттри (1709-1751) высказал идею о возникновении живых форм из органических зародышей под влиянием внешней среды. Единство растительного и животного царства он усматривал в сходстве составляющих их элементов. Ламеттри в какой-то степени подходил к идее эволюции, но делал это с крайне механистических позиций, полагая, что различие между животным, растительным миром и человеком — чисто количественного порядка.
Более развернутый характер эволюционные идеи приобрели в учении Д. Дидро (1713-1784), который прямо ставил вопрос о качественной изменчивости органического мира. Предвосхищая некоторые положения эволюционного учения, Дидро считал, что человек как биологический вид имеет свою историю становления, равно как и другие живые существа.
Важную роль в разработке идеи развития и становления эволюционного учения сыграли труды выдающегося французского естествоиспытателя XVIII'в. Ж. Л. Бюффона (1707-1788), автора знаменитой многотомной “Естественной истории”. Бюффон резко критиковал классификацию Линнея, построенную на идее неизменяемости видов. Он выступил против абсолютизации разрывов между видами и исходил из представления о постепенности переходов от одного вида к другому. В своей критике искусственной системы Линнея Бюффон впал в крайность. Он вообще стал отрицать возможность какой бы то ни было классификации, полагая, что виды — не реально существующие в природе единицы, а искусственные, надуманные категории.
Одним из первых философов, сделавших попытку применить современное ему естествознание для объяснения строения и развития мира, был И. Кант. Неоднократные его ссылки на сочинения Бюффона, Бонне позволяют сделать вывод, что Кант был знаком с новейшей литературой по вопросам познания жизни. Значительное влияние на него оказали труды Лейбница и Лессинга. Признание эволюции живого и растительного мира явилось для Канта логическим завершением его космогонической гипотезы. Идея развития рассматривалась им как всеобщий принцип, применимый к познанию всех явлений, имеющих место на Земле. Фактический научный материал, которым располагала в то время биология, не мог дать Канту убедительных доказательств правильности его концепции. Тем не менее выводы, к которым он пришел, рассматривая живую природу, способствовали проникновению идеи эволюции в умы биологов. Кант предугадал сущность материалистического объяснения природы наследственного материала, совершенно верно подметив независимость его от внешних причин.
Во времена Канта господствовала идея неизменяемости и постоянства видов. Несомненно, знакомый с имеющимися точками зрения на эту проблему Кант не мог без должного обоснования говорить о возникновении новых видов. В то же время он не мог отрицать и тех изменений в органическом мире, которые нельзя было не заметить, изучая историю природы. Следствием этого явилась постановка Кантом вопроса о видоизменении и создании новых видов. Он выступает против идеи неизменности видов, против неизменности человека. Не принимая механистического толкования встречающихся в живой природе многочисленных фактов самого разнообразного сочетания признаков, он считал, что “случай или всеобщие механические законы не в состоянии породить такие сочетания”.
Возможность доказательства общности происхождения “великого множества” видов живых организмов, населяющих Землю, Кант видел в создании естественной истории как самостоятельной науки. Высказываясь в защиту исторического подхода, Кант горячо выступает против идеи множества локальных актов творения.
В этот же период немецкий естествоиспытатель К. Ф. Вольф (1734-1794) опубликовал свою диссертацию “Теория зарождения”, в которой опроверг учение о преформации и научно обосновал теорию эпигенеза.
Смелую попытку распространить идеи развития на человеческую историю предпринял ученик Канта И. Г. Гердер. В его теории органических сил идея развития приобретает всеобщий характер. Из области поэзии, языка, мышления Гердер переносит ее на всю природу. В труде “О переселении душ” он излагает взгляды на развитие животного мира, которые затем в его основном труде “Идеи к философии истории человечества” выражаются в форме всеобщего закона природы.
Большой вклад в развитие эволюционных представлений внесли Эр. Дарвин, К. Ф. Кильмейер и в особенности французский натуралист Ж. Б. Ламарк (1744-1829).
В 1809 г. Ламарк опубликовал “Философию зоологии”, которая содержала его основные возражения против метафизической идеи вечности и неизменности видов. Впервые в истории науки в этом труде была последовательно изложена идея о постепенном развитии всех организмов из простейших форм жизни, сделана первая попытка объяснить это развитие действием естественных сил, влияющих на организацию растений и животных. Согласно Ламарку, развитие органического мира осуществляется путем естественной “градации”, как постепенный переход от простейших форм биологической организации к усложняющимся и совершенствующимся. Движущей силой такого развития выступает “постоянное стремление природы” к усложнению строения организмов. Это — первый принцип эволюции. Здесь не учитывается влияние условий существования. Наоборот, в постоянной, неизменной среде градация должна обнаруживаться в чистом виде. Но в реальной природе не существует таких условий. Поэтому организмы под действием самых разнообразных фактов вынуждены изменять свои привычки, что влечет за собой изменение строения, нарушающее правильность “градации”. Это — второй принцип исторического развития организмов. Заметим, что в дальнейшем в аргументах ламаркистов он занял главное место.
Идеей эволюции Ламарк нанес ощутимый удар телеологии (учение о наличии в природе, обществе объективных, внечеловеческих целей). Некоторые противоречия, присущие ламаркизму, послужили впоследствии поводом для дискредитации со стороны антиэволюционистов самой идеи эволюции. Они также явились одной из причин того, что многие материалистически мыслящие естествоиспытатели не приняли идей Ламарка.
Особенно ожесточенные нападки на теорию Ламарка были предприняты французским биологом Ж. Кювье (1769-1832), игравшим исключительную роль в науке в первой половине XIX в. Исследования Кювье способствовали внедрению сравнительного метода в анатомию и палеонтологию. Широкое распространение получили сформулированные им принципы приспособленности организма к условиям среды и взаимозависимости отдельных частей и органов внутри организма. В его работах креационизм приобрел свою наиболее завершенную форму. Защищая идею неизменности видов, внутри которых возможны лишь отдельные изменения в рамках индивидуальных различий, Кювье отстаивает телеологические принципы, сущность которых сводится к следующему: всякое “организованное существо” образует целое, представляющее единую замкнутую систему, взаимодействие и соответствие частей которой подчинено одной конечной цели.
Против воззрений Кювье резко выступил Э. Ж. Сент-Илер. Выражая несогласие с положением о четырех типах животных, выдвинутым Кювье, Сент-Илер развил идею о единстве плана строения животных. Эта идея не удержалась в науке. Но ее обоснование привело к концепции трансформации живых форм, то есть укрепило идею развития органической природы. Вместе с тем, хотя Сент-Илер отбросил телеологические положения, содержащиеся в концепции эволюции Ламарка, он придал ей более механистический характер.
Разработка эволюционной идеи была продолжена И. В. Гете, русскими учеными И. Е. Дядьковским (1784-1841) и особенно К. Ф. Рулье (1814-1858), которые подчеркивали определяющую роль внешних условий в существовании живых организмов. Наряду с развитием эволюционного учения в этом направлении шел процесс разработки идей, придававших первостепенное, а иногда и решающее значение внутренним факторам. Существенную роль здесь сыграл Карл Бэр. Ему принадлежит заслуга установления связи между онтогенезом и филогенезом, подтвердившей идею исторического единства органических форм.
Накопленный длительным развитием биологической науки фактический и теоретический материал требовал своего объяснения в рамках общей концепции, диалектически отражающей противоречивые процессы развития в живой природе. Такое объяснение было дано Ч. Дарвином, который вскрыл и объяснил источники и движущие силы этой эволюции. В основу теории эволюции им были положены следующие материальные факторы: наследственность, изменчивость и естественный отбор. Его учение о естественном отборе стало ключевым в решении многих проблем эволюции органического мира. В 1859 г. был выпущен главный труд всей жизни Ч. Дарвина — “Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь”. Первое издание книги в количестве 1250 экземпляров было распродано за один день. С тех пор вышли тысячи экземпляров труда Дарвина.
В чем же состоял революционный переворот в естествознании и мировоззрении, совершенный Ч. Дарвиным?
2. Естественнонаучные представления о жизни и ее эволюции
Дарвин вскрыл движущие силы эволюции живой природы. Он попытался понять и объяснить действительную природу внутренних противоречий органического мира. Его теория не только объясняет характер этих противоречий, но и указывает пути, по которым они разрешаются в мире животных и растений.
Значительное место во всех трудах Дарвина, и в частности, в “Происхождении видов”, занимают доказательства самого факта органической эволюции.
Сейчас общепризнанно, что в основе всего живого лежат сходные химические соединения группы белков, среди которых особое положение имеют нуклеопротеиды. Это — соединения белковых тел и нуклеиновых кислот. Нуклеопротеиды составляют основной компонент клеточного ядра растений и животных. Исследования в области молекулярной биологии показали, что нуклеиновые кислоты ответственны за многие важные процессы жизнедеятельности организмов. При этом особую роль играют макромолекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и рибонуклеиновой кислоты. (РНК). Молекула ДНК во взаимодействии с другими субстанциями клетки определяет синтез белка и ферментов, регулирующих обмен веществ в организме. Белки и нуклеопротеиды (в особенности ДНК и РНК) являются обязательной составной частью всех биологических организмов. Следовательно, с точки зрения химической эволюции они лежат в основе жизни всех известных на Земле биологических форм.
Помимо этого между неживой и живой природой существует извечная, непрерывная связь. “Между косным и живым веществом есть — непрерывная, никогда не прекращающаяся связь, которая может быть выражена как непрерывный биогенный ток атомов из живого вещества в косное вещество биосферы, и обратно. Этот биогенный ток атомов вызывается живым веществом. Он выражается в непрекращающемся никогда дыхании, питании, размножении и т. п.”.
На единство живой природы указывает и дифференцированность тела животных и растений. Таким образом, единство мира организмов проявляется как в их химическом составе, так и в строении, и функционировании. Этот факт не мог ускользнуть от внимания естествоиспытателей. Идея сходства живых организмов привела Ж. Кювье к учению о типах животного царства. В дальнейшем она получила разработку в трудах К. Бэра, Э. Геккеля, А. О. Ковалевского, И. И. Мечникова, которые доказывали, что сходство животных не может быть объяснено иначе, как общностью их происхождения.
На единство органического мира указывает и существование так называемых промежуточных форм, к которым относятся животные и растения, занимающие переходное, промежуточное положение между крупными таксонами.
В органическом мире нет жестких границ между его подразделениями. В то же время границы между видами всегда реальны. Дарвин уделяет большое место проблеме вида и видообразования. Не случайно в заглавие его труда вынесены слова “происхождение видов”. Как важнейшая единица систематизации вид занимает центральное место в эволюционной теории. Задачей эволюционной теории является объяснение механизма возникновения жизни и изменения реальных видов животных и растений, населяющих Землю.
Доказательством эволюции служит и сходство органов животных, выражающееся в их положении, соотношении в общем плане строения и в развитии из сходного зачатка зародыша. Сходные органы называются гомологичными органами. Эволюционная теория объясняет сходство органов общностью происхождения сравниваемых форм, тогда как сторонники креационистских концепций истолковывали это сходство как волю творца, создававшего группы животных по определенному плану.
Подтверждением идеи эволюции является отражение истории развития организмов на их строении и на процессах зародышевого развития, а также географическое распространение организмов.
Особое место в разработке и углублении эволюционных представлений занимает генетика. Представления о неизменности генов начинают преодолеваться в 20-30-е годы XX в. в связи с возникновением популяционной, эволюционной генетики. Выяснение структуры популяций позволило по-новому посмотреть на эволюционные процессы, разыгрывающиеся на популяционном уровне. Генетика дала возможность проследить основные этапы эволюционного процесса от появления нового признака в популяции до возникновения нового вида. Она принесла в исследование внутривидового, микроэволюционного уровня точные экспериментальные методы.
Элементарная единица наследственности — ген, представляющий собой участок молекулы ДНК, который определяет развитие элементарных признаков особи. Элементарная эволюционная единица должна отвечать следующим требованиям: конечности деления;
способности наследственного изменения в смене биологических поколений; реальности и конкретности существования в естественных условиях. Такой единицей эволюции считается популяция — элементарная единица эволюционного процесса, а наследственное изменение популяции представляет собой элементарное эволюционное явление. Оно отражает изменение генотипической структуры популяции. Ген подвержен мутациям — наследственным изменениям отдельных особей. Мутация - дискретное изменение кода наследственной информации особи. Различают генные, хромосомные, геномные, а также внеядерные типы мутаций.
