სიცოცხლის წარმოშობა დედამიწაზე

სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემამ ახლა მთელი კაცობრიობისთვის დაუძლეველი ხიბლი შეიძინა. ის არა მხოლოდ იპყრობს სხვადასხვა ქვეყნისა და სპეციალობის მეცნიერთა ყურადღებას, არამედ ზოგადად არის მსოფლიოს ყველა ადამიანის ინტერესი. ახლა საყოველთაოდ მიღებულია, რომ დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენა ბუნებრივი პროცესი იყო, საკმაოდ ემორჩილება მეცნიერულ კვლევას. ეს პროცესი ეფუძნებოდა ნახშირბადის ნაერთების ევოლუციას, რომელიც მოხდა სამყაროში ჩვენი მზის სისტემის გაჩენამდე დიდი ხნით ადრე და გაგრძელდა მხოლოდ პლანეტა დედამიწის ფორმირების დროს - მისი ქერქის, ჰიდროსფეროსა და ატმოსფეროს ფორმირებისას.

სიცოცხლის დასაწყისიდან ბუნება უწყვეტ განვითარებაშია. ევოლუციის პროცესი ასობით მილიონი წელია მიმდინარეობს და მისი შედეგია ცხოვრების მრავალფეროვანი ფორმები, რომლებიც მრავალი თვალსაზრისით ჯერ კიდევ არ არის სრულად აღწერილი და კლასიფიცირებული.

სიცოცხლის წარმოშობის საკითხი ძნელი შესასწავლია, რადგან როდესაც მეცნიერება უახლოვდება განვითარების პრობლემებს, როგორც თვისობრივად ახლის შექმნას, ის აღმოჩნდება თავისი შესაძლებლობების ზღვარზე, როგორც კულტურის ფილიალი, რომელიც დაფუძნებულია მტკიცებულებებზე და ექსპერიმენტულ გადამოწმებაზე. განცხადებები.

დღეს მეცნიერებს არ შეუძლიათ სიცოცხლის წარმოშობის პროცესის ისეთივე სიზუსტით რეპროდუცირება, როგორც ეს იყო რამდენიმე მილიარდი წლის წინ. ყველაზე საგულდაგულოდ დადგმული ექსპერიმენტიც კი იქნება მხოლოდ მოდელის ექსპერიმენტი, რომელიც მოკლებულია მთელ რიგ ფაქტორებს, რომლებიც თან ახლდა დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენას. სირთულე მდგომარეობს სიცოცხლის გაჩენის შესახებ პირდაპირი ექსპერიმენტის ჩატარების შეუძლებლობაში (ამ პროცესის უნიკალურობა ხელს უშლის მთავარი სამეცნიერო მეთოდის გამოყენებას).

სიცოცხლის წარმოშობის საკითხი საინტერესოა არა მხოლოდ თავისთავად, არამედ მისი მჭიდრო კავშირის გამო ცოცხალ და არაცოცხალ ნივთებს შორის განსხვავების პრობლემასთან, ასევე სიცოცხლის ევოლუციის პრობლემასთან.

თავი 1. რა არის სიცოცხლე? განსხვავება ცოცხალსა და არაცოცხალს შორის.

დედამიწაზე ორგანული სამყაროს ევოლუციის ნიმუშების გასაგებად, აუცილებელია ცოცხალი არსებების ევოლუციისა და ძირითადი თვისებების ზოგადი გაგება. ამისათვის აუცილებელია ცოცხალი არსებების დახასიათება მათი ზოგიერთი მახასიათებლის მიხედვით და გამოვყოთ ცხოვრების ორგანიზების ძირითადი დონეები.

ოდესღაც ითვლებოდა, რომ ცოცხალი არსებები შეიძლება განვასხვავოთ არაცოცხალისაგან ისეთი თვისებებით, როგორიცაა მეტაბოლიზმი, მობილურობა, გაღიზიანებადობა, ზრდა, გამრავლება და ადაპტაციის უნარი. მაგრამ ანალიზმა აჩვენა, რომ ცალ-ცალკე ყველა ეს თვისება გვხვდება უსულო ბუნებაშიც და, შესაბამისად, არ შეიძლება ჩაითვალოს ცოცხალთა სპეციფიკურ თვისებად. ერთ-ერთ ბოლო და ყველაზე წარმატებულ მცდელობაში, ცოცხალ არსებებს ახასიათებს შემდეგი მახასიათებლები, რომლებიც ჩამოყალიბებულია B.M. Mednikov-ის მიერ თეორიული ბიოლოგიის აქსიომების სახით:

ყველა ცოცხალი ორგანიზმი აღმოჩნდება ა ფენოტიპის ერთიანობა და მისი აგების პროგრამა (გენოტიპი), რომელიც თაობიდან თაობას გადაეცემა (ა. ვაისმანის აქსიომები).

გენეტიკური პროგრამა ფორმირდება მატრიცული გზით. როგორც მატრიცა, რომელზეც აგებულია მომავალი თაობის გენი, გამოიყენება წინა თაობის გენი (ნ.კ. კოლცოვის აქსიომები).

თაობიდან თაობას გადაცემის პროცესში გენეტიკური პროგრამები სხვადასხვა მიზეზის გამო იცვლება შემთხვევით და არა მიმართულებით და მხოლოდ შემთხვევით შეიძლება იყოს წარმატებული მოცემულ გარემოში (ჩარლზ დარვინის 1-ლი აქსიომა).

ფენოტიპის a ფორმირებისას გენეტიკური პროგრამების შემთხვევითი ცვლილებები მრავალჯერ მრავლდება (აქსიომები ნ.ვ. ტიმოფეევ-რესოვსკის მიერ).

გენეტიკური პროგრამების არაერთხელ გამძაფრებული ცვლილებები ექვემდებარება შერჩევას გარემო პირობებით (ჩ. დარვინის მე-2 აქსიომა).

„დისკრეტულობა და მთლიანობა დედამიწაზე სიცოცხლის ორგანიზების ორი ფუნდამენტური თვისებაა. ბუნებაში ცოცხალი ობიექტები შედარებით იზოლირებულნი არიან ერთმანეთისგან (ინდივიდუები, პოპულაციები, სახეობები). მრავალუჯრედიანი ცხოველის ნებისმიერი ინდივიდი შედგება უჯრედებისგან, ხოლო ნებისმიერი უჯრედი და ერთუჯრედიანი არსებები შედგება გარკვეული ორგანოელებისგან. ორგანელები შედგება დისკრეტული მაკრომოლეკულური ორგანული ნივთიერებებისგან, რომლებიც თავის მხრივ შედგება დისკრეტული ატომებისა და ელემენტარული ნაწილაკებისგან. ამავე დროს, რთული ორგანიზაცია წარმოუდგენელია მისი ნაწილებისა და სტრუქტურების ურთიერთქმედების გარეშე - მთლიანობის გარეშე.

ბიოლოგიური სისტემების მთლიანობა თვისობრივად განსხვავდება არაცოცხალის მთლიანობისგან და უპირველეს ყოვლისა, რომ ცოცხალის მთლიანობა შენარჩუნებულია განვითარების პროცესში. ცოცხალი სისტემები ღია სისტემებია, ისინი მუდმივად ცვლიან მატერიას და ენერგიას გარემოსთან. მათ ახასიათებთ უარყოფითი ენტროპია (შეკვეთის ზრდა), რომელიც აშკარად იზრდება ორგანული ევოლუციის პროცესში. სავარაუდოა, რომ მატერიის თვითორგანიზების უნარი ცოცხლებში ვლინდება.

„ცოცხალ სისტემებს შორის არ არსებობს ორი იდენტური ინდივიდი, პოპულაცია და სახეობა. ცოცხალთა დისკრეტულობისა და მთლიანობის გამოვლინების ეს უნიკალურობა ეფუძნება კოვარიანტული რედუპლიკაციის გასაოცარ ფენომენს.

კოვარიანტული რედუპლიკაცია (თვით-რეპროდუქცია ცვლილებებით), განხორციელებული მატრიცის პრინციპის საფუძველზე (პირველი სამი აქსიომების ჯამი), როგორც ჩანს, სიცოცხლისთვის დამახასიათებელი ერთადერთი თვისებაა (მისი არსებობის სახით ჩვენთვის ცნობილი Დედამიწა). იგი დაფუძნებულია ძირითადი კონტროლის სისტემების (დნმ, ქრომოსომები და გენები) თვითრეპროდუცირების უნიკალურ უნარზე.

