Страница 6 из 215
Силурийский
441
30
Позднесилурийская
Среднесилурийская
Раннесилурийская
Ордовикский
500
60
Позднеордовикская
Среднеордовикская
Раннеордовикская
Кембрийский
570
70
Позднекембрийская
Среднекембрийская
Раннекембрийская
ПРОТЕРОЗОЙСКАЯ
Верхнерифейский
Среднерифейский
Нижнерифейский
1600
1900
2600
1030
300
700
АРХЕЙСКАЯ
3500
РАННЯЯ ИЛИ "ЛУННАЯ" ЭРА
НАЧАЛЬНАЯ ЭРА
А если бы мы для наглядности сжали всю историю земного шара до масштабов одного года, то «получилось бы примерно следующее: в ноябре появляется впервые жизнь - амебы, ящеры, грибы. В середине декабря появляются гигантские животные, а за четверть часа до Нового года, то есть примерно в 23.45 в новогоднюю ночь на сцену выходит первый человек. Вся наша эра занимает только последнюю минуту уходящего года»11.
2. Докембрий
«…следует упомянуть … об одном обстоятельстве: многие ведущие биологические журналы (например, «Журнал общей биологии» Российской Академии наук) не принимают к публикации статей по проблеме происхождения жизни; не принимают в принципе – вроде как проекты вечного двигателя. (Точно также, кстати сказать, журналы по лингвистике не принимают статей на тему «происхождения языка».)»12
Поскольку на данную тему больше негде поговорить, то… Приступим, одним словом.
Так как жизни в доархейское время не было, его еще называют «азойским», иначе говоря, безжизненным. Но все предпосылки для возникновения жизни уже имелись:
-сила тяжести на Земле больше, чем на планетах-карликах и потому, в отличие от Луны, Меркурия или даже Марса земное тяготение прочно привязало к планете тяжелый газ кислород;
-но Земля не так огромна, как Юпитер или Сатурн. Поэтому она не удержала тяготением излишка легких ядовитых газов и они улетучились. Солнечные лучи не натыкались на непробиваемую толщу атмосферы и почти беспрепятственно достигали поверхности Земли.
-наша планета находится не очень близко к Солнцу, но и не чрезмерно далеко от него. Здесь сложились единственно возможные для белковой жизни температурные условия;
-большое количество воды находилось как в связанном состоянии в составе химических веществ, так и в свободном - в морях и океанах.
Существует пять объяснений возникновения жизни:
- креационизм - божественное сотворение живого;
- концепция многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества (ее придерживался еще Аристотель, который считал, что живое может возникать и в результате разложения почвы);
- концепция стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь существовала всегда;
-концепция панспермии - внеземного происхождения жизни;
-концепция происхождения жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов, протекавшим по физическим и химическим законам.
Креационизм к науке никакого отношения не имеет. Данное «учение» утверждает, что человек сотворен божественной силой из ничего или из какого-либо небиологического материала. Ранее богословы считали теорию творения не требующей подтверждения. Но по мере снижения уровня общего невежества и роста образованности богословы стали выдвигать различные «доказательства».
К началу XX в. в науке господствовали две теории.
Теория панспермии предполагала наличие на метеоритах и кометах «предшественников живого» - органических соединений, которые, возможно, сыграли роль «семян жизни».
Согласно другой точке зрения, происхождение жизни - результат случайного образования единичной «живой молекулы», уцелевшей и давшей начало дальнейшему развитию живого.
XX век привёл к созданию первых научных моделей происхождения жизни. В 1924 г. 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 среде13.
Земля к началу архейской эры
Для становления жизни на нашей планете в колоссальных количествах потребовался прежде всего углерод: химический символ - C, элемент четвёртой группы главной подгруппы второго периода периодической системы Менделеева, порядковый номер 6. Жизнь на Земле основана на этом элементе, хотя в принципе можно предположить существование жизни и на кремниевой основе. Возможно, где-то во Вселенной даже существует «кремниевая цивилизация», но именно соединения углерода составляют основу земной жизни. По числу атомов в клетках земных организмов доля углерода около 25%. Общее содержание углерода в организме человека достигает около 21 % (15 кг на 70 кг массы тела). Углерод составляет 2/3 массы наших мышц и 1/3 массы костной ткани. Этот элемент служит основой для длинных молекулярных цепей с низкой электропроводностью, подвижных и обладающих замечательными информационными, энергетическими, строительными и каталитическими свойствами.