Процесс возникновения мутаций поддерживает очень высокую степень генетической разнородности природных популяций. Но, выполняя роль “поставщика” элементарного материала, сам мутационный процесс не направляет ход эволюционных изменений, он обладает вероятностным, статистическим характером.
Закономерности эволюции находят свое выражение в жизни отдельного индивида, но движущие силы эволюции содержатся внутри системы индивидов, в данном случае популяции. Разрешение противоречий популяции служит основой всей эволюции и при этом определяет преобразование организма как составной части популяции. Отношения между организмами в популяции носят сложный характер. Их изучение затрудняется тем, что помимо внутрипопуляционных взаимодействий организмы испытывают влияние со стороны других популяций, других видов и еще шире — условий окружающей среды.
3. Теория самопроизвольного зарождения
Религиозные учения всех времен и всех народов приписывали обычно появление жизни тому или другому творческому акту божества. Весьма наивно решали этот вопрос и первые исследователи природы. Даже для такого выдающегося ума древности, каким являлся Аристотель, принять представление о том, что животные — черви, насекомые и даже рыбы — могли возникнуть из ила, не представляло особых затруднений. Напротив, этот философ утверждал, что всякое сухое тело, становясь влажным, и, наоборот, всякое мокрое тело, становясь сухим, родят животных.
Авторитет Аристотеля имел исключительное влияние на воззрения средневековых ученых. Мнение этого философа в их умах причудливо переплеталось с учением отцов церкви, зачастую давая нелепые и даже смешные на современный взгляд представления. Приготовление живого человека или его подобия, “гомункулуса”, в колбе, при помощи смешения и перегонки различных химических веществ, считалось в средние века хотя и весьма трудным и беззаконным, но, без сомнения, выполнимым делом. Получение же животных из неживых материалов представлялось ученым того времени настолько простым и обычным, что известный алхимик и врач Ван-Гельмонт прямо дает рецепт, следуя которому можно искусственно приготовить мышей, покрывая сосуд с зерном мокрыми и грязными тряпками.
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.
Чем дальше развивалось естествознание, чем большее значение в деле познания природы приобретали точное наблюдение и опыт, а не одни только рассуждения и мудрствования, тем более сужалась область применения теории самопроизвольного зарождения. Уже в половине XVII в. доктор Реди простыми опытами доказал неосновательность мнений о самозарождении червей в гниющем мясе. Он покрывал мясо легкой кисеей и таким образом преграждал доступ к нему мухам, из яиц которых развиваются черви. При этом мясо загнивало, но образования червей никогда не происходило. Так же просто было опровергнуто мнение о самозарождении насекомых.
Таким образом, относительно живых существ, видимых простым глазом, предположение о самозарождении оказалось несостоятельным. Но в конце XVII в. Кирхером и Левенгуком был открыт мир мельчайших существ, невидимых простым глазом и различимых только в микроскоп. Этих “мельчайших живых зверьков” (так Левенгук называл открытые им бактерии и инфузории) можно было обнаружить всюду, где только происходило гниение, в долго стоявших отварах и Застоях растений, в гниющем мясе, бульоне, в кислом молоке, в испражнениях, в зубном налете. “В моем рту,- писал Левенгук,- их (микробов) больше, чем людей в соединенном королевстве”. Стоит только поставить на некоторое время в теплое место скоропортящиеся и легко загнивающие вещества, как в них сейчас же развиваются микроскопические живые существа, которых раньше там не было. Откуда же эти существа берутся? Неужели же они произошли из зародышей, случайно попавших в гниющую жидкость? Сколько, значит, должно быть повсюду этих зародышей! Невольно являлась мысль, что именно здесь, в гниющих отварах и настоях и происходит самозарождение живых микробов из неживой материи. Это мнение в середине XVIII в. получило сильное подтверждение в опытах шотландского священника Нидхэма. Нидхэм брал мясной бульон или отвары растительных веществ, помещал их в плотно закрывающиеся сосуды и короткое время кипятил. При этом, по мнению Нидхэма, должны были погибнуть все зародыши, новые же не могли попасть извне, так как сосуды были плотно закрыты. Тем не менее, спустя некоторое время в жидкостях появлялись микробы. Отсюда указанный ученый делал вывод, что он присутствует при явлении самозарождения.
Однако против этого мнения выступил другой ученый, итальянец Спалланцани. Повторяя опыты Нидхэма, он убедился, что более продолжительное нагревание сосудов, содержащих органические жидкости, совершенно их обеспложивает. Между представителями двух противоположных взглядов разгорелся ожесточенный спор. Спалланцани доказывал, что жидкости в опытах Нидхэма не были достаточно прогреты и там оставались зародыши живых существ. На это Нидхэм возражал, что не он нагревал жидкости слишком мало, а, наоборот, Спалланцани нагревал их слишком много и таким грубым приемом разрушал “зарождающую силу” органических настоев, которая очень капризна и непостоянна.
Таким образом, каждый из спорящих остался при своем мнении, и вопрос о самозарождении микробов в гниющих жидкостях не был разрешен ни в ту, ни в другую сторону в течение целого столетия. За это время было сделано немало попыток опытным путем доказать или опровергнуть самозарождение, но ни одна из них не привела к определенным результатам. Вопрос запутывался все больше и больше, и только в половине XIX в. он был окончательно разрешен благодаря блестящим исследованиям гениального французского ученого Пастера.
Пастер прежде всего доказал крайне широкое распространение микроорганизмов. Рядом опытов он показал, что всюду, а в особенности около человеческого жилья, в воздухе носятся мельчайшие зародыши. Они так легки, что свободно плавают в воздухе, лишь очень медленно и постепенно опускаясь на землю.
Таинственное появление микроорганизмов в опытах предыдущих исследователей Пастер объяснял или неполным обеспложиванием среды, или недостаточной защитой жидкостей от проникновения зародышей. Если тщательно прокипятить содержимое колбы и затем предохранять его от зародышей, которые могли бы попасть с притекающим в колбу воздухом, то в ста случаях из ста загнивания жидкости и образования микробов не происходит.
Для обеспложивания притекающего в колбу воздуха Пастер применял самые разнообразные приемы: он или прокаливал воздух в стеклянных и металлических трубках, или защищал горло колбы ватной пробкой, в которой задерживаются все мельчайшие частицы, взвешенные в воздухе, или, наконец, пропускал воздух через тонкую стеклянную трубку, изогнутую в виде буквы S,- в этом случае все зародыши механически задерживались на влажных поверхностях изгибов трубки. Всюду, где защита была в достаточной степени надежной, появление микробов в жидкости не наблюдалось. Но, может быть, продолжительное нагревание химически изменило среду и сделало ее непригодной для поддержания жизни? Пастер легко опроверг и это возражение. Он бросал в обеспложенную нагреванием жидкость ватную пробку, через которую пропускался воздух и которая, следовательно, содержала зародышей,- жидкость быстро загнивала. Следовательно, прокипяченные настои являются вполне подходящей почвой для развития микробов. Это развитие не происходит только потому, что нет зародыша. Как только зародыш попадает в жидкость, так сейчас же он прорастает и дает пышный урожай.
Опыты Пастера с несомненностью показали, что самозарождения микробов в органических настоях не происходит. Все живые организмы развиваются из зародышей, т. е. берут свое начало от других живых существ. Но каким же образом появились первые живые существа? Как зародилась на Земле жизнь?
4. Теория панспермии
Пастера справедливо считают отцом науки о простейших организмах — микробиологии. Благодаря его работам был дан толчок к обширнейшим исследованиям невидимого простым глазом мира мельчайших существ, населяющих землю, воду и воздух. Эти исследования уже не были направлены, как раньше, на одно только описание форм микроорганизмов; бактерии, дрожжи, инфузории, амебы и т. д. изучались и с точки зрения условий их жизни, их питания, дыхания, размножения, с точки зрения тех изменений, которые они производят в окружающей их среде, и, наконец, с точки зрения их внутренней структуры, их тончайшего строения. Чем дальше шли эти исследования, тем все больше и больше обнаруживалось, что простейшие организмы устроены совсем не так просто, как это думали раньше.
Тело всякого организма — растения, улитки, червя, рыбы, птицы, зверя, человека, — состоит из мельчайших пузырьков, видимых только в микроскоп. Оно составлено из этих пузырьков-клеток, как дом сложен из кирпичей. Разные органы различных животных и растений содержат клетки, отличающиеся друг от друга по своему виду. Приспосабливаясь к той работе, которая возложена на данный орган, клетки, его составляющие, так или иначе, изменяются, но в принципе все клетки всех организмов сходны между собой. Микроорганизмы отличаются только тем, что все их тело состоит всего-навсего из одной-единственной клетки. Это принципиальное сходство всех организмов подтверждает общепринятую теперь в науке мысль, что все живущее на Земле связано, так сказать, кровным родством. Более сложные организмы произошли из более простых, постепенно изменяясь и совершенствуясь. Таким образом, стоит только разъяснить себе образование какого-нибудь простейшего организма — и происхождение всех животных и растений становится понятным.
Но, как уже было сказано, и простейшие, состоящие всего из одной клеточки, представляют себе весьма сложные образования. Их главная составная часть, так называемая протоплазма, — это полужидкое, тягучее студенистое вещество, пропитанное водой, но в воде нерастворимое. В состав протоплазмы входит целый ряд исключительно сложных химических соединений (главным образом белков и их производных), которые нигде в другом месте не встречаются, только в организмах. Эти вещества не просто смешаны, а находятся в особом, мало еще до сего времени исследованном состоянии, благодаря которому протоплазма обладает тончайшей, плохо различимой даже в микроскоп, но чрезвычайно сложной структурой. Предположение о том, что такое сложное образование с вполне определенной тонкой организацией могло самопроизвольно зародиться в течение нескольких часов в бесструктурных растворах, какими являются бульоны и настои, так же дико, как и предположение об образовании лягушек из майской росы или мышей из зерна.
Исключительная сложность строения даже наиболее простых организмов так поразила умы некоторых ученых, что они пришли к убеждению о существовании непроходимой пропасти между живым и неживым. Переход неживого в живое, организованное казался им абсолютно невозможным ни в настоящем, ни в прошлом. “Невозможность самозарождения в какое бы то ни было время,- говорит известный английский физик В. Томсон,- нужно считать так же прочно установленной, как закон всемирного тяготения”.
Но как же тогда произошла жизнь на Земле? Ведь было время, когда Земля, по общепринятому теперь в науке взгляду, представляла собой раскаленный добела шар. За это говорят и астрономия, и геология, и минералогия, и прочие точные науки — это несомненно. Значит, на Земле существовали такие условия, при которых жизнь была невозможна, немыслима. Только после того, как земной шар потерял значительную часть своего тепла, рассеяв его в холодное межпланетное пространство, только после того, как охлажденные водяные пары образовали первые тепловые моря, стало возможно существование организмов, подобных тем, которые мы сейчас наблюдаем. Для разъяснения этого противоречия была создана теория, носящая довольно сложное название — теории панспермии.
Основателем этой теории является Г. Э. Рихтер. Исходя из представления, что в мировом пространстве везде носятся маленькие частицы твердого вещества (космозои), отделившиеся от небесных тел, указанный автор допускал, что одновременно с этими частицами, может быть прилепившись к ним, носятся жизнеспособные зародыши микроорганизмов. Таким, образом эти зародыши могут переноситься с одного, заселенного организмами небесного тела на другое, где жизни еще нет. Если на этом последнем уже создались благоприятные жизненные условия, в смысле подходящей температуры и влажности, то зародыши начинают прорастать, развиваться и являются впоследствии родоначальниками всего органического мира данной планеты.
Эта теория" приобрела в научном мире много сторонников, между которыми были даже такие выдающиеся умы, как Гельмгольц и В.Томсон. Ее защитники стремились главным образом научно обосновать возможность такого переноса зародышей с одного небесного тела на другое, при котором сохранялась бы жизнеспособность этих зародышей. Ведь на самом деле, в конце концов главный вопрос заключается именно
в том, может ли спора совершить такое длительное и полное опасностей путешествие, как перелет из одного мира в другой, не погибнув, сохранив способность прорасти и развиться в новый организм. Разберем подробно, какие опасности встречаются на пути зародыша.