"სიცოცხლე არის მატერიის არსებობის ერთ-ერთი ფორმა, რომელიც ბუნებრივად წარმოიქმნება გარკვეულ პირობებში მისი განვითარების პროცესში."

მაშ, რა არის ცოცხალი და რით განსხვავდება ის არაცოცხალისგან. სიცოცხლის ყველაზე ზუსტი განმარტება დაახლოებით 100 წლის წინ მოგვცა ფ. ენგელსმა: „სიცოცხლე არის ცილოვანი სხეულების არსებობის გზა და არსებობის ეს გზა არსებითად შედგება ამ სხეულების ქიმიური შემადგენლობის მუდმივ თვითგანახლებაში“. ტერმინი "ცილა" ჯერ კიდევ არ იყო ზუსტად განსაზღვრული იმ დროს და ჩვეულებრივ მიეკუთვნებოდა პროტოპლაზმას მთლიანობაში. გააცნობიერა მისი განმარტების არასრული, ენგელსი წერდა: ”ჩვენი ცხოვრების განმარტება, რა თქმა უნდა, ძალიან არასაკმარისია, რადგან ის შორს არის ცხოვრების ყველა ფენომენისგან, მაგრამ, პირიქით, შემოიფარგლება ყველაზე ზოგადი და მარტივი. მათ... იმისთვის, რომ მივიღოთ ჭეშმარიტად ამომწურავი წარმოდგენა ცხოვრების შესახებ, ჩვენ უნდა მივაკვლიოთ მისი გამოვლინების ყველა ფორმა, ყველაზე დაბალიდან უმაღლესამდე.

გარდა ამისა, არსებობს რამდენიმე ფუნდამენტური განსხვავება ცოცხალსა და არაცოცხალს შორის მატერიალური, სტრუქტურული და ფუნქციური თვალსაზრისით. მატერიალური თვალსაზრისით, ცოცხალთა შემადგენლობა აუცილებლად მოიცავს მაღალ მოწესრიგებულ მაკრომოლეკულურ ორგანულ ნაერთებს, რომლებსაც ბიოპოლიმერებს უწოდებენ - ცილებს და ნუკლეინის მჟავებს (დნმ და რნმ). სტრუქტურულად, ცოცხალი არსებები არაცოცხალისაგან განსხვავდება მათი უჯრედული აგებულებით. ფუნქციური თვალსაზრისით, ცოცხალ სხეულებს ახასიათებთ საკუთარი თავის გამრავლება. სტაბილურობა და რეპროდუქცია არსებობს არაცოცხალ სისტემებშიც. მაგრამ ცოცხალ სხეულებში ხდება თვითრეპროდუქციის პროცესი. არა რაღაც ამრავლებს მათ, არამედ ისინი თავად. ეს ფუნდამენტურად ახალი მომენტია.

ასევე, ცოცხალი სხეულები არაცოცხალისგან განსხვავდება მეტაბოლიზმის, ზრდისა და განვითარების უნარის, შემადგენლობისა და ფუნქციების აქტიური რეგულირების, მოძრაობის უნარის, გაღიზიანებადობის, გარემოსთან ადაპტაციის და ა.შ. განუყოფელი თვისება. ცხოვრება არის საქმიანობა, საქმიანობა. „ყველა ცოცხალი არსება ან უნდა იმოქმედოს ან დაიღუპოს. თაგვი უნდა იყოს მუდმივ მოძრაობაში, ჩიტი უნდა დაფრინდეს, თევზი უნდა ცურავდეს და მცენარეც კი უნდა გაიზარდოს“.

სიცოცხლე შესაძლებელია მხოლოდ გარკვეულ ფიზიკურ და ქიმიურ პირობებში (ტემპერატურა, წყლის არსებობა, რიგი მარილები და ა.შ.). თუმცა, სასიცოცხლო პროცესების შეწყვეტა, მაგალითად, თესლის გაშრობისას ან მცირე ორგანიზმების ღრმად გაყინვისას არ იწვევს სიცოცხლისუნარიანობის დაკარგვას. თუ სტრუქტურა უცვლელი რჩება, ის უზრუნველყოფს სასიცოცხლო პროცესების აღდგენას ნორმალურ პირობებში დაბრუნებისას.

თუმცა, მკაცრად მეცნიერული განსხვავება ცოცხალ და არაცოცხალს შორის გარკვეულ სირთულეებს აწყდება. ასე, მაგალითად, სხვა ორგანიზმის უჯრედების გარეთ მყოფ ვირუსებს არ გააჩნიათ ცოცხალი ორგანიზმის არც ერთი ატრიბუტი. მათ აქვთ მემკვიდრეობითი აპარატურა, მაგრამ მათ აკლიათ მეტაბოლიზმისთვის აუცილებელი ძირითადი ფერმენტები, ამიტომ მათ შეუძლიათ გაიზარდონ და გამრავლდნენ მხოლოდ მასპინძელი ორგანიზმის უჯრედებში შეღწევით და მისი ფერმენტული სისტემების გამოყენებით. იმისდა მიხედვით, თუ რა მახასიათებელს მივიჩნევთ მნიშვნელოვნად, ვირუსებს ვახარისხებთ ცოცხალ სისტემებად თუ არა.

ამრიგად, ყოველივე ზემოთქმულის შეჯამებით, ჩვენ მივცემთ ცხოვრების განმარტებას:

”სიცოცხლე არის ბიოლოგიური სისტემების არსებობის პროცესი (მაგალითად, უჯრედი, მცენარის ორგანიზმი, ცხოველი), რომლებიც დაფუძნებულია რთულ ორგანულ ნივთიერებებზე და შეუძლიათ თვითრეპროდუცირება, მათი არსებობის შენარჩუნების შედეგად. ენერგიის, მატერიისა და ინფორმაციის გაცვლა გარემოსთან“.

თავი 2. ცნებები სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ.

ა) სპონტანური წარმოშობის იდეა.

თავიდან სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემა მეცნიერებაში საერთოდ არ არსებობდა, რადგან ძველი სამყაროს მეცნიერები აღიარებდნენ ცოცხალთა მუდმივი წარმოშობის შესაძლებლობას არაცოცხალისგან. დიდ არისტოტელეს (ძვ. წ. IV ს.) ეჭვი არ ეპარებოდა ბაყაყების სპონტანურ თაობაზე. ფილოსოფოსი პლოტინი ძვ. ორგანიზმების სპონტანური თაობის ეს იდეა, როგორც ჩანს, ძალიან დამაჯერებელი ჩანდა ჩვენი შორეული წინაპრების მრავალი თაობისთვის, რადგან იგი არსებობდა შეუცვლელად მრავალი საუკუნის განმავლობაში, მე -17 საუკუნემდე.

ბ) სიცოცხლის წარმოშობის იდეა პრინციპით "ცოცხალი - ცოცხალიდან".

მე-17 საუკუნეში ტოსკანელი ექიმის ფრანჩესკო რედის ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ბუზების გარეშე დამპალ ხორცში მატლები ვერ მოიძებნებოდა და თუ ორგანულ ხსნარებს ადუღებდნენ, მაშინ მათში მიკროორგანიზმები საერთოდ ვერ წარმოიქმნებოდა. და მხოლოდ 60-იან წლებში. მე-19 საუკუნის ფრანგმა მეცნიერმა ლუი პასტერმა თავის ექსპერიმენტებში აჩვენა, რომ მიკროორგანიზმები ორგანულ ხსნარებში მხოლოდ იმიტომ ჩნდებიან, რომ ჩანასახი იქ ადრე იყო შემოტანილი.

ამრიგად, პასტერის ექსპერიმენტებს ორმაგი მნიშვნელობა ჰქონდა -

მათ დაამტკიცეს სიცოცხლის სპონტანური წარმოშობის კონცეფციის შეუსაბამობა.

მათ დაასაბუთეს აზრი, რომ ყველა თანამედროვე ცოცხალი არსება მხოლოდ ცოცხალი არსებიდან მოდის.

გ) სიცოცხლის კოსმიური წარმოშობის იდეა.