Это вещество способно 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 свойствами при переносе вещества, энергии и информации, потребляемых системой.
Кислород, водород и азот наряду с углеродом можно отнести к «кирпичикам» живого мира. 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, но и до формирования нашей планеты. Следовательно, органические вещества абиогенного происхождения присутствовали на Земле уже при ее образовании.
Не одну сотню миллионов лет тянулся безжизненный этап. Грозы и ураганы сотрясали сушу. Чудовищной силы молнии сверкали в темно-сером небе и впивались в морскую поверхность. Гром сливался с гулом тысяч вулканов. Распад радиоактивных веществ в земных недрах ускорял химические превращения. При высоких температурах углерод способен соединяться с металлами и образовывать карбиды. Азот, соединяясь в тех же условиях с теми же металлами, дает нитриды.
Сейчас доказано, что изобилие тепловой энергии, сложные углерод- и азотсодержащие вещества, наличие воды обусловили появление простейших органических соединений. А.И. Опарин полагал, что органические вещества могли создаваться в океане и из более простых соединений.
Реакции синтеза происходили за счёт энергии солнечного света. Ультрафиолетовое излучение беспрепятственно достигало поверхности планеты, поскольку озоновый слой, ныне надёжно защищающий Землю, тогда не существовал.
В «Предисловии» было сказано: «Части целого становятся элементами системы, если:
-эти части вообще существуют;
-эти части совместимы, не уничтожают взаимно друг друга и способны скрепляться структурными связями;
-есть источник энергии, питающей процесс соединения будущих элементов системы;
-нет внешних факторов, исключающих появление данной системы».
На Земле в конце её ранней «лунной» эры были все условия:
-обширнейшие океаны, перенасыщенные необходимыми для синтеза белка соединениями,
-мощнейшие потоки энергии,
-десятки миллионов лет для природных экспериментов.
Так удивительно ли, что образовался тот «первичный бульон», в котором могла возникнуть жизнь?
Вулканические взрывы и ливни продолжались, хотя и в меньших масштабах, в архейскую пору. Всю планету тогда усеивали большие и малые, потухшие и дымящиеся жерла, куда стекали ручьи теплой и мутной кисловатой воды. Земля отдавала запасы внутреннего тепла и это с лихвой возмещало недостаток солнечной энергии в приполярных районах. Поэтому заметных климатических различий между отдельными местностями не наблюдалось. Крупных водоемов и участков суши пока не было, всю Землю покрывала сплошная чересполосица озер, морей, островов, архипелагов14.
Когда вулканы выбрасывали раскаленную жидкую лаву, карбиды вступали во взаимодействие с водой и при этом усваивали водород. Появились углеводороды - кирпичики в здании органического мира. Соединения углерода, азота, кислорода и водорода совершенствовались. Возникли аммиак, кислоты и спирты. Тут же во взаимодействии с аммиаком спирты присоединяли атомы азота и в архейских морях складывались молекулы аминокислот.
Это стало началом отбора – из множества образующихся веществ сохранялись устойчивые и готовые к дальнейшему усложнению соединения, они сохранялись и совершенствовались, воспроизводились и множились.
Когда же это произошло?
«…древнейшие из известных минералов имеют возраст 4,2 млрд. лет (оценка возраста Земли в 4,5-4,6 млрд лет основана на анализе вещества метеоритов и лунного грунта). Возраст же древнейших пород, в которых найден углерод заведомо органического происхождения (… составляет... 3,8 млрд. лет. Цифра, согласитесь, неслабая и сама по себе, однако тут есть еще важное дополнительное обстоятельство. Дело в том, что формация Исуа в Гренландии, где были обнаружены эти углеродистые прослои, одновременно является вообще древнейшими на Земле осадочными породами. Таким образом, первые достоверные следы жизни появляются на Земле одновременно с первыми достоверными следами воды. А поскольку ископаемые могут сохраняться только в осадочных породах (за редчайшими исключениями, вроде захоронений под вулканическими пеплопадами и т.п.), то можно сформулировать и так: достоверные следы жизни известны в геологической летописи Земли с того самого момента, когда возникает принципиальная возможность их фиксации15».
Как бы то ни было - свершился шаг от неживого к живому. После того, как углеродистые соединения образовали «первичное живое», из сотен и тысяч молекул аминокислот (частей) сложились более сложные молекулы белковых систем.
Где же это произошло?
Скорее всего жизнь появилась там, где осаждались органические соединения на минеральных частицах. К примеру, на глине прогреваемого солнечными лучами достаточно прозрачного мелководья.