Прежде всего это холод межпланетного пространства (220° ниже нуля). Отделившись от родной планеты, зародыш обречен долгие годы, столетия и даже тысячелетия носиться при такой ужасающей температуре, прежде чем счастливый случай даст ему возможность опуститься на новую землю. Невольно является сомнение, способен ли зародыш выдержать такое испытание. Для решения этого вопроса обращались к исследованию устойчивости по отношению к холоду современных нам спор. Опыты, произведенные в этом направлении, показали, что холод зародыши микроорганизмов выносят превосходно. Они сохраняют свою жизнеспособность даже после шестимесячного пребывания при 200° ниже нуля. Конечно, 6 месяцев не 1000 лет, но все же опыт дает нам право предполагать, что по крайней мере некоторые из зародышей могут перенести страшный холод межпланетного пространства.
Гораздо большую опасность для зародышей представляет их полная незащищенность от световых лучей. Их путь меж планетами пронизан лучами солнц, губительными для большинства микробов. Некоторые бактерии погибают от действия прямых солнечных лучей уже в течение нескольких часов, другие более устойчивы, но на всех без исключения микробов очень сильное освещение действует неблагоприятно. Однако это неблагоприятное действие в значительной степени ослабляется в отсутствие кислорода воздуха, а мы знаем, что в межпланетном пространстве воздуха нет, и потому можем не без основания предполагать, что зародыши жизни выдержат и это испытание.
Но вот счастливый случай дает возможность зародышу попасть в сферу притяжения какой-либо планеты с благоприятными для развития жизни условиями температуры и влажности. Скитальцу осталось, только, подчиняясь силе тяжести, упасть на его новую Землю. Но как раз тут, почти уже в мирной гавани, и ждет его грозная опасность. Ранее зародыш носился в безвоздушном пространстве, но теперь, прежде чем упасть на поверхность планеты, он должен пролететь через довольно толстый слой воздуха, окутывающий со всех сторон эту планету.
Всем, конечно, хорошо известно явление “падающих звезд”- метеоров. Современная наука объясняет это явление следующим образом. В межпланетном пространстве носятся твердые тела и частицы различных размеров, возможно, осколки планет или комет, залетевшие в нашу солнечную систему из отдаленнейших мест Вселенной. Пролетая поблизости от земного шара, они притягиваются этим последним, но, прежде
чем упасть на его поверхность, они должны пролететь через воздушную атмосферу. Вследствие трения о воздух быстро падающий метеорит нагревается до белого каления и становится видимым на темном небесном своде. Только немногие из метеоритов достигают земли, большинство сгорает от сильного жара еще далеко от ее поверхности.
Подобной же участи должны подвергнуться и зародыши. Однако различные соображения показывают, что подобного рода гибель не является обязательной. Есть основания предполагать, что по крайней мере некоторые из зародышей, попавшие в атмосферу той или иной планеты, доберутся до ее поверхности жизнеспособными.
Вместе с тем не нужно забывать о тех колоссальных астрономических промежутках времени, в течение которых Земля могла засеваться зародышами из других миров. Эти промежутки исчисляются миллионами лет! Если за это время из многих миллиардов зародышей хотя бы один добрался благополучно до поверхности Земли и нашел здесь подходящие для своего развития условия, то этого было бы уже достаточно для образования всего органического мира. Между тем эта возможность при современном состоянии науки представляется хотя и маловероятной, но допустимой; во всяком случае, у нас нет фактов, которые ей прямо противоречили бы.
Однако теория панспермии является ответом только на вопрос происхождении земной жизни, а отнюдь не на вопрос о происхождении жизни вообще.
“Если это предположение,- говорит Карус Штерне,- лишь отодвигает начало жизни к первому по времени своего появления миру небесного пространства, то с философской точки зрения оно совершенно бесполезный труд; ибо что могло случиться в первом мире, то возможно во втором и в третьем, будет ли то акт творения или самопроизвольного зарождения”.
“Одно из двух,- говорит Гельмгольц.- Органическая жизнь или когда-либо началась (зародилась), или существует вечно”. Если признать первое, то теория панспермии теряет всякий логический смысл, так как если жизнь могла зародиться где-либо во вселенной, то, исходя из однообразия мира, мы не имеем никаких оснований утверждать, что она не могла зародиться и на Земле. Поэтому сторонники разбираемой теории принимают положение о вечности жизни. Они признают, что “жизнь только меняет свою форму, но никогда не создается из мертвой материи”.
Таким образом, они сразу и окончательно ставят крест над дальнейшим исследованием вопроса о происхождении жизни. Они стремятся вырыть непроходимый ров между живым и неживым и поставить предел стремлениям человеческого ума к тем безграничным обобщениям, к которым ведет его точная наука.
Но имеем ли мы логическое право на признание коренного различия между живым и неживым? Есть ли в окружающей нас природе такие факты, которые убеждают нас в том, что жизнь существует вечно и имеет так мало общего с неживой природой, что ни при каких условиях, никогда не могла из нее образоваться, выделиться? Можем ли мы признать организмы образованиями совершенно, принципиально отличными от всего остального мира?
www.ronl.ru
Реферат Философия Происхождение жизни
Российская Академия Наук Уральское отделение Коми Научный Центр Институт Биологии ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ | Реферат по философии Аспиранта первого года обучения Лодыгина Е. Д. Научный руководитель Г.И.Упорова |
Сыктывкар, 1998 г. СОДЕРЖАНИЕ | Введение | | 1. Философские основания ранних концепций происхождения живого | | | 2. Современные представления о “происхождении живого” | | | 2.1. Методологические принципы концепции А.И. Опарина | | | 2.2. Философские аспекты основных современных решений проблемы происхождения живого | | | 2.3. Критические воззрения на теорию о самозарождении жизни на Земле | | | Заключение | | | Литература | |
Введение В таинственной глубине очень далекого от нас прошлого, около 3,5 млрд. лет назад, на Земле абиогенно образовались клетки. В них тогда начались процессы упорядоченного обмена веществ. Вспыхнула жизнь. Шло время. Почти 3 млрд. лет жизнь продержалась только в одноклеточных организмах. Около 600 млн. лет назад некоторые клетки сформировали многоклеточные организмы. Когда живые клетки специфически собираются воедино, из них образуется быстроногая красавица лошадь, тучная корова, огневой тигр, безобидная морковь, злая крапива и верх совершенства - человек. Откуда мы и все живое, что нас окружает? На этот вопрос отвечает теория эволюции. Считается почти доказанным, что “все животные и все растения происходят от какого-нибудь одного прототипа”. “Из такого простого начала возникли и продолжают развиваться несметные формы, изумительно совершенные и прекрасные” [1]. Вопрос о происхождении жизни, о возникновении на Земле первых живых существ принадлежит к числу величайших, основных проблем естествознания. Каждый человек, на каком бы уровне развития он не стоял, сознательно или бессознательно, задает себе вопрос и худо ли, хорошо ли на него отвечает, так как без этого ответа не может быть создано никакое, даже самое примитивное мировоззрение [2]. История учит нас, что проблема происхождения жизни привлекала к себе человеческий ум уже с незапамятных времен. Нет такой религиозной или философской системы, нет такого крупного мыслителя, которые не уделяли бы этой проблеме самого пристального внимания. В разные эпохи и на разных ступенях культуры вопрос о происхождении жизни решался по разному. 1. Философские основания ранних концепций происхождения живого В своей книге “Первичное зарождение и жизненная сила” Э.Липпманн дает обширный материал, показывающий, насколько широко была распространена вера в самозарождение в продолжении всей истории человечества. Так, например, в Китае уже с древнейших времен существовало поверие, что тли самозарождаются на бамбуке, если его черенки высаживать в теплую и влажную погоду. В священных книгах Индии имеются указания на внезапное возникновение различных паразитов, мух и жуков из пота и навоза. В вавилонских клинописях можно прочесть, что из ила каналов образуются черви и другие животные. В древнем Египте господствовало убеждение, что слой гумуса, оставленный Нилом при его разливе, может порождать живые существа, когда он прогревается Солнцем; так возникают лягушки, жабы, змеи и мыши. В этом будто бы легко можно было убедиться, наблюдая, что их передняя часть является уже готовой и живой, а задняя представляет еще неизменную влажную землю. Повторение этой сказки мы находим и у древних греков (например, у Диогена Аполлонийского) и в сочинениях знаменитого римского ученого Плиния. Она пользовалась широким распространением и на Востоке и на Западе как в средние века, так и в более позднее время. Недаром даже в трагедии Шекспира “Антоний и Клеопатра” Лепид уверяет, что в Египте крокодилы выводятся из грязи Нила под действием южного, жаркого солнца. Вообще для истории проблемы самозарождения весьма характерным является то, что у самых разнообразных народов, живших в разное время и стоявших на разных ступенях культуры, мы находим указания о самопроизвольном возникновении почти всегда одних и тех же организмов - это черви, зарождающиеся в навозе и гниющем мясе, вши, образующиеся из человеческого пота, светляки, родящиеся из искр костров, наконец, это лягушки и мыши, возникающие из росы и влажной земли. Всюду, где человек сталкивался с внезапным и массовым появлением живых существ, он рассматривал его как самозарождение жизни. Вера в самозарождение у древних народов не являлась поэтому выводом из того или иного миропонимания. Самозарождение живых существ было для них просто очевидным, эмпирически установленным фактом, под который уже в дальнейшем подводилось то или иное теоретическое обоснование. Раннее христианство черпало руководящий материал о самозарождении из библии, которая в свою очередь заимствовала данные по этому вопросу из мистических сказаний Египта и Вавилона. Богословские авторитеты конца IV и начала V в.,“отцы христианской церкви”, сочетали эти сказания с учением неоплатоников и разработали на этой основе свою мистическую концепцию происхождения жизни. Живший в середине IV в. Василий Великий являлся и является до настоящего времени одним из главных богословских авторитетов восточной христианской церкви. Именно под его влиянием формировались у руководителей православия их представления о живой природе. Его книга “Беседа на шестоднев” сохранилась в церковной литературе, в частности, на русском языке, и до наших дней. В ней мы можем прочесть по интересующему нас вопросу следующее: “Одно производится через преемство существовавшего прежде, другое даже и ныне является живородящимся из самой земли. Ибо не только она производит кузнечиков в дождливое время и тысячи других пород пернатых, носящихся по воздуху, из которых большая часть, по малости своей, не имеет и имени, но из себя же дает мышей и жаб. Около Египетских Фив, когда в жары идет много дождя, вся страна наполняется вокруг полевыми мышами. Видим, что угри не иначе образуются, как из тины. Они размножаются не из яйца и не другим каким-либо способом, но из земли получают свое происхождение”. Все эти случаи самозарождения живых существ происходят, согласно Василию Великому, по божьему повелению, которое не прекращает действовать с неослабевающей силой от сотворения мира до наших дней. В течении всех средних веков вера в самопроизвольное зарождение нераздельно господствовала над умами людей. В средние века философская мысль могла существовать только как богословская мысль, в оболочке той или иной доктрины церкви. Всякий философский вопрос мог получить права гражданства только при условии, если он связывался с той или иной богословской проблемой. Философия была “служанкой богословия” (“ancilla theologiae”). Вопросы естествознания были отодвинуты на задний план. Поворотным путем в этом отношении справедливо считаются опыты итальянского естествоиспытателя и врача Франческо Реди (1626-1698). На его долю выпала честь впервые выступить с экспериментальными опровержениями веры в самозарождение, нераздельно господствовавшей многие столетия. В 1668 году он опубликовал свою работу “Опыты по размножению насекомых”, где экспериментально опроверг представления о возможности самозарождения организмов. Суть этих исследований выражаются в известном “принципе Реди”: “Живое зарождается только из живого” [3]. Дальнейшее развитие биологии не только не прояснило механизма зарождения жизни, но и поставило и продолжает ставить новые и все более сложные вопросы. Уже в прошлом веке сложилось понимание всей грандиозности и колоссальной сложности стоящей перед биологической наукой задачи. Даже Ч.Дарвин, один из основоположников теории эволюции, понимая все сложность этой задачи, писал: “Рассуждать в настоящее время о происхождении жизни просто нелепо. С таким же успехом можно говорить о возникновении материи”. Кратко суть этой проблемы можно определить как поиск механизма, который мог бы обеспечить образование хотя бы простейшей живой клетки из имеющегося набора атомов при условии, существовавших на древней Земле. Причем образования самопроизвольного.[4]. 2. Современные представления о “происхождении живого” 2.1. Методологические принципы концепции А.И. Опарина Диалектико-материалистический подход к решению проблемы происхождения жизни нашел конкретное воплощение в естествознании прежде всего в гипотезе А.И. Опарина, который в 1924 г. изложил основы своей концепции в книге “Происхождение жизни”. Им впервые была разработана конкретно-научная программа экспериментальных исследований данной проблемы. Обобщив достижения космологии, органической химии, геофизики, биохимии, геоморфологии, астрофизики и др., он предложил гипотезу, объясняющую закономерный характер химической эволюции в направлении усложнения ее продуктов вплоть до образования простейших живых существ. А.И. Опарин теоретически предположил и экспериментально доказал возможность образования абиогенным путем органических соединений, которые возникают при действии электрических разрядов, тепловой энергии, ультрафиолетовых лучей на газовые смеси, содержащие пары воды, аммиака, циана, метана, и др. Под влиянием различных факторов внешней среды эволюция углеводородов привела к образованию аминокислот, нуклеотидов и их полимеров, которые по мере увеличения концентрации органических веществ в “первичном бульоне” гидросферы Земли способствовали возникновению коллоидных систем, так называемых коацерватных капель. Последние, выделяясь из окружающей среды и имея неодинаковую внутреннюю структуру, по-разному реагировали на внешнюю среду. Исходным пунктом анализа А.