დაახლოებით იმავე პერიოდში, როდესაც პასტერმა აჩვენა თავისი ექსპერიმენტები, გერმანელმა მეცნიერმა გ. რიხტერმა შეიმუშავა ცოცხალი არსებების დედამიწაზე კოსმოსიდან ჩამოყვანის თეორია. ის ამტკიცებდა, რომ ემბრიონებს შეეძლოთ დედამიწაზე მოხვედრა კოსმოსურ მტვერთან და მეტეორიტებთან ერთად და დაეწყოთ ცოცხალი არსებების ევოლუცია, რამაც გამოიწვია ხმელეთის სიცოცხლის მთელი მრავალფეროვნება. ამ კონცეფციას ეწოდა პანსპერმიის კონცეფცია. მას იზიარებდნენ ისეთი მეცნიერები, როგორებიც არიან გ.ჰელმჰოლცი, ვ.ტომპსონი, რამაც ხელი შეუწყო მის ფართო გავრცელებას სამეცნიერო წრეებში. მაგრამ მას არ მიუღია სამეცნიერო მტკიცებულება, რადგან პირველყოფილ ორგანიზმებს ან ემბრიონებს უნდა მოკვდნენ ულტრაიისფერი სხივების და კოსმოსური გამოსხივების გავლენის ქვეშ.

დ) A. I. Oparin-ის ჰიპოთეზა.

1924 წელს გამოიცა საბჭოთა მეცნიერის A.I. Oparin-ის წიგნი "სიცოცხლის წარმოშობა", სადაც მან ექსპერიმენტულად დაამტკიცა, რომ ორგანული ნივთიერებები შეიძლება წარმოიქმნას აბიოგენურად ელექტრული მუხტების, თერმული ენერგიისა და ულტრაიისფერი სხივების გაზის ნარევებზე, რომლებიც შეიცავს წყლის ორთქლს. ამიაკი, მეთანი და ა.შ. სხვადასხვა ბუნებრივი ფაქტორების გავლენით, ნახშირწყალბადების ევოლუციამ გამოიწვია ამინომჟავების, ნუკლეიდების და მათი პოლიმერების წარმოქმნა, რამაც ჰიდროსფეროს პირველად ბულიონში ორგანული ნივთიერებების კონცენტრაციის მატებასთან ერთად ხელი შეუწყო კოლოიდური სისტემების, ე.წ. ევოლუციის ქიმიურ პერიოდში ნახშირბადის ნაერთების ტრანსფორმაციას ხელი შეუწყო ატმოსფერო თავისი შემცირების თვისებებით, რომელმაც შემდეგ დაიწყო ჟანგვის თვისებების შეძენა, რაც დამახასიათებელია ამჟამინდელი ატმოსფეროსთვის.

ჰიპოთეზა და ოპარინმა ხელი შეუწყო სიცოცხლის უმარტივესი ფორმების წარმოშობის კონკრეტულ შესწავლას. მან საფუძველი ჩაუყარა დედამიწის სავარაუდო პირველადი ატმოსფეროს პირობებში ამინომჟავების, ნუკლეინის ბაზების, ნახშირწყალბადების მოლეკულების ფორმირების პროცესების ფიზიკოქიმიურ მოდელირებას.

ე) სიცოცხლის წარმოშობის თანამედროვე ცნებები.

დღეს სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემას სწავლობს სხვადასხვა მეცნიერების ფართო ფრონტი. იმისდა მიხედვით, თუ რა არის ცოცხალი არსების ყველაზე ფუნდამენტური თვისება შესწავლილი და გაბატონებული ამ კვლევაში (ნივთიერება, ინფორმაცია, ენერგია), სიცოცხლის წარმოშობის ყველა თანამედროვე კონცეფცია პირობითად შეიძლება დაიყოს:

სიცოცხლის სუბსტრატის წარმოშობის კონცეფცია (მას იცავენ ბიოქიმიკოსები ა.ი. ოპარინის ხელმძღვანელობით).

ენერგიის წარმოშობის კონცეფცია. მას ამუშავებენ წამყვანი სინერგიული მეცნიერები I. Prigozhin, M. Eigen.

ინფორმაციის წარმოშობის კონცეფცია. იგი შეიმუშავეს A. N. Kolmogorov, A. A. Lyapunov, D. S. Chernavsky.

გენის წარმოშობის კონცეფცია.

ამ კონცეფციის ავტორია ამერიკელი გენეტიკოსი გ.მელერი. ის აღიარებს, რომ ცოცხალი მოლეკულა, რომელსაც შეუძლია გამრავლება, შეიძლება მოულოდნელად წარმოიქმნას, შემთხვევით, უმარტივესი ნივთიერებების ურთიერთქმედების შედეგად. მას მიაჩნია, რომ მემკვიდრეობის ელემენტარული ერთეული - გენი - ასევე არის სიცოცხლის საფუძველი. და სიცოცხლე გენის სახით, მისი აზრით, წარმოიშვა ატომური ჯგუფებისა და მოლეკულების შემთხვევითი კომბინაციით, რომლებიც არსებობდნენ პირველადი ოკეანის წყლებში. მაგრამ ამ კონცეფციის მათემატიკური გამოთვლები აჩვენებს ასეთი მოვლენის სრულ წარმოუდგენლობას.

ფ. ენგელსი იყო ერთ-ერთი პირველი, ვინც ვარაუდობს, რომ სიცოცხლე მოულოდნელად კი არ გაჩნდა, არამედ ჩამოყალიბდა მატერიის ევოლუციური განვითარების გრძელი გზის დროს. ევოლუციური იდეა საფუძვლად უდევს მატერიის რთული, მრავალსაფეხურიანი განვითარების ჰიპოთეზას, რომელიც წინ უძღოდა დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობას.

თანამედროვე ბიოლოგები ამტკიცებენ, რომ არ არსებობს სიცოცხლის უნივერსალური ფორმულა (ანუ ისეთი, რომელიც სრულად ასახავს მის არსს) და არც შეიძლება იყოს. ასეთი გაგება გულისხმობს ბიოლოგიური ცოდნის ისტორიულ მიდგომას, როგორც ცხოვრების არსის გაგებას, რომლის დროსაც იცვლება სიცოცხლის წარმოშობის ცნებები და იდეები იმ ფორმების შესახებ, რომლებშიც შესაძლებელია ასეთი ცოდნა.

ბიოენერგეტიკა-ინფორმაციული გაცვლა, როგორც სიცოცხლის გაჩენის საფუძველი.

დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის ერთ-ერთი უახლესი კონცეფცია არის ბიოენერგეტიკული ინფორმაციის გაცვლის კონცეფცია. ბიოენერგეტიკა-ინფორმაციული გაცვლის კონცეფცია წარმოიშვა ბიოფიზიკის, ბიოენერგეტიკისა და ეკოლოგიის სფეროში მეცნიერების ამ დარგების უახლეს მიღწევებთან დაკავშირებით. ტერმინი ბიოენერგოინფორმატიკა შემოიღო ტექნიკურ მეცნიერებათა დოქტორმა, მოსკოვის სახელმწიფო ტექნიკური უნივერსიტეტის პროფესორმა ვ.ი. N. E. Bauman V. N. Volchenko 1989 წელს, როდესაც მან და მისმა თანამოაზრეებმა გამართეს პირველი გაერთიანებული კონფერენცია ბიოენერგეტიკული ინფორმატიკის შესახებ მოსკოვში.

ბიოენერგეტიკა-ინფორმაციული გაცვლის შესწავლამ საფუძველი მისცა სამყაროს ინფორმაციის ერთიანობას, მასში ისეთი ნივთიერების არსებობას, როგორიცაა "ინფორმაცია - ცნობიერება", და არა მხოლოდ მატერიისა და ენერგიის ცნობილი ფორმები.

ამ კონცეფციის ერთ-ერთი ელემენტია სამყაროში საერთო იდეის, გეგმის არსებობა. ამ ჰიპოთეზას ადასტურებს თანამედროვე ასტროფიზიკა, რომლის მიხედვითაც სამყაროს ფუნდამენტური თვისებები, ძირითადი ფიზიკური მუდმივების მნიშვნელობები და ფიზიკური კანონების ფორმებიც კი მჭიდრო კავშირშია სამყაროს სტრუქტურასთან მისი ყველა მასშტაბით და სიცოცხლის შესაძლებლობა.

