L'origine della vita sulla Terra: teorie, ipotesi, concetti

La vita è il più grande miracolo che esiste sul nostro pianeta. I problemi del suo studio occupano attualmente non solo i biologi, ma anche fisici, matematici, filosofi e altri scienziati. Naturalmente, il puzzle più difficile è l'origine stessa della vita sulla Terra.

Finora, i ricercatori hanno discusso su come è successo. Per quanto possa sembrare strano, un contributo considerevole allo studio di questo fenomeno è stato fatto dalla filosofia: questa scienza permette di trarre le giuste conclusioni, riassumendo enormi quantità di informazioni. Quali versioni degli scienziati oggi sono guidate in tutto il mondo? Ecco le attuali teorie sull'origine della vita sulla Terra:

• Il concetto di generazione spontanea.
• Creazionismo o teoria della creazione divina.
• Il principio dello stato stazionario.
• Panspermia, i cui sostenitori discutono sulla naturale "produttività" di qualsiasi pianeta, dove ci sono condizioni adeguate. In particolare, questa idea fu sviluppata a tempo debito dal famoso accademico Vernadsky.
• Evoluzione biochimica secondo A. I. Oparin.

Prendiamo in considerazione tutte queste teorie sull'origine della vita sulla Terra in modo un po 'più dettagliato.

Materialismo e idealismo

Anche nel Medioevo e prima, nel mondo arabo, alcuni scienziati, anche a rischio della propria vita, presumevano che il mondo potesse essere stato creato come risultato di alcuni processi naturali, senza la partecipazione dell'essenza divina. Questi furono i primi materialisti. Di conseguenza, tutti gli altri punti di vista, che prevedevano l'intervento divino nella creazione di tutte le cose, erano idealistici. Di conseguenza, è abbastanza possibile considerare l'origine della vita sulla Terra da queste due posizioni.

I creazionisti affermano che la vita potrebbe essere creata solo da Dio, mentre i materialisti promuovono la teoria dell'apparenza dei primi composti organici e della vita dalle sostanze inorganiche. La loro versione si basa sulla difficoltà o sull'impossibilità di comprendere quei processi che hanno portato alla vita nella sua forma moderna. È interessante, ma la Chiesa moderna supporta questa ipotesi solo in parte. Dal punto di vista di coloro che sono più amichevoli con gli scienziati, il principale Pensiero del Creatore è davvero impossibile da capire, ma possiamo determinare i fenomeni e i processi attraverso i quali la vita è sorta. Tuttavia, è ancora molto lontano da un approccio veramente scientifico.

Attualmente il punto di vista prevalente dei materialisti. Tuttavia, non hanno sempre avanzato teorie moderne sull'origine della vita. Quindi, l'ipotesi che la nascita e l'evoluzione della vita sulla Terra avvenissero spontaneamente era inizialmente popolare, e i sostenitori di questo fenomeno furono incontrati all'inizio del XIX secolo.

I fautori di questo concetto hanno sostenuto che ci sono alcune leggi di natura naturale, che determinano la possibilità della transizione arbitraria di composti inorganici in organico con la successiva formazione arbitraria di vita. Ciò include anche la teoria della creazione di un "omuncolo", una persona artificiale. In generale, la generazione spontanea di vita sulla Terra è ancora considerata seriamente da alcuni "specialisti" ... Almeno, è positivo che si parli di batteri e virus.

Naturalmente, l'erroneità di tale approccio è stata successivamente dimostrata, ma ha svolto un ruolo importante, fornendo una quantità enorme di prezioso materiale empirico. Si noti che il rifiuto finale della versione della nascita indipendente della vita avvenne solo verso la metà del XIX secolo. In linea di principio, l'impossibilità di tale processo è stata dimostrata da Louis Pasteur. Per questo, lo scienziato ha anche ricevuto un considerevole premio dall'Accademia delle scienze francese. Presto, le principali teorie sull'origine della vita sulla Terra, che descriviamo di seguito, vengono alla ribalta.

