Введение.

   Проблема жизни в космосе — одна из наиболее увлекательных и популярных проблем в науке о Вселенной, которая с давних пор волнует не только ученых, но и множество людей. Еще Джордано Бруно и Михаил Ломоносов высказывали смелые предположения о множественности обитаемых миров. Но только вторая половина двадцатого века поставила эту проблему на твердую научную основу.

    Изучение жизни во Вселенной — одна из сложнейших задач, с которой когда—либо встречалось человечество. Ведь речь идет о явлении, с которым людям, по существу, еще не приходилось непосредственно сталкиваться. Человек еще не побывал на других небесных телах, не видел ни одного внеземного живого организма. Все данные о жизни вне Земли, все без исключения, носят чисто гипотетический характер.

    Поэтому только глубокое исследование биологических закономерностей, с одной стороны, и космических явлений, — с другой, тщательнейшее сопоставление и анализ разнообразных данных, накопленных различными естественными науками, способны привести к успеху.

    В последние годы, в связи с успехами астрономии, биологии, физики и техники возникла самостоятельная научная дисциплина — «экзобиология». Ее основная задача — исследование небесных тел, в первую очередь планет солнечной системы и метеоритов, с точки зрения биологии. Кроме того, экзобиология занимается проблемами, близкими к космонавтике: изучением воздействия космических факторов на живые организмы. За последние годы интерес к этой «вечной проблеме» значительно возрос.

Происхождение жизни  — один из самых таинственных вопросов, исчерпывающий ответ, на который вряд ли когда—нибудь будет получен.

Существуют лишь логические построения и косвенные  свидетельства, полученные путем модельных  экспериментов, и данные в области  палеонтологии, геологии, астрономии и т. П.

    Процесс эволюции длится уже сотни миллионов лет, и его результатом является то разнообразие форм живого, которое во многом до конца ещё не описано и не классифицировано.

   Вопрос о происхождении жизни труден в исследовании потому, что когда наука подходит к проблемам развития как создания качественно нового, она оказывается у предела своих возможностей как отрасли культуры, основанной на доказательстве и экспериментальной проверки утверждений.

 Ученые сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Даже наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь модельным экспериментом, лишенным ряда факторов, сопровождавших появление живого на земле. Трудность — в невозможности проведения прямого эксперимента по возникновению жизни (уникальность этого процесса препятствует использованию основного научного метода).

    Вопрос происхождения жизни интересен не только сам по себе, но и тесной связью с проблемой отличия живого от не живого, а также связью с проблемой эволюции жизни.

    Теории, касающиеся возникновения жизни, разнообразны и далеко не достоверны. Наиболее распространенными теориями возникновения жизни являются следующие:  

1. Жизнь была создана сверхъестественным существом (Творцом) в    определенное время (креационизм).

2. Жизнь существовала  всегда (теория стационарного состояния).

3.Жизнь возникала неоднократно из неживого вещества (самопроизвольное зарождение).

4. Жизнь занесена  на нашу планету извне (панспермия).

5. Жизнь возникла  в результате процессов, подчиняющихся  химическим и физическим законам  (биохимическая эволюция).  
 
 
 
 
 
 
 
 

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ НА ПЛАНЕТАХ

    Жизнь во Вселенной – явление закономерное: она должна возникать повсюду, где складываются благоприятные условия для ее зарождения и развития. И хотя у нас пока нет доказательств существования жизни на других планетах (ни простейшей, ни разумной), мы, опираясь на научные данные, попытаемся все же определить количество обитаемых миров в Галактике и даже во всей наблюдаемой Вселенной.

    Только  в результате благоприятного  сочетания обстоятельств, то есть  необходимых для жизни условий,  можно ожидать, что на планете  возникнет жизнь.

    Для возникновения и дальнейшей жизнедеятельности на планете белковых организмов требуются, прежде всего, подходящие температурные условия. Для этого планета должна попасть точно в «зону обитания». Наглядным примером такого удачного расположения орбиты около центрального светила может служить наша Земля. Ее соседи по космосу Венера и Марс находятся уже вне этой зоны. Венера слишком близка к Солнцу, Марс оказался дальше допустимого предела. К тому же обитаемая планета должна иметь орбиту, близкую к круговой, чтобы на ее поверхности не происходили резкие температурные перепады. А излучение звезды на протяжении сотен миллионов или даже миллиардов лет должно оставаться примерно постоянным. Поэтому живых существ мы можем встретить только на планетах, обращающихся вокруг достаточно старых звезд (подобных Солнцу).

