Откуда же взялась жизнь?В разные времена возникали разные теории происхождения жизни. Важнейшие из них следующие.
[1] Теория биохимической эволюции.
[2] Теория панспермии. Согласно этой теории, жизнь не возникала на Земле, а была занесена на неё из космоса, вместе с метеоритами, или спорами живых организмов, находящимися в межпланетном (или межзвёздном) пространстве. Если не ошибусь, сюда можно отнести также теорию, согласно которой жизнь развивается на какой-то планете и, в конце концов, обязательно становится разумной. Разумная жизнь изобретает технологии и совершенствует их, начинает исследовать какую-то часть Вселенной и расселять преднамеренно или случайно живые организмы. На новых планетах жизнь эволюционирует до тех пор, пока не появятся разумные существа, способные распространять жизнь далее.
[3] Теория стационарного состояния жизни. Согласно этой теории, жизнь никогда не возникала (как в прочем и Земля, и Вселенная в целом), а существовала всегда.
[4] Теория самозарождения. Согласно этой теории, живое возникает из неживого сплошь и рядом, стоит только появиться необходимым условиям. Мухи, например, самозарождаются в испорченном мясе; лягушки и рыбы – в пруду; вши – в грязных волосах; мыши – в местах хранения зерна и в грязном белье…
[5] Теория креационизма. Согласно этой теории, жизнь и сама Земля были созданы Богом.
Если кто-нибудь знает ещё какую-нибудь теорию, не являющуюся вариацией ни одной из пяти вышеназванных, просьба кратенько изложить её суть на форуме – очень интересно.
В силу объективных причин ([2] не решает проблему возникновения жизни, а лишь отдаляет её, [3] и [4] опровергнуты, [5] неопровергаема и дело каждого – верить в Бога или нет), подробнее остановлюсь только на [1].
Ф. Энгельс, как известно, утверждал, что жизнь – способ существования белковых тел. Именно от белков «плясали» большинство из тех, кто стремился объяснить возникновение жизни. До эпохи бурного развития молекулярной биологии гипотеза первичности белков считалась вполне правдоподобной. Потом последовал прогресс в изучении нуклеиновах кислот и сложнейших процессов матричного синтеза. Стало ясно, что всем хороши белки, но вот только не могут быть матрицей для матричного копирования. Таким образом, если на древней Земле случайно возникла белковая молекула с полезными для неё свойствами, эти свойства не могли быть переданы следующему поколению молекул. Потом была открыта каталитическая активность у РНК при аутосплайсинге (Нобелевская премия по химии 1989г.). Затем оказалось, что РНК не только выполняет функции матрицы и адаптеров при биосинтезе белков (процесс называется трансляцией); фундаментальнейшую и древнейшую реакцию образования пептидной связи (амидная связь между остатками аминокислот в белке) производит не один из белков рибосомы, как считалось ранее, а также РНК! Приведенные выше факты, а также постоянно пополняющееся множество других фактов, свидетельствуют в пользу РНК-мира. Концепция РНК-мира на сегодняшний день принята большинством серьёзных экспертов в области происхождения жизни. Согласно этой концепции, более 4 млрд. лет назад белков ещё не существовало, а существовали молекулы РНК, способные в среде, содержащей все необходимые факторы, к репликации (т. е. «размножению»). Ввиду отсутствия белковых энзимов, точность копирования не могла быть высокой. Усложнение организации «предклеток», содержащих РНК требовало совершенствования механизмов репликации этой самой РНК. Потом, видимо, появилась молекула РНК, способная соединять в случайном порядке остатки аминокислот в длинные цепи (эта РНК стала основой для возникновения рибосом). Получавшиеся примитивные белки, скорее всего, выполняли буферные или какие-то другие «грубые» функции. Со временем преимущества в борьбе за существование получали те «предклетки», белки которых характеризовались бОльшим постоянством первичной структуры, соответственно, бОльшей стабильностью и, вместе с тем, бОльшим разнообразием полезных свойств. Так зарождался сегодняшний белковый мир. Возникший в какой-то момент генетический код совершенствовался, число используемых аминокислот было, скорее всего, непостоянным. В конце концов, эволюция привела к клетке с наиболее оптимальным набором кодируемых аминокислот и наиболее помехоустойчивым генетическим кодом. Всё разнообразие современных живых организмов – потомство той одной (узловой) клетки и поэтому у всех живых организмов один и тот же генетический код. Другие варианты, оказавшиеся не так хороши, вымерли.