აქედან გამომდინარეობს ბიოენერგეტიკული ინფორმატიკის კონცეფციის მეორე ელემენტი - სამყარო უნდა განიხილებოდეს როგორც ცოცხალი სისტემა. ხოლო ცოცხალ სისტემებში ცნობიერების (ინფორმაციის) ფაქტორმა მატერიასთან და ენერგიასთან ერთად ძალიან მნიშვნელოვანი ადგილი უნდა დაიკავოს. ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ სამყაროს სამების აუცილებლობაზე: მატერია, ენერგია და ინფორმაცია.

თავი 3. როგორ გაჩნდა სიცოცხლე დედამიწაზე.

დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის თანამედროვე კონცეფცია არის საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების ფართო სინთეზის, მრავალი თეორიისა და ჰიპოთეზის შედეგი, რომლებიც წამოაყენეს სხვადასხვა სპეციალობის მკვლევარებმა.

დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენისთვის მნიშვნელოვანია პირველადი ატმოსფერო (პლანეტის). დედამიწის პირველადი ატმოსფერო შეიცავდა მეთანს, ამიაკს, წყლის ორთქლს და წყალბადს. სწორედ ამ გაზების ელექტრული მუხტებისა და ულტრაიისფერი გამოსხივების ნარევზე მოქმედებით შეძლეს მეცნიერებმა მიიღონ რთული ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც ქმნიან ცოცხალ ცილებს. ცოცხალი არსებების ელემენტარული „სამშენებლო ბლოკები“ ისეთი ქიმიური ელემენტებია, როგორიცაა ნახშირბადი, ჟანგბადი, აზოტი და წყალბადი. ცოცხალი უჯრედი წონით შეიცავს 70 პროცენტ ჟანგბადს, 17 პროცენტს ნახშირბადს, 10 პროცენტ წყალბადს, 3 პროცენტს აზოტს, რასაც მოჰყვება ფოსფორი, კალიუმი, ქლორი, გოგირდი, კალციუმი, ნატრიუმი, მაგნიუმი და რკინა. ასე რომ, სიცოცხლის გაჩენისკენ პირველი ნაბიჯი არის ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნა არაორგანულიდან. იგი დაკავშირებულია ქიმიური „ნედლეულის“ არსებობასთან, რომლის სინთეზი შეიძლება მოხდეს გარკვეული გამოსხივების, წნევის, ტემპერატურის, ტენიანობის დროს. უმარტივესი ცოცხალი ორგანიზმების გაჩენას წინ უძღოდა ხანგრძლივი ქიმიური ევოლუცია. ნაერთების შედარებით მცირე რაოდენობით (ბუნებრივი გადარჩევის შედეგად) წარმოიქმნა სიცოცხლისათვის შესაფერისი თვისებების მქონე ნივთიერებები. ნაერთები, რომლებიც წარმოიქმნა ნახშირბადის საფუძველზე, შექმნეს ჰიდროსფეროს "პირველადი სუპი". მეცნიერთა აზრით, აზოტისა და ნახშირბადის შემცველი ნივთიერებები წარმოიქმნა დედამიწის დნობის სიღრმეში და ამოიღეს ზედაპირზე ვულკანური აქტივობის დროს. ნაერთების გაჩენის მეორე საფეხური დაკავშირებულია დედამიწის პირველ ოკეანეში მოწესრიგებული რთული ნივთიერებების - ბიოპოლიმერების: ნუკლეინის მჟავების, ცილების გაჩენასთან. როგორ განხორციელდა ბიოპოლიმერების ფორმირება?

თუ ვივარაუდებთ, რომ ამ პერიოდის განმავლობაში ყველა ორგანული ნაერთი იყო დედამიწის პირველადი ოკეანეში, მაშინ უფრო რთული ორგანული ნაერთები შეიძლება წარმოიქმნას ოკეანის ზედაპირზე თხელი ფილმის სახით და მზის მიერ გაცხელებულ არაღრმა წყალში. ჟანგბადისგან თავისუფალი გარემო ხელს უწყობს არაორგანული ნაერთებისგან პოლიმერების სინთეზს. ჟანგბადი, როგორც ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტი, გაანადგურებს წარმოქმნილ მოლეკულებს. შედარებით მარტივმა ორგანულმა ნაერთებმა დაიწყეს გაერთიანება დიდ ბიოლოგიურ მოლეკულებად. წარმოიქმნა ფერმენტები - ცილოვანი ნივთიერებები-კატალიზატორები, რომლებიც ხელს უწყობენ მოლეკულების წარმოქმნას ან დაშლას. ფერმენტების აქტივობის შედეგად წარმოიშვა ყველაზე მნიშვნელოვანი „სიცოცხლის პირველადი ელემენტები“ - ნუკლეინის მჟავები, რთული პოლიმერული ნივთიერებები (მონომერებისგან შემდგარი). ნუკლეინის უჯრედებში მონომერები განლაგებულია ისე, რომ ისინი ატარებენ გარკვეულ ინფორმაციას, კოდი, რომლის მიხედვითაც ცილაში შემავალი თითოეული ამინომჟავა შეესაბამება სამი ნუკლეოტიდის გარკვეულ კომპლექტს, ე.წ. ნუკლეინის მჟავას სამეულს. ნუკლეინის მჟავების საფუძველზე უკვე შესაძლებელია ცილების აგება და მატერიისა და ენერგიის გაცვლა გარე გარემოსთან. ნუკლეინის მჟავების სიმბიოზმა ჩამოაყალიბა "მოლეკულური გენეტიკური კონტროლის სისტემები".

ეს ეტაპი, როგორც ჩანს, იყო საწყისი წერტილი, გარდამტეხი მომენტი დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენაში. ნუკლეინის მჟავას მოლეკულებმა შეიძინეს საკუთარი სახის თვითრეპროდუქციის თვისებები, დაიწყეს ცილოვანი ნივთიერებების წარმოქმნის პროცესის კონტროლი. ყველა ცოცხალი არსების წარმოშობა იყო რევერტაზა და მატრიქსის სინთეზი დნმ-დან რნმ-მდე, რნმ-ის მოლეკულური სისტემის ევოლუცია დნმ-ში. ასე გაჩნდა „ბიოსფეროს გენომი“.

სიცხე და სიცივე, ელვა, ულტრაიისფერი რეაქცია, ატმოსფერული ელექტრული მუხტები, ქარის და წყლის ჭავლების ნაკადი - ეს ყველაფერი უზრუნველყოფდა ბიოქიმიური რეაქციების დაწყებას ან შესუსტებას, მათი მიმდინარეობის ბუნებას, გენის "ადიდებას". ბიოქიმიური ეტაპის ბოლოს გაჩნდა ისეთი სტრუქტურული წარმონაქმნები, როგორიცაა მემბრანები, რომლებიც ზღუდავდნენ ორგანული ნივთიერებების ნარევს გარე გარემოდან.

მემბრანებმა დიდი როლი ითამაშეს ყველა ცოცხალი უჯრედის მშენებლობაში. ყველა მცენარისა და ცხოველის სხეული შედგება სიცოცხლის ძირითადი ერთეულებისგან - უჯრედებისგან. უჯრედის ცოცხალი შინაარსი არის პროტოპლაზმა. თანამედროვე მეცნიერები მივიდნენ დასკვნამდე, რომ დედამიწაზე პირველი ორგანიზმები იყვნენ ერთუჯრედიანი პროკარიოტები - ორგანიზმები, რომლებსაც არ აქვთ ბირთვი ("კარიო" - თარგმნილია ბერძნული "ბირთვი"). მათი სტრუქტურით ისინი ახლა ბაქტერიებს ან ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებს ჰგვანან.

პირველი „ცოცხალი“ მოლეკულების, პროკარიოტების არსებობისთვის, ისევე როგორც ყველა ცოცხალ არსებას, აუცილებელია ენერგიის შემოდინება გარედან. თითოეული უჯრედი არის პატარა „ენერგეტიკული სადგური“. ადენოზინის ტრიფოსფორის მჟავა და ფოსფორის შემცველი სხვა ნაერთები ემსახურება როგორც ენერგიის უშუალო წყაროს უჯრედებისთვის. უჯრედები იღებენ ენერგიას საკვებიდან, მათ შეუძლიათ არა მხოლოდ დახარჯონ, არამედ შეინახონ ენერგია.