И. Опарина является материалистический подход к пониманию сущности живого. “Жизнь, - писал он, - материальна по своей природе. Это особая, качественно отличная от неорганического мира форма движения материи” [5]. Говоря о достоинствах методологии А.И. Опарина, следует подчеркнуть его умение рассматривать в развитии наиболее сложные аспекты этой кардинальной мировоззренческой проблемы. Эта методология помогла сделать А.И. Опарину предположение о том, что условия, в которых происходил процесс зарождения и эволюции жизни, также претерпевали качественные изменения. Было установлено, что превращениям углеродистых соединений в химический период эволюции соответствовала атмосфера с восстановительными свойствами. После того как возникли простые анаэробные формы жизни и увеличивалось количество кислорода, она постепенно стала приобретать окислительные характеристики, что в наибольшей мере свойственно земной атмосфере в настоящее время. Исходя из диалектической теории развития и обобщив богатый материал из биофизики и биохимии, А.И. Опарин предложил программу оригинальных модельных опытов с фазово-обособленными системами, или пробионтами (коацерватными каплями), для объяснения возникновения и совершенствования обмена веществ живых организмов и таких важных его составляющих, как белки (ферменты и строительный материал для морфологических структур), нуклеиновые кислоты (носители генетической информации), полисахариды и липиды (источник энергии биохимических реакций). Однако самое интересное в данном подходе заключается в том, что “на модели коацерватных капель удается экспериментально продемонстрировать зачатки естественного отбора, той закономерности, которая в дальнейшем легла в основу всей последующей эволюции такого рода открытых, фазово-обособленных, целостных систем, на пути к возникновению простейших организмов” [6]. Сегодня проблема происхождения жизни исследуется широким фронтом различных наук. Основа такого конкретно-научного подхода заложена А.И. Опариным, которому удалось наметить главные пути исследования конкретных механизмов перехода химической эволюции в биологическую. Вместе с тем велика заслуга А.И. Опарина в постановке и разработке мировоззренческих и методологических проблем в решении вопроса о сущности жизни и ее происхождения. Последовательное применение принципов диалектического материализма в процессе конкретного научного познания позволили А.И. Опарину прийти к выводу, что “возникновение жизни отнюдь не является какой-то “счастливой случайностью”, а представляет собой вполне закономерное событие, неотъемлемую часть общей эволюции Вселенной. С этой точки зрения познание процесса возникновения жизни вполне доступно объективному, научному изучению, не требующему постулирования какого-то предшествующего плана творения” [7]. 2.2. Философские аспекты основных современных решений проблемы происхождения живого В зависимости от того, какое наиболее фундаментальное свойство живого изучается в данном исследовании преимущественно (вещество, энергия, информация), все современные концепции происхождения жизни можно условно разделить на три направления: субстратное (биохимики во главе с А.И. Опариным), энергетическое (И. Пригожин, Л.И. Блюменфельд, М.В. Волькенштейн, К.С. Тринчер, П.Г. Кузнецов, Л.А. Николаев и др.) и информационное (А.Н. Колмогоров, А.А. Ляпунов, М. Эйген, Ф. Крик, Д.С. Чернавский и др.) [6]. Из конкретных концепций, получивших сегодня широкое признание, можно указать, кроме гипотезы Опарина о путях эволюции обмена веществ и Холдейна о становлении механизма передачи наследственной информации, на гипотезу Кастлера об эволюции молекулы полинуклеотида со свойствами репликации; идею Кальвина о молекулярной эволюции свойства автокатализа некоторых биополимеров; концепцию Бернала о химической эволюции в адсорбционных пленках; гипотезу Фокса и Дозе об эволюции протеиноидных микросфер; теорию Эйгена об эволюции самовоспроизводящегося гиперцикла систем синтеза белков и полинуклеотидов; концепцию Меклера о перекрестной стереокомплементарности (механизм воспроизводства генетической информации и кода) и др. [8]. При всем многообразии данных точек зрения их объединяет общий методологический подход, сутью которого является историческая экстраполяция, т.е. объяснение истории развития живого из знания субстратных, энергетических и информационных характеристик современных живых систем. В данном случае направление процесса познания противоположно естественному ходу возникновения живого и начальные и конечные пункты их не совпадают. Это накладывает определенные ограничения на возможности актуалистического, или, как его еще называет А.П. Руденко, биологического, подхода, самый главный недостаток которого состоит в том, что он не способен в принципе вскрыть законы химической эволюции, определяющие ее условия, возможность, причины и направленность. “Из-за незнания законов химической эволюции в актуалистических гипотезах и теориях остается непонятным механизм естественного отбора эволюционных изменений; неясно, почему вообще происходит химическая эволюция и чем она отличается от неорганизованных химических процессов, почему эволюция направлена от простого к сложному, от неорганических веществ к органическим, от органических веществ к биополимерам и т.д.” [9]. В спорах о проблеме возникновения живого подчас раздаются и весьма скептические голоса по поводу возможности научного решения данной проблемы. Например П. Мора указывает на неприменимость в этом вопросе ссылок на законы экспериментальной науки. И тогда, чтобы остаться в рамках причинного объяснения, необходимо предположить, что будут открыты какие-то новые физико- химические законы, неизвестные современной науке. В противном случае ничего не остается, как признать несостоятельность причинного объяснения и необходимость телеологии, с чем, естественно, ученые вряд ли согласятся [8]. 2.3. Критические воззрения на теорию о самозарождении жизни на Земле В то же самое время, когда проводились многочисленные эксперименты, долженствующие доказать возможность самопроизвольного зарождения жизни, многими учеными были проделаны теоретические расчеты, оценивающие вероятность этого события. Насколько реально появление любого живого, в нашем понимании, существа - Биологического существа, способного к самопроизводству, самообучению, самообеспечению? Астроном Ловелл в свое время подчеркивал: “Вероятность случайного события. Которое могло бы привести к образованию мельчайшей молекулы протеина, невообразимо мала. Среди пространственно-временных соотношений, о которых идет речь, эта вероятность равна нулю”. Так, американский биохимик Г.Кастлер, исходя из определенного объема “пробирки”- Мирового океана, в котором должны были происходить искомые реакции, времени химической эволюции, оцениваемой им в 2 миллиарда лет и других достаточно приемлемых начальных условий, пришел к выводу, что природа могла в этих условиях предпринять не более 1046 попыток самосборки простейшей бактерии из мономолекулярных блоков. С другой стороны, структура простейшей живой бактериальной клетки, о которой говорилось выше,- это всего лишь одна реализованная возможность из 10301 потенциальных конфигураций, которые можно было бы получить из имеющихся в ней молекулярных блоков, то есть природа располагала в 10225 раз меньшим числом попыток, чем было необходимо. Столь малая вероятность случайного возникновения жизни заставляет исследователей искать альтернативные варианты решения этой проблемы. Одной из древнейших гипотез, объясняющих зарождение жизни на Земле, является гипотеза панспермии, согласно которой Вселенная насыщена спорами жизни, переносимыми на планеты метеоритами, кометами, или космической пылью, движущейся под действием давления света. Эта гипотеза, современную форму которой придал еще в конце прошлого века Сванте Аррениус, и сегодня пользуется популярностью у некоторой части ученых. Однако идея посева жизни не решает, а лишь отодвигает проблему возникновения жизни куда-то в космос. К тому же, подставляя в расчеты Кастлера вместо земных “вселенские” параметры, мы получим вероятность случайного образования жизни, равную 10-242, что никак не может служить источником для оптимизма. Отсюда мы вынуждены признать, что жизнь относится к космическим феноменам” [10]. Гипотеза о самозарождении жизни, помимо указанных, содержит в себе еще ряд весьма серьезных затруднений одно из которых было довольно-таки ехидно сформулировано следующим образом: если бы в условиях первобытной Земли самопроизвольно возник даже слон, то у него не было бы никаких шансов на дальнейшее существование. Можно также отметить сложности, связанные с объяснением отмеченной еще Пастером “асимметрии живого”, заключающееся в том, что все белковые соединения, входящие в состав живого вещества, имеют левую асимметрию. Это означает, что хотя большинство органических соединений может существовать в двух пространственных формах, являющихся зеркально симметричными относительно друг друга, для живого земной биосферы совершенно не безразлично использование той или иной формы: все белковые соединения, входящие в состав живых организмов, имеют левую асимметрию. Уже Пастер обратил внимание на то, что асимметричный синтез должен происходить под воздействием какого-то внешнего асимметричного фактора. Этот аспект природы земной биосферы до настоящего времени не имеет сколь- нибудь приемлемого объяснения [11]. Еще одну, и все более усугубляющуюся, трудность вносят палеонтологические открытия, все более сокращающие предполагаемый срок химической эволюции. Если Кастлер в своих расчетах отводил на предбиологическую эволюцию 2 миллиарда лет назад, то открытия древнейших протоорганизмов - бактерий сине-зеленых водорослей, появившихся не позднее 3,5-3,8 миллиарда лет назад, сокращают время, отпущенное на самозарождение жизни до всего лишь сотен миллионов лет [12]. Но так или иначе, однажды возникнув, жизнь стала развиваться, и развиваясь, усложняться и этот рост сложности живой материи, ее приспособительных, адаптивных возможностей таит в себе не меньше вопросов, чем загадка зарождения жизни. Заключение Известное определение Ф. Энгельса: “Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел”, акцентирует космический аспект жизни. Рождаются, живут и умирают звезды, туманности, планеты, кометы и другие космические тела, и в этом смысле не исчезает никто и ничто. Данный аспект наиболее разработан в восточной философии и мистических учениях, исходящих из принципиальной невозможности только разумом понять смысл этого вселенского круговорота. Материалистические концепции строятся на феномене самопорождения жизни и самопричинения, когда, по словам Ф. Энгельса, “с железной необходимостью” порождаются жизнь и мыслящий дух в одном месте Вселенной, если в другом он исчезает [13]. Осознание единства жизни человека и человечества со всем живым на планете, с ее биосферой, равно как и потенциально возможными формами жизни во Вселенной имеет огромное мировоззренческое значение. Эта идея святости жизни, права на жизнь для любого живого существа уже в силу самого факта рождения принадлежит к числу вечных идеалов человечества. В пределе, вся Вселенная и Земля рассматриваются как живые существа, а вмешательство в еще плохо познанные законы их жизни чревато экологическим кризисом. Человек предстает как малая частица этой живой Вселенной, микрокосмос, вобравший в себя все богатство макрокосмоса. Чувство “благоговения перед жизнью” [14], ощущение своей причастности к удивительному миру живого в той или иной степени присуще любой мировоззренческой системе. Толкование самоценности жизни, данной нам в нашем единственном мире, отнюдь не приглашает сожрать ближнего своего ради повышения своей мощи. Это хорошо показал А. Швейцер, проповедуя благоговение перед жизнью, которое выражается в глубоком уважении к существованию любого одушествленному сожданья, будб то человек, жук или ромашка. “Жизнь – это космический альтруизм, - вторит ему Х. Ортега-и-Гассет, - она существует лишь как постоянное перемещение от жизненного Я к Другому” [15]. Тезис “жизнь самоценна” ориентирует человека на последовательное, порой терпеливое переживание разных этапов жизни и разных ее проявлений. Он исключает самоубийство как способ разрешения жизненных проблем. Утеряв одни жизненные смыслы, испытав некий ценностный крах, человек ищет другие и находит их, ибо последним и главным смыслом является сама жизнь: возможность видеть небо и землю, слушать щебет птиц и журчание воды, радоваться другому человеку и радовать его собой. Тогда каждый прожитый день воспринимается как подарок. Острое переживание самоценности жизни очень точно выразил А. Вознесенский: “Вечером, ночью, днем и с утра благодарю, что не умер вчера!” И эта благодарность не только за наличные и грядущие плотские радости, но и за духовные открытия, творческие озарения, душевную гармонию, нераздельно связанные в обычной жизни с материальным бытием. Литература 1. Дарвин Ч. Происхождение видов. – М., 1967, с. 608. 2. Природа и дух: Мир философских проблем. Кн.1. Человек в мире и мир человека / В.М.Бурень, В.В.Василькова, Р.А.Зобов и др. СПб.,1995, с. 23-26. 3. Опарин А.И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. М., 1960, с.189. 4. Щербаков А.С. Самоорганизация материи в неживой природе. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990, с. 20-25. 5. Опарин А.И. Современные представления о происхождении жизни на Земле // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева, 1980, №3, с.251. 6. Опарин А.И. Философский и естественно-исторический аспект проблемы происхождения жизни // Известия АН СССР. Серия биологическая, 1970, №5, с. 637. 7. Пригожин И., Стенгерс И., Порядок из хаоса. – М.,1986. 8. Философские проблемы естествознания / Под ред. С.Т. Мелюхина. – М.: Высш. шк., 1985, с.296-303. 9. Руденко А.П. Эволюционная химия и естественно-исторический подход к проблеме происхождения жизни // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева, 1980, №4, с.393. 10. “Откуда взялись, пошли человеки?” //Знак вопроса, 1997, №3, с. 137-139. 11. Карпенко М. Вселенная разумная. М., 1992, с. 274-282. 12. Кеньон Д., Стейнман Г. Биохимическое предопределение.–М.: Мир, 1972, 336 с. 13. Энгельс Ф. Диалектика природы // Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 20. 14. Швейцер А. Благоговение перед жизнью. - М.: 15. Ортега-и-Гассет Х. Что такое философия? М., 1991, с.37. | works.tarefer.ru
Реферат - Возникновение жизни - Философия
Загадкачеловечества.