Что же касается «полуживых объектов», то они, вероятнее всего, возникли позже узловой клетки, а к тому же - как минимум двумя путями. Часть вирусов возникла в результате автономизации части клеточного генома. Другая часть, по-видимому, представляет собой организмы полностью или частично утратившие компоненты белоксинтезирующей системы и вынужденные захватывать полноценные клетки с целью воспользоваться их «хозяйством», чтобы проявить признаки жизни.
--------------------
Вот так я изложил в общих чертах то, как бОльшая часть современных учёных сегодня представляет себе возникновение жизни на Земле. Описанные этапы требуют многих миллионов лет, поэтому смоделировать в лабораторных условиях ни один из них не представляется возможным. По-видимому, РНК действительно появилась раньше белков и ДНК. Хотя осознание первичности РНК продвинуло науку к разгадке «величайшей загадки возникновения жизни» ещё на один шаг, всё же не всё легко поддаётся объяснению. Как возникли первые РНК? Содержали ли изначально эти РНК тот же набор мономерных звеньев, из которых построены современные РНК? Как древние РНК самостоятельно могли реплицироваться? Где «жили» эти РНК (на дне океана? В мелководных лагунах? во влажной пористой породе? в гейзерах? В составе коацерватов?...)? На каком этапе произошло отгорождение РНК от окружающей среды (иными словами, когда возникла «предклетка»?) и каким образом? Как объяснить возникновение оптической активности в рацемической среде? А может быть РНК возникли уже в «предклетках», обладающих метаболизмом? и т. д. и т. п. Многие предлагаемые учёными ответы на эти вопросы слишком неправдоподобны на мой взгляд.
Прошу прощения за возможные неудобства, связанные с обилием терминов. Но такова классика жанра...
--------------------
Dima DD и Ondatr_ph обсуждали вероятность возникновения жизни. Выскажу, что я думаю по этому поводу. По-моему, моя позиция по этому вопросу ближе к позиции Ondatr_ph:
Масштабы Вселенной колоссальны. Учитывая, что в звёздной системе среднего размера 100 млрд. звёзд, а наблюдаемая Вселенная включает миллиарды звёздных систем, можно считать её ПРАКТИЧЕСКИ бесконечной (также как и число 100.000.000.000 млрд. можно смело считать практически бесконечным). Люди склонны верить, что занимают центральное место в «бытие». Однако так ли это? Раньше люди верили, что Земля является центром Вселенной; теперь же многие верят, что только на Земле происходит всё самое сложное и интересное. Что же мы можем сказать объективно? Наше Солнце является обычной одинарной звездой средней массы, возраста и светимости; наша солнечная система находится в одном из спиральных рукавов Галактики, не находясь даже в её центральной плоскости; наша Галактика имеет одну из самых распространённых форм, известных среди галактик; наша Галактика примерно такого же возраста, как и большинство других звёздных систем... Так почему же можно считать, что мы такие уж особенные? Учитывая это и ещё кучу косвенных аргументов, я склонен думать, что во Вселенной жизнь – обычное явление. К тому же (позвольте немного отклониться в область философии), мне нравится идея о том, что существование Вселенной имеет смысл только при существовании в ней жизни, Вселенная существует для жизни, а разумная жизнь является закономерной «попыткой» Вселенной понять саму себя.
У сотен ближайших к нам звёзд уже обнаружены планеты. Все эти планеты являются газовыми гигантами по массе – как Юпитер и больше. Но это только от того, что пока обнаруживать можно только такие тяжёлые планеты.
Если принять, что пространство Эвклидово, тогда Вселенная получается бесконечной. Представить бесконечность практически невозможно. Можно только рассуждать так: мы подлетели к краю…. А что дальше?…. и продолжаем лететь до следующего рубежа…Подлетев к очередному рубежу, снова задаёмся вопросом: а что дальше?....и так до бесконечности...
Более вероятно, что пространство замкнуто (об этом говорят характеристики Реликтового излучения и др.). В этом случае Вселенная является конечной, однако её нельзя наблюдать извне. Как это так? Конечно, космологи и физики это знают лучше, но представить это себе можно так. Мы покидаем точку А со скоростью света и летим в течении сотен млрд. лет. Двигаясь по абсолютно прямой линии, мы в конце концов вернёмся в точку А, прилетев с противоположной стороны. И так будет всегда, в каком бы мы направлении не полетели и из какой бы точки не стартовали...
--------------------
Dima DD и Ondatr_ph также высказывались, что они придерживаются того мнения, что мир дискретен в своей основе. Конечно же, никто не сомневается в дискретности строения материи; я же не удивлюсь даже тому, что время и пространство квантовано. Но вот в отношении многих свойств конкретных объектов, явлений принцип дискретности неуместен. Поправьте меня, пожалуйста, если я не понял что имелось ввиду под дискретным миром или кто-то считает, что я не прав.
Ondatr_ph писал(а):
Pigmik писал(а):
Но здесь возникает ещё один интересный вопрос: а что такое информация? Информацией обладают все без исключения объекты Вселенной. Нас интересует, как бы так понятно выразиться, "смысловая" информация, возникшая изначально в результате отбора из различных вариантов "неупорядоченной" информации.
Я бы вообще разделил эти понятия терминологически. Например то, чем……….лишнее, и относится лишь к тому частному случаю жизни, который мы наблюдаем на земле.
Ondatr_ph, не буду оспаривать сказанное Вами, т. к. не вижу того, с чем можно не согласиться. Хочу только немного развить мысль о том, почему я выделил «смысловую» и «неупорядоченную» информацию. Представим 2 молекулы РНК длинной по 1000 ост. нуклеотидов. Одна молекула пусть будет синтезирована химически, вследствие чего будет иметь случайную последовательность ост. нуклеотидов, а вторая пусть будет являться продуктом длительной эволюции. Попробуем оценить количество информации, заключённой в этих молекулах.
Применим несодержательный алфавитный подход к оценке количества информации, и получим, что обе последовательности одинаково информативны и несут по 2*1000=2000 бит информации. При таком подходе получается, что обе РНК содержат одинаковое количество информации. Но вот в последовательности второй молекулы РНК заключено нечто большее, какой-то как бы «смысл». Только молекула с определённой последовательностью мономерных звеньев способна принять полезную для клетки конформацию. Чтобы было понятнее, приведу некоторую аналогию: из энного количества письменных символов можно составить множество бессмысленных комбинаций, а можно – осмысленное предложение, которое Вы сейчас дочитали. Для компьютера все последовательности будут одинаково информативны, а вот для читателя – далеко не каждая. В живых организмах «смысловая информация» возникает при совершенствовании более хаотических её вариантов путём отбора. Это возможно только при сопряжённом совершенствовании механизмов копирования этой информации.
Волг писал(а):
Каждое из определений (жизни и нежизни) состоит из перечисления свойств определяемого состояния. Отсутствие хотя бы одного свойства говорит о том, что объект точно не принадлежит к точно определённой категории. Тогда почему бы не считать все условия, перечисленные в определении, равновесными? К тем параметрам, которые нельзя измерить, подходить не с линейкой и весами, а просто определить их наличие или отсутствие. В таком случае можно было бы говорить о количественном подходе и всё таки попытаться составить пропорцию.
При таком подходе необходимо опять же общепризнанное определение жизни. Такого нет. Отдельные параметры, как указал Dima DD, дискретны и к ним можно «подойти без линейки», другие же свойства, видимо, могут градировать от «определённо присутствуют» к «определённо отсутствуют» плавно, а не дискретно. Эти свойства необходимо будет также высчитывать в процентах, что довольно проблематично. Допустим, в расчёт будет включена оценка сложности организации объектов. Описываемые объекты нельзя просто разделить на простые и сложные без промежуточных вариантов. А ещё возникнут большие сложности при объективной оценке и сравнении сложности разнотипных объектов. Вот вопрос: что устроено сложнее: вирус или современная флэшка?…..Короче, всё непросто... И вот ещё что меня удивляет и восхищает. Инфузорию-туфельку можно считать более сложноустроенной, чем оплодотворённую яйцеклетку человека. Но вот из последней развивается целый человек, сложность устройства организма которого просто нельзя сопоставить с простотой устройства одноклеточного организма инфузории! Может быть, при развитии плода он постепенно становится «всё более живым»?
--------------------
Интересно, что в Интернете полно «научных» материалов (особенно касающихся теории эволюции и темы форума), которые не просто сомнительны, а являются откровенной шизолалией.
Вот пример одного такого продукта шизофренического (как мне показалось) порыва..