A questão da origem da vida é uma das questões mais difíceis ciência natural moderna. No entanto, grande interesse foi atraído por ele em todos os momentos. A dificuldade em obter uma resposta a esta questão é que é difícil reproduzir com precisão os processos e fenómenos que ocorreram no Universo há milhares de milhões de anos. Ao mesmo tempo, a atual diversidade de formas e manifestações de vida na Terra atrai a maior atenção para este problema. Hoje, distinguem-se as seguintes hipóteses principais sobre a origem da vida.

Criacionismo

Segundo esta hipótese, a vida e todas as espécies de seres vivos que habitam a Terra foram criadas por Deus. Além disso, a criação divina do mundo ocorreu simultaneamente, de modo que o próprio processo de criação da vida não é acessível à observação no tempo. Além disso, o criacionismo não fornece uma interpretação clara da origem do próprio Deus Criador e, portanto, tem o caráter de um postulado. O famoso naturalista sueco K. Linnaeus, assim como o notável químico russo M.V. Lomonosov, apoiaram este dogma da origem da vida.

Hipótese de geração espontânea

Esta hipótese é uma variação abiogênese- a origem da vida a partir da matéria inanimada. Essa hipótese foi uma alternativa ao criacionismo, quando o conhecimento acumulado das pessoas sobre a natureza viva questionava a criação da vida por Deus. Filósofos Grécia Antiga e os naturalistas da Europa medieval acreditavam no surgimento de organismos vivos a partir de matéria inanimada. Eles acreditaram e tentaram provar que sapos e insetos se reproduzem solo úmido, moscas em carne podre, etc. As opiniões sobre a origem espontânea da vida foram difundidas quase até o final do século XVIII. Somente em meados do século XIX V. O cientista francês Louis Pasteur provou que as bactérias são onipresentes. Além disso, quaisquer objetos inanimados ficam “infectados” com eles se a esterilização não for realizada. Assim, Pasteur confirmou a teoria biogênese- a vida só pode surgir de uma vida anterior. O cientista finalmente refutou o conceito de espontâneo origem da vida.

Hipótese de panspermia

Em 1865, o cientista alemão G. Richter propôs uma hipótese panspermia, segundo o qual a vida poderia ter sido trazida do espaço para a Terra junto com meteoritos e poeira cósmica. Um defensor desta hipótese foi o grande cientista russo, criador ensino moderno sobre a biosfera V.I. Pesquisa moderna confirmam a alta resistência de alguns microrganismos e seus esporos à radiação e baixas temperaturas. EM ultimamente Houve relatos de que vestígios de matéria orgânica foram encontrados em meteoritos. Ao estudar o planeta mais próximo da Terra, Marte, foram encontradas estruturas semelhantes a bactérias e vestígios de água. No entanto, estas descobertas não respondem à questão da origem da vida.

Hipótese bioquímica da origem da vidaé o mais comum atualmente. Essa hipótese foi proposta na década de 20. século passado, o bioquímico russo A.I. Oparin e o biólogo inglês J. Haldane. Formou a base das ideias científicas sobre a origem da vida.

A essência desta hipótese é que nos estágios iniciais do desenvolvimento da Terra houve um longo período de abiogênese. Os organismos vivos não participaram disso. Para síntese compostos orgânicos serviu como fonte de energia radiação ultravioleta Sol. A radiação solar não foi retida pela camada de ozônio porque não havia ozônio ou oxigênio na atmosfera terra antiga não houve. Aminoácidos sintetizados, açúcares e outros compostos orgânicos foram armazenados no antigo oceano durante dezenas de milhões de anos. Seu acúmulo acabou levando à formação de uma massa homogênea, que Oparin chamou de “caldo primário”. Segundo Oparin, foi no “caldo primordial” que surgiu a vida.

Oparin acreditava que o papel decisivo na transformação de seres inanimados em seres vivos pertencia às proteínas. São as proteínas capazes de formar complexos coloidais que atraem moléculas de água. Tais complexos, fundindo-se entre si, formaram coacervados- estruturas isoladas do resto da massa de água.

Os coacervados tinham algumas propriedades de vida. Eles poderiam absorver seletivamente substâncias da solução circundante e aumentar de tamanho - um certo aparência de nutrição e crescimento. Quando os coacervados foram esmagados, formaram-se novas gotículas que mantiveram as propriedades básicas da formação original - aparência de reprodução. Mas para se transformarem nos primeiros organismos vivos, os coacervados careciam de membranas biológicas e de informação genética para garantir a reprodução.

O próximo passo na origem da vida foi o aparecimento das membranas. Eles poderiam ser formados a partir de filmes lipídicos que cobrem a superfície dos corpos d'água. Em seguida, proteínas dissolvidas em água foram adicionadas a essas formações lipídicas. Como resultado, a superfície dos coacervados adquiriu a estrutura e as propriedades de uma membrana biológica. Essa membrana já poderia permitir a passagem de algumas substâncias e não de outras.

A combinação adicional de coacervados com ácidos nucléicos levou à formação dos primeiros organismos vivos autorregulados e autorreprodutores - protobiontes. Esses organismos primários primitivos eram anaeróbios e heterótrofos que se alimentavam de substâncias do “caldo primordial”. Assim, após 1 bilhão de anos, segundo essa hipótese, a origem da vida na Terra foi concluída.

Atualmente, distinguem-se as seguintes hipóteses principais sobre a origem da vida: as hipóteses do criacionismo, da geração espontânea, da panspermia e da bioquímica. Entre vistas modernas cientistas sobre a origem da vida o lugar mais importante ocupado pela hipótese bioquímica. Segundo ele, a vida na Terra surgiu durante um longo período de tempo na ausência de oxigênio e na presença produtos químicos E fonte permanente energia.