С незапамятных времен происхождение жизни было загадкойдля человечества. С момента своего появления благодаря труду человек начинаетвыделяться среди остальных живых существ. Но способность задать себе вопрос«откуда мы?» человек получает сравнительно недавно-7-8 тыс. лет. назад, вначале нового каменного века (неолита). Весьма примечательно, что именно вначале неолита люди выходят из пещер и начинают строить постоянные жилища наоткрытых местах. Перед взором человека раскрывается мир, который до того былему известен лишь частично по охотничьим вылазкам. Картина окружающего миранепрерывно обогащается, так как человеческий разум открывает все новыегоризонты. Этому способствует зарождение земледелия и ремесел. До этого временичеловек с трудом отделял себя от других животных(человек был и охотником, и своеобразной дичью), но постепенноон стал отграничивать себя от природы своим внутренним духовным миром. Вместе сэтим появляется вера в то. что окружающая природа — животные и растения, реки иморя, горы и равнины -тожеодушевлена.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Это примитивное, но практичноеотождествление окружающей природы содушевленностью человека имело серьезные последствия. Первые примитивные формыверы в нереальные, сверхъестественные или божественные силы, существовавшие уже35-40 тыс. лет назад, расширяются и скрепляются. Человек понимает, что онсмертен, что одни рождаются, а другие умирают, что он создает орудия труда,обрабатывает землю и получает ее плоды. А что же лежит в основе всего, кто первосоздатель, кто создал землю и небо, животных ирастения, воздух и воду, день и ночь и, наконец, самого человека? Так возниклопредставление о сотворении мира как о «творческом акте» бога, и этот миф лежитв основе всех религий. В Библии говорится: «В начале Бог создал небо и землю»;на четвертый день Бог распоряжается: «Да произведет вода обильное множествоодушевленных гадов, и птицы да летают над землей в небесном просторе». Втораячасть творения: «И создал Бог человека по своему образу и подобию». И наконец:«Господь Бог создал женщину из ребра, которое взял от человека, и привел ее кчеловеку» (Бытие, 1:2-31; 2:21-22). Как сборник различных по времени написанияи по содержанию произведений древнееврейской культуры Библия (ее древнейшаячасть известна с IX в. до н. э.) заимствовалапредставления о сотворении мира из древневавилонскихи древнеегипетских мифов. Эти мифы — продукт чистой фантастики и мистицизма, ноони показывают нам, какими были древние представления о происхождении мира.Впрочем, они властвовали умами людей на протяжении тысячелетий; многие верят вних даже и сегодня; известно, что простого человека легенды и мифы всегдаволновали больше, чем научная истина. Одна счастливая находка — алебастроваяваза. найденная при археологических раскопках древнешумерскогогорода Урука, который существовал в Южной Месопотамии4000 лет назад, — позволила познакомиться с древними представлениями овозникновении живых существ. Ваза украшена в несколько ярусов. В самом низуизображены морские волны. Из них поднимаются растения, далее следуют животные,а на самом верху- люди. Над всем этим — скульптурная композиция с богиней жизнии плодородия Иштар. Примечательно, что еще с древнихвремен идет стремление человека поставить себя на верхней ступени лестницыжизни как существо, «стоящее ближе всех к ангелам». Идея самозарождения жизнииз воды, ила или гниющей материи также идет от
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">древних мифов. В различных вариантахэта идея дожила до начала нашего века В книге «Происхождение жизни», изданной вБолгарии в 1974 т., один из создателей современной теории происхождения жизниакадемик А. И. Опарин (1894-1980) приводит очень подробный обзор развития идейо возникновении жизни на Земле. Поэтому ограничимся только самыми краткимиисторическими сведениями.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Древнегреческие философы Милетской школы
(VID-VI вв. до н.э.) принимали идею возникновения живых существ из водылибо из различных влажных или гниющих материалов, что было результатомнепосредственного влияния вавилонской культуры. Но еще Фалес (624-547 гг. до н.э.) оспаривал мифологические представления и создал стихийно-материалистическое мировоззрение с элементами диалектики.Согласно Фалесу и его последователям, возникновение живых существ из водыпроизошло без какого-либо вмешательства духовных сил; жизнь есть свойствоматерии. А. И. Опарин обоснованно отмечает, что философские взгляды Милетской школы, «содержат зачатки всех концепций повопросу происхождения жизни, которые впоследствии будут развиты болеедетально».<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Яркое материалистическое развитие идеисамозарождения живых существ осуществляется позже в трудах Демокрита(460-370 гг. до н.э.) и Эпикура (341-270 гг. до н. э.). По мнению этих философов; возникновение живых существ- естественный процесс, результат природных сил, а не «акта творения» внешнихсил.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Идеи Платона (427-347 гг. до н.э.) о двойственности мира- первичном мире идей ивторичном, материальном, мире сыграли отрицательную роль в развитии взглядов навозникновение жизни. Даже такой разносторонний и самобытный философ, какАристотель (384-322 гг. до н. э.), который колебалсямежду идеализмом и материализмом, признавал бога за высшую форму и перводвигатель. Согласно Аристотелю, организмы могутпроисходить от организмов, но вместе с тем могут возникать и от неживойматерии. Он считает, что материя лишь пассивное начало, возможность, котораяможет осуществиться только через определенную форму. Бытие содержит внутреннююцель развития (энтелехию). По Аристотелю, именно энтелехия как целеустремленнаявнутренняя сущность вдыхает жизнь в материю. Взгляды Аристотеля почти на 2000лет определяют судьбу идеи о самозарождении жизни, которая становится предметомряда идеалистических и мистических трактатов.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Только в середине XVII в. тосканкий врач Франческо Реди (1626-1698) предпринимает первые опыты по самозарождению.В 1668 г. он доказал, что белые черви, которые встречаются в мясе являютсяличинками мух; если мясо или рыбу закрыть, пока они свежие, и предотвратитьдоступ мух, то они, хотя и сгниют, но не произведут червей.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Сегодня опыты Редивыглядят наивными, но они представляли собой первый прорыв фронта мистическихпредставлений о формировании живых существ. Опыты по самозарождению жизнипроводит и шотландский ученый Т. Ниидам (1713-1781),но их опровергает итальянец Л. Спадланцани(1729-1799) как совершенно нечисто поставленные. Сам Спалланцанипроводит опыты, которые подтверждают выводы Реди ороли стерильности при подобных экспериментах. Почти через двести лет после Реди в 1862 г. великий французский ученый Луи Пастер (1822-1895) публикует свои наблюдения по проблемепроизвольного самозарождения. Он доказывает, что внезапное возникновение(«спонтанное самозарождение») микробов в различных видах гниющих набоек илиэкстрактов не есть возникновение жизни. Гниение и брожение-это результат жизнедеятельностимикроорганизмов, чьи зародыши внесены извне. Микробы — сложно устроенныеорганизмы и могут производить себе подобные существа, т.е. живое происходит отжилого. Как ученый, который доверяет только результатам научных опытов, Пастерне делает глубоких выводов о происхождении жизни. Однако его исследованияокончательно разрушили вековые предрассудки о спонтанном самозарождении.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Независимо от этого после опытовПастера решение Проблемы происхождения жизни стало чуть ли не невозможным.Приверженцы религии с облегчением вздохнули. Разумеется, сам Пастер никогда неутверждал, что жизнь не может возникнуть первично. Но большинство егосовременников именно так истолковали его опыты, принимая их за доказательствотого, что жизнь не может возникнуть из неживой материи. В связи с этимизвестный английский ученый Дж. Холдейн отмечает: «Поцелому ряду исторических причин христианская церковь приняла именно этупоследнюю точку зрения, потому что она, по мнению церкви, подчеркивала контрастмежду духом и материей». В эти тяжелые для естествознания времена появляютсятрезвые умы(Т. Гексли, Дж. Тиндал и др.), которые вовторой половине XIX в. высказывают предположение, что жизнь возникла впервичном океане из неорганического вещества в результате природного процесса.В это время возрождается и идея космического посева (панспермии), высказаннаяеще в V в. до н.э. греческим философом Анаксагором.По его учению, жизнь возникла из семени, которое существует «всегда и везде».Возрождение этой идеи — естественная реакция на кризис в вопросе происхожденияжизни, в который попало естествознание в середине XIX в. Тогда этот вопросвыглядел принципиально неразрешимым. И снова выход ищут в самозарождении илипривнесении зародышей жизни с других космических тел. После многовекового снаидея Анаксагора о «вечных семенах» была разбужена X. Рихтером в 1865 г.Согласно последнему, зародыши жизни занесены на Землю метеоритами иликосмической пылью. В развитом и видоизмененном виде гипотеза о космическом посеве (панспермии) разработана шведским физикохимиком Сванте Авенариусом в 1884 г. По Авенариусу,жизнь на Земле произошла от спор растений или «микроорганизмов, которыеперенесены с других планет под действием светового давления или, возможно,метеоритами. Уже в то время П. Веккерель, а позже иряд других ученых доказан невозможность переноса в жизнеспособном состоянии(активном или поддающемся активизации) зародышей жизни. На них губительнодействуют космические лучи, особенно коротковолновое ультрафиолетовоеизлучение, которым пронизана Вселенная. Идея панспермии жива и сегодня, онапредстает в постоянно изменяющихся формах. Согласно одному из новейшихвариантов этой гипотезы (называемому еще «инфекционной теорией»), жизнь наЗемлю была занесена обитателями других планет, которые совершали межпланетные имежзвездные перелеты. Однако этому нет никаких доказательств.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Ни один серьезный ученый сегодня несчитает, что жизнь на Земле — исключительное явление во Вселенной. Однаконекоторые допускают, что это действительно так и что земная жизнь — единственноесчастливое (очевидно, для человека!) исключение. Но тот факт, что досегодняшнего дня не установлен контакт с другими(внеземными) цивилизациями, ещене доказательство, того что жизнь имеет место только на Земле. Вместе с темпризнание возможности существования жизни на других планетах вовсе не означает,что «зародыши жизни» с таких внеземных «плантаций» могут беспрепятственнопереноситься с одного космического тела на другое. Несмотря на то что проведенои проводится множество целенаправленных исследований, до сих пор не установленоникаких фактов, которые показывали бы, что живые существа принесены на Землюметеоритами или с космической пылью. Все опыты в этом направлении оказываютсянапрасными даже сейчас, когда человек сам или с помощью аппаратов проникает вближайший космос. Опубликованные данные Б. Нада идругих о микроорганизмах в метеоритах Оргюэй и Ивонна (Франция) оказались результатом ошибочногоопределения минеральных зерен в качестве некоего окаменелого микроорганизма ивторичною загрязнения поверхности метеорита. Очевидно, что идея «посева» жизнина Земле из космоса не решает проблемы. Эта идея имеет чистопсихологическую привлекательность — мыидем из космоса! Действительно, космос имеет особенно привлекательную силу длясовременного человека. Может быть, потому, что в бесконечности космоса сегоднячеловек предвидит будущие возможности нашей цивилизации, и в этом отношении егоинтерес вполне естествен. Вероятно, поэтому идея космического «посева» волнуетмногих.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Одним из современных апостолов гипотезывнеземного происхождения жизни является известный английский ученый, лауреатНобелевской премии Фрэнсис Крик. Вместе самериканским исследователем Лесли ОргеломКрик опубликовал статью, озаглавленную «Управляемая панспермия». По мнению авторов,«некая примитивная форма жизни была сознательно занесена на Землю другойцивилизацией». Если люди на Земле способны занести жизнь на другие планеты,почему бы не допустить, что сама жизнь на Земле есть продукт транспорта другойразвитой цивилизации, которая существовала до нас за 4 млрд. лет. Интересно, неправда ли? После американских исследований Марса по программе «Викинг» пообнаружению жизни на этой планете (абсолютно никаких следов жизни не былообнаружено) известный американский писатель, автор научно-фантастическихпроизведений, Рэй Бредбериостроумно писал: «Все-таки следует принять, что отныне на Марсе есть жизнь, та.которую человек донес до Марса, н теперь на Марсе есть наша жизнь!»