განხილვის საგანია საკითხი, გაჩნდა თუ არა ერთი ტიპის ორგანიზმი პირველად დედამიწაზე, თუ გაჩნდა მათი მრავალფეროვნება. ვარაუდობენ, რომ წარმოიშვა ცოცხალი პროტოპლაზმის მრავალი პირველი სიმსივნე.

დაახლოებით 2 მილიარდი წლის წინ ცოცხალ უჯრედებში ბირთვი გამოჩნდა. პროკარიოტებისგან წარმოიშვა ევკარიოტები - ერთუჯრედიანი ორგანიზმები ბირთვით. დედამიწაზე მათი 25-30 სახეობაა. მათგან ყველაზე მარტივია ამება. ევკარიოტებში უჯრედში არის მორთული ბირთვი, რომელიც შეიცავს ცილის სინთეზის კოდს. დაახლოებით ამ დროისთვის არსებობდა მცენარეული თუ ცხოველური ცხოვრების წესის „არჩევანი“. ამ ცხოვრების წესებს შორის მთავარი განსხვავება დაკავშირებულია კვების წესთან, დედამიწაზე სიცოცხლისთვის ისეთი მნიშვნელოვანი პროცესის გაჩენასთან, როგორიცაა ფოტოსინთეზი. ფოტოსინთეზი არის ორგანული ნივთიერებების შექმნა, როგორიცაა შაქარი, ნახშირორჟანგიდან და წყლისგან ენერგიისა და სინათლის გამოყენებით. ფოტოსინთეზის წყალობით მცენარეები წარმოქმნიან ორგანულ ნივთიერებებს, რის გამოც ხდება მცენარეთა მასის მატება.

დასკვნა.

ბოლო ათი წლის განმავლობაში სიცოცხლის წარმოშობის გაგებამ უზარმაზარი წინსვლა განიცადა. რჩება იმედი, რომ მომდევნო ათწლეული კიდევ უფრო მეტს მოიტანს: ახალი კვლევები ძალიან აქტიურია ბევრ სფეროში.

მაგრამ, ზუსტად, ევოლუციის თეორია შესაძლებელს ხდის გავიგოთ ოპტიმალური სტრატეგია ადამიანსა და მიმდებარე ველურ ბუნებას შორის ურთიერთობისთვის და საშუალებას გვაძლევს დავსვათ კონტროლირებადი ევოლუციის პრინციპების შემუშავების საკითხი. ასეთი კონტროლირებადი ევოლუციის ცალკეული ელემენტები უკვე ჩანს დღეს, მაგალითად, არა მხოლოდ კომერციული გამოყენების მცდელობებში, არამედ ცხოველთა და მცენარეების ცალკეული სახეობების ევოლუციის ეკონომიკური მართვისთვის.

გარემოს დაცვისთვის მნიშვნელოვანია ევოლუციური პროცესების შესწავლა. ბუნებაში შემოჭრილმა ადამიანმა ჯერ არ ისწავლა მისი ჩარევის არასასურველი შედეგების განჭვრეტა და თავიდან აცილება. მავნებლების გასაკონტროლებლად ადამიანი იყენებს ჰექსაქლორანს, ვერცხლისწყლის პრეპარატებს და ბევრ სხვა ტოქსიკურ ნივთიერებას. ამას მაშინვე მივყავართ ბუნების ევოლუციური „რეაგირებით“ – წარმოიქმნება პესტიციდ-რეზისტენტული მწერების, „სუპერრატები“, ანტიკოაგულანტების მიმართ რეზისტენტული რასები და ა.შ.

ხშირად ისეთივე კატასტროფულია ინდუსტრიული დაბინძურება. მილიონობით ტონა სარეცხი ფხვნილი, ჩამდინარე წყლებში ჩავარდნა, კლავს მაღალ ორგანიზმებს და იწვევს ციანიდისა და ზოგიერთი მიკროორგანიზმების უპრეცედენტო განვითარებას. ევოლუცია ამ შემთხვევებში იღებს მახინჯ ფორმებს და შესაძლებელია, რომ მომავალში კაცობრიობას შეექმნას მოულოდნელი "ევოლუციური საფრთხე" ზოგიერთი სუპერრეზისტენტული ინდუსტრიული დაბინძურების მიკროორგანიზმების, ბაქტერიების და ციანიდების მიმართ, რომლებმაც შეიძლება შეცვალონ ჩვენი პლანეტის სახე არასასურველ მდგომარეობაში. მიმართულება.

ბიბლიოგრაფია

1. Agapova O. V., Agapov V. I. ლექციები თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებებზე. უნივერსიტეტის კურსი. - რიაზანი, 2000 წ.

2. ვერნადსკი V.I. სიცოცხლის დასაწყისი და მარადისობა. - მ.: რესპუბლიკა, 1989 წ.

3. გორელოვი A.A. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები. – მ.: აზროვნება, 2000 წ.

4. დუბნიშჩევა გ.დ. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები: პროკ. სტუდისთვის. უნივერსიტეტები / ედ. M.F. ჟუკოვა. - ნოვოსიბირსკი: YuKEA, 1999 წ.

5. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები. სერია „სახელმძღვანელოები და სასწავლო საშუალებები“. - როსტოვი n/a, 2000 წ.

6. ნიკოლოვი ტ. "ცხოვრების გრძელი გზა", მ., მირი, 1999 Selye G. ოცნებიდან აღმოჩენამდე. - მ., 2001 წ.

7. Ponnamperuma S. "The Origin of Life", M., Mir, 1999 წ.

8. საბჭოთა ენციკლოპედიური ლექსიკონი. - მ.: სოვ. ენციკლოპედია, 2002 წ.

9. Yablokov A. V., Yusufov A. G. ევოლუციური დოქტრინა (დარვინიზმი): პროკ. ბიოლისთვის. სპეციალისტი. უნივერსიტეტები. - მე-3 გამოცემა. - მ .: უმაღლესი. სკოლა,

უსიცოცხლო მთები, კლდეები და წყალი, უზარმაზარი მთვარე ცაში და მეტეორიტების მუდმივი დაბომბვა - დედამიწის ყველაზე სავარაუდო პეიზაჟი 4 მილიარდი წლის წინ

სიცოცხლე კოსმოსში არსებული არაორგანული ნივთიერებებისგან წარმოიშვა თუ დედამიწაზე? ეს დილემა აუცილებლად აწყდება სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემით დაინტერესებულ მკვლევარს. ჯერჯერობით ვერავინ დაამტკიცა ამჟამად არსებული ორი ჰიპოთეზის სისწორე, ისევე როგორც, თუმცა, ვერ მოხერხდა გამოსავლის მესამე გზის მოფიქრება.

პირველი ჰიპოთეზა დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ ძველია, მას თავის აქტივში აქვს ევროპული მეცნიერების მყარი ფიგურები: გ.ჰელმჰოლცი, ლ.პასტერი, ს.არენიუსი, ვ.ვერნადსკი, ფ.კრიკი. ცოცხალი მატერიის სირთულე, პლანეტაზე მისი სპონტანური წარმოქმნის დაბალი ალბათობა, ისევე როგორც ექსპერიმენტატორების წარუმატებლობა ცოცხალი მატერიის სინთეზირებაში არაცოცხალი მატერიიდან, მეცნიერებს მიჰყავს ამ მიდგომის მიმდევართა ბანაკში. არსებობს უამრავი ვარიაცია იმის შესახებ, თუ როგორ მოხვდა სიცოცხლე დედამიწაზე, რომელთაგან ყველაზე ცნობილია პანსპერმიის თეორია. მისი თქმით, სიცოცხლე ფართოდ არის გავრცელებული ვარსკვლავთშორის სივრცეში, მაგრამ რადგან არ არსებობს განვითარების პირობები, ცოცხალი მატერია იქცევა სპერმად, ანუ სპორად და ამით მოძრაობს სივრცეში. მილიარდობით წლის წინ კომეტებმა სპერმატოზოიდები მიიტანეს დედამიწაზე, სადაც შეიქმნა მათი გამოვლენისთვის ხელსაყრელი გარემო.