Uma das questões mais importantes que tem ocupado as mentes dos cientistas e pessoas comuns, é uma questão do surgimento e desenvolvimento da diversidade de formas de vida em nosso planeta.

Sobre no momento as teorias podem ser classificadas em um dos 5 grandes grupos:

1. Criacionismo.
2. Geração espontânea de vida.
3. Hipótese do estado estacionário.
4. Panspermia.
5. Teoria da evolução.

Cada um dos conceitos é interessante e inusitado à sua maneira, então com certeza você deve se familiarizar com eles com mais detalhes, pois a origem da vida é uma questão que todos homem pensante quer saber a resposta.

O criacionismo refere-se à crença tradicional de que a vida foi criada por algum ser supremo – Deus. De acordo com esta versão, a prova de que toda a vida na Terra foi criada por uma mente superior, não importa como seja chamada, é a alma. Esta hipótese originou-se em tempos muito antigos, antes mesmo da fundação das religiões mundiais, mas a ciência ainda nega a viabilidade desta teoria da origem da vida, uma vez que a presença de uma alma nas pessoas é improvável, e este é o principal argumento do criacionismo apologistas.

A hipótese da origem espontânea da vida surgiu no Oriente e foi apoiada por muitos filósofos e pensadores famosos da Grécia e Roma Antigas. Segundo esta versão, a vida pode, sob certas condições, originar-se em substâncias inorgânicas e objetos inanimados. Por exemplo, a carne podre pode abrigar larvas de moscas e a lama úmida pode abrigar girinos. Esta abordagem também não resiste às críticas da comunidade científica.

A hipótese parece ter surgido com o advento das pessoas, pois sugere que a vida não se originou - ela sempre existiu aproximadamente no mesmo estado em que se encontra agora.

Esta teoria é apoiada principalmente por pesquisas de paleontólogos que encontram evidências cada vez mais antigas da presença de vida na Terra. É verdade que, a rigor, esta hipótese se destaca um pouco desta classificação, uma vez que não aborda de forma alguma uma questão como a origem da vida.

A hipótese da panspermia é uma das mais interessantes e controversas. Segundo esse conceito, pelo fato de, por exemplo, microrganismos terem sido de alguma forma introduzidos no planeta. Em particular, estudos de um cientista que estudou os meteoritos Efremovka e Murchisonsky mostraram a presença de restos fossilizados de microrganismos em sua substância. A confirmação desses estudos, entretanto, não existe.

A este grupo também pertence a teoria do paleocontato, que afirma que o fator que desencadeou a origem da vida e seu desenvolvimento foi uma visita à Terra de alienígenas que trouxeram microrganismos para o planeta ou mesmo o povoaram especificamente. Esta hipótese está se tornando cada vez mais difundida em todo o mundo.

Finalmente, uma das explicações mais populares sobre a origem da vida é sobre o aparecimento evolutivo e o desenvolvimento da vida no planeta. Este processo ainda está em curso.

Estas são as principais hipóteses que tentam explicar a origem da vida e sua diversidade. Nenhum deles ainda pode ser inequivocamente aceito ou rejeitado. Quem sabe no futuro as pessoas ainda resolverão esse enigma?

Hipóteses para a origem da vida na Terra

O problema da vida e dos seres vivos é objeto de estudo em muitas disciplinas naturais, começando pela biologia e terminando na filosofia, na matemática, que considera modelos abstratos do fenômeno dos seres vivos, bem como na física, que define a vida do ponto de vista de leis físicas. Séculos de pesquisas e tentativas de resolver essas questões deram origem a diversas hipóteses sobre a origem da vida.

De acordo com duas posições ideológicas - materialista e idealista - lá no filosofia antiga Surgiram conceitos opostos sobre a origem da vida: o criacionismo e a teoria materialista da origem da natureza orgânica a partir da natureza inorgânica. Os defensores do criacionismo argumentam que a vida surgiu como resultado de um ato de criação divina, cuja evidência é a presença nos organismos vivos de uma força especial que controla todos os processos biológicos. Defensores da origem da vida natureza inanimada argumentam que a natureza orgânica surgiu devido à ação das leis naturais. Posteriormente, esse conceito se concretizou na ideia de geração espontânea de vida.

Portanto, existem as seguintes hipóteses para a origem da vida.

1. Criacionismo . De acordo com o conceito do criacionismo, a vida surgiu como resultado de acontecimentos sobrenaturais, ou seja, da violação das leis da física, do passado. O conceito de criacionismo é seguido por seguidores de quase todas as religiões mais comuns. De acordo com as ideias tradicionais judaico-cristãs sobre a criação do mundo, expostas no Livro do Gênesis, o mundo e todos os organismos que o habitam foram criados pelo Criador todo-poderoso em 6 dias com duração de 24 horas. No entanto, atualmente, muitos cristãos não tratam a Bíblia como um livro científico e acreditam que ela apresenta, de uma forma compreensível para todas as pessoas de todos os tempos, a revelação teológica sobre a criação de todos os seres vivos por Deus.

Logicamente, não pode haver contradição entre as explicações científicas e teológicas da criação do mundo porque essas duas esferas de pensamento são mutuamente exclusivas. A teologia conhece a verdade através da revelação divina e da fé e reconhece coisas para as quais não há evidência no sentido científico da palavra. A ciência faz uso extensivo de observação e experimentação. A verdade científica sempre contém um elemento de hipótese, enquanto para um crente a verdade teológica é absoluta. O processo de criação divina do mundo é concebido como tendo ocorrido uma vez, portanto é inacessível à observação. O conceito de criação divina do mundo está além pesquisa científica, então a ciência que lida com fenômenos observáveis ​​nunca poderá provar ou refutar esse conceito.

O princípio antrópico, formulado na década de 70 do nosso século, fala a favor do caráter não aleatório do processo de origem e desenvolvimento da vida. A sua essência reside no facto de que mesmo pequenos desvios no valor de qualquer uma das constantes fundamentais impossibilitam o aparecimento de estruturas altamente ordenadas e, consequentemente, de vida no Universo. Assim, um aumento de 10% na constante de Planck priva um próton da oportunidade de se combinar com um nêutron, ou seja, torna a nucleossíntese primária impossível. Uma diminuição de 10% na constante de Planck levaria à formação de um isótopo estável 2 He, o que resultaria na queima de todo o hidrogênio nos estágios iniciais da expansão do Universo. A natureza não aleatória dos valores das constantes fundamentais pode indicar a presença de um “plano criativo” desde o início da formação do Universo, o que implica a presença de um Criador - o autor deste plano.

2. Hipótese da origem espontânea da vida . Segundo Aristóteles, certas “partículas” de uma substância contêm um certo “princípio ativo”, que, quando condições adequadas pode criar um organismo vivo.

A hipótese da origem espontânea da vida foi difundida em China Antiga, Babilônia e Egito como alternativa ao criacionismo. Seguindo Empédocles, que foi um dos primeiros a expressar a ideia da evolução orgânica, Aristóteles aderiu ao conceito da origem espontânea da vida, ligando todos os organismos em uma única “escada da natureza”. Segundo Aristóteles, certas “partículas” de uma substância contêm um certo “princípio ativo” que, em condições adequadas, pode criar um organismo vivo. Este princípio, segundo Aristóteles, está presente no ovo fecundado, em luz solar, lama e carne podre. Em 1688, o médico italiano Francesco Redi questionou a teoria da geração espontânea de vida e conduziu uma série de experimentos nos quais mostrou que a vida só pode surgir de vidas anteriores (o conceito de biogênese). Louis Pasteur (1860) finalmente refutou a teoria da origem espontânea da vida e provou a validade da teoria da biogênese. Os experimentos de L. Pasteur demonstraram que os microrganismos aparecem em soluções orgânicas devido ao fato de seus embriões terem sido previamente introduzidos ali. Se um recipiente com meio nutriente for protegido da introdução de micróbios nele, não ocorrerá geração espontânea de vida.

O conceito de geração espontânea, embora errôneo, desempenhou um papel positivo; experimentos destinados a confirmá-lo forneceram rico material empírico para o desenvolvimento ciência biológica. A rejeição definitiva da ideia de geração espontânea ocorreu apenas no século XIX.

A confirmação da teoria da biogênese deu origem ao problema do primeiro organismo vivo do qual surgiram todos os outros. Todas as teorias (exceto a teoria do estado estacionário) assumem que em algum momento da história da vida houve uma transição do não-vivo para o vivo. Como isso aconteceu?

3. Hipótese do estado estacionário . Segundo esta hipótese, a Terra nunca existiu, mas existiu para sempre; A terra sempre foi capaz de sustentar vida. As espécies sempre existiram; cada espécie tem apenas duas possibilidades: mudança nos números ou extinção.

4. Hipótese de panspermia afirma que a vida poderia ter surgido uma ou mais vezes em tempos diferentes e em diferentes lugares do Universo. Esta hipótese surgiu na década de 60 do século XIX e está associada ao nome do cientista alemão G. Richter. Mais tarde, o conceito de panspermia foi compartilhado por cientistas proeminentes como S. Arrhenius, G. Helmholtz, V.I. Vernadsky. Para fundamentar esta teoria, são usados ​​​​avistamentos de OVNIs, pinturas rupestres de antigos, semelhantes a foguetes e alienígenas, etc. Soviético e Americano pesquisa espacial nos permitem estimar a probabilidade de detectar vida extraterrestre dentro sistema solar insignificante, mas não fornece motivos para confirmar ou refutar a existência de vida além das suas fronteiras. Ao estudar o material de meteoritos e cometas, neles foram descobertos muitos “precursores da vida” (cianogênios, ácido cianídrico, etc.), que poderiam desempenhar o papel de “sementes” de vida. Seja como for, a teoria da panspermia não é uma teoria da origem da vida como tal; simplesmente transfere o problema da origem da vida para outro lugar do Universo.

No início do século XX. A ideia da origem cósmica dos sistemas biológicos na Terra e da eternidade da existência de vida no espaço foi desenvolvida pelo cientista russo acadêmico V.I. Vernadsky.

5. A hipótese da existência eterna da vida . Foi apresentado no século XIX. Foi sugerido que a vida existe no espaço e é transferida de um planeta para outro.

6. Hipótese de evolução bioquímica. A idade da Terra é estimada em 4,5–5 bilhões de anos. No passado distante, a temperatura na superfície do nosso planeta era de 4.000 a 8.000 graus Celsius. À medida que esfriou, o carbono e mais metais refratários se condensaram, formando crosta terrestre; Como resultado da atividade vulcânica, movimentos contínuos da crosta e compressão causada pelo resfriamento, formaram-se dobras e rupturas. A atmosfera da Terra nos tempos antigos era obviamente redutora (as rochas mais antigas da Terra contêm metais numa forma redutora, por exemplo, ferro ferroso, as rochas mais jovens contêm metais numa forma oxidada, como o ferro férrico). Praticamente não havia oxigênio na atmosfera. O surgimento da vida está intimamente relacionado ao surgimento dos oceanos da Terra, ocorrido há cerca de 3,8 bilhões de anos. Dados paleontológicos indicam que a temperatura da água não era muito baixa, mas não ultrapassava os 58 °C. Traços de organismos antigos foram encontrados em camadas cuja idade é estimada em 3,2-3,5 bilhões de anos.

A hipótese da evolução bioquímica foi apresentada pelo Acadêmico A.I. Oparin (1894-1980) em seu livro “A Origem da Vida”, publicado em 1924. Ele argumentou que o princípio Redi, que introduz o monopólio da síntese biótica de substâncias orgânicas, é válido apenas para a era moderna da existência de nosso planeta. No início de sua existência, quando a Terra ainda não tinha vida, ocorreram nela sínteses abióticas de compostos de carbono e sua subsequente evolução pré-biológica.

A essência da hipótese de Oparin é a seguinte: a origem da vida na Terra é um longo processo evolutivo de formação de matéria viva nas profundezas da matéria inanimada. Isso aconteceu através da evolução química, em que as substâncias orgânicas mais simples foram formadas a partir das inorgânicas sob a influência de fortes fatores físico-químicos.

O surgimento da vida A.I. Oparin considerou-o como um processo natural único, que consistia na evolução química inicial que ocorreu nas condições da Terra primitiva, que gradualmente se transferiu para uma evolução qualitativa novo nível– evolução bioquímica. Considerando o problema da origem da vida através da evolução bioquímica, Oparin identifica três estágios de transição da matéria inanimada para a matéria viva.

Primeira etapa – evolução química . Quando a Terra ainda estava sem vida (cerca de 4 bilhões de anos atrás), ocorreu nela a síntese abiótica de compostos de carbono e sua subsequente evolução pré-biológica. Este período da evolução da Terra foi caracterizado por numerosas erupções vulcânicas com liberação de grandes quantidades de lava quente. À medida que o planeta esfriava, o vapor d'água na atmosfera condensou-se e choveu sobre a Terra, formando enormes extensões de água (o oceano primário). Esses processos continuaram por muitos milhões de anos. Nas águas do oceano primordial vários sais inorgânicos. Além disso, vários compostos orgânicos, formados continuamente na atmosfera sob a influência da radiação ultravioleta, alta temperatura e atividade vulcânica ativa, também entraram no oceano. A concentração de compostos orgânicos aumentou constantemente e, eventualmente, as águas oceânicas tornaram-se " caldo"de substâncias semelhantes a proteínas - peptídeos.

Figura 26 – Esquema da origem da vida segundo Oparin

Segunda etapa – aparecimento de proteínas . À medida que as condições na Terra melhoram, as misturas químicas do oceano primordial são influenciadas por descargas elétricas, energia térmica e raios ultravioleta tornou-se possível formar compostos orgânicos complexos - biopolímeros e nucleotídeos, que, gradualmente se combinando e se tornando mais complexos, se transformaram em protobiontes (ancestrais pré-celulares dos organismos vivos). O resultado da evolução de substâncias orgânicas complexas foi o aparecimento de coacervados, ou gotas de coacervados. Coacervados – complexos de partículas coloidais, cuja solução se divide em duas camadas: uma camada rica em partículas coloidais e um líquido quase isento delas. Os coacervados tinham a capacidade de absorver diversas substâncias dissolvidas nas águas do oceano primário. Como resultado estrutura interna os coacervados mudaram no sentido de aumentar sua estabilidade em condições em constante mudança. A teoria da evolução bioquímica considera os coacervados como sistemas pré-biológicos, que são grupos de moléculas rodeadas por uma concha de água. Por exemplo, os coacervados são capazes de absorver substâncias de ambiente, interagir uns com os outros, aumentar de tamanho, etc. Porém, diferentemente dos seres vivos, as gotículas coacervadas não são capazes de autorreprodução e autorregulação, portanto não podem ser classificadas como sistemas biológicos.

A terceira etapa é a formação da capacidade de auto-reprodução, aparência de uma célula viva . Nesse período começou a funcionar seleção natural, ou seja Na massa de gotículas de coacervados ocorreu a seleção dos coacervados mais resistentes a determinadas condições ambientais. O processo de seleção durou muitos milhões de anos. As gotas de coacervado preservadas já tinham a capacidade de sofrer metabolismo primário, principal propriedade da vida. Ao mesmo tempo, tendo atingido um determinado tamanho, a gota mãe desintegrou-se em gotas filhas que mantiveram as características da estrutura materna. Assim, podemos falar da aquisição pelos coacervados da propriedade de auto-reprodução - um dos mais importantes sinais de vida. Na verdade, nesta fase, os coacervados transformaram-se nos organismos vivos mais simples. A evolução adicional destas estruturas pré-biológicas só foi possível com a complicação dos processos metabólicos dentro do coacervado.

O ambiente interno do coacervado precisava de proteção contra influências ambientais. Portanto, surgiram camadas de lipídios ao redor dos coacervados, ricos em compostos orgânicos, separando o coacervado do ambiente aquoso circundante. Durante a evolução, os lipídios foram transformados em membrana externa, o que aumentou significativamente a viabilidade e estabilidade dos organismos. O aparecimento da membrana predeterminou a direção da evolução biológica adicional ao longo do caminho de uma autorregulação cada vez mais perfeita, culminando na formação da célula primária - a arquecélula. Uma célula é uma unidade biológica elementar, a base estrutural e funcional de todos os seres vivos. As células realizam metabolismo independente, são capazes de divisão e autorregulação, ou seja, possuem todas as propriedades dos seres vivos. A formação de novas células a partir de material não celular é impossível; a reprodução celular ocorre apenas por divisão. O desenvolvimento orgânico é considerado um processo universal de formação celular.

A estrutura da célula inclui: uma membrana que separa o conteúdo da célula do ambiente externo; citoplasma, que é salmoura com enzimas solúveis e suspensas e moléculas de RNA; o núcleo contendo cromossomos que consistem em moléculas de DNA e proteínas ligadas a elas.

Conseqüentemente, o início da vida deve ser considerado o surgimento de um sistema orgânico (célula) estável e auto-reprodutor com uma sequência constante de nucleotídeos. Somente após o surgimento de tais sistemas podemos falar sobre o início da evolução biológica.