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Но оставим в стороне этотфантастический исходный пункт статья Крика и Оргела.Каковы другие предположения и доводы в пользу этой новой вариации на старуютему «посева извне?»
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Во-первых, на борту космическогокорабля внеземной цивилизации «должны были быть» микроорганизмы многих видов.Радиус нашей Галактики составляет около 10 световых лет, так что, по Крику и Оргелу, космический корабль, движущийся со скоростью 0,001скорости света, мог занести жизнь на все планеты нашей Галактики. В этом случаенаучно доказано только одно: под защитой космического аппарата микроорганизмыдействительно могут сохраняться миллионы лет и при температурах, близких кабсолютному нулю. Остальные предположения, как и поиски призраков, нерассматривает даже фантастика. Вторым доводом Крика и Оргелав пользу «космического посева» является универсальный характер генетического кода-единого механизма передачи наследственных свойств увсех живых организмов. Если предположить, говорят эти ученые, что жизньвозникла на Земле самостоятельно и одновременно в разных местах, то остаетсянеясным, как сформировался единый для всех земных организмов генетический код.Единый механизм наследственности у земных организмов легко объясним согласноКрику и Оргелу, если принять, что жизнь на Землюзанесена с других планет. Однако для происхождения генетического кода возможнои «земное» объяснение. На ранних этапах химической эволюции, когда формируютсясложные молекулы, в результате химического отбора, очевидно, создается иуниверсальный механизм передачи наследственных черт земными организмами.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Третий довод в пользу рассматриваемойгипотезы: «Присутствие крайне редких элементов в земных организмах означает,что они имеют внеземное происхождение». Крик и Оргелуказывают, что молибден содержится в земной коре в незначительном количестве, аего роль в обмене веществ (метаболизме) земных организмов значительна.Одновременно отмечается, что известны так называемые «молибденовые звезды» свысоким содержанием молибдена, которые и являются исходными «плантациями»микроорганизмов, занесенных на Землю! Приведение факта о низком содержаниимолибдена в земной коре и его большой роли в метаболизме земных организмов былобы ловким приемом в устной дискуссия, чтобы смутить противника. Но написанноеостается и может быть проверено. Впрочем, в этом случае проверка не нужна. Подобноготипа несоответствие является правилом для целого ряда химических элементов,которые принимают участие в составе и метаболизме организмов. Это правилообъясняется с позиций эволюционной биохимии. В связи с этим можно привести ещеболее яркий пример о низком содержании фосфора в земной коре и егоисключительной роли для земных организмов: фосфор -обязательная составная частьнуклеиновых кислот, которые наряду с белками имеют важнейшее значение дляжизни; кроме того, высшая нервная деятельность также очень тесно связана с фосфором. Следовательно, дляобъяснения некоторых химических особенностей земной жизни не обязательнопривлекать другие звездные миры вроде «молибденовых звезд».
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Интересно отметить, что риторическийтрюк Крика и Оргела с молибденом был быстро раскрытяпонским ученым ф. Егани. Через год после статьиКрика и Оргела Еганиопубликовал свои исследования содержания металлов в составе Земли. Суммарноесодержание молибдена на Земле оказалось действительно низким, но его процентноесодержание в морской воде в два раза выше, чем хрома. По этому поводу Егани пишет: «Относительное обилие этого элемента(молибдена) в морской воде подтверждает широко принятую точку зрения опроисхождении жизни на Земле в первичном океане».
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Как в целом, так и в своих отдельныхвариантах гипотеза панспермии — мираж. Независимо от того объясняет ли онаисторию распространения жизни, она не объясняет возникновения самой жизни. Повыражению Дж. Бернала, эта гипотеза только «лукавая уловка ума», котораяотвлекает его от решения проблемы. По мнению Бернала. «одинаковобессодержательны и утверждения, что жизнь была создана со специальной целью, иутверждение, что она пришла откуда-то из другого места, где была всегда». Таккак если даже и допустить, что жизнь принесена с других космических тел, топодобное допущение ничем не помогает в решении проблемы происхождения жизни.«Все-таки жизнь — пишет Опарин, — когда-то и где-то должна была возникнуть наэволюционном пути. а Земля, как показывают современные научные данные, была дляэтого вполне подходящим местом». Вот почему нет необходимости привлекать другиесозвездия, удаленные от нас на миллионы световых лет, чтобы узнать тайну жизни.Эти тайны скрыты
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Здесь — на Земле, где люди открываютгоризонты науки, любят фантастику, но уже перестали верить в призраки.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Уже установлено достаточно фактов,которые показывают, что физико-химические условия океана не противоречат идееземного происхождения жизни. Процентное содержание отдельных металлов одинаковоу бактерий, губок, растений, животных в океанской воде.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Однако вернемся к началу XX в. Всебольшее число ученых склонно признать, что проблема возникновения жизни неможет быть решена наукой. Основания для такого мнения налицо: тысячелетнеегосподство религиозных мифов о сотворении мира и наивные представления осамозарождении заменяются умозрительными гипотезами и новыми мифами окосмическом посеве. В научной среде в начале века остро реагировали на всякуюумозрительную попытку объяснить мир вокруг нас. Знаменитый английский физикРезерфорд часто говорил: «Только бездельник говорит о Вселенной в моейлаборатории!» Но человечество (за исключением. может быть. представителейтрадиционного британского эмпиризма) не только с помощью поэтов и философов, пои добросовестных ученых стремилось познать Вселенную и жизнь как ее детище.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Есть нечто символичное в том. чтоосновы современной теории происхождения жизни заложены в один прекрасныймайский день. 3 мая 1924 г. на собрании Русского ботанического общества молодойсоветский ученый А. И. Опарин с дерзостью, присущей молодости, позволил себе сновой точки зрения рассмотреть проблему возникновения жизни. Его доклад «Овозникновении жизни» стал исходной точкой нового взгляда на вечную проблему«откуда мы пришли?.. Пять лет спустя независимо от Опарина сходные идеи былиразвиты английским ученым Дж. Холдейном. Общим вовзглядах Опарина и Холдейна является попыткаобъяснить возникновение жизни химической эволюции на Земле. Оба ониподчеркивают '«огромную роль первичного океана как огромной химическойлаборатории, в которой образовался «первичный бульон», а кроме того, и роль энзимов — органических молекул, которые многократно,ускоряют нормальный ход химических процессов. В дополнение к этому Холдейн впервые высказывает идею, что первая атмосфера наЗемле, «вероятно, содержала очень мало или вообще не содержала кислорода».
<span Arial»,«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Согласно Дж. Берналу, «труд Опаринасодержит в себе основы новой программы химических и биологическихисследований». Идеи Опарина вдохновили многих ученых на новые целенаправленныеисследования, результаты которых начинают открывать тайну жизни — этумучительную и сладкую загадку для человека. На следующих страницахрассказывается о современных взглядах на происхождение жизни, которые основанына идеях Опарина и Холдейна.
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Предпосылкивозникновения жизни.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Большинство современных специалистовубеждены что возникновение жизни в условиях первичной Земли есть естественныйрезультат эволюции материи. Это убеждение основано на доказанном единствехимической основы жизни, построенной из нескольких простых и самыхраспространенных во Вселенной атомов.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Исключительное морфологическоеразнообразие жизни (микроорганизмы, растения, животные) осуществляется надостаточно единообразной биохимической основе: нуклеиновые кислоты, белкиуглеводы, жиры и несколько более редких соединений типа фосфатов. Основныехимические элементы, из которых построена жизнь, — это углерод, водород,кислород, азот, сера и фосфор. Очевидно, организмы используют для своегостроения наиболее распространенные во Вселенной элементы что обусловлено самойприродой элементов. Например, атомы водорода углерода, кислорода и азота имеютнебольшие размеры и способны образовывать устойчивые соединения с двух- итрехкратными связями, что повышает их реакционную способность. Образованиесложных полимеров, без которых возникновение и развитие жизни вообщеневозможны, связано со специфическими химическими особенностями углерода.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Другие два биогенных элемента — сера ифосфор — присутствуют в относительно малых количествах, но их роль для жизниособенно важна. Химические свойства этих элементов также дают возможностьобразования кратных химических связей. Сера входит в состав белков, а фосфор-составная часть нуклеиновых кислот. Кроме этих шести основных химическихэлементов в построении организмов в малых количествах участвуют натрий, калий,магний, кальций, хлор, а также микроэлементы: железо, марганец, кобальт, медь,цинк и небольшие следы алюминия, бора, ванадия, йода и молибдена; следуетотметить и некоторые исключительно редкие атомы, которые встречаются случайно ив ничтожных количествах.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Следовательно, химическая основа жизниразнообразился еще 15 химическими элементами, которые вместе с шестью основнымибиогенными элементами участвуют в различных соотношениях в строении иосуществлении функций живых организмов. Этот факт особенно показателен в двухотношениях:
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">1) как доказательство единства происхождения жизни
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">2) в том, что сама жизнь, являющаясярезультатом самоорганизации материи, включила в эволюцию биологическихмакромолекул не только все самые распространенные элементы, но и все атомы,которые особенно пригодны для осуществления жизненных функций (например,фосфор, железо, йод и др.). Как отмечает советский ученый М. Камшилов, «для осуществления функций жизни важны химическиесвойства ее атомов, к которым, в частности, относятся квантовые особенности. Нетолько структура, обмен веществ, но даже и механические действия живыхорганизмов зависят от составляющих их молекул. Это, однако, не означает, чтожизнь может быть сведена просто к химическим закономерностям.
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Жизнь — одно изсложнейших, если не самое сложное явление природы. Для нее особенно характерныобмен веществ и воспроизведение, а особенности более высоких уровней ееорганизации обусловлены ее строением более низких уровней.
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Современная теорияпроисхождения жизни основана на идее о том что биологические молекулы могливозникнуть в далеком геологическом прошлом неорганическим путем. Сложнуюхимическую эволюцию обычно выражают следующей обобщенной схемой: атомы — простые соединения — простые биоорганические соединения — макромолекулы — организованные системы. Начало эволюции положено нуклеоснитезомв Солнечной системе, когда образовались основные элементы в том числе ибиогенные. Начальное состояние нуклеосинтеза быстропереходят в процесс образования различных по сложности химических соединений.Этот процесс протекает в условиях первичной Земли со все нарастающейсложностью, обусловленной общекосмическими иконкретными планетарными предпосылками.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Первое необходимое условие имеет общекосмический характер. Оно связано с единой химическойосновой Вселенной. Жизнь развивается на этой единой основе, отражающей какколичественные, так и качественные особенности отдельных химических элементов.Это допущение приводит к заключению, что на любой планете во Вселенной, котораяпохожа на нашу, по массе и расположению относительно центральной звезды можетвозникнуть жизнь. Согласнопредставлениям видного американского астронома X. Шеппи,во Вселенной имеется 10 космических тел (планет или звезд-лилипутов), накоторых может возникнут или существовать жизнь.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Главное условие возникновения жизниимеет планетарную причину и определяется массой планеты. Такое утверждение,быть может, имеет несколько геоцентрический и антропоцентрический характер, ножизнь, подобная земной, могла возникнуть и развиться на планете, масса которойимеет строго определенную величину. Если масса планеты больше чем 1/20 массыСолнца, на ней начинаются интенсивные реакции, что повышает ее температуру, иона светится, как звезда. Таковы планеты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Планетымалой массой (например, Меркурий) имеют слабое гравитационное поле и не могутпродолжительное время удерживать атмосферу, которая необходима для развитияжизни. Здесь интересно отметить, что по ряду подсчетов Земля приобрела 80%своей массы в первые 100 млн. лет своего существования. Из планет Солнечнойсистемы кроме Земли подходящую массу имеют Венера и Марс, но там отсутствуютдругие условия. По мнению советского астрофизика В. Г. Фесенкова,во Вселенной 1% планет имеет подходящую массу. Особенно важной предпосылкойвозникновения и развития жизни является относительно постоянная и оптимальнаярадиация, получаемая планетой от центральной звезды. Обычно оптимальнуюрадиацию получают планеты, имеющие орбиту, близкую к кротовой, и подвергающиесяпоэтому относительно постоянному облучению.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Обязательным условием возникновенияжизни является наличие воды. Парадоксально, но хоть вода — чуть ли не самаяраспространенная молекула во Вселенной, поразительно мало планет имеютгидросферу: в нашей Солнечной системе только Земля имеет гидросферу, а на Марсеимеется лишь незначительное количество воды.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Значение воды для жизни исключительно.Это обусловлено ее специфическими термическими особенностями: огромной теплоемкостью, слабой теплопроводностью, расширением при замерзании,хорошими свойствами как растворителя и др. Эти особенности обусловливаюткруговорот воды в природе, который играет исключительную роль в геологическойистории Земли. Из сказанного выше можно сделать следующий вывод: возникновениежизни на Земле есть часть общей эволюции материи во Вселенной, а не некийсверхъестественный акт. Налицо были исходные органические соединения,оптимальная масса Земли, оптимальная солнечная радиация, наличие гидросферы. Вэтих условиях эволюция материи с высокой степенью вероятности осуществляется попути возникновения жизни. За последние 20 лет были получены интересные сведенияо наличии органических соединений во Вселенной. Источники этих сведений — естественныепосланцы космоса на Землю, метеориты.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Современные представления опроисхождении жизни.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">«Вприроде нет ничего, что бы
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">противоречилозаконам физики,
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">естьлишь то, что противоречит
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">нашимпредставлениям о них.»
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Такова вкратце история развитиявзглядов на происхождение жизни. Рассматривать её более подробно не имеетсмысла, так как ни одна из этих гипотез не может дать четкий и обоснованныйответ на все возникающие вопросы, а их немало. Кроме того, все почти все ученыеработавшие над этой проблемой не открыли ничего нового, а лишь критиковали другдруга, да утверждали, что этот вопрос лежит за пределами человеческогопонимания.
Возможно это так, но отступатьещё рано, ведь не для того миллионы лет человек шагал по тропе эволюции, чтобыв конце пути понять, что он неразумная обезьяна. Попробуем всё сначала.
Перед человечеством стоитвопрос «Как появилась жизнь?». Попыток дать ответ великое множество, но каждая изних опирается на одну из трёх теорий:
·<span Times New Roman"">
·<span Times New Roman"">
·<span Times New Roman"">
Мы не будем отдавать предпочтениекакой-либо из них, так ни одна теория не имеет завершенного вида. Первая говорито том, что жизнь возникла по «воле божьей», но любая «божья воля» имеетконкретное материальное выражение. Вторая основывается на предположении, чтожизнь принесена из космоса, но как тогда она там появилась. Третья объясняетвсе тем, что жизнь возникла в древнемокеане из неорганических соединений путём различных химических реакций, новероятность того, что в результате этих реакций растворенные в воде веществасоединятся таким образом, что возникнет клеточная жизнь, не больше вероятноститого, что если долго перемешивать кучу мусора и грязи, появится Боинг-747(не говоряуже о том что на вопрос о происхождении разума и «души» человека эта «современная»гипотеза не дает вообще ни какого ответа). Каждая отдельная теория нереальна,но все вместе они дают ответы на вопросы:
·<span Times New Roman"">
·<span Times New Roman"">
·<span Times New Roman"">
То есть, мы пришли к тому, что некая всемогущаяи непостижимая вселенская Сила, по своему волеизъявлению, заставила молекулы наЗемле выстроиться таким образом, что возникла клеточная жизнь. При этом неоказывая на них непосредственного воздействия.
Мистика, волшебство, нереально?– Возможно, но ведь существует некая сила, которая заставляет галактики,звезды, планеты и их спутники организованно двигаться по определенным заданныморбитам, что тоже довольно трудно себе представить во вселенском масштабе.
Предположим, что такая живительная Сила действительно есть. Нокакова её природа нам пока неизвестно, тем не менее мы можем попробовать описатьеё свойства:
·<span Times New Roman"">
Поля, действие которого не подходитни под один вид фундаментальных взаимодействий·<span Times New Roman"">
·<span Times New Roman"">
·<span Times New Roman"">
Кроме того, логичнопредположить, что Поле способно накапливать и переносить информацию, таккак в противном случае жизнь была быпредставлена только одноклеточными организмами. Поле создаёт информационныйслепок каждой клетки и передаёт информацию о ней другим. Таким образом,возникают более сложные многоклеточные организмы, внутри которых происходитпостоянный информационный обмен.
Соответственно информационныйслепок всего организма будет представлять из себя сложную самостоятельную структуру,которая, взаимодействуя с внешним миром по вербальным каналам, способна накапливатьинформацию о нём, и соответственноадаптироваться (по тем же механизмам самоорганизации). В результате этой информационнойэволюции возникает структура, уровень организации (физиологической иинформационной) которой настолько высок, что появляется способность к логическомуанализу поступающей информации. Так появляется разумный человек.
То есть, путь эволюции материииз неживой в живую можно разделить на этапы:
1.<span Times New Roman"">
2.<span Times New Roman"">
доклеточнаяорганизация3.<span Times New Roman"">
4.<span Times New Roman"">
5.<span Times New Roman"">
6.<span Times New Roman"">
7.<span Times New Roman"">
8.<span Times New Roman"">
9.<span Times New Roman"">
Наиболее важным прорывом вэволюции явилось возникновение межклеточного информационного взаимодействия,так как именно на этом этапе появляется информационная самостоятельностьорганизма, то есть способность самостоятельно развиваться и адаптироваться квнешней среде. Это и стало первым шагом к появлению разумной жизни.
Кроме того, полученное намипутём логических рассуждений информационное поле вселенной, могло бы статьпричиной не только зарождения жизни, нои появления самой вселенной, как организованной системы движения и образования небесныхтел.
Из всего этого следует, чтожизнь на земле возникла в виде информационных форм, воздействовавших вопределенном «клеточном» направлении на эволюцию земного вещества.
Полученная нами теория имеетвполне завершенный научный вид и дает ответы на многие, ранее непонятныевопросы: «Как появился разум?»; «Что такое душа человека?»; «Как появиласьклетка?». Дело за малым: ответить навопрос «Что это за поле?».
Но чтобы это сделать, не надолезть за ним в космос и не надо рыть землю в поисках костей – секрет внутрикаждого из нас.
Человеческая душа есть главнаязагадка во вселенной, и отгадав её мы получим ответы на
www.ronl.ru
Реферат - Концепции возникновения жизни
Аруцев Александр Артемьевич, Ермолаев Борис Валерьевич, Кутателадзе Ираклий Отарович, Слуцкий Михаил Семенович
Сейчас уже прочитаны тысячи последовательностей белков и кодирующих их генов и становится ясным, что гены — не что иное, как случайные последовательности из четырех нуклеотидов, которые чередуются в разных комбинациях. Лишь в незначительной части эти последовательности «отредактированы» естественным отбором для лучшего исполнения своих функций. Такая корректировка не скрывает явных следов случайного, стохастического возникновения последовательности исходной. Но мог ли ген, скажем, гемоглобина или цитохрома С возникнуть случайно?
Вообще-то эта проблема отнюдь не нова. Философы еще в древности задавались вопросом: возможно ли возникновение достаточно сложной структуры в результате случайных, стохастических процессов? И все давали отрицательный ответ. Еще Цицерон полагал, что из случайно брошенных знаков алфавита не могут сложиться «Анналы» Энния.
Теперь эту проблему называют «парадоксом миллиона обезьян»: за сколько лет миллион обезьян, посаженных за пишущие машинки, напечатают полное собрание сочинений Шекспира или хотя бы одного «Гамлета»? «Обезьяний парадокс» переходит из одного философского трактата в другой: может ли миллион людей, никогда о Шекспире не слыхавших, написать «Гамлета»? Отсюда недалеко до вопроса: а мог ли «Гамлета» написать сам Шекспир, если даже миллиону людей это не под силу? И применима ли вообще теория вероятностей к этой категории явлений?
Как видите, начав с вопроса о случайности сочетаний знаков в нуклеотидных последовательностях, мы пришли к проблеме философской, затрагивающей коренные тайны мироздания (Б.М.Медников).
Еще в 1936 г. Н.К.Кольцов писал, что вероятность случайного возникновения полипептида из 17 аминокислотных остатков (гептакайдекапептида) равна одной триллионной, и сделал из этого совершенно правильный вывод: гены синтезируются не заново, а матричным путем. Но как возникла первая матрица?
Хватает ли времени на возникновение первого гена — протогена — случайным путем, стохастическим перебором нуклеотидов? Вспомним, что солнечная система — Солнце со всеми планетами — сформировалась, по самым последним оценкам, 4.6 млрд. лет назад (плюс-минус 0.1 млрд.). Первые следы жизни на Земле имеют возраст более 3.8 млрд. лет. В период становления — а это значительный срок — наша планета явно не годилась для возникновения жизни.
Подобные соображения воскрешают гипотезу о внеземном, космическом происхождении жизни. Гипотеза панспермии еще в прошлом веке была выдвинута Сванте Аррениусом, и суть ее можно выразить так: в вечной и бесконечной Вселенной жизнь так же вечна и бесконечна; споры, микроорганизмы — эти зародыши жизни — могут покинуть родную планету и давлением света транспортируются Бог весть куда — от планеты к планете, от звезды к звезде. У нас к идее панспермии склонялся В.И.Вернадский.