სპერმა არის პატარა ემბრიონი, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს ტემპერატურის დიდ რყევებს, კოსმოსურ გამოსხივებას და სხვა გარემო ფაქტორებს, რომლებიც საზიანოა ცოცხალი არსებისთვის. როგორც ინგლისელი ასტრონომი ფ. ჰოილი ვარაუდობს, ვარსკვლავთშორისი მტვრის ნაწილაკები, რომელთა შორის შესაძლოა იყოს ბაქტერიები გრაფიტის გარსში, შესაფერისია სპერმის როლისთვის. დღემდე კოსმოსში სპერმატოზოიდი არ არის ნაპოვნი. მაგრამ მათი აღმოჩენის შემთხვევაშიც კი, ასეთი საოცარი აღმოჩენა მხოლოდ ჩვენი პლანეტიდან სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემას გადაიტანს სხვა ადგილზე. და ჩვენ არ მოვერიდებოდით კითხვებს, თუ სად მოხვდა სპერმა დედამიწაზე და როგორ წარმოიქმნა ისინი. დილემის მეორე ნაწილი - როგორ წარმოიშვა სიცოცხლე არაორგანული მატერიისგან - არც ისე რომანტიულია, რადგან ის ეყრდნობა ფიზიკისა და ქიმიის კანონებს. ეს ვიწრო, მექანიკური მიდგომა, რომელსაც ეწოდება აბიოგენეზის თეორია, აერთიანებს მრავალი სპეციალისტის ძალისხმევას. შესაძლოა, მისი სპეციფიკის გამო, ეს მიდგომა ნაყოფიერი აღმოჩნდა და ნახევარი საუკუნის განმავლობაში დააწინაურა ბიოქიმიის, ევოლუციური ბიოლოგიისა და კოსმოლოგიის მთელი სექციები.

მეცნიერთა აზრით, ცოცხალი უჯრედის სინთეზი შორს არ არის, ეს ტექნოლოგიის და დროის საკითხია. მაგრამ იქნება თუ არა ტესტის მილში დაბადებული უჯრედი პასუხი კითხვაზე, როგორ დაიწყო სიცოცხლე დედამიწაზე? ნაკლებად სავარაუდოა. სინთეზური უჯრედი მხოლოდ დაამტკიცებს, რომ აბიოგენეზი რამდენადმე შესაძლებელია. მაგრამ 4 მილიარდი წლის წინ დედამიწაზე ყველაფერი სხვაგვარად შეიძლებოდა მომხდარიყო. მაგალითად, დიახ. დედამიწის ზედაპირი გაცივდა 4,5 მილიარდი წლის წინ. ატმოსფერო თხელი იყო და კომეტები აქტიურად ბომბავდნენ დედამიწას და უხვად აწვდიდნენ ორგანულ ნივთიერებებს. არამიწიერი მატერია დასახლდა ვულკანებით გაცხელებულ ზედაპირულ თბილ წყალსაცავებში: ფსკერზე ლავა იღვრება, კუნძულები გაიზარდა, ცხელი წყლები - ფუმაროლები - სცემეს. იმ დროს კონტინენტები არ იყო ისეთი ძლიერი და დიდი, როგორიც ახლაა, ისინი ადვილად მოძრაობდნენ დედამიწის ქერქის გასწვრივ, შეერთდნენ და დაიშალნენ.

მთვარე უფრო ახლოს იყო, დედამიწა უფრო სწრაფად ტრიალებდა, დღეები უფრო მოკლე იყო, მოქცევა უფრო მაღალი და ქარიშხალი უფრო ძლიერი. მის ზემოთ იყო გადაჭიმული ფოლადისფერი ცა, ჩაბნელებული მტვრის ქარიშხლებით, ვულკანური ფერფლის ღრუბლებით და მეტეორიტის ზემოქმედების შედეგად აფეთქებული კლდის ნატეხებით. თანდათან ვითარდებოდა აზოტით, ნახშირორჟანგითა და წყლის ორთქლით მდიდარი ატმოსფერო. სათბურის გაზების სიმრავლემ გლობალური დათბობა გამოიწვია. ასეთ ექსტრემალურ პირობებში ხდებოდა ცოცხალი მატერიის სინთეზი. იყო თუ არა ეს სასწაული, უბედური შემთხვევა, რომელიც მოხდა სამყაროს ევოლუციის მიუხედავად, თუ მხოლოდ ამ გზით შეიძლება გამოჩნდეს სიცოცხლე? უკვე საწყის ეტაპებზე გამოიხატა ცოცხალი მატერიის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელი - გარემო პირობებთან ადაპტირება. ადრეული ატმოსფერო შეიცავდა მცირე რაოდენობით თავისუფალ ჟანგბადს, ოზონი იყო დეფიციტური და დედამიწა გაჟღენთილი იყო სიცოცხლისთვის მომაკვდინებელი ულტრაიისფერი სხივებით. ასე რომ, პლანეტა დაუსახლებელი დარჩებოდა, უჯრედებს რომ არ მოეგონათ ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან დაცვის მექანიზმი. მთლიანობაში სიცოცხლის გაჩენის ეს სცენარი არ განსხვავდება დარვინის მიერ შემოთავაზებული სცენარისგან. დაემატა ახალი დეტალები – მათ რაღაც ისწავლეს უძველესი ქანების შესწავლით და ექსპერიმენტებით, რაღაც გამოიცნეს. მიუხედავად იმისა, რომ ყველაზე გონივრულია, ეს სცენარი ასევე ყველაზე საკამათოა. მეცნიერები იბრძვიან თითოეულ პუნქტზე, გვთავაზობენ მრავალ ალტერნატივას. ეჭვები თავიდანვე იბადება: საიდან გაჩნდა პირველადი ორგანული ნივთიერებები, სინთეზიდა იგი დედამიწაზე თუ ციდან ჩამოვარდა?

რევოლუციური იდეა

აბიოგენეზის მეცნიერული საფუძვლები, ანუ ცოცხალი არსებების წარმოშობა არაცოცხალი არსებიდან, ჩაეყარა რუსმა ბიოქიმიკოსმა ა.ი. ოპარინი. 1924 წელს, როგორც 30 წლის მეცნიერმა, ოპარინმა გამოაქვეყნა სტატია „სიცოცხლის წარმოშობა“, რომელიც, მისი კოლეგების თქმით, „ინტელექტუალური რევოლუციის თესლს შეიცავდა“. 1938 წელს ოპარინის წიგნის ინგლისურ ენაზე გამოცემა გახდა სენსაცია და მნიშვნელოვანი დასავლური ინტელექტუალური რესურსები მიიპყრო ცხოვრების პრობლემაში. 1953 წელს ჩიკაგოს უნივერსიტეტის კურსდამთავრებულმა ს. მილერმა ჩაატარა წარმატებული ექსპერიმენტი აბიოგენური სინთეზის შესახებ. მან შექმნა ადრეული დედამიწის პირობები ლაბორატორიულ სინჯარაში და ქიმიური რეაქციის შედეგად მიიღო ამინომჟავების ნაკრები. ამრიგად, ოპარინის თეორიამ დაიწყო ექსპერიმენტული დადასტურების მიღება.

ოპარინი და მღვდელი

კოლეგების მოგონებების მიხედვით, აკადემიკოსი ა.ი. ოპარინი იყო დარწმუნებული მატერიალისტი და ათეისტი. ამას ადასტურებს მისი აბიოგენეზის თეორია, რომელიც, როგორც ჩანს, სიცოცხლის საიდუმლოებების ზებუნებრივი ახსნის იმედს არ ტოვებს. მიუხედავად ამისა, მეცნიერის შეხედულებებმა და პიროვნებამ მიიპყრო სრულიად საპირისპირო მსოფლმხედველობის ადამიანები. ეწეოდა სამეცნიერო და საგანმანათლებლო საქმიანობას, მონაწილეობდა პაციფისტურ მოძრაობაში, ბევრს მოგზაურობდა საზღვარგარეთ. ერთხელ, 1950-იან წლებში, ოპარინმა იტალიაში ლექციები წაიკითხა სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემის შესახებ. მოხსენების შემდეგ მას უთხრეს, რომ ვატიკანის პაპის მეცნიერებათა აკადემიის პრეზიდენტს არავის სურდა მასთან შეხვედრა. ალექსანდრე ივანოვიჩი, როგორც საბჭოთა კაცი და კარგად იცოდა სსრკ-ს მიმართ უცხო ინტელიგენციის მიკერძოებული დამოკიდებულება, კათოლიკური ეკლესიის წარმომადგენლისგან არ მოელოდა რაიმე კარგს, ალბათ რაიმე სახის პროვოკაციას. მიუხედავად ამისა, გაცნობა შედგა. მეუფე სინიორმა ხელი ჩამოართვა ოპარინს, მადლობა გადაუხადა ლექციისთვის და წამოიძახა: „პროფესორო, აღფრთოვანებული ვარ იმით, თუ რა ლამაზად გამოავლინეთ ღვთის განგებულება!