A transição do inanimado para o vivo ocorreu depois que os rudimentos de dois sistemas vitais fundamentais surgiram e se desenvolveram com base em seus antecessores: o sistema metabólico e o sistema reprodutivo fundações materiais célula viva.

A probabilidade de que molécula de proteína, consistindo de 100 aminoácidos de 20 tipos, será formado aleatoriamente de acordo com um determinado padrão, igual a 1/20 100 ≈1/10 130. Uma célula viva é um complexo de proteínas, lipídios e nucleotídeos em interação que formam o código genético. A célula mais simples contém mais de 2.000 enzimas. A probabilidade de formação acidental de tais estruturas complexas é baixa.

A possibilidade de síntese abiogênica de biopolímeros foi comprovada experimentalmente em meados do século XX. Em 1953, o cientista americano S. Miller modelou a atmosfera primária da Terra e sintetizou ácidos acético e fórmico, uréia e aminoácidos passando cargas elétricas por uma mistura de gases (água, dióxido de carbono, hidrogênio, nitrogênio, metano). Assim, foi demonstrado como é possível a síntese de compostos orgânicos complexos sob a influência de fatores abiogênicos.

Apesar da sua validade teórica e experimental, o conceito de Oparin tem características fortes e fraquezas. Força O conceito é uma fundamentação experimental bastante precisa da evolução química, segundo a qual a origem da vida é um resultado natural da evolução pré-biológica da matéria. Um argumento convincente a favor deste conceito é também a possibilidade de verificação experimental das suas principais disposições. Lado fraco conceito é a impossibilidade de explicar o exato momento do salto dos compostos orgânicos complexos para os organismos vivos.

Uma versão da transição da evolução pré-biológica para a biológica é proposta pelo cientista alemão M. Eigen. Segundo sua hipótese, o surgimento da vida é explicado pela interação de ácidos nucléicos e proteínas. Ácidos nucleicos são portadores de informação genética e as proteínas servem como catalisadores reações químicas. Os ácidos nucleicos se reproduzem e transmitem informações às proteínas. Surge uma cadeia fechada - um hiperciclo, no qual os processos de reações químicas são autoacelerados devido à presença de catalisadores. Nos hiperciclos, o produto da reação atua simultaneamente como catalisador e reagente de partida. Tais reações são chamadas autocatalíticas.

Outra teoria dentro da qual a transição da evolução pré-biológica para a evolução biológica pode ser explicada é sinergética . Os padrões descobertos pela sinergética permitem esclarecer o mecanismo de emergência da matéria orgânica a partir da matéria inorgânica em termos de auto-organização através do surgimento espontâneo de novas estruturas durante a interação sistema aberto com o meio ambiente.

A origem da vida na Terra é um dos problemas mais importantes das ciências naturais. Mesmo nos tempos antigos, as pessoas se perguntavam de onde veio a natureza viva, como a vida apareceu na Terra, onde fica a linha de transição do inanimado para o vivo, etc. mudaram, diferentes ideias, hipóteses e conceitos foram expressos. Esta questão preocupa a humanidade até hoje.

Algumas ideias e hipóteses sobre a origem da vida tornaram-se difundidas durante diferentes períodos da história do desenvolvimento das ciências naturais. Atualmente, existem cinco hipóteses para a origem da vida:

O criacionismo é uma hipótese que afirma que a vida foi criada por um ser sobrenatural como resultado de um ato de criação, ou seja, Deus.

A hipótese do estado estacionário, que afirma que a vida sempre existiu.

A hipótese da geração espontânea de vida, que se baseia na ideia do surgimento repetido de vida a partir de matéria inanimada.

A hipótese da panspermia, segundo a qual a vida foi trazida do espaço sideral para a Terra.

Hipótese da origem histórica da vida através da evolução bioquímica.

De acordo com hipótese criacionista que tem mais longa história, a criação da vida é um ato de criação divina. Prova disso é a presença nos organismos vivos de uma força especial, uma “alma” que controla todos os processos vitais. A hipótese do criacionismo é inspirada em visões religiosas e não tem nada a ver com ciência.

De acordo com hipótese de estado estacionário, a vida nunca surgiu, mas existiu para sempre junto com a Terra, caracterizada por uma grande variedade de seres vivos. À medida que as condições de vida na Terra mudaram, as espécies também mudaram: algumas desapareceram, outras apareceram. Esta hipótese é baseada principalmente em estudos paleontológicos. Na sua essência, esta hipótese não se relaciona com os conceitos da origem da vida, uma vez que não afeta fundamentalmente a questão da origem da vida.

Hipótese da origem espontânea da vida foi apresentado na China e na Índia antigas como uma alternativa ao criacionismo. As ideias desta hipótese foram apoiadas por pensadores da Grécia Antiga (Platão, Aristóteles), bem como por cientistas do período moderno (Galileu, Descartes, Lamarck). Segundo esta hipótese, os organismos vivos (inferiores) podem surgir por geração espontânea a partir de matéria inanimada contendo algum tipo de “princípio ativo”. Assim, por exemplo, segundo Aristóteles, insetos e sapos, sob certas condições, podem crescer em lodo e solo úmido; vermes e algas em água estagnada, mas larvas voadoras em carne podre enquanto ela apodrece.

Porém, já a partir do início do século XVII. Essa compreensão da origem da vida começou a ser questionada. Um golpe significativo nesta hipótese foi desferido pelo naturalista e médico italiano F. Redi (1626-1698), que em 1688 revelou a essência do surgimento da vida na carne podre. F. Redi formulou seu princípio: “Todas as coisas vivas vêm de coisas vivas” e se tornou o fundador do conceito de biogênese, que argumentava que a vida só pode surgir de uma vida anterior.

O microbiologista francês L. Pasteur (1822-1895) com seus experimentos com vírus finalmente provou a inconsistência da ideia de geração espontânea de vida. No entanto, tendo refutado esta hipótese, não propôs a sua própria e não esclareceu a questão da origem da vida.

No entanto, os experimentos de L. Pasteur foram de grande importância na obtenção de rico material empírico no campo da microbiologia de sua época.

Hipótese de panspermia– sobre a origem sobrenatural da vida através da introdução de “embriões de vida” do espaço para a Terra – foi expresso pela primeira vez pelo biólogo e médico alemão G. Richter em final do século XIX V. O conceito de panspermia (do grego. frigideira- todos, esperma– semente) permite a possibilidade da origem da vida em diferentes momentos em diferentes partes do Universo e a sua transferência de diferentes formas para a Terra (meteoritos, asteróides, poeira cósmica).

Na verdade, alguns dados foram agora obtidos indicando a possibilidade de formação de substâncias orgânicas por meios químicos em condições espaciais. Assim, em 1975, precursores de aminoácidos foram encontrados no solo lunar. Os compostos de carbono mais simples, incluindo aqueles próximos aos aminoácidos, foram descobertos em nuvens interestelares. Aldeídos, água, álcoois, ácido cianídrico, etc. foram encontrados em meteoritos.

O conceito de panspermia foi compartilhado pelos maiores cientistas do final do século 19 e início do século 20: o químico e agrônomo alemão J. Liebig, o físico inglês W. Thomson, o naturalista alemão G. Helmholtz e o físico-químico sueco S. Arrhenius . Em 1907, S. Arrhenius chegou a descrever em seus escritos como esporos vivos de organismos escapam para o espaço sideral com partículas de poeira de outros planetas. Correndo pelas vastas extensões do espaço sob a influência da pressão da luz das estrelas, eles acabaram em planetas e, onde as condições eram favoráveis ​​​​(inclusive na Terra), começaram nova vida. As ideias da panspermia também foram apoiadas por alguns cientistas russos: o geofísico P. Lazarev, o biólogo L. Berg, o biólogo do solo S. Kostychev.

Existe uma ideia sobre o surgimento da vida na Terra quase desde o momento de sua formação. Como você sabe, a Terra foi formada há cerca de 5 bilhões de anos. Isso significa que a vida poderia ter surgido durante a formação do Sistema Solar, ou seja, no espaço. Como a duração da evolução da Terra e da vida nela varia ligeiramente, existe uma versão de que a vida na Terra é uma continuação de sua existência eterna. Esta posição está próxima da teoria da existência eterna de vida no Universo. Na escala do processo evolutivo global, podemos acreditar que o surgimento da vida na Terra pode aparentemente coincidir com a formação e existência da matéria. O acadêmico V. Vernadsky compartilhou a ideia da eternidade da vida não no contexto de sua redistribuição no espaço, mas no sentido da inseparabilidade e interconexão da matéria e da vida. Ele escreveu que “a vida e a matéria são inseparáveis, interligadas e não há sequência temporal entre elas”. O biólogo e geneticista russo Timofeev-Resovsky (1900-1982) aponta a mesma ideia. Em seu ensaio curto teoria da evolução (1977), ele observou espirituosamente: “Somos todos tão materialistas que estamos incrivelmente preocupados com a forma como a vida surgiu. Ao mesmo tempo, pouco nos importamos com a forma como a matéria surgiu. Tudo é simples aqui. A matéria é eterna, sempre foi, e não são necessárias perguntas. Sempre foi. Mas a vida, você vê, deve necessariamente surgir. Ou talvez ela sempre esteve lá também. E não há necessidade de perguntas, sempre esteve lá, só isso.”

Para fundamentar a panspermia, a literatura científica popular fornece “fatos” sobre objetos voadores não identificados, a chegada de alienígenas à Terra e pinturas topológicas rochosas.

No entanto, este conceito não possui evidências sérias e muitos argumentos se opõem a ele. Sabe-se que o leque de condições de vida para a existência dos seres vivos é bastante estreito. Portanto, é improvável que organismos vivos sobrevivam no espaço sob a influência dos raios ultravioleta, raios X e radiação cósmica. Mas a possibilidade de introdução de certos factores pré-requisitos de vida no nosso planeta a partir do espaço não pode ser descartada. Ressalte-se que isso não tem importância fundamental, pois o conceito de panspermia não resolve fundamentalmente o problema da origem da vida, mas apenas a transfere para além da Terra, sem revelar o próprio mecanismo de sua formação.

Assim, nenhuma das quatro hipóteses listadas foi até agora confirmada por estudos experimentais confiáveis.

A quinta hipótese parece a mais convincente do ponto de vista da ciência moderna - hipótese da origem da vida no passado histórico como resultado da evolução bioquímica. Seus autores são o bioquímico doméstico, acadêmico A. Oparin (1923) e o fisiologista inglês S. Haldane (1929). Discutiremos essa hipótese em detalhes na próxima seção.

Hipótese da origem da vida no passado histórico como resultado da evolução bioquímica por A. I. Oparin

Do ponto de vista da hipótese de A. Oparin, bem como do ponto de vista ciência moderna o surgimento da vida a partir da matéria inanimada ocorreu como resultado de processos naturais no Universo durante a longa evolução da matéria. A vida é uma propriedade da matéria que surgiu na Terra em determinado momento de sua história. Este é o resultado de processos que ocorrem primeiro durante muitos bilhões de anos na escala do Universo e depois durante centenas de milhões de anos na Terra.

A. Oparin identificou vários estágios de evolução bioquímica, cujo objetivo final era uma célula viva primitiva. A evolução ocorreu de acordo com o seguinte esquema:

Evolução geoquímica do planeta Terra, a síntese dos compostos mais simples, como CO 2, 1 h[H 3, H 2 0, etc., a transição da água do estado de vapor para o estado líquido como resultado do resfriamento gradual de a Terra. Evolução da atmosfera e da hidrosfera.

A formação de substâncias orgânicas - aminoácidos - a partir de compostos inorgânicos e seu acúmulo no oceano primário como resultado da influência eletromagnética do Sol, da radiação cósmica e das descargas elétricas.

Complicação gradual de compostos orgânicos e formação de estruturas proteicas.

Isolamento de estruturas proteicas do meio, formação de complexos aquosos e criação de uma camada aquosa em torno das proteínas.

A fusão de tais complexos e a formação de coacervados (do lat. coacervus– coágulo, pilha, acumulação) capaz de trocar matéria e energia com o meio ambiente.

Absorção de metais pelos coacervados, o que leva à formação de enzimas que aceleram processos bioquímicos.

A formação de fronteiras lipídicas hidrofóbicas entre os coacervados e o meio externo, o que levou à formação de membranas semipermeáveis, que garantiram a estabilidade do funcionamento do coacervado.

Desenvolvimento no curso da evolução nessas formações de processos de autorregulação e autorreprodução.

Assim, segundo a hipótese de A. Oparin, surgiu uma forma primitiva de matéria viva. Esta, na sua opinião, é a evolução pré-biológica da matéria.

O acadêmico V. Vernadsky associou o surgimento da vida a um salto poderoso que interrompeu a evolução sem vida da crosta terrestre. Este salto (bifurcação) introduziu tantas contradições na evolução que criou as condições para a origem da vida.

Hipóteses básicas da origem da vida na Terra.

Evolução bioquímica

Entre astrônomos, geólogos e biólogos, é geralmente aceito que a idade da Terra é de aproximadamente 4,5 a 5 bilhões de anos.

Segundo muitos biólogos, no passado o estado do nosso planeta não era muito semelhante ao atual: provavelmente a temperatura na superfície era muito alta (4.000 - 8.000 ° C), e à medida que a Terra esfriava, carbono e mais metais refratários condensou-se e formou a crosta terrestre; a superfície do planeta provavelmente estava nua e irregular, pois como resultado atividade vulcânica, movimentos e compressão da crosta causados ​​pelo resfriamento, ocorreram a formação de dobras e rupturas.

Acredita-se que campo gravitacional O planeta, que ainda não era denso o suficiente, não conseguiu conter gases leves: hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, hélio e argônio, e eles deixaram a atmosfera. Mas compostos simples contendo, entre outros, estes elementos (água, amônia, CO2 e metano). Até a temperatura da Terra cair abaixo de 100°C, toda a água estava no estado de vapor. Provavelmente houve falta de oxigênio uma condição necessária para o surgimento da vida; Como mostram as experiências de laboratório, as substâncias orgânicas (a base da vida) formam-se muito mais facilmente numa atmosfera pobre em oxigénio.

Em 1923, A.I. Oparin, com base em considerações teóricas, expressou a opinião de que substâncias orgânicas, possivelmente hidrocarbonetos, poderiam ser criadas no oceano a partir de compostos mais simples. A energia para esses processos foi fornecida por sistemas intensivos radiação solar, principalmente a radiação ultravioleta que caiu sobre a Terra antes da formação da camada de ozônio, que começou a reter a maior parte dela. Segundo Oparin, a diversidade de compostos simples encontrados nos oceanos, a superfície da Terra, a disponibilidade de energia e as escalas de tempo sugerem que a matéria orgânica acumulou-se gradualmente nos oceanos e formou uma “sopa primária” na qual a vida poderia surgir.

É impossível compreender a origem do homem sem compreender a origem da vida. E você só pode compreender a origem da vida compreendendo a origem do Universo.

Primeiro houve uma grande explosão. Esta explosão de energia ocorreu há quinze bilhões de anos.

A evolução pode ser pensada como Torre Eiffel. Na base está a energia, acima está a matéria, os planetas e depois a vida. E, finalmente, no topo está o homem, o animal mais complexo e mais recente a surgir.

Progresso da evolução:

15 bilhões de anos atrás: nascimento do Universo;

5 bilhões de anos atrás: nascimento do sistema solar;

4 bilhões de anos atrás: nascimento da Terra;

3 bilhões de anos atrás: os primeiros vestígios de vida na Terra;

500 milhões de anos atrás: primeiros vertebrados;

200 milhões de anos atrás: primeiros mamíferos;

70 milhões de anos atrás: os primeiros primatas.

Segundo esta hipótese, proposta em 1865. pelo cientista alemão G. Richter e finalmente formulado pelo cientista sueco Arrhenius em 1895, a vida poderia ter sido trazida do espaço para a Terra. Os organismos vivos de origem extraterrestre têm maior probabilidade de entrar com meteoritos e poeira cósmica. Esta suposição é baseada em dados sobre a alta resistência de alguns organismos e seus esporos à radiação, alto vácuo, baixas temperaturas e outras influências.

Em 1969, o meteorito Murchison foi encontrado na Austrália. Continha 70 aminoácidos intactos, oito dos quais são encontrados nas proteínas humanas!

Muitos cientistas poderiam argumentar que os esquilos que ficaram petrificados ao entrar na atmosfera estavam mortos. No entanto, recentemente foi descoberto um príon, uma proteína que pode resistir a altas temperaturas. O príon é mais forte que o vírus e é capaz de transmitir a doença muito mais rapidamente. De acordo com a teoria da Panspermia, os humanos de alguma forma se originam de um vírus de origem extraterrestre que infectou macacos, que sofreu mutação como resultado.

Teoria da geração espontânea de vida

Esta teoria era comum na antiga China, Babilônia e Egito como alternativa ao criacionismo, com o qual coexistia.

Aristóteles (384 – 322 aC), muitas vezes aclamado como o fundador da biologia, aderiu à teoria da origem espontânea da vida. Com base em suas próprias observações, ele desenvolveu ainda mais essa teoria, ligando todos os organismos em uma série contínua - a “escada da natureza”. “Pois a natureza faz a transição dos objetos sem vida para os animais com uma sucessão tão suave, colocando entre eles seres que vivem sem serem animais, que entre grupos vizinhos, devido à sua proximidade, quase nenhuma diferença pode ser notada” (Aristóteles).

De acordo com a hipótese de geração espontânea de Aristóteles, certas “partículas” de matéria contêm um certo “princípio ativo” que, sob condições adequadas, pode criar um organismo vivo. Aristóteles estava certo ao acreditar que esse princípio ativo estava contido no óvulo fertilizado, mas erroneamente acreditava que ele também estava presente na luz solar, na lama e na carne podre.

“Estes são os fatos: os seres vivos podem surgir não apenas através do acasalamento de animais, mas também através da decomposição do solo. O mesmo acontece com as plantas: algumas se desenvolvem a partir de sementes, enquanto outras parecem gerar-se espontaneamente sob a influência de toda a natureza, surgindo da decomposição da terra ou de certas partes das plantas” (Aristóteles).

Com a difusão do cristianismo, a teoria da origem espontânea da vida não foi favorável: foi reconhecida apenas por aqueles que acreditavam na bruxaria e adoravam espíritos malignos, mas essa ideia continuou a existir em algum lugar nos bastidores por muitos séculos.

Teoria do estado estacionário

Segundo esta teoria, a Terra nunca existiu, mas existiu para sempre, é sempre capaz de sustentar vida e, se mudou, mudou muito pouco. As espécies também sempre existiram.

As estimativas da idade da Terra variaram muito - de cerca de 6.000 anos, de acordo com os cálculos do Arcebispo Ussher, a 5.000 (10 elevado à 6ª potência dos anos, de acordo com estimativas modernas, com base em considerações de velocidade decaimento radioativo. Métodos de datação mais avançados fornecem estimativas cada vez mais elevadas da idade da Terra, permitindo aos proponentes da teoria do estado estacionário acreditar que a Terra existiu desde sempre. Segundo esta teoria, as espécies também nunca surgiram, sempre existiram e cada espécie tem apenas duas alternativas - ou uma mudança nos números ou a extinção.

Os proponentes desta teoria não reconhecem que a presença ou ausência de certos restos fósseis pode indicar o momento do aparecimento ou extinção de uma determinada espécie, e citam como exemplo um representante de peixes com nadadeiras lobadas - o celacanto. Os defensores da teoria do estado estacionário argumentam que somente estudando as espécies vivas e comparando-as com restos fósseis é que se pode tirar uma conclusão sobre a extinção, e mesmo assim é muito provável que seja incorreta. Utilizando dados paleontológicos para confirmar a teoria do estado estacionário, seus poucos defensores interpretam o aparecimento de restos fósseis num aspecto ecológico (aumento da população, migração para locais favoráveis ​​à preservação de restos, etc.). Grande parte do argumento a favor desta teoria tem a ver com aspectos obscuros da evolução, tais como o significado das quebras no registo fóssil, e é neste sentido que ela tem sido mais extensivamente desenvolvida.

Criacionismo

Criacionismo (latim sgea - criação). Segundo este conceito, a vida e todas as espécies de seres vivos que habitam a Terra são o resultado de um ato criativo de um ser supremo em algum momento específico. Os princípios básicos do criacionismo estão expostos na Bíblia, no livro do Gênesis. O processo de criação divina do mundo é concebido como tendo ocorrido apenas uma vez e, portanto, inacessível à observação. Isto é suficiente para levar todo o conceito de criação divina para além do âmbito da investigação científica. A ciência lida apenas com os fenômenos que podem ser observados e, portanto, nunca será capaz de provar ou refutar o conceito.

Teoria da origem aquática do homem

Diz: o homem veio direto da água. Aqueles. já fomos algo como primatas marinhos ou peixes humanóides.

A “teoria da água” das origens humanas foi apresentada por Alistair Hardy (1960) e desenvolvida por Elaine Morgan. Depois disso, a ideia foi divulgada por muitos divulgadores, por exemplo, Jan Lindblad e o lendário submarinista Jacques Mayol. De acordo com Hardy e Morgan, um de nossos ancestrais foi macaco grande Mioceno da família dos procônsules, que, antes de se tornarem terrestres, viveram na água por muitos milhões de anos.

As seguintes características humanas são citadas a favor da origem do “macaco d’água”:

1. A capacidade de prender a respiração, a apnéia (inclusive durante a vocalização) torna a pessoa um mergulhador.

2. Trabalhar com mãos hábeis e usar ferramentas é semelhante ao comportamento do guaxinim e da lontra marinha.

3. Ao vadear corpos d'água, os primatas ficam em pé sobre os membros posteriores. Um estilo de vida semiaquático contribuiu para o desenvolvimento da marcha ereta.

4. Perda e desenvolvimento de cabelo gordura subcutânea(em humanos é normalmente mais espesso que em outros primatas) - característico de mamíferos aquáticos.

5. Seios grandes ajudou a manter o corpo na água e a aquecer o coração.

6. O cabelo da cabeça ajudou a segurar o bebê.

7. O pé alongado ajudou a nadar.

8. Existe uma dobra de pele entre os dedos.

9. Uma pessoa pode fechar as narinas torcendo o nariz (os macacos não podem)

10. O ouvido humano absorve menos água

E, por exemplo, se um recém-nascido for colocado na água imediatamente após sair do útero da mãe, ele se sentirá ótimo. Ele já sabe nadar. Afinal, para que um recém-nascido passe do estágio de peixe para o estágio de mamífero que respira ar, ele precisa receber tapinhas nas costas.