Напротив, теория абиогенеза предполагает, что вся жизнь на Земле зародилась из неорганических молекул. Хотя теория абиогенеза очень похожа на теорию самозарождения, их нельзя путать.
Подобно микробной теории и теории эволюции, теория абиогенеза получила известность сравнительно недавно, в 1960-х годах. Все три вытеснили предыдущие теории, а именно теорию среды, сальтационизм и панспермию, навязав более материалистическую парадигму.
Подобно теории среды и сальтационизму, панспермия в той или иной форме была доминирующей теорией на протяжении веков:
Роберт Темпл отметил, что истоки теории панспермии восходят к Древнему Египту, к Древнему царству в третьем тысячелетии до нашей эры. ...Египетские тексты и изображения говорят о том, что весь космос полон семян, и что жизнь на Земле возникла из них[4].В Древней Греции первое известное упоминание о "панспермии"[5] встречается в работах Анаксагора[6] [7] в 5 веке до нашей эры.
© Всеобщее достояниеДетали фрески Эдуарда Лебедского с изображением Анаксагора. Афинский университет (около 1888 года)
Эта идея сохранилась и во времена Римской империи. Например, Лукреций[10] написал следующее в своей поэме De Rerum Naturae:
"Ничто во Вселенной не является уникальным и единственным, и поэтому в других регионах должны существовать другие Земли, населённые различными племенами людей и породами зверей"[11].Эта древняя идея получила дальнейшее теоретическое развитие в 19 веке несколькими выдающимися учёными. В 1830-х годах Йёнс Якоб Берцелиус[12] обнаружил соединения углерода в некоторых метеоритах. Это открытие органических соединений в сочетании с чтением Камиля Фламмариона[13] привело Германа Рихтера[14] к первой в современной науке концепции панспермии. Это произошло всего через шесть лет после публикации книги Дарвина Происхождение видов:
По его мнению, наши общие предки, состоящие из микроскопической жизни, попали на Землю с метеоритом. Рихтер представлял себе Вселенную, в которой жизнь переносится с планеты на планету, подобно пчеле, оплодотворяющей цветы. В какой-то момент, сказал он, метеор пройдёт близко к нашей атмосфере и соберёт микробы для доставки в другой мир, где они станут семенами жизни, которая будет развиваться и адаптироваться к новой среде[15].На фоне многочисленных неудачных попыток получить организмы из неживой материи Герман фон Гельмгольц[16] подтвердил идею Рихтера. Вот что он писал о панспермии в 1874 году:
Мне представляется вполне корректной научной процедурой, если все наши попытки не приведут к образованию организмов из неживой материи, поставить вопрос о том, не является ли жизнь такой же древней, как и сама материя, и не были ли семена перенесены с одной планеты на другую, развиваясь везде, где находили плодородную почву[17].Сванте Аррениус[18], лауреат Нобелевской премии по химии в 1903 году, отметил, что микроорганизмы обладают неземными свойствами и могли бы пережить холод космоса:
Микроорганизмы обладают неземными свойствами, которые невозможно объяснить естественным отбором в земной среде. Для демонстрации этого Аррениус снизил температуру семян до температуры, близкой к 0 К[19], а затем показал их жизнеспособность при повторном нагревании с достаточной осторожностью[20].
© Всеобщее достояниеФотогравюра Сванте Аррениуса от Meisenbach Riffarth & Co
[Лорд Кельвин] развил парадигму Пастера: "Мёртвая материя не может стать живой, не попав под влияние материи, ранее бывшей живой. Я считаю, что это такое же верное научное учение, как закон всемирного тяготения... Итак, если жизнь существовала до появления Земли, как она появилась здесь и откуда?[22]Лорд Кельвин отвечает на свой вопрос так же, как и его предшественники. Для него "семеноносные метеоритные камни" — единственное решение этой загадки:
Мы должны считать в высшей степени вероятным, что в космическом пространстве существует бесчисленное количество метеоритов, переносящих семена. Если бы в настоящее время на Земле не было жизни, один такой упавший метеорит мог бы, в силу того, что мы слепо называем естественными причинами, привести к тому, что она покрылась бы растительностью[23].Известность вышеупомянутых учёных — лучшее свидетельство того, какой кредит доверия, внимания и работы получила теория панспермии в 19 веке.
Панспермия не потеряла своей привлекательности в 20 веке, скорее наоборот. Среди учёных, поддержавших эту теорию и дополнивших её, был, например, известный учёный Карл Саган[24], который в 1966 году предположил, что жизнь на Земле могла зародиться в результате направленной панспермии[25].
