Возникновение и развитие жизни на Земле 2

Возникновение и развитие жизни на Земле

Возникновение и развитие жизни на Земле

Возраст Земли, определенный различными методами, насчитывает 6-7 млрд лет, однако ни один из методов не является точным. Должно было пройти около 3 млрд лет, прежде чем на Земле возникла жизнь. Высказывалось много гипотез о происхождении Земли, согласно которым Солнце и планеты Солнечной системы образовались внутри космического облака. Масса Земли была первоначально очень мала, но в силу гравитации все больше частиц притягивалось и масса увеличивалась и уплотнялась. Из-за увеличения плотности частиц начала повышаться температура Земли, а затем наступило охлаждение, продолжавшееся в течение миллионов лет и сопровождавшееся образованием химических веществ. Более тяжелые вещества оседали к центру, образуя ядро Земли, а более легкие образовали оболочку Земли. По мере охлаждения поверхность Земли затвердевала, исключая места вулканической деятельности. Благодаря большим размерам Земля имела силу притяжения, достаточную, чтобы удержать окружавшие ее газы. Это были совсем другие газы, нежели те, которые содержатся в современной атмосфере. В древней атмосфере Земли содержались вода (преимущественно в виде пара, поскольку температура Земли была высокой, чему способствовали распад радиоактивных соединений и поток ультрафиолетового излучения Солнца), пар, водород, аммиак и метан. Высоко над Землей водяной пар конденсировался, образуя тучи, и выпадал в виде дождя на горячие скалы. Свободного кислорода не было, он соединялся с железом, алюминием, кремнием и другими элементами, образуя минералы в земной коре, а также входил в состав воды и таких газов, как оксид углерода (СО) и окись углерода (СО2). Свободный кислород появился в атмосфере Земли много позже, когда возникла жизнь и развился процесс фотосинтеза. По-видимому, не было в атмосфере тогда и молекулярного азота (N2), он

образовался позже в результате окисления аммиака кислородом. Содержание углерода в первичной атмосфере можно объяснить его образованием при взаимодействии карбидов (соединений углерода с металлами) с водой, в результате чего возникает метан (СН4) и другие углеводороды.

Когда интенсивность радиоактивных, радиохимических и химических процессов стала снижаться, началось охлаждение планеты, но поверхность долгое время оставалась горячей, продолжалась активная вулканическая деятельность - образовывались горы и глубокие впадины. При температуре ниже 100 oC стали изливаться дожди, образовывались моря и океаны. В горячей дождевой воде растворялись NH3, CO2, CH4, HCN из атмосферы, а также соли и другие вещества, вымываемые из поверхностных слоев Земли. Между веществами, растворенными в первобытном океане, неизбежно должны были происходить химические реакции, в результате которых могли образоваться органические

соединения.

Как же возникла жизнь на Земле? В античные и средневековые времена было широко распространено учение о зарождении живых существ из неживого материала. Спор между мистическими учениями и развивающимся материализмом состоял лишь в трактовке этого вопроса: является ли самозарождение проявлением “духовного начала” или же это процесс естественного образования живых организмов. Итальянский врач Франческо Реди в 1668 г. опубликовал результаты своих экспериментов и легко и просто доказал, что черви в мясе появляются в результате откладывания яиц мухами, а не из самого мяса. Тем самым он нанес неотразимый удар по представлению о самопроизвольном зарождении жизни. Молодым украинским ученым М.М.Тереховским (1775 г.) была также доказана невозможность самозарождения жизни: он показал, что если прокипятить мясной бульон и сосуд запаять, то в нем никаких микробов не появится. Знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер получил премию Парижской академии наук в 1862 г. за то, что проведя блестящий эксперимент, доказал невозможность самозарождения микробов. Пастер поместил бульон в склянку с S-образным узким горлышком, в которую свободно проходил

воздух, а микробы, находившиеся в воздухе, оседали в S-образном колене горлышка. В таком состоянии сосуды были оставлены в спокойном месте и даже через несколько месяцев бульон был чистым. Если же сосуд поворачивали так, чтобы бульон обмыл S-образный изгиб и снова стек в колбу, в ней вскоре начиналось гниение. Как только споры попадали в бульон из изогнутого горлышка, начиналось размножение микробов. После работ Реди, Тереховского, Пастера было единодушно признано, что любой организм рождается от своих родителей - живых организмов т.е. происходит биогенез. И снова встал вопрос: каким образом возникла жизнь на Земле, на которой не было ничего живого?

В настоящее время высказано несколько гипотез о происхождении жизни на Земле. Каждая из них,

имея вполне убедительные доказательства, тем не менее требует точных научных доказательств,

которыми человечество владеет еще недостаточно.

Согласно космогонической теории (гипотеза о вечности жизни или “панспермии”), зародыши

жизни (споры растений и микроорганизмов) рассеяны в космическом пространстве и переносятся с планеты на планету, а на Землю попадают с метеоритами и пылью. Горячим сторонником этой гипотезы был выдающийся ученый конца XIX в. физикохимик С.Аррениус. Эту же точку зрения разделял виднейший биогеохимик академик В.И.Вернадский. Даже если жизнь существует на других планетах, трудно себе представить, что живые организмы переносятся на Землю без пов