ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ И БИОСФЕРЫ.

Академик В.И. Вернадский рассматривает три основные гипотезы происхождения жизни на Земле:

1. жизнь зародилась после формирования Земли;

2. жизнь возникла вместе с формированием Земли;

3. жизнь возникла до формирования Земли и была занесена на нее.

Гипотеза 1 состоит в том, что в течение большого периода, после своего возникновения (4,5 млрд. лет назад), Земля была безжизненна и на ее поверхности происходил медленный синтез органических веществ, в результате которого через 1 млрд. лет появились анаэробные организмы, способные существовать и размножаться в безкислородной среде. Другими сопутствующими факторами были мощные электрические поля и радиоактивное излучение. В 1977 г. американский биофизик К. Воуз нашел в горячих источниках (температура 75-80С) микроорганизмы, которые в процессе жизнедеятельности поглощают двуокись углерода и кислород и выделяют метан. Эти организмы признаны основоположниками биологической эволюции планеты. Одновременно с ними в океане появились организмы, которые для получения энергии расщепляли органические вещества с выделением свободного кислорода. Обнаружены ископаемые остатки с возрастом около 3,5 млрд. лет, в которых обнаружены фрагменты молекул хлорофилла, т.е основа для фотохимического превращения двуокиси углерода в кислород. Около 1 млрд. лет назад появились организмы способные дышать кислородом, а так же способные к половому размножению. Генетическая активность организмов резко усилила эволюционный процесс, а главное появилась возможность бесконечного усложнения жизненных форм, дышащих кислородом, растворенным в воде от одноклеточных, затем многоклеточных мягкотелых – медуз, червей, и наконец скелетных – раковенных моллюсков и рыб. Дальнейшее повышение парциального давление кислорода в атмосфере и растворенного в гидросфере привело к формированию генетической основы для возникновения и совершенствования всех жизненных форм животных и растений на суше и в океане.

Гипотеза 2 состоит в том, что Земля и жизнь на ней – практически ровесники, что дает основание говорить о появлении жизни на земле, а не о ее происхождении. Новые данные подтверждают гипотезу раннего зарождения жизни в пределах солнечной системы в период, предшествующий ее образованию. Космохимические данные показали в метеоритах возраст которых 4,5 млрд. лет, что совпадает с возрастом земли, наличие сложных соединений аминокислот, которые являются составной частью белков. Отсюда следует, что синтез сложных органических соединений, как предшественников живого вещества, был закономерным этапом химической эволюции солнечной системы в самом начале формирования планет. Необходимо отметить, что сложившиеся на Земле условия способствовали развитию жизни из непосредственных предков живых организмов, как это рассматривалось в гипотезе 1. Переломным этапом в эволюции древней биосферы был переход дыхания от анаэробного к окислительному.

Гипотеза 3 Органические соединения были обнаружены в дальнем космосе, в частности формальдегид, цианистый водород, муравьиная кислота. Это дало основу для гипотезы зарождения жизни на ранних стадиях существования Земли посредством захвата космической пыли, насыщенной органическими молекулами. По мере развития гидросферы, примитивные формы жизни в виде ассоциаций органических молекул попали в воды мирового океана. Дальнейшее совершенствование жизни должно происходить по биологическим законам развития живой материи. Экспериментально это было подтверждено С. Миллером в 1953 г. путем получения органических веществ из компонентов простейших соединений. Набор простейших аминокислот был получен в колбе в смеси водорода, воды, метана, аммиака при пропускании электрического разряда.