Teoria dell'accademico Oparin

Le idee moderne sull'origine della vita sulla Terra si basano su una teoria avanzata da un ricercatore nazionale, l'accademico Oparin, nel 1924. Confutò il principio di Redi, che parlava della possibilità della sola sintesi biogenica materia organica , indicando che questo concetto è valido solo per lo stato attuale delle cose. Lo scienziato ha sottolineato che all'inizio della sua esistenza, il nostro pianeta era una gigantesca palla rocciosa, sulla quale, in linea di principio, non c'era materia organica.

L'ipotesi di Oparin era che la nascita della vita sul pianeta Terra fosse un lungo processo biochimico, le cui materie prime sono i soliti composti che si possono trovare su qualsiasi pianeta. L'accademico ha suggerito che la transizione di queste sostanze a quelle più complesse si è rivelata possibile sotto l'influenza di fattori fisici e chimici estremamente forti. Oparin per prima cosa ha avanzato l'ipotesi di trasformazione continua e interazione di composti organici e inorganici. Lo ha chiamato "evoluzione biochimica". Di seguito sono riportate le fasi principali della nascita della vita sulla Terra secondo Oparin.

Stadio di evoluzione chimica

Circa quattro miliardi di anni fa, quando il nostro pianeta era una pietra enorme e senza vita nelle profondità dello spazio, sulla sua superficie era già un processo di sintesi non biologica di composti del carbonio. Durante questo periodo, i vulcani lanciarono una quantità titanica di lava e gas caldi. Raffreddandosi nell'atmosfera primaria, i gas si trasformarono in nuvole, da cui le piogge torrenziali erano incessanti. Tutti questi processi hanno avuto luogo nel corso di milioni di anni. Ma lasciami, quando è iniziata la nascita della vita sulla Terra?

Allo stesso tempo, le piogge diedero vita a enormi oceani primari, le cui acque erano estremamente sature di sali. C'è anche il primo composti organici la cui formazione è avvenuta nell'atmosfera sotto l'azione delle più forti scariche elettriche e irradiazione UV. Gradualmente la loro concentrazione aumentò fino a quando i mari si trasformarono in una sorta di "brodo" saturo di peptidi. Ma cosa è successo dopo e come sono nate le prime cellule da questa "zuppa"?

La formazione di composti proteici, grassi e carboidrati

E solo al secondo stadio, le vere proteine ​​e altri composti che costituiscono la vita appaiono nel "brodo". Le condizioni sulla Terra furono ammorbidite, apparvero carboidrati, proteine ​​e grassi, i primi biopolimeri, nucleotidi. Questa era la formazione di gocce coacervate, che erano il prototipo di cellule reali. In parole povere, le gocce di proteine, grassi, carboidrati (come nella zuppa) erano così chiamate. Queste formazioni potrebbero assorbire, assorbire quelle sostanze che sono state disciolte nelle acque degli oceani primari. Allo stesso tempo, c'è stata un'evoluzione peculiare, il cui risultato sono state le gocce con maggiore stabilità e resistenza alle influenze ambientali.

Aspetto delle prime cellule

In realtà, nella terza fase, questa formazione amorfa si è trasformata in qualcosa di più "significativo". Cioè, in una cellula vivente capace del processo di auto-riproduzione. Selezione naturale le gocce, che abbiamo già menzionato sopra, sono diventate sempre più rigide. Il primo coacervato "avanzato" aveva già un primitivo, ma il metabolismo. Gli scienziati suggeriscono che la caduta, raggiungendo una certa dimensione, si è spezzata in formazioni più piccole che possedevano tutte le caratteristiche della "cellula" materna.

Gradualmente, uno strato di lipidi si è sviluppato intorno al nucleo del coacervato, dando vita a un completo membrana cellulare. Ecco come si formarono le cellule primarie, l'archaeta. È questo momento con il pieno diritto di essere visto come la nascita della vita sulla Terra.

La sintesi non biologica di materia organica è reale?

Per quanto riguarda l'ipotesi dell'origine della vita sulla Terra da Oparin ... Molti fanno immediatamente la domanda: "Quanto è realistica la formazione di organismi inorganici in condizioni naturali?" Molti ricercatori hanno visitato tali pensieri!

