Происхождение жизни

ПРОИСХОЖДÉНИЕ ЖИ́ЗНИ. Вопрос о П. ж., о возникновении живых существ является одной из центр. проблем естествознания. Диалектич. материализм рассматривает П. ж. как естеств. закономерный процесс в развитии материи. Теологи и философы-идеалисты связывают возникновение жизни с творч. актом некоего духовного начала – "высшего интеллекта", бога (см. "Креационизм"). Вплоть до нач. 20 в. естествознание рассматривало эту проблему как неразрешимую, относящуюся скорее к области веры, чем знания. В кон. 19 – нач. 20 вв. господствовало представление, согласно к-рому П. ж. можно понять только тогда, когда где-то в природе будет обнаружено самозарождение жизни. Широкое признание имела теория о занесении жизни на Землю извне ("панспермия"), позднее возникло представление о том, что П. ж. – результат случайного образования "живой молекулы", в строении к-рой был заложен весь план дальнейшего развития жизни. Все эти положения не подтверждаются данными науки, однако в той или иной степени имеют хождение до сих пор.

В 1924 А. И. Опариным, а позднее Дж. Холдейном (1929) на основе обобщения накопленных естествознанием фактов была сформулирована гипотеза, рассматривающая возникновение жизни как результат длительной эволюции углеродных соединений. Она легла в основу науч. представлений о П. ж.

В процессе становления жизни условно можно выделить четыре этапа: 1) синтез низкомолекулярных органич. соединений из газов первичной атмосферы; 2) полимеризация мономеров с образованием цепей белков и нуклеиновых к-т; 3) образование фазовообособленных систем органич. веществ, отделённых от внеш. среды мембранами; 4) возникновение простейших клеток, обладающих свойствами живого, в т.ч. репродуктивным аппаратом, гарантирующим передачу дочерним клеткам всех химич. и метаболич. свойств родительских клеток. Первые три этапа относят к периоду химической эволюции, с четвёртого начинается биологичеокая эволюция. Представ- ления о химич. эволюции вещества подтверждены рядом модельных экспериментов. Начало этим работам было положено в 1953 С. Миллером и Г. Юри, к-рые при воздействии искрового разряда на газовую смесь из метана, аммиака и паров воды получили набор малых органич. молекул, впервые доказав возможность абиогенного синтеза органич. соединений в системах, имитирующих предположит. состав первичной земной атмосферы.

По данным совр. науки, возраст Земли оценивается в 4,6 млрд. лет, а первые признаки жизни на ней (по данным палеонтологии) появились ок. 3,8 млрд. лет назад. Условия на планете с начала её существования были благоприятными для синтеза и накопления органич. соединений. В первичной атмосфере, имевшей, по-видимому, восстановит. характер, под влиянием разл. видов энергии (ультрафиолетовое и радиоактивное излучение, электрич. разряды, вулканич. процессы, тепло и др.) из простейших соединений синтезировались молекулы аминокислот, сахаров, азотистых оснований, жирных к-т и др. При их концентрировании в растворе (возможно, с участием минеральных и органич. матриц) происходило образование биополимеров – примитивных белков и нуклеиновых к-т. Интересной особенностью органич. молекул, составляющих живые организмы, является их асимметрия: аминокислоты представлены только левыми формами, а углеводы – правыми. Возможность первичного образования асимметрических соединений вне живой природы, согласно Дж. Берналу, обусловлена тем, что абиогенный синтез органич. веществ происходил на поверхности асимметрич. кристаллов кварца. Высказываются также предположения, что возникновение асимметрии связано с внутриатомными явлениями, бета-распадом, магнитным полем Земли, воздействием циркулярно поляризованного света. Возникшие полимеры объединялись затем в многомолекулярные комплексы с образованием фазовообособленных систем (т.н. неспецифическая "самосборка"), способных взаимодействовать с внеш. средой (по типу открытых систем). Возможность образования таких систем подтверждается рядом гипотетических (теоретич. и эксперим.) моделей. В качестве протоклеток (пробионтов), напр., предложены коацерватные капли, построенные из смесей коллоидных частиц, и микросферы, возникающие при растворении и послед. конденсации протеиноидов. Было показано, что образование коацерватных суспензий или микросфер типично для полимеров и биофильных молекул в растворе. Уже на стадии формирования таких структур, вероятно, имел место отбор, в результате κ-poго среди множества возможных сохранились соединения, наиб. пригодные для выполнения биол. функций и обеспечивающие высокую степень их "выживания". Эволюция пробионтов завершилась появлением примитивных организмов, обладавших генетич. и белоксинтезирующим аппаратами и обусловленным ими наследуемым обменом веществ (проблема возникновения "генетического кода" интенсивно разрабатывается как теоретически, так и экспериментально на модельных системах). Первые живые организмы были гетеротрофами, использовавшими для жизнедеятельности абиогенные органич. молекулы. Однако со временем происходило уменьшение концентрации свободного органич. вещества в окружающей их среде и преимущество получили организмы, способные синтезировать органич. соединения из неорганических. Таким путём, вероятно, ок. 2 млрд. лет назад возникли первые фотосинтезирующие клетки (типа цианобактерий), способные использовать световую энергию для синтеза органич. соединений из СO² и Н²О, выделяя при этом O², и изменившие состав атмосферы, после чего она стала приобретать окислит. характер. Т. о., жизнь, возникшая на Земле, изменила те условия, к-рые сделали возможным её появление.

Описанная последовательность событий, обусловивших возникновение жизни, очевидно, не является единственно возможной и неизбежной, определяемой природой элементов и существовавшими физич. условиями. Большую роль в решении вопроса о П. ж. могли бы сыграть данные космич. исследований, т.к. процесс становления жизни на разл. его этапах может иметь место и в др. областях Вселенной. Однако достоверных признаков жизни не обнаружено ещё ни на одной планете солнечной системы и за её пределами. См. также "Жизнь", "Экзобиология".

Опарин А. И., Происхождение жизни, Μ., 1924; его же, Возникновение жизни на Земле, 3 изд., М., 1957; его же, Материя – жизнь – интеллект, М., 1977; Бернал Дж., Возникновение жизни, пер. с англ., М., 1969; Кальвин М., Химическая эволюция, пер. с англ., М., 1971; Фокс С., Дозе К., Молекулярная эволюция и возникновение жизни, пер. с англ., М., 1975; Фолсом К., Происхождение жизни. Маленький теплый водоем, пер. с англ., М., 1982; Haldane J. В. S., The origin of life, в кн.; Rationalist Annual, L., 1929.