    Очень важным условием для поддержания высокоразвитой жизни на планете является масса небесного тела. Если масса планеты невелика, то она не в состоянии удержать вокруг себя атмосферу. Так, например, Меркурий, масса которого в 18 раз меньше массы земной, практически лишен газовой оболочки. С другой стороны, слишком массивная планета, подобная Юпитеру (его масса почти в 318 раз больше земной), будет удерживать свою протяженную и плотную атмосферу, очень богатую водородом. А она для белковой жизни не пригодна. Следовательно, чтобы на планетах существовала жизнь, их массы могут быль лишь в несколько раз меньше земной и не более чем в 10 раз превосходить земную. Жизнь – штука капризная. Поэтому одних астрономических факторов для ее поддержания и стимулирования недостаточно. Необходимо строгое выполнение ряда других условий. Чтобы планета могла стать подлинной носительницей жизни, на ней должна обязательно присутствовать мощная жидкая оболочка – гидросфера. У Земли это – океан.

    Самые древние из известных на Земле организмов, сине—зеленые водоросли, появились еще тогда, когда возраст нашей планеты исчислялся сотнями миллионов лет. В кембрийском периоде, около 500 млн лет назад, растения стали выходит на сушу. В то время земная атмосфера была перенасыщена углекислым газом, выделявшимся из огнедышащих вулканических жерл. Обилие углекислоты способствовало бурному росту растений. Благодаря фотосинтезу растений земная атмосфера была почти полностью «очищена» от углекислого газа и обрела кислород. Так в процессе развития растительного царства атмосфера Земли претерпела коренную перестройку: из бескислородной превратилась в кислородную.

    Многие ученые считают, что жизнь на нашей планете первоначально возникла и развивалась в воде. Причем, видимо, на достаточной глубине. Ведь Земля еще в ту пору не была защищена от гибельной космической радиации, поэтому роль озонового щита для первых примитивных организмов выполнял слой воды толщиной до нескольких десятков метров. После примерно 4 млрд лет развития жизни, на заключительном этапе эволюции, на Земле появился человек.

     Попробуем проделать приблизительный расчет.  В   Галактике около 200 млрд звезд. В том числе звезд типа нашего Солнца – около 2 млрд. Из них по меньшей мере вокруг каждой десятой звезды обращается планеты, а общее количество планет, находящихся в «зоне обитаемости», составляет примерно 200 млн. Количество планет, на которых сложились условия, благоприятные для возникновения жизни, можно оценить в 2 млн. Но на большинстве планет жизнь по каким—то причинам зашла в тупик, и только на 20 тыс. планет получила дальнейшее развитие. Однако совершенно необязательно, чтобы однажды развившаяся на какой—то планете жизнь стала разумной.

    Современным астрономическим инструментам доступна область Вселенной радиусом около 15 млрд световых лет. В этой части Вселенной находится около 100 млрд звездных «островов» — галактик. Совсем не обязательно, чтобы в каждой из них была жизнь. Даже если из каждой десяти галактик только одна имеет единственную обитаемую планету , то и тогда общее количество цивилизаций в наблюдаемой нами Вселенной составит колоссальную цифру – 10 миллиардов!

    Правда, для  нас эта цифра чисто умозрительная,  ибо обнаружение таких планет, а тем более добраться до  них — дело совершенно нереальное. Еще следует заметить, что очень маловероятно  повторение длинной цепи случайных событий и обстоятельств, приведших к появлению на Земле человека.

Наиболее  распространенные гипотезы возникновения жизни:

1.КРЕАЦИОНИЗМ

   Концепция креационизма имеет самую длинную историю, так как практически во всех религиях возникновение жизни рассматривается как акт Божественного творения, свидетельством чего является наличие в живых организмах особой силы, которая управляет всеми биологическими процессами. Процесс божественного сотворения мира и живого недоступен для наблюдения, и божественный замысел недоступен человеческому пониманию.

     Вопрос о продолжительности творения мира точно не определен в креационизме, т.к. в Библии сказано, что Бог сотворил мир за шесть дней. Некоторые христианские теологи верят, что это были обычные дни по 24 часа. Другие считают, что это образное выражение и на самом деле каждый день творения занимал тысячу лет. Но во всех случаях рассуждения о происхождении жизни основаны только лишь на вере в библейские откровения, сомневаться в которых нельзя. Научные же истины в соответствии с принципом фальсификации всегда подвергаются сомнению.

   Теории креационизма придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений (особенно христиане, мусульмане, иудеи). 

   Традиционное иудейско—христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все верующие признают, Что Библия — завет господа людям, по вопросу о длине «дня», упоминающегося в Книге Бытия, существуют разногласия. Некоторые считают, что мир, и все населяющие его организмы были созданы за шесть дней продолжительностью по 24 часа. Они отвергают любые другие точки зрения и целиком полагаются на вдохновение, созерцание и божественное откровение. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в Книге Бытия изложено в понятной для всех людей форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим творцом. Для них описание сотворения живых существ скорее относится к ответу на вопрос «почему?», а не «каким образом?» Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру. Вера признает вещи, которым нет доказательств в научном смысле слова, т.е. логически не может быть противоречия между научным и богословским объяснением сотворения мира, так как эти две сферы мышления взаимно исключают одна другую.

   Процесс божественного сотворения мира считается произошедшим однократно и поэтому недоступен для наблюдения; этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного сотворения за рамки научного обсуждения. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, и поэтому она никогда не сможет ни опровергнуть, ни доказать эту концепцию.

   Таким образом, концепция креационизма, по существу, научной не является, ведь она возникла в рамках религиозного мировоззрения. Она утверждает, что жизнь такова, какова она есть, потому что такой ее сотворил Бог. Тем самым практически снимается вопрос о научном решении проблемы происхождения жизни, так как все религии требуют принимать это положение на веру, без доказательств. Несмотря на эти факты, данная модель происхождения жизни на земле весьма популярна.

2.ТЕОРИЯ СТАЦИОНАРНОГО СОСТОЯНИЯ

     Гипотезу стационарного состояния иногда называют гипотезой этернизма (от лат. еternus — вечный). Гипотеза этернизма была выдвинута немецким учёным В. Прейером в 1880 г.

    Взгляды Прейера поддерживал академик Владимир Иванович Вернадский (1864 — 1945), автор учения о биосфере. Вернадский считал, что жизнь —— такая же вечная основа космоса, которыми являются материя и энергия. «Мы знаем, и знаем это научно, — твердил он, — что Космос без материи, без энергии не может существовать. И достаточно ли материи и без выявления жизни — для построения Космоса, той Вселенной, который доступный человеческому уму?». На этот вопрос он ответил отрицательно, ссылаясь именно на научные факты, а не на личные симпатии, философские или религиозные убеждения. «...Можно говорить о вечности жизни и проявлений ее организмов, как можно твердить о вечности материального субстрата небесных тел, их тепловых, электрических, магнитных свойств и их проявлений. С этой точки зрения таким же далеким от научных поисков будет вопрос о начале жизни, как и вопрос о начале материи, теплоты, электрики, магнетизма, движения».

    Исходя из представления о биосфере как о земном, но одновременно и космическом механизме, Вернадский связывал ее образование и эволюцию с организованностью Космоса. «Для нас становится понятным, — писал он, — что жизнь есть явление космическое, а не сугубо земное». Эту мысль Вернадский повторял многократно: «...начала жизни в том Космосе, который мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала этого Космоса. Жизнь вечна, поскольку вечный Космос».

   Сторонники теории вечного существования жизни считают, что Земля никогда не возникала, а существовала вечно, и вместе с ней всегда существовали различные виды живого. Но при этом некоторые виды животных вымерли, некоторые изменились, а некоторые остались прежними. Большая часть аргументов в пользу этой теории основана на исследованиях палеонтологов, выявивших исчезновение некоторых видов животных в процессе эволюции, отсутствие следов переходных звеньев между разными видами живого и все более высокими оценками возраста Земли. Вследствие этого авторы и сторонники этой модели говорят, что жизнь на Земле никогда не возникала, а существовала всегда. В разные геологические эпохи менялись лишь формы жизни. Еще они полагают, что и различные виды животных существовали всегда, что у каждого вида есть лишь две возможности существования: изменение численности или вымирание.

    Итак, рассмотрев теорию стационарного состояния, можно сделать вывод, что ее также нельзя отнести к естественнонаучным, потому что вопрос о происхождении жизни в ней принципиально не стоит: жизнь рассматривается как вечно существующая.

3.ТЕОРИЯ  САМОЗАРОЖДЕНИЯ, ИЛИ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ

     Эта теория была распространена в древнем Китае, Вавилоне и Египте как альтернатива креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384 — 322 до н. э.), которого часто называют основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения. На основе собственных наблюдений он развивал эту теорию дальше, связывая все организмы в непрерывный ряд — «лестницу природы» (scala naturae).

    Этим утверждением Аристотель поддержал более ранние высказывания Эмпедокла об органической эволюции. Согласно гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, полагая, что это начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно считал, что оно есть в солнечном свете, тине и гниющем мясе. С распространением христианства теория самозарождения оказалась не в чести; ее признавали те, кто верил в колдовство и т. п. Но эта идея продолжала существовать где—то на заднем плане в течение еще многих веков.

    Ван Гельмонт (1577 — 1644), весьма знаменитый и удачливый ученый, описал эксперимент, в котором он якобы создал за две недели мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом он считал человеческий пот.

    В 1688 г. итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и     подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе — личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

    Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя она несколько отошла на задний план, она продолжала оставаться главной теорией в неклерикальной среде.

    В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергли теорию спонтанного зарождения, первые микроскопические исследования Антони ван Левенгука усилили эту теорию применительно к микроорганизмам. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и спонтанного зарождения, однако его наблюдения под микроскопом давали пищу обеим теориям и, в конце концов, побудили других ученых поставить эксперименты для решения вопроса о возникновении жизни путем спонтанного зарождения.

    В 1765 г. Ладзаро Спаланцани провел следующий опыт: подвергнув мясные и овощные отвары длительному кипячению, он сразу же их запечатал, а затем снял с огня. Исследовав жидкости через несколько дней, Спаланцани не обнаружил никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая температура убила все формы живых существ, и без них ничто живое уже не могло возникнуть.

    В 1860 г. проблемой происхождения жизни занялся Луи Пастер. К этому времени он уже многое сделать в микробиологии сумел разрешить проблемы, угрожавшие шелководству и виноделию. Он показал также, что бактерии вездесущи и что неживые материала легко могут быть заражены ими, если их должным образом не простерилизовать.

    В результате ряда экспериментов, в основе которых лежали методы Спаланцани, Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию самозарождения.

    Однако подтверждение теории биогенеза породило другую проблему. Если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда же взялся самый первый живой организм? Было ли это первичным самозарождением?

  4.ТЕОРИЯ ПАНСПЕРМИИ

    Теория панспермии объясняла зарождение жизни на Земле естественными причинами. Видоизменяясь, эта теория существовала с древности до начала XX в. По представлениям ее сторонников, таких известных ученых, как С.А. Аррениус, Г. Гельмгольц, В.И. Вернадский, зародыши жизни (например, споры микроорганизмов) рассеяны в мировом пространстве и переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами или под действием давления света; следовательно, жизнь занесена на Землю из Космоса. Эти представления снимали противоречия, характерные для гипотезы самозарождения. Однако оставались открытыми вопросы о том, где и как зародилась жизнь и каким образом она была перенесена на Землю. Особенно остро эти вопросы встали после открытия космических лучей и выяснения действия радиации на биологические объекты. В настоящее время периодически предпринимаются попытки возродить эту теорию.

    В начале XX в. накопившиеся противоречия, с которыми не могли справиться теории самозарождения и панспермии, привели к дальнейшим поискам объяснения способа возникновения жизни на Земле. Так, Г. Миллер выдвинул гипотезу о случайном возникновении первичной молекулы живого вещества. Однако было подсчитано, что это событие может произойти с вероятностью, равной вероятности того, что обезьяна отпечатает сонет У. Шекспира на пишущей машинке, если будет продолжительное время ударять по клавишам.

    Современные приверженцы концепции панспермии (в числе которых — лауреат Нобелевской премии английский биофизик Ф. Крик) считают, что жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами с помощью летательных аппаратов. Доказательством этого являются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на космодромы, а также сообщения о произошедших встречах с инопланетянами.

    К гипотезе панспермии примыкает точка зрения астрономов Ч. Викрамасингха (Шри—Ланка) и Ф. Хойла (Великобритания). Они считают, что в космическом пространстве, в основном в газовых и пылевых облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы. Далее эти микроорганизмы захватываются кометами, которые затем, проходя вблизи планет, «сеют зародыши жизни».

    Другие учёные высказывают мысль о перенесении «спор жизни» на Землю светом (под давлением света).

    В общем, интерес к теории панспермии не угасает до сего времени.

5.ТЕОРИЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ

    XX век привел к созданию первых научных моделей происхождения жизни. В 1924 году в книге Александра Ивановича Опарина «Происхождение жизни» была впервые сформулирована естественнонаучная концепция, согласно которой возникновение жизни — результат длительной эволюции на Земле — сначала химической, затем биохимической. Эта концепция получила наибольшее признание в научной среде.

    Можно выделить следующие этапы живых систем, начиная с самых простейших и затем следуя по пути постепенного усложнения. В вещественном плане для становления жизни нужен прежде всего углерод. Жизнь на Земле основана на этом элементе, хотя в принципе можно предположить существование жизни и на кремниевой основе. Возможно где—то во Вселенной существует и «кремниевая цивилизация», но на Земле основой жизни является углерод.

    Чем это обусловлено? Атомы углерода вырабатываются в недрах больших звезд в необходимом для образования жизни количестве. Углерод способен создавать разнообразные (несколько десятков миллионов), подвижные, низкоэлектропроводные, студенистые, насыщенные водой, длинные скрученные цепеобразные структуры. Соединения углерода с водородом, кислородом, азотом, фосфором, серой, железом обладают замечательными каталитическими, строительными, энергетическими, информационными и иными свойствами.

    Кислород, водород и азот наряду с углеродом можно отнести к «кирпичикам» живого. Клетка состоит на 70% из кислорода, 17% углерода, 10% водорода, 3% азота. Все кирпичики живого принадлежат к наиболее устойчивым и распространенным во Вселенной химическим элементам. Они легко соединяются между собой, вступают в реакции и обладают малым атомным весом. Их соединения легко растворяются в воде.

    По радиоастрономическим данным органические вещества возникали не только до появления жизни, ни и до формирования нашей планеты. Следовательно, органические вещества абиогенного происхождения присутствовали на Земле уже при ее образовании.

    При образовании Земли из космической пыли (частиц железа и силикатов — веществ, в состав которых входит кремний) и газа весьма вероятно, что на внешних участках Солнечной системы газы могли конденсироваться. Органические соединения могли синтезироваться и на поверхности пылинок.

    Химические и палеонтологические исследования древнейших докембрийских отложений и особенно многочисленные модельные эксперименты, воспроизводящие условия, которые господствовали на поверхности первобытной Земли, позволяют понять, как в этих условиях происходило образование все более сложных органических веществ.

    Жизнь возможна только при определенных физических и химических условиях (температура, присутствие воды, солей и т. д.). Прекращение жизненных процессов, например, при высушивании семян или глубоком замораживании мелких организмов, не ведет к потере жизнеспособности. Если структура сохраняется неповрежденной, она при возвращении к нормальным условиям обеспечивает восстановление жизненных процессов.

    Также и для возникновения жизни нужны определенные диапазоны температуры, влажности, давления, уровня радиации, определенная направленность развития Вселенной и время. Взаимное удаление галактик приводит к тому, что их электромагнитное излучение приходит к нам сильно ослабленным. Если бы галактики сближались, то плотность радиации во Вселенной была бы столь велика, что жизнь не могла бы существовать. Углерод синтезирован в звездах—гигантах несколько миллиардов лет назад. Если бы возраст Вселенной был меньше, то жизнь также не могла бы возникнуть. Планеты должны иметь определенную массу для того, чтобы удержать атмосферу. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

    С момента возникновения жизни природа находится в непрерывном развитии. Процесс эволюции длится уже сотни миллионов лет, и его результатом является то разнообразие форм живого, которое во многом до конца еще не описано и не классифицировано. Жизнь заполняет все уголки нашей планеты. Океаны, моря, озера, реки, горы, равнины, пустыни, даже воздух — наполнены живыми существами. Миллиарды лет жизнь существует на Земле как уникальная самоорганизующаяся система. Она знала периоды расцвета, исторических испытаний и тяжелых кризисов, прежде чем достигла в наши дни своего великолепного богатства. Сегодня науке известно около 4,5 миллиардов видов животных и растений, которые существовали за всю историю жизни! Человек живет сейчас в среде, в которой за десятилетия происходят изменения, в прошлом происходившие за миллионы лет. Вряд ли человек за последнее тысячелетие существенно изменился в биологическом отношении, но он за это время приобрел невиданную доселе власть над окружающей его природой.

     Вопрос о происхождении жизни до сих пор остается открытым. Наука гигантскими темпами движется вперед. Ученые узнают все больше полезной информации и делают потрясающие открытия, позволяющие выдвигать новые гипотезы, доказывать или опровергать их. И теперь, уже зная, как все было, еще более интересно, что будет дальше, и к чему мы придем?! 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы:

1.Общая биология: Учебное пособие общеобразовательной  школы, для базового и повышенного  уровней. Н.Д. Лисов, Л.В. Камлюк, Н.А. Лемеза и др. Под ред. Н.Д. Лисова.- Мн.: Беларусь, 2002.- 279 с.

2. ru.wikipedia.org — Википедия: Возникновение жизни.

3. Краснова О. М. Естествознание: словарь-справочник / О. М. Краснова, Л. И. Ищенко, Е. И. Белякова. - Ростов н/Д : Феникс , 1997. - 606 с.

4. evolution.powernet.ru — возникновение жизни на Земле, как выглядела первобытная Земля, эволюция жизни на Земле: от простого к сложному.