Nel 1953, lo scienziato americano Miller modellò l'atmosfera primaria della Terra, con le sue incredibili temperature e scariche elettriche. Composti inorganici semplici sono stati collocati su questo terreno. Come risultato, acidi acetici e formici, altri composti organici sono stati formati lì. Questa è l'origine della vita sulla Terra. In breve, questo processo può caratterizzare la legge filosofica "La transizione della quantità in qualità". In poche parole, con l'accumulo di una certa quantità di proteine ​​e altre sostanze nell'oceano primario, questi composti acquisiscono altre proprietà e la capacità di auto-organizzarsi.

Punti di forza e debolezza della teoria di Oparin

Il concetto che abbiamo considerato non ha solo punti forti ma anche punti deboli. La forza della teoria è la sua logica e la conferma sperimentale della sintesi abiotica di composti organici. In linea di principio, questa potrebbe essere la nascita e lo sviluppo della vita sulla Terra. La grande debolezza è il fatto che finora nessuno può spiegare come i koatservats siano stati in grado di trasformarsi in una complessa struttura biologica. Anche i sostenitori della teoria riconoscono che la transizione da una goccia di grasso proteico a una vera e propria cellula è molto dubbia. Probabilmente, ci manca qualcosa, non tenendo conto di fattori sconosciuti. Attualmente tutti gli scienziati riconoscono che c'è stato un netto salto, a seguito del quale l'auto-organizzazione di una sostanza è diventata possibile. Come può succedere una cosa del genere? Non è ancora chiaro ... Cos'altro sono le teorie di base sull'origine della vita sulla Terra?

Teoria della Panspermia e Stato stazionario

Come abbiamo detto, una volta questa versione è stata fortemente supportata e "promossa" dal famoso accademico Vernadsky. In generale, la teoria della panspermia non può essere discussa isolatamente dal concetto di uno stato stazionario, dal momento che considerano il principio dell'origine della vita dallo stesso punto di vista. Dovresti sapere che per la prima volta questo concetto è stato proposto dal tedesco Richter alla fine del 19 ° secolo. Nel 1907 fu sostenuto dall'esploratore svedese Arrhenius.

Gli scienziati che aderiscono a questo concetto credono che la vita nell'universo sia semplicemente esistita e esisterà sempre. Da un pianeta all'altro, viene trasferito con l'aiuto di comete e meteoriti, che svolgono il ruolo di una sorta di "seme". Lo svantaggio di una tale teoria è che si ritiene che l'Universo stesso sia stato formato circa 15-25 miliardi di anni fa. Non sembra affatto l'Eternità. Considerando il fatto che la vita dei pianeti potenzialmente adatti all'educazione è molte volte inferiore ai normali planetoidi sassosi, la domanda può essere considerata del tutto naturale: "Quando e dove si è formata la vita e come si è diffusa attraverso l'Universo con tale velocità, date distanze non realistiche?"

Va ricordato che l'età del nostro pianeta non supera i 5 miliardi di anni. Le comete e gli asteroidi volano molto più lentamente della velocità della luce, quindi semplicemente non avrebbero abbastanza tempo per portare i "semi" della vita sulla Terra. I sostenitori della panspermia suggeriscono che alcuni semi (spore di microrganismi, per esempio) sono trasferiti "a raggi luminosi" ad una velocità corrispondente ... Solo decenni di funzionamento di veicoli spaziali hanno dimostrato che ci sono alcune particelle libere nello spazio. La probabilità di un simile metodo di distribuzione degli organismi viventi è troppo piccola.

Alcuni ricercatori suggeriscono che su qualsiasi pianeta che sia adatto alla vita, i corpi proteici potrebbero eventualmente formarsi, ma il meccanismo di questo processo ci è sconosciuto. Altri scienziati dicono che potrebbero esserci alcune "culle" nell'universo, pianeti su cui si può formare la vita. Sembra, ovviamente, come una sorta di fantascienza ... Ma chi lo sa? Negli ultimi anni, una teoria ha gradualmente iniziato a prendere forma nel nostro paese e all'estero, le cui disposizioni parlano di informazioni originariamente codificate in atomi di sostanze ...

Presumibilmente, questi dati e dare lo stesso impulso, che porta alla trasformazione del più semplice koatservatov in arkletokki. Logicamente, questa è la stessa teoria della generazione spontanea della vita sulla Terra! In generale, il concetto di panspermia è difficile da considerare come una tesi scientifica completa. I suoi sostenitori possono solo dire che la vita sulla Terra è stata portata da altri pianeti. Ma come è stato formato lì? Non c'è una risposta a questo.

"Regalo" da Marte?

Oggi è noto per certo che c'era davvero acqua sul Pianeta Rosso e c'erano tutte le condizioni per lo sviluppo della vita delle proteine. I dati che confermano questo sono stati ottenuti grazie al lavoro sulla superficie di due veicoli di discesa contemporaneamente: Spirit e Curiosity. Ma fino ad ora, gli scienziati discutono ardentemente: c'era vita lì? Il fatto è che le informazioni ottenute dagli stessi rover parlano dell'esistenza a breve termine (in aspetto geologico) dell'acqua su questo pianeta. Quanto è alta la probabilità che, in linea di principio, si siano sviluppati organismi proteici completi? Ancora una volta, non c'è risposta a questa domanda. Di nuovo, anche se la vita venisse sul nostro pianeta da Marte, questo non spiega il processo del suo sviluppo lì (come abbiamo già scritto).

Quindi, abbiamo considerato i concetti di base dell'origine della vita sulla Terra. Quale di loro è assolutamente vero è sconosciuto. Il problema sta anche nel fatto che finora non c'è un solo test sperimentalmente confermato che possa confermare o smentire almeno il concetto di Oparin, per non parlare di altre tesi. Sì, possiamo sintetizzare le proteine ​​senza problemi, ma non possiamo ottenere la vita delle proteine. Quindi il lavoro degli scienziati è ancora in serbo per molti decenni a venire.

C'è un altro problema. Il fatto è che siamo intensamente alla ricerca di una vita basata sul carbonio, e stiamo cercando di capire esattamente come ha avuto origine. E se il concetto di vita fosse molto più ampio? Cosa succede se può essere basato su silicio? In linea di principio, tale punto di vista non contraddice le disposizioni della chimica e della biologia. Quindi, nella ricerca di risposte, incontriamo nuove e nuove domande. Attualmente, gli scienziati hanno avanzato diverse tesi fondamentali, guidate da quali persone sono alla ricerca di pianeti potenzialmente abitabili. Eccoli:

• Il pianeta dovrebbe girare nella cosiddetta "zona di comfort" attorno alla stella: sulla sua superficie non ci dovrebbe essere né troppo caldo né troppo freddo. In linea di principio, almeno uno o due pianeti in ciascun sistema stellare soddisfano questo requisito (Terra e Marte, in particolare).
• La massa di un tale corpo dovrebbe essere media (entro una dimensione e mezza della Terra). I pianeti troppo grandi hanno una gravità irrealisticamente alta o sono giganti gassosi.
• La vita più o meno altamente organizzata può esistere solo vicino a stelle piuttosto vecchie (almeno tre o quattro miliardi di anni).
• Una stella non dovrebbe seriamente cambiare i suoi parametri. Inutile cercare la vita intorno a nane bianche o giganti rosse: se fosse lì, è morto da tempo a causa di condizioni ambientali estremamente avverse.
• È auspicabile che il sistema stellare fosse unico. In linea di principio, i ricercatori moderni si oppongono a questa tesi. È possibile che un sistema binario con due stelle poste alle estremità opposte possa contenere anche pianeti potenzialmente più abitabili. Inoltre, oggi stanno sempre più dicendo che da qualche parte, alla periferia del sistema solare, c'è una nube di polvere di gas, il precursore del secondo sole non nato.

Conclusioni finali

Quindi cosa si può dire in conclusione? Innanzitutto, mancano urgentemente dati sulle esatte condizioni ambientali sulla Terra appena emersa. Per ottenere questa informazione, idealmente, dovresti osservare lo sviluppo del pianeta, che è simile al nostro su altri indicatori. Inoltre, i ricercatori hanno ancora difficoltà a dire esattamente quali fattori stimolano la transizione delle arcate di coacervazione in cellule a pieno titolo. Forse ulteriori studi approfonditi sul genoma degli esseri viventi daranno delle risposte.