В 1973 году известный учёный Фрэнсис Крик[26] заявил, что считает невозможным, чтобы сложность ДНК развивалась естественным путём[27] и предложил собственную теорию панспермии[28].
© Marc LiebermanФрэнсис Крик, первооткрыватель структуры ДНК и сторонник панспермии
И, наконец, гипотеза о том, что жизнь пришла из космоса и, в частности, с комет, связана с Фредом Хойлом и Чандрой Викрамасингхе, которые написали десятки работ на эту тему[31] за последние 50 лет, накопив впечатляющий массив биологических, биофизических и астрофизических данных, согласующихся с теорией панспермии.
Панспермия приобрела такую популярность, что учёные тратят миллионы долларов на обнаружение ДНК на Марсе:
Группа выдающихся учёных из Массачусетского технологического института и Гарварда настолько убеждена в правдоподобности панспермии, что потратила десятилетие и изрядное количество средств НАСА и других организаций на разработку и производство прибора, который можно отправить на Марс для обнаружения ДНК или более примитивной РНК[32].Более весомым аргументом в пользу панспермии, безусловно, являются многочисленные открытия окаменелых микроорганизмов из метеоритов и живых микроорганизмов в верхних слоях атмосферы, куда не может добраться восходящий ветер, о чём подробно рассказывалось в двух предыдущих главах[33].
Недавно было сделано открытие, ещё больше подтверждающее теорию панспермии. Самым древним свидетельством существования форм жизни на Земле являются окаменевшие микроорганизмы, возраст которых составляет около 4 миллиардов лет[34].
Доказательства существования древнейшей бактериальной жизни на Земле были недавно обнаружены в виде шариков углерода, заключённых в кристаллах минерала циркона и отложившихся в породах, сформировавшихся 4,1 - 4,2 миллиарда лет назад в эпоху катархея. В то время Землю непрерывно бомбардировали кометы[35].На графике ниже перечислены некоторые кометные удары[36], произошедшие в эпоху катархея (также называемого гадеем):
© Simone MarchiПространственное распределение и размеры кратеров, образовавшихся в эпоху гадея
Как получилось, что из всех эпох жизнь на Земле зародилась в самую неблагоприятную? Мы знаем, что микроорганизмы, включая вирусы, способны противостоять сложным условиям[38], подобным тем, которые преобладали в эпоху гадея. Мы также знаем, что кометы — источник вирусов и других микробов, поэтому имеет смысл, что появление первых микробов, особенно вирусов, совпадает со временем интенсивных кометных бомбардировок.
Напротив, теория самопроизвольного зарождения, на смену которой позже пришла теория абиогенеза, утверждает, что жизнь на Земле произошла из неорганических молекул[39]. Их последующая "эволюция", опять же, в общих чертах была теоретизирована Дарвином:
Дарвин был крайне немногословен в вопросе происхождения жизни, хотя он, как известно, говорил о "маленьком тёплом прудике со всевозможными аммиачными и фосфорными солями", месте, где "химически образовалось белковое соединение, готовое претерпеть ещё более сложные изменения". Это показывает, что Дарвин, по крайней мере, твёрдо придерживался идеи, что жизнь развивается "спонтанно", без необходимости сверхъестественного вмешательства или планирования. [40]Теория самозарождения была решительно отвергнута в 19 веке[41], абиогенез заменил её в начале 20 века. Проведённые в начале 50-х годов эксперименты Миллера — Юри показали, как из смеси неорганических газов могут образовываться аминокислоты и нуклеотиды. Эти эксперименты стали краеугольным камнем теории абиогенеза.
© CommonsЭксперименты Миллера — Юри
1. Последние данные свидетельствуют о том, что атмосфера Земли в эпоху гадея имела состав, отличный от состава газа, использовавшегося в экспериментах Миллера — Юри[42].
2. Химическое равновесие обычно неблагоприятно (ввиду "энергоёмкости") для образования небольших биомолекул и их синтеза в более крупные биомолекулы[43].
Помимо необходимых основных органических мономеров, соединения , которые препятствовали бы образованию полимеров, также образовывались в высокой концентрации во время экспериментов по абиогенезу[44].
3. Самая сложная часть ещё впереди: простейшую "живую систему", включающую сотни компонентов, организованно взаимодействующих для получения энергии и самовоспроизведения, было бы практически невозможно собрать ненаправленным естественным процессом[45]:
Для возникновения жизни важно не просто образование химических строительных блоков, но и появление высокоспецифичной организации этих молекул в структуры, такие как ферменты. Именно последний процесс представляет собой таинственную загадку для учёных сегодняшнего дня. Недавние исследования Мушегяна и Кунина (1996), включавшие секвенирование бактериальных геномов, показали, что набор генов, кодирующих около 256 белков, можно считать минимальным набором, необходимым для клеточной жизни. Используя наш предыдущий аргумент (Хойл и Викрамасингхе, 1980), дающий вероятность случайной сборки одного фермента из его компонентов примерно 1 к 1020, мы теперь получаем вероятность сборки минимального набора ферментов 1 к 105120 [46].Что ещё хуже, такая несоизмеримо низкая вероятность существует только для случайной сборки единственного и простого фермента, который несравнимо более примитивен, чем простейшая живая клетка.
Чтобы дать вам представление об этой смехотворно низкой вероятности, количество протонов, нейтронов и электронов[47] в известной нам Вселенной оценивается между 1080 и 1090.
4. Непреодолимая сложность: большинство биологических систем имеют множество взаимодействующих частей, которые не будут функционировать, если убрать одну из них, поэтому они не могли развиться путём последовательных небольших модификаций из более ранних менее сложных систем посредством естественного отбора. Действительно, естественный отбор благоприятствует сильнейшим, а не хромым, которым мешают громоздкие и нефункциональные биологические механизмы[48].
Мышеловка — пример непреодолимой сложности. Она состоит исключительно из пяти взаимодействующих частей: основания, фиксатора, пружины, молотка и удерживающей планки. Для того чтобы мышеловка работала, все эти элементы должны быть на месте, точно так же для функционирования биологических систем требуется множество элементов, работающих вместе.
© UnknownМышеловка и ее пять взаимодействующих элементов
5. ДНК необходимы для синтеза белка, но белок необходим для синтеза ДНК. Другими словами, абиогенез столкнулся и все ещё сталкивается с проблемой курицы и яйца.
6. Не будем забывать, что со времён Дарвина ни один эксперимент не смог[49] продемонстрировать, что жизнь — даже простейшие одноклеточные формы — может возникнуть из неживого материала:
Эксперименты Миллера — Юри (Юри, 1952; Миллер, 1953) середины 1950-х годов показали, как аминокислоты и нуклеотиды могут образовываться из смеси неорганических газов (Опарин, 1953; Холдейн, 1929), но такие эксперименты и отдалённо не приближаются к желаемой цели получения жизни из неживой материи. Равно как и другие более поздние эксперименты, такие как эксперименты Имаи и др. (1999), которые сообщили о производстве гексаглицина в условиях, которые, как полагают, имеют место в наземных горячих источниках. Ни эксперименты Бернштейна и др. (1999), показавшие, что ультрафиолетовое облучение полиароматических углеводородов в водяном льду приводит к образованию некоторых "биологически значимых" молекул, таких как спирты, хиноны и эфиры[50].По всем вышеописанным причинам теория абиогенеза постепенно теряла свой авторитет до такой степени, что сейчас она квалифицируется как "устаревшая"[51]. Она была вытеснена гипотезой мира РНК[52], согласно которой жизнь на Земле развилась из РНК.
© Sott.net адаптировано из КунинаВирусы как предшественники всех форм жизни
[1] Chandra Wickramasinghe (2011) "Bacterial morphologies supporting cometary panspermia: a reappraisal" International Journal of Astrobiology. 10 (1): 25 - 30
[2] Chan et al. (2018) "Organic matter in extraterrestrial water-bearing salt crystals" Science Advances
[3] Arjun Berera (2017) "Space dust collisions as a planetary escape mechanism" Astrobiology 17 (12): 1274 - 1282
[4] Hoyle, 2000
[5] Margater O'Leary (2008) "Anaxagoras and the Origin of Panspermia Theory" iUniverse Publishing Group
[6] G. Horneck et al. (2010) "Space Microbiology" Microbiology and Molecular Biology Reviews 74 (1): 121 - 156
[7] (ок. 510 - 428 гг. до н. э.) Греческий философ досократовского периода, первым предложивший ряд объяснений, связанных с природными явлениями: панспермия, затмения, радуга, метеоры и Солнце.
[8] (ок. 310 - 230 г. до н. э.) Он представил первую известную гелиоцентрическую модель. Считается одним из величайших астрономов древности и одним из величайших мыслителей в истории человечества. См.:
NASA Editors (1997) "Aristarchus' Unbelievable Discoveries" NASA
[9] ISPA Editors (2023) "Definition: What is Panspermia?" ISPA
[10] (ок. 99 - 55 до н. э.) Римский поэт и философ
[11] John Mason Good (1870) "On the Nature of Things" by Titus Lucretius Carus Bell and Daldy
[12] (1779 - 1848) Шведский химик, один из основателей современной химии. Первооткрыватель церия, селена, кремния и тория.
[13] (1842 - 1925) французский астроном, написавший более пятидесяти книг, включая научно-популярные работы по астрономии, а также несколько заметных ранних научно-фантастических романов.
[14] (1808 - 1876) Немецкий врач.
[15] Mark Strauss (2014) "Why 19th Century Scientists Believed That Life Originated In Space" Gizmodo
[16] (1821 - 1894) Немецкий физик, создатель нескольких теорий сохранения энергии и термодинамики.
[17] Sebastian Hayes (2014) "Panspermia and the Enigma of the Black Death" Academia
[18] (1859 - 1927) Шведский учёный, один из основателей физической химии. Он был первым, кто продемонстрировал парниковый эффект.
[19] -273 °C или -459 К
[20] N.C. Wickramasinghe (2004) "The universe: a cryogenic habitat for microbial life" Cryobiology 48(2):113-25
[21] Уильям Томсон, также известный как барон Кельвин (1824 - 1907), был ирландским учёным. Благодаря своим крупным работам в области математики, термодинамики и электричества он стал первым британским учёным, вошедшим в Палату лордов.
[22] N.C. Wickramasinghe (2021) "Comets, Panspermia, Culture, and Prejudice" Asia Pacific biotech news
[23] N.C. Wickramasinghe (2021) "Comets, Panspermia, Culture, and Prejudice" Asia Pacific biotech news
[24] (1934 - 1996) Полимат, опубликовавший более 600 научных работ и более 20 книг.
[25] I. S. Shklovskii, C. Sagan (1966) "Intelligent life in the universe" Dell
[26] (1916 - 2004) Британский молекулярный биолог, биофизик и нейробиолог. Лауреат Нобелевской премии по медицине 1962 года за открытие ДНК.
[27] Gabrielle Joshtine Angoluan (2021) "Theory Of Panspermia" College of the Immaculate Conception
[28] F. H Crick, L. E. Orgel (1973) "Directed panspermia" Icarus 19 (3): 341 - 346
[29] (1942 - 2018) Он был Лукасианским профессором математики в Кембридже, что считается одной из самых престижных академических должностей в мире.
[30] Mark Strauss (2014) "Why 19th Century Scientists Believed That Life Originated In Space" Gizmodo
[31] Sebastian Hayes (2014) "Panspermia and the Enigma of the Black Death" Academia p.3
[32] NASA Editors (2017) "In Search of Panspermia" NASA
Глава 23 "Жизнь в кометах?" и глава 24 "Микроорганизмы верхних слоёв атмосферы".
[34] M. Dodd et al. (2017) "Evidence for early life in Earth's oldest hydrothermal vent precipitates" Nature 543, 60 - 64
[35] Chandra Wickramasinghe (2019) "Our Cosmic Ancestry in the Stars: The Panspermia Revolution and the Origins of Humanity" Bear & Co
[36] NASA editors (2014) "New NASA Research Shows Giant Asteroids Battered Early Earth" NASA
[37] Opengeology editors (2023) "Earth's Oldest Rocks" Opengeology
[38] Смотрите главу 23 "Жизнь в кометах?"
[39] K. Rogers (2023) "abiogenesis" Encyclopedia Britannica
[40] Sebastian Hayes (2014) "Panspermia and the Enigma of the Black Death" Academia
[41] Samanthi (2020) "Difference Between Abiogenesis and Spontaneous Generation" Differencebetween
[42] Bada et al. (2013) "New insights into prebiotic chemistry from Stanley Miller's spark discharge experiments" Chemical Society Reviews 42 (5): 2186 - 96
[43] Craig Rusbult (1998) "The Origin of Life by Chemical Evolution?" ASA
[44] Joan Oró et al. (1962) "Synthesis of purines under possible primitive earth conditions" Archives of Biochemistry and Biophysics 96 (2): 293 - 313
[45] Craig Rusbult (1998) "The Origin of Life by Chemical Evolution?" ASA
[46] B. Hoyle, N.C. Wickramasinghe (2012) "Astronomical Origins of Life: Steps Towards Panspermia" Springer
[47] E.J. Steele et al (2018) "Hoyle-Wickramasinghe Panspermia is Far More Than a Hypothesis" viXra
[48] Michael J. Behe (1996) "Darwin's Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution" Free Press p.39
[49] K. Rogers (2021) "Abiogenesis" Encyclopedia Britannica
[50] B. Hoyle, N.C. Wickramasinghe (2012) "Astronomical Origins of Life: Steps Towards Panspermia" Springer
[51] Dr.Samanthi (2020) "Difference Between Abiogenesis and Spontaneous Generation" Differencebetween
[52] См. главу 12 "Первенство вирусов".
Комментарии читателей
на нашу рассылку