Однако гипотеза достаточно слабая. Пусть во Вселенной, хотя бы в одной нашей Галактике, миллионы планет. Исчезающе малую вероятность возникновения жизни (то есть протогена) на одной из них нужно умножить на столь же малую величину — вероятность благополучного межзвездного перелета. Это только видимость решения проблемы. Кроме того, похоже, что и всей Вселенной не хватает для возникновения жизни. Манфред Эйген подсчитал, что вероятность возникновения одного лишь белка — цитохрома С, состоящего примерно из ста аминокислотных остатков,- 10-130, а во всей Вселенной хватит места лишь для 1074 молекул (при условии, что все планеты, звезды и галактики состоят из вариантов молекул цитохрома).
Как видим, положение все более драматизируется. Получается, что все мы живем вопреки теории вероятностей. Нас не должно быть вообще!
Выход из сложившегося положения попытался найти Фрэнсис Крик. В 1982 г. он совместно с Л.Орджелом издал книгу «Жизнь как она есть, ее происхождение и природа». Сначала Крик драматизирует положение. Он исходит из того, что первичный полипептид, кодируемый протогеном, имел 200 аминокислотных остатков, а не 100, как у Эйгена. Тогда вероятность его возникновения 10-260 (это десятичная дробь с двумястами шестьюдесятью нулями после запятой). Далее он напоминает, что и Вселенная, в том виде, в каком она есть, не вечна. Большинство космологов сейчас считают, что она продукт «Big Bang» — «Большого взрыва», разметавшего все планеты, звезды и галактики, прежде сжатые в предельно малом (атомных размеров!) объеме.
Когда произошел Большой взрыв? Прежние расчеты по скорости разбегания галактик и энергии реликтового радиоизлучения давали неточные и завышенные величины возраста Вселенной. Теперь она уточнена — по соотношению в звездах радиоактивного тория (период полураспада 14 миллиардов лет) и стабильного ниобия. Оказалось, что возраст самых старых звезд — не выше одиннадцати миллиардов лет. Значит, для возникновения жизни не хватает не только пространства, но и времени. Ведь Вселенная лишь примерно вдвое старше Солнечной системы.
Крик также склоняется к неземному происхождению жизни. Но он физик и потому понимает слабости гипотезы панспермии. Конечно, давление солнечного света может придать споре микроорганизма третью космическую скорость, — но оно же будет отталкивать от звезды «чужие» микрочастицы. За миллионнолетние странствования гены неизбежно разрушатся космическим излучением. Разумеется, споры могут быть экранированы от него, например в метеоритах, но метеорит из-за большой массы не получит нужного ускорения давлением света. Да и вероятность того, что спора, ускоренная наугад, долетит до звезды с подходящими планетами, чересчур уж мала. Вероятность, что выстрел вслепую со стратосферного лайнера поразит, например, белку в глаз, намного выше. Конечно, за большой промежуток времени может произойти и маловероятное событие. Но времени-то как раз и не хватает.
И Крик выдвигает гипотезу направленной, управляемой панспермии. Предположим, пишет он, на какой-то из многочисленных планет во Вселенной миллиарды лет назад возникла некая сверхцивилизация. Ее носители, убедившись в том, что жизнь — штука редкая, возможно, уникальная, захотят распространить ее как можно шире. С этой целью сверхцивилизация начинает рассылать по всем направлениям, в свою и чужие галактики, автоматические ракетные корабли. Двигаясь со скоростью хотя бы 0.0015 % скорости света (около 3 миль/сек), они в среднем за 1000 лет достигнут ближайших систем с планетами и рассеют в их атмосферу пакеты с «пассажирами».
Такими пассажирами могут быть лишь замороженные и высушенные микроорганизмы. Они устойчивы к излучениям и перенесут сверхдлительный космический перелет. Устойчивы они и к огромным ускорениям, так что эти гипотетические корабли могут набирать скорость самым экономичным путем — взрывным ускорением в сотни g. Если условия на поверхности новой планеты окажутся пригодными, начнется стремительное размножение — и последующая эволюция, вплоть до появления человека.
А что значит пригодные условия? Мы знаем микроорганизмы, живущие без кислорода, в горячей серной кислоте, использующие в качестве источника энергии серу и восстановленные металлы. Многие земные бактерии, похоже, отлично выживут на Марсе или хотя бы на полюсах Венеры.
И Крик вспоминает старый спор между великими физиками-атомщиками Энрико Ферми и Лео Сцилардом. Сцилард был горячим сторонником сверхцивилизаций, рассеянных по космосу, и скептик Ферми спросил: «Если их много, почему мы их не видим и не слышим? Где же они?» И Крик полагает, что нашел ответ: «Они — это мы, вернее, мы — их сверхотдаленные потомки. В будущем мы, возможно, подхватим эту эстафету». (Крик подсчитывает, что даже наши современные космические корабли долетят до туманности Андромеды за 4 млрд. лет, когда от нашей цивилизации не останется даже праха.)
Однако доказательства космического происхождения жизни, выдвигаемые Криком и Орджелом, немногочисленны и неубедительны. Первое из них — повышенное по сравнению со средней концентрацией для общей массы Земли содержание молибдена в живых организмах. Молибден входит в состав ряда ферментов, например нитрогеназы микроорганизмов, связывающих атмосферный азот. Это ключевой фермент, делающий жизнь на Земле возможной. И Крик с Орджелом заключают: мы все эмигранты с богатой молибденом планеты. Но Морисабуро Эгами показал, что относительные единицы количества (кларки) для живой природы и морской воды по молибдену совпадают. Так что молибденовый след ведет не в космос, а в земной океан.
Второй довод Крика — внезапное возникновение микроорганизмов 3.8 млрд. лет назад. Увы, этот довод в равной мере годится для всех форм жизни, включая человека. Внезапность — артефакт, обусловленный спецификой палеонтологической летописи. Она всегда констатирует широкое распространение формы («торжествующую обыденность»), а не процесс ее становления. Принцип телевидения и первые успешные попытки его применения известны с 20-х годов, но археологи будущего найдут первые обломки телевизоров, скорее всего, в слоях 50-х и ими датируют его внезапное возникновение. А на деле никакой внезапности не было.
Но главное не в этом. Самое досадное, что красивая гипотеза Крика не помогает. Даже призвав на помощь все планеты Вселенной, мы лишь в ничтожной мере повысим сверхкороткую вероятность возникновения протогена. Из исчезающе малой дроби (10-260) срежется каких-нибудь пятьдесят нулей после запятой — ни времени, ни места по-прежнему не хватает. Так что, перефразировав известное изречение Н.Бора, эта гипотеза недостаточно безумна, чтобы быть верной.
Пожалуй, до конца пошел в этом вопросе лишь астроном и математик Налин Чандра Викрамасингх (Шри-Ланка). Его исходные положения те же: жизнь не может возникнуть случайным путем. Для жизни нужно возникновение около 2000 ферментов — число пробных комбинаций 10-40000 (сорок тысяч нулей после запятой!). Вывод Викрамасингха: «Скорее ураган, проносящийся по кладбищу старых самолетов, соберет новехонький суперлайнер из кусков лома, чем в результате случайных процессов возникнет из своих компонентов жизнь». Но ведь происхождение жизни как-то надо объяснить? И Викрамасингх объясняет (или полагает, что объясняет, хотя это не одно и то же): «Свои собственные философские предпочтения я отдаю вечной и безграничной Вселенной, в которой каким-то естественным путем возник творец жизни — разум, значительно превосходящий наш».
У нас есть выбор. Можно, конечно, согласиться с астрофизиком из Шри-Ланки и на этом покончить с разгадкой происхождения жизни. А можно рассмотреть такую проблему: все статистические выкладки, приводящие к чудовищному количеству вариантов и, следовательно, к ничтожно малым вероятностям спонтанного возникновения протогена, верны. Вот только применимы ли они?
Полагаем, что повторить создание «Гамлета» не под силу не только миллиону обезьян, но и миллиону людей с пишущими машинками. Но — последний риторический вопрос: мог ли существовать театр, если бы «Гамлет» не был написан? Ведь в бурный елизаветинский век Шекспир мог бы попасть не в «Глобус», а, скажем, в экипаж к Фрэнсису Дрейку и сложить свою буйную голову в кругосветке «Золотой лани». Ясно, что мы имели бы театр без шекспировских пьес и не переживали бы по поводу их отсутствия. Ибо нельзя скорбеть по тому, что не появилось на свет.
И М.Эйген со своим примером — цитохромом С, и Ф.Крик с гипотетическим ферментом, и Н.Ч.Викрамасингх в расчетах исходят из того, что имеется только один пригодный вариант цитохрома С, по единственному варианту каждого фермента и так далее — то есть, не будь «Гамлета», и театра не было бы. А ведь это не так. Если вариантов множество (а их практически бесконечность), то и полипептидов, пригодных для работы, например в качестве фермента, так же должно быть практически бесконечное число.
Это утверждение допускает экспериментальную проверку. Если мы правы, то полипептиды, в которых аминокислотные остатки чередуются случайным образом (стохастические полимеры), должны проявлять биологическую активность. Как только стохастический полимер смог проявить ферментную активность при синтезе своей же матрицы — протогена, возникновение жизни можно было бы считать завершенным. Пусть эти полимеры работали хуже современных ферментов — не так эффективно и специфично. Но на то и отбор, чтобы корректировать их последовательности, совершенствуя функции.
Вот хороший пример: есть целая группа ферментов — сериновые протеазы, расщепляющие белки по амидным связям. Установлено, что активность их определяется наличием в последовательности тройки: серин-гистидин-аспартат — только тогда белок ускоряет расщепление (реакцию протеолиза) в 10 миллиардов раз против контроля. Если же мы будем убирать из последовательности сначала серин, потом гистидин, потом аспартат, активность соответственно будет снижаться в 2x106, 2x1O6 и 3x104 раз. Но и без магической тройки она не исчезнет, не будет нулевой.
Отсюда следует, что в достаточно большой и разнообразной совокупности случайно синтезированных полимеров можно найти такие, которые смогут выполнять функцию любого белка, например фермента, — такие опыты уже были поставлены. Американский исследователь X.С.Фокс смешивал сухие аминокислоты и нагревал их до 200? С; в результате получались полипептиды-цепочки из аминокислотных остатков, практически неотличимые от белков малой молекулярной массы. Мономеры в этих полимерах были распределены совершенно случайно, и в этой смеси вряд ли можно было найти две одинаковые молекулы. По-видимому, такие соединения — протеиноиды — легко возникали на начальном этапе существования Земли, например на склонах вулканов.
Х.С.Фокс и его сотрудник Л.Бахадур проверили, может ли смесь протеиноидов работать как фермент. Оказалось, что она проявляла активность, имитирующую функцию ферментов пирофосфатазы, каталазы, АТФазы. Другие исследователи, многократно проверив опыты Фокса, пришли к выводу, что подобная смесь может имитировать функцию практически любого фермента. Возможно, что протеиноиды катализировали синтез первых генов — матриц, на которых синтезировались уже настоящие белки, но тоже со случайными последовательностями. Как только среди них нашлась одна, способная ускорить синтез и репликацию своей матрицы — нуклеиновой кислоты, труднейшая проблема происхождения жизни была решена.
Для этого не требовалось сверхастрономического числа Вселенных и вмешательства сверхразума. В опытах Фокса участвовало не 10230 молекул, а существенно меньше — 1023,- одного моля, как говорят химики. Для возникновения жизни вполне хватило бы случайных химических реакций в достаточно большой грязной луже, вроде той, которую воспел Н.В.Гоголь в «Миргороде».
Опровергнуть эту концепцию можно посетив несколько планет земного типа из других звездных систем. Вполне возможно обнаружить на некоторых из них, хотя бы на одной, жизнь. Вот если тамошние гены и кодируемые ими белки будут гомологичны генам и белкам земных организмов, можно принять идею Творца.
Пока это не грозит: мы знаем, что и на Земле один и тот же ген не возникал дважды, как не было написано дважды любое литературное произведение, тот же «Гамлет».
www.ronl.ru