სიცოცხლის ალბათობა

აბიოგენეზის თეორია ვარაუდობს, რომ სიცოცხლე წარმოიშვა მატერიის განვითარების გარკვეულ ეტაპზე. სამყაროს და პირველი ნაწილაკების ჩამოყალიბების შემდეგ მატერია მუდმივი ცვლილების გზას დაადგა. ჯერ გაჩნდა ატომები და მოლეკულები, შემდეგ გაჩნდა ვარსკვლავები და მტვერი, მისგან გაჩნდნენ პლანეტები და პლანეტებზე სიცოცხლე დაიბადა. ცოცხალი წარმოიქმნება უსულოდან, ემორჩილება რაღაც უმაღლეს კანონს, რომლის არსი ჩვენთვის ჯერ კიდევ უცნობია. სიცოცხლე არ შეიძლებოდა გაჩენილიყო დედამიწაზე, სადაც შესაფერისი პირობები იყო. რა თქმა უნდა, შეუძლებელია ამ მეტაფიზიკური განზოგადების უარყოფა, მაგრამ ეჭვის მარცვლები აღმოცენდა. ფაქტია, რომ სიცოცხლის სინთეზისთვის აუცილებელი პირობები ძალიან მრავალრიცხოვანია, ხშირად ეწინააღმდეგება ფაქტებს და ერთმანეთს. მაგალითად, არ არსებობს არანაირი მტკიცებულება, რომ ადრეულ დედამიწას ჰქონდა შემცირებული ატმოსფერო. უცნობია, როგორ წარმოიშვა გენეტიკური კოდი. აკვირვებს თავისი სირთულით ცოცხალი უჯრედის სტრუქტურასა და მის ფუნქციებს. რა არის სიცოცხლის წარმოშობის ალბათობა? Აი ზოგიერთი მაგალითი.

პროტეინები შედგება მხოლოდ ეგრეთ წოდებული "მარცხენა" ამინომჟავებისგან, ანუ ასიმეტრიული მოლეკულებისგან, რომლებიც ატრიალებენ მათში გამავალი სინათლის პოლარიზაციას მარცხნივ. რატომ გამოიყენება მხოლოდ მარცხენა ამინომჟავები ცილების მშენებლობაში, უცნობია. შესაძლოა ეს შემთხვევით მოხდა და სადღაც სამყაროში არსებობენ ცოცხალი არსებები, რომლებიც შედგება სწორი ამინომჟავებისგან. სავარაუდოდ, პირველად ბულიონში, სადაც საწყისი ცილების სინთეზი ხდებოდა, თანაბრად იყო მარცხენა და მარჯვენა ამინომჟავები. და მხოლოდ მართლაც ცოცხალი "მარცხენა" სტრუქტურის გამოჩენამ დაარღვია ეს სიმეტრია და ამინომჟავების ბიოგენური სინთეზი "მარცხენა" გზაზე წავიდა.

გაანგარიშება, რომელსაც ფრედ ჰოილი იძლევა თავის წიგნში „ევოლუცია კოსმოსიდან“ შთამბეჭდავია. 2000 ამინომჟავისგან შემდგარი 2000 უჯრედის ფერმენტის შემთხვევით წარმოქმნის ალბათობა 10-4000-ია - აბსურდულად მცირე რიცხვი, თუნდაც მთელი კოსმოსი იყოს ორგანული წვნიანი.

300 ამინომჟავისგან შემდგარი ერთი ცილის სინთეზის ალბათობა არის ერთი შანსი 2×10 390-ში. ისევ ძალიან ცოტა. თუ ცილაში ამინომჟავების რაოდენობას 20-მდე შევამცირებთ, მაშინ ასეთი ცილის სინთეზისთვის შესაძლო კომბინაციების რაოდენობა იქნება 1018, რაც მხოლოდ სიდიდის რიგით მეტია, ვიდრე წამების რაოდენობა 4,5 მილიარდ წელიწადში. ადვილი მისახვედრია, რომ ევოლუციას უბრალოდ არ ჰქონდა დრო ყველა ვარიანტის დალაგებისა და საუკეთესოს არჩევისთვის. თუ გავითვალისწინებთ, რომ ცილებში ამინომჟავები დაკავშირებულია გარკვეული თანმიმდევრობით და არა შემთხვევით, მაშინ ცილის მოლეკულის სინთეზის ალბათობა იგივე იქნება, რაც მაიმუნმა შემთხვევით დაბეჭდა შექსპირის ერთ-ერთი ტრაგედია, ანუ თითქმის ნული.

მეცნიერებმა გამოთვალეს, რომ დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც ჩართულია ცილის უმარტივეს კოდირების ციკლში, უნდა შედგებოდეს 600 ნუკლეოტიდისგან გარკვეული თანმიმდევრობით. ასეთი დნმ-ის შემთხვევითი სინთეზის ალბათობა არის 10-400, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამას დასჭირდება 10,400 მცდელობა.

ყველა მეცნიერი არ ეთანხმება ასეთი ალბათობის გამოთვლებს. ისინი აღნიშნავენ, რომ არასწორია ცილის სინთეზის შანსების გამოთვლა კომბინაციების შემთხვევითი შერჩევით, რადგან მოლეკულებს აქვთ უპირატესობები და ზოგიერთი ქიმიური ბმა ყოველთვის უფრო სავარაუდოა, ვიდრე სხვები. ავსტრალიელი ბიოქიმიკოსის იან მუსგრეივის აზრით, საერთოდ უაზროა აბიოგენეზის ალბათობის გამოთვლა. ჯერ ერთი, მონომერებისგან პოლიმერების წარმოქმნა შემთხვევითი არ არის, მაგრამ ემორჩილება ფიზიკისა და ქიმიის კანონებს. მეორეც, არასწორია თანამედროვე ცილის, დნმ-ის ან რნმ-ის მოლეკულების წარმოქმნის გამოთვლა, რადგან ისინი არ იყვნენ პირველი ცოცხალი სისტემების ნაწილი. შესაძლოა, დღეს არსებული ორგანიზმების სტრუქტურაში არაფერი რჩება წარსულში. ამჟამად ითვლება, რომ პირველი ორგანიზმები იყო მოკლე მოლეკულების ძალიან მარტივი სისტემები, რომლებიც შედგებოდა მხოლოდ 30-40 მონომერისგან. ცხოვრება დაიწყო ძალიან მარტივი ორგანიზმებით, თანდათან ართულებდა დიზაინს. ბუნება არც კი უცდია მაშინვე Boeing 747-ის აშენება. მესამე, არ შეგეშინდეთ დაბალი ალბათობის. ერთი შანსი მილიონ მილიონში? და მერე რა, იმიტომ რომ შეიძლება პირველივე ცდაზე დავარდეს.

Რა არის ცხოვრება

ფილოსოფოსები მარტონი არ არიან სიცოცხლის განსაზღვრების ძიებაში. ასეთი განმარტება აუცილებელია ბიოქიმიკოსებისთვის იმის გასაგებად: რა მოხდა სინჯარაში - ცოცხალი თუ არაცოცხალი? პალეონტოლოგები, რომლებიც სწავლობენ უძველეს კლდეებს სიცოცხლის დასაწყისის ძიებაში. ეგზობიოლოგები ეძებენ არამიწიერი წარმოშობის ორგანიზმებს. ცხოვრების განსაზღვრა ადვილი არ არის. დიდი საბჭოთა ენციკლოპედიის სიტყვებით, „ცოცხალ და არაცოცხალ ობიექტებს შორის მკაცრად მეცნიერული განსხვავება გარკვეულ სირთულეებს აწყდება“. მართლაც, რა არის დამახასიათებელი მხოლოდ ცოცხალი ორგანიზმისთვის? იქნებ გარე ნიშნების ნაკრები? რაღაც თეთრი, რბილი, მოძრავი, ბგერების გამოცემა. მცენარეები, მიკრობები და მრავალი სხვა ორგანიზმი არ მიეკუთვნება ამ პრიმიტიულ განმარტებას, რადგან ისინი ჩუმად არიან და არ მოძრაობენ. თქვენ შეგიძლიათ სიცოცხლე ქიმიური თვალსაზრისით განიხილოთ, როგორც რთული ორგანული ნაერთებისგან შემდგარი მატერია: ამინომჟავები, ცილები, ცხიმები. მაგრამ მაშინ ამ ნაერთების მარტივი მექანიკური ნარევი უნდა ჩაითვალოს ცოცხლად, რაც სიმართლეს არ შეესაბამება. უკეთესი განმარტება, რომელზეც არსებობს ფართო სამეცნიერო კონსენსუსი, ეხება ცოცხალი სისტემების უნიკალურ ფუნქციებს.

გამრავლების უნარი, როდესაც მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ზუსტი ასლი გადაეცემა შთამომავლებს, თანდაყოლილია მთელ მიწიერ ცხოვრებაში და მის უმცირეს ნაწილაკსაც კი - უჯრედს. ამიტომ უჯრედი აღებულია სიცოცხლის საზომ ერთეულად. უჯრედების კომპონენტები: ცილები, ამინომჟავები, ფერმენტები - ცალკე აღებული, ცოცხალი არ იქნება. ეს იწვევს მნიშვნელოვან დასკვნას, რომ წარმატებული ექსპერიმენტები ამ ნივთიერებების სინთეზზე არ შეიძლება ჩაითვალოს სიცოცხლის წარმოშობის საკითხზე პასუხად. რევოლუცია ამ სფეროში მხოლოდ მაშინ მოხდება, როცა გაირკვევა, როგორ გაჩნდა მთელი უჯრედი. ეჭვგარეშეა, საიდუმლოს აღმომჩენებს ნობელის პრემია გადაეცემათ. რეპროდუქციის ფუნქციის გარდა, არსებობს სისტემის არაერთი აუცილებელი, მაგრამ არასაკმარისი თვისება, რათა მას ცოცხალი ეწოდოს. ცოცხალ ორგანიზმს შეუძლია შეეგუოს გარემო ცვლილებებს გენეტიკურ დონეზე. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია გადარჩენისთვის. ცვალებადობის წყალობით, სიცოცხლე გადარჩა ადრეულ დედამიწაზე, კატასტროფების დროს და მძიმე გამყინვარების პერიოდში.

ცოცხალი სისტემის მნიშვნელოვანი თვისებაა კატალიზური აქტივობა, ანუ მხოლოდ გარკვეული რეაქციების განხორციელების უნარი. მეტაბოლიზმი ეფუძნება ამ თვისებას - გარემოდან საჭირო ნივთიერებების არჩევას, მათ დამუშავებას და შემდგომი სიცოცხლისთვის საჭირო ენერგიის მიღებას. მეტაბოლური სქემა, რომელიც სხვა არაფერია, თუ არა გადარჩენის ალგორითმი, არის უჯრედის გენეტიკურ კოდში და გადაეცემა შთამომავლებს მემკვიდრეობითობის მექანიზმით. ქიმიკოსებმა იციან კატალიზური აქტივობის მრავალი სისტემა, რომელიც, თუმცა, ვერ მრავლდება და, შესაბამისად, არ შეიძლება ჩაითვალოს ცოცხლად.

გადამწყვეტი ექსპერიმენტი

არ არსებობს იმედი, რომ ერთ დღეს უჯრედი თავისთავად აღმოჩნდა ქიმიური ელემენტების ატომებიდან. ეს წარმოუდგენელი ვარიანტია. მარტივი ბაქტერიული უჯრედი შეიცავს ასობით გენს, ათასობით ცილას და სხვადასხვა მოლეკულას. ფრედ ჰოილმა იხუმრა, რომ უჯრედის სინთეზი ისეთივე წარმოუდგენელია, როგორც ბოინგის აწყობა ქარიშხალში, რომელმაც ნაგვის ქარხანა მოიცვა. და მაინც, Boeing არსებობს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის იყო რაღაცნაირად "აწყობილი", უფრო სწორად "თვითაწყობილი". ამჟამინდელი იდეების თანახმად, ბოინგის „თვითაწყობა“ 4,5 მილიარდი წლის წინ დაიწყო, პროცესი თანდათანობით მიმდინარეობდა და დროში მილიარდი წლით გაგრძელდა. ავტორი მინიმუმ 3,5 მილიარდი წლის წინ დედამიწაზე უკვე არსებობდა ცოცხალი უჯრედი.

ცოცხალი არსებების სინთეზისთვის, საწყის ეტაპზე, პლანეტის ატმოსფეროში და წყლის ობიექტებში უნდა იყოს მარტივი ორგანული და არაორგანული ნაერთები: C, C 2, C 3, CH, CN, CO, CS. , HCN, CH 3 CH, NH, O, OH, H 2 O, S. სტენლი მილერი, თავის ცნობილ ექსპერიმენტებში აბიოგენური სინთეზის, შერეული წყალბადის, მეთანის, ამიაკის და წყლის ორთქლის შესახებ, შემდეგ გაცხელებული ნარევი ელექტრული გამონადენის მეშვეობით გადავიდა და გაცივდა. ის. ერთი კვირის შემდეგ, კოლბაში წარმოიქმნა ყავისფერი სითხე, რომელიც შეიცავს შვიდ ამინომჟავას, მათ შორის გლიცინი, ალანინი და ასპარტინის მჟავა, რომლებიც უჯრედული ცილების ნაწილია. მილერის ექსპერიმენტმა აჩვენა, თუ როგორ შეიძლება წარმოიქმნას პრებიოლოგიური ორგანული ნივთიერებები - ნივთიერებები, რომლებიც მონაწილეობენ უჯრედის უფრო რთული კომპონენტების სინთეზში. მას შემდეგ ბიოლოგები ამ საკითხს მოგვარებულად მიიჩნევენ, მიუხედავად სერიოზული პრობლემისა. ფაქტია, რომ ამინომჟავების აბიოგენური სინთეზი ხდება მხოლოდ შემცირების პირობებში, რის გამოც ოპარინს სჯეროდა, რომ ადრეული დედამიწის ატმოსფერო იყო მეთან-ამიაკი. მაგრამ გეოლოგები არ ეთანხმებიან ამ დასკვნას.

ადრეული ატმოსფეროს პრობლემა

მეთანი და ამიაკი დედამიწაზე დიდი რაოდენობით არსად მოდის, ამბობენ ექსპერტები. გარდა ამისა, ეს ნაერთები ძალიან არასტაბილურია და ნადგურდება მზის სხივებით, მეთან-ამიაკის ატმოსფერო ვერ იარსებებს მაშინაც კი, თუ ეს აირები პლანეტის ნაწლავებიდან გამოიყოფა. გეოლოგების აზრით, დედამიწის ატმოსფეროში 4,5 მილიარდი წლის წინ დომინირებდა ნახშირორჟანგი და აზოტი, რომელიც ქიმიურად ქმნის ნეიტრალურ გარემოს. ამას მოწმობს უძველესი ქანების შემადგენლობა, რომლებიც იმ დროისთვის მანტიიდან იყო დნობა. პლანეტის უძველესი ქანები, 3,9 მილიარდი წლისაა, აღმოაჩინეს გრენლანდიაში. ეს არის ეგრეთ წოდებული რუხი გნეისები - ძლიერ შეცვლილი საშუალო შემადგენლობის ცეცხლოვანი ქანები. ამ ქანების ცვლილება მილიონობით წლის განმავლობაში გრძელდებოდა მანტიის ნახშირორჟანგის სითხეების გავლენის ქვეშ, რომლებიც ერთდროულად აჯერებდნენ ატმოსფეროს. ასეთ პირობებში აბიოგენური სინთეზი შეუძლებელია.

აკადემიკოსი ე.მ. გალიმოვი, გეