ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ

одна из центральных проблем естествознания. Теологи и философы-идеалисты (финалисты, холисты, органицисты и др.) утверждают, что возникновение жизни есть результат творческого акта духовного начала, «высшего интеллекта», бога. В противоположность этому материалисты считают, что Жизнь по своему происхождению материальна и возникла естественным путём на основе общих законов природы. Однако господствовавший в естествознании в конце 19 — начале 20 вв. механистический материализм, пытавшийся познать жизнь на основе уподобления организма машине (см. Механицизм), оказался бессильным рационально разрешить проблему П. ж. Только диалектико-материалистический подход к этой проблеме открыл путь к её разрешению, на что указывал Ф. Энгельс в «Диалектике природы».

В течение первых двух десятилетий 20 в. господствовали два представления о П. ж. на Земле. Согласно одному из них, жизнь была занесена на Землю извне (см. Панспермия); согласно другому, П. ж. — результат случайного образования единичной «живой молекулы», в строении которой был заложен весь план дальнейшего развития жизни. Оба эти представления исключали возможность научного подхода к решению проблемы П. ж., будучи, по меткому выражению англ. учёного Дж. Бернала, лишь «лукавыми уловками ума», стремящегося уклониться от разрешения этой проблемы.

Начало систематической разработке проблемы П. ж. было положено в 1924 в связи с выходом в свет работы А. И. Опарина «Происхождение жизни», в которой впервые была сформулирована естественненаучная концепция П. ж. на Земле, согласно которой возникновение жизни — результат длительной эволюции материи.Обобщив накопленный естествознанием фактический материал, Опарин проследил в естественноисторическом аспекте образование и последующую эволюцию органических соединений, простейших структур, энергетических процессов и биохимических функций, которые могли иметь место на Земле в период возникновения и становления жизни. Как отмечает Дж. Бернал (1967), эта теория легла в основу почти всех современных представлений о П. ж.

На основе накопившегося за 50 лет фактического материала возникновение жизни на Земле следует рассматривать как закономерный процесс эволюции углеродистых соединений. Современные радиоастрономические данные о наличии углеродистых соединений в межзвёздной среде, изучение кометных спектров и химического состава метеоритов показывают, что органические вещества возникали не только до появления жизни (что категорически отрицалось прежде), но и до формирования нашей планеты. Следовательно, органические вещества абиогенного происхождения (см. Абиогенез) присутствовали на Земле уже при её образовании. Химические и палеонтологические исследования древнейших докембрийских отложений и особенно многочисленные модельные эксперименты, воспроизводящие условия, которые господствовали на поверхности первобытной Земли, позволили понять, как в этих условиях происходило образование все более и более сложных органических веществ, в том числе полипептидов и полинуклеотидов. Т. о., абиогенное образование простейших углеводородов — первая ступень в развитии органической материи — не вызывает сомнений. Крупнейшим вкладом в развитие теории П. ж. явились предположения А. И. Опарина и амер. учёного Г. Юри о том, что первичная атмосфера Земли имела восстановительные свойства и на определённом этапе своего развития должна была содержать наряду с газообразным водородом и парами воды соединения углерода (в виде метана — CH₄ и циана — CN) и азота (в виде аммиака — NH₃). С течением времени состав атмосферы постепенно изменялся: в ней всё более возрастало содержание кислорода (в результате возникновения начальных анаэробных форм жизни) и она начала приобретать окислительные свойства. Установлено, что Земля возникла свыше 4,5 млрд. лет назад, а первые признаки жизни появились на ней 2—3 млрд. лет назад. Следовательно, в течение значительного времени существования Земли на ней не было жизни. В этот период, называемый периодом химической эволюции, протекали разнообразные химические превращения, приводившие к образованию сложных органических веществ, ставших в дальнейшем компонентами сначала фазовообособленных систем органических веществ — т. н. пробионтов, а затем и простейших клеток — протоклеток, обладавших свойствами живого. Лишь возникновение последних положило начало биологической эволюции. Представления о химической эволюции вещества на пути к возникновению жизни подтверждены рядом экспериментальных работ, в процессе которых были осуществлены абиогенные синтезы важнейших органических соединений в системах, моделирующих химический состав первичной земной атмосферы. Эти работы — одно из основных доказательств правомерности теории П. ж., выдвинутой сов. учёными.

Начало серии работ по абиогенному синтезу было положено американским учёным С. Миллером (1953), синтезировавшим ряд аминокислот при пропускании электрического разряда через смесь газов, предположительно составлявших первичную земную атмосферу. Сов. учёные А. Г. Пасынский и Т. Е. Павловская (1956) показали возможность образования аминокислот при ультрафиолетовом облучении газовой смеси формальдегида и солей аммония. Исп. учёный Х. Оро (1960) осуществила биогенный синтез пуринов, пиримидинов, рибозы и дезоксирибозы — компонентов нуклеиновых кислот (См. Нуклеиновые кислоты). Амер. учёные абиогенно синтезировали аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ) — основную форму накопления энергии в живых организмах (С. Поннамперума,1970), а также аминокислоты, Полипептиды и белковоподобные вещества (С. Фокс, 1969). Этими экспериментами было доказано, что абиогенное образование органических соединений во Вселенной могло происходить в результате воздействия тепловой энергии, ионизирующего и ультрафиолетового излучений, электрических разрядов. Первичным источником этих форм энергии служат термоядерные процессы, протекающие в недрах звёзд. Обширные геологические исследования показывают, что на поверхности земного шара в ранний геосинклинальный период её орогенического цикла воды, пропитывающие земной грунт, непрерывно перемещали растворённые в них вещества из мест их образования в места накопления и концентрирования. При этом наряду с синтезом всё более сложных органических веществ на одних и тех же субвитальных территориях имел место и их распад, а затем и новый синтез. Такие процессы могли приводить к многократному возникновению пробионтов. Подобное представление полностью исключает гипотезу о случайном характере П. ж.

Особое значение имеет это представление для понимания перехода химической эволюции в биологическую. Такой переход обязательно должен был быть связан с возникновением многомолекулярных фазовообособленных открытых систем, способных взаимодействовать с внешней средой, т. е. расти и развиваться, используя её вещества, энергию и тем самым преодолевая нарастание энтропии (См. Энтропия). Модельные опыты с фазовообособленными системами, или пробионтами, проводимые, в частности, А. И. Опариным и сотрудниками с коацерватными каплями (см. Коацервация), выделяющимися из водного раствора разнообразных органических полимеров, показали, что эти системы обладают способностью поглощать из окружающего их раствора разнообразные богатые энергией вещества и за их счёт расти, увеличиваясь в размерах и массе. При этом скорость указанного процесса определяется свойственной каждой индивидуальной капле химической и пространственной организацией, так что две разновидности капель, находящиеся в одинаковом растворе, ведут себя различно. Одни растут быстро, тогда как рост других замедлен и может даже происходить их полный распад. Описанные модельные опыты показывают возможность примитивного «отбора» капель в зависимости от характера их взаимодействия с внешней средой. С. Фокс с сотрудниками (с 1964) исследует микросферы — шаровидные образования, возникающие при растворении и последующей конденсации полученных им абиогенно белковоподобных веществ. Показано, что в процессе синтеза этих веществ из аминокислот образуются Гуанин и жирные кислоты. Это даёт основание считать микросферы интересным объектом для изучения одного из путей появления клеток. Возможным путём возникновения фазовообособленных систем органических веществ могло быть и спонтанное образование поверхностных плёнок и элементарных мембран (англ. учёный Р. Голдэйкр, 1963).

Независимо от того, какой из путей образования индивидуальных многомолекулярных систем, исходных для дальнейшего отбора и эволюции, будет признан наиболее вероятным, незыблемым остаётся представление о химической эволюции материи на пути к возникновению жизни. В литературе ещё довольно часто высказывается положение, согласно которому для исходного образования живых систем было необходимо, чтобы в гидросфере Земли первоначально (ещё на молекулярном уровне) возникли внутренне организованные и целесообразно построенные белковые вещества и нуклеиновые кислоты. Самосборка их молекул будто бы и привела к формированию первичных организмов. В этом случае непонятно, как могли возникнуть сами по себе молекулы белков и нуклеиновых кислот, обладавшие не только строго определённым внутримолекулярным строением, но и хорошо приспособленные к осуществлению функций, которые они будут выполнять в образовавшихся из них целостных живых системах.

Возникновение и совершенствование приспособленности внутримолекулярного строения белков и нуклеиновых кислот к выполняемым ими в организмах функциям могло происходить только на основе естественного отбора (См. Естественный отбор), которому подвергались целостные эволюирующие системы — пробионты — и возникавшие из них живые существа. В результате длительной эволюции и естественного отбора пробионты превратились в системы более высокого порядка, какими являются живые организмы. Появление нуклеиновых кислот как носителей генетической информации и ферментов как биохимических катализаторов не могло привести к возникновению жизни без системы, обеспечивающей передачу информации первых и постоянный синтез вторых. Именно поэтому невозможно представить себе, что «началом жизни» была единичная молекула нуклеиновой кислоты, или нуклеопротеида (вирус). Возникшая в дальнейшем на основе формирования генетического кода (См. Генетический код) способность к передаче наследственной информации от предков к потомкам стала одним из основных свойств организмов.

Конечно, то, что происходило на Земле, могло иметь место и в др. областях Вселенной. На этом основана уверенность в том, что жизнь существует не только на нашей планете. Однако достоверные признаки жизни ещё не обнаружены ни на ближайших к нам планетах Солнечной системы, ни в мировом пространстве.

Лит.: Энгельс Ф., Диалектика природы, Маркс К., Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 20; Опарин А. И., Происхождение жизни, М., 1924; его же, Возникновение и начальное развитие жизни, [М., 1966]; его же, Философский и естественноисторический аспект проблемы происхождения жизни, «Изв. АН СССР. Сер. биологическая», 1970, № 5; его же, История возникновения и развития теории происхождения жизни, там же, 1972, № 6; Бернал Дж., Возникновение жизни, пер. с англ., М., 1969; Руттен М. Г., Происхождение жизни (естественным путем), пер. с англ., М., 1973; Calvin М., Chemical evolution, Oxf., 1969. См. также лит. при ст. Жизнь.

А. И. Опарин, Г. А. Деборин.

Смотреть больше слов в «Большой Советской энциклопедии»

ПРОИСХОЖДЕНИЕ СЕМЬИ, ЧАСТНОЙ СОБСТВЕННОСТИ И ГОСУДАРСТВА →← ПРОИЗВОЛЬНАЯ ПРОЕКЦИЯ

Смотреть что такое ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ в других словарях:

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ, одна из центральных проблем естествознания. Теологи и философы-идеалисты (финалисты, холисты, органицисты и др.) утверждают, что... смотреть

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ Вопрос о П. ж., о возникновении живых существ является одной из центр, проблем естествознания. Диалектич. материализм рассматривае... смотреть

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ

возникновение форм преджизни и жизни в геологической истории Земли. По новейшим данным, время существования нашей планеты как твердого тела оценивается в 4,7 млрд. лет. Жизнь существует на Земле не менее 3,8 млрд. лет. Гипотезы происхождения жизни можно разделить на две основные группы: космическую (вечности жизни в Космосе — панспермии) и самостоятельного развития живого на Земле. Однако обе группы гипотез неминуемо сталкиваются с вопросом о переходе от преджизни к жизни. Физико-математические расчеты последнего времени не оставляют сомнений в том, что возникновение жизни могло быть лишь результатом «биологического большого взрыва», длительность которого была порядка всего лишь миллионов лет. За геологически короткое время произошла стремительная химическая эволюция, приведшая к киральной (свойство молекулы не совмещаться со своим отображением в идеальном плоском зеркале) чистоте молекул живого. Предпосылкой была физико-химическая перестройка первичных органических веществ в ходе усиливающих друг друга лавинообразных процессов. (См. Вещество, Вещество живое, Жизнь, Эволюция). Материал для этого — первичные углеводороды — широко распространены на всех космических телах. Зеркально асимметричные органические предбиологические вещества в условиях активной вулканической деятельности, высокой температуры, радиации, усиленного ультрафиолетового излучения (озоносфера, озоновый экран возник позже, в ходе увеличения количества кислорода в атмосфере Земли), частых грозовых разрядов относительно быстро усложнялись. При полимеризации левовращающих аминокислот образовались первичные белки. (См. Белок). Очевидно, одновременно возникли азотистые основания — нуклеотиды (см. Нуклеотиды). Флуктуации — временные случайные отклонения от относительно равномерного распределения молекул — усилились в ходе образования коацерватных капель (коацерватов) — многомолекулярных структур типа комочков геля. Наиболее устойчивые и способные к присоединению аналогичных структур из внешней среды, росту и распадению на столь же устойчивые части уже были прообразами организмов. Устойчивость предполагала и распадение в коацерватах отработанных крупномолекулярных структур. Таким образом, возник первичный обмен веществ. В ходе стремительного отбора, связанного с крайне жесткими условиями среды, из всех форм коацерватов преимущественно сохранились лишь те, у которых возникла способность к матричному синтезу белка. Основой для этого послужило изначальное включение в зеркально асимметричные молекулярные агрегаты полинуклеотидов — ДНК и РНК (см. ДНК, РНК). Стремительно возникшая физико-химическая база давала широкий простор для изменчивости и образования множественности форм жизни в первичном океане. Постепенное глобальное снижение количества абиогенного органического вещества приводило к преимуществу праорганизмов — фотосинтетиков (см. Абиогенез, Фотосинтез). Около 2 млрд. лет назад возникли первые их клетки. С этого момента началась биологическая эволюция. Наиболее признана в настоящее время гипотеза происхождения российского биохимика А. И. Опарина (1894 — 1980) и английского ученого Дж. Б. Холдейна (1892 — 1964). ... смотреть

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ

(проблема, науч. рассмотрение к-рой стало возможно только на основе таких достижений биологии, как теория Дарвина, исследование химизма биологич. процессов, выявление фундамент. роли белков в них. Основы теории естеств. возникновения жизни на Земле были заложены в 20-х гг. 20 в. трудами А. И. Опарина. Важное значение для ее развития имело открытие в 50-х гг. того факта, что основу живого вещества образуют наряду с белками де-зоксирибонуклеиновая и рибону-клеиновая кислоты (ДНК и РНК). Ньше эта Теория, опирающаяся на достижения биохимии, биофизики, молекулярной биологии, цитологии и др. наук, приводит к выводу, что жизнь на Земле появилась около 4 млрд. лет назад. К возникновению жизни привела эволюция изначально имевшихся на Земле углеродистых соединений и формировавшихся из них многомолекулярных систем. Опыты, моделирующие условия на поверхности молодой Земли, показали, что тогда из простых органич. соединений, воды, аммиака образовывались разнообразные более сложные соединения, в т. ч. аминокислоты, нуклеотиды, из к-рых в свою очередь формировались бел-ково- и нуклеиноподобные полимеры - полипептиды и полинуклеотиды. В растворе органич. веществ, в прогретой солнцем воде морей при определенных условиях образовывались многомолекулярные коллоидные системы (коацерватные капли), отделенные от окружающей среды, но сохраняющие с этой средой постоянный обмен веществом и энергией. Внутри коацерватных капель, или каких-то иных фазово-обособленных образований, происходило взаимодействие полинуклеотидов и полипептидов: полинуклеотиды служили матрицами для неферментного синтеза полипептидов, полиаминокислоты связывали определенные нуклеотиды. Это взаимодействие оказывало прямое влияние на устойчивость образований. Те из них, в к-рых взаимная структурная и функциональная обусловленность полинуклеотидов и полипептидов была выражена сильнее, чем у других, оказывались более устойчивыми и долговечными, т. к. были лучше уравновешены с окружающей средой. Происходил первичный отбор образований с наиболее взаимно «пригнанными» в структурном и функциональном отношениях полипептидными и полинуклео-тидными элементами. При каких-то пока еще не вполне раскрьаых наукой условиях появились такие образования, внутри к-рых нук-леотидные элементы превратились в нуклеиновые кислоты, действовавшие как организаторы и матрицы синтеза белков, а полипептидные элементы — в белки-ферменты, обеспечивающие самовоспроизведение молекул нуклеиновых кислот. Эти образования могли повышать уровень упорядоченности своей структуры за счет использования энергии и вещества внешней среды, самовоспроизводить себе подобных на основе информации, заключенной в химич. структуре нуклеиновых кислот, и обладали индивидуально различавшейся способностью уравновешивания с окружающей средой, благодаря чему первичный отбор превращался в качественно новое, биологич. явление - естеств. отбор. Такие образования и явились первичными живыми телами. ... смотреть

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ

проблема, науч. рассмотрение к-рой стало возможно только на основе таких достижений биологии, как теория Дарвина, исследование химизма биологич. процессов, выявление фундамент. роли белков в них. Основы теории естеств. возникновения жизни на Земле были заложены в 20-х гг. 20 в. трудами А. И. Опарина. Важное значение для ее развития имело открытие в 50-х гг. того факта, что основу живого вещества образуют наряду с белками де-зоксирибонуклеиновая и рибону-клеиновая кислоты (ДНК и РНК). Ньше эта Теория, опирающаяся на достижения биохимии, биофизики, молекулярной биологии, цитологии и др. наук, приводит к выводу, что жизнь на Земле появилась около 4 млрд. лет назад. К возникновению жизни привела эволюция изначально имевшихся на Земле углеродистых соединений и формировавшихся из них многомолекулярных систем. Опыты, моделирующие условия на поверхности молодой Земли, показали, что тогда из простых органич. соединений, воды, аммиака образовывались разнообразные более сложные соединения, в т. ч. аминокислоты, нуклеотиды, из к-рых в свою очередь формировались бел-ковои нуклеиноподобные полимеры полипептиды и полинуклеотиды. В растворе органич. веществ, в прогретой солнцем воде морей при определенных условиях образовывались многомолекулярные коллоидные системы (коацерватные капли), отделенные от окружающей среды, но сохраняющие с этой средой постоянный обмен веществом и энергией. Внутри коацерватных капель, или каких-то иных фазово-обособленных образований, происходило взаимодействие полинуклеотидов и полипептидов: полинуклеотиды служили матрицами для неферментного синтеза полипептидов, полиаминокислоты связывали определенные нуклеотиды. Это взаимодействие оказывало прямое влияние на устойчивость образований. Те из них, в к-рых взаимная структурная и функциональная обусловленность полинуклеотидов и полипептидов была выражена сильнее, чем у других, оказывались более устойчивыми и долговечными, т. к. были лучше уравновешены с окружающей средой. Происходил первичный отбор образований с наиболее взаимно «пригнанными» в структурном и функциональном отношениях полипептидными и полинуклео-тидными элементами. При каких-то пока еще не вполне раскрьаых наукой условиях появились такие образования, внутри к-рых нук-леотидные элементы превратились в нуклеиновые кислоты, действовавшие как организаторы и матрицы синтеза белков, а полипептидные элементы — в белки-ферменты, обеспечивающие самовоспроизведение молекул нуклеиновых кислот. Эти образования могли повышать уровень упорядоченности своей структуры за счет использования энергии и вещества внешней среды, самовоспроизводить себе подобных на основе информации, заключенной в химич. структуре нуклеиновых кислот, и обладали индивидуально различавшейся способностью уравновешивания с окружающей средой, благодаря чему первичный отбор превращался в качественно новое, биологич. явление естеств. отбор. Такие образования и явились первичными живыми телами.... смотреть

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ

учения о возникновении форм преджизни и жизни в истории Земли. Продолжительность жизни исчисляется (4,2-3,8) млрд лет и временем возникновения, не превосходящем несколько миллионов лет, а более вероятно гораздо меньшим сроком. Преимущественными считаются матричные механизмы возникновения жизни на минеральных кристаллах по схеме минеральный кристалл — минерало-органный кристалл — жидкокристаллическая структура, что вело к образованию ДНК, РНК, белков, всех полинуклеотидов и, в конечном итоге, к образованию протоклетки, возникновению механизма наследственности, а затем образованию клетки. Начала современного естествознания. Тезаурус. — Ростов-на-Дону.В.Н. Савченко, В.П. Смагин.2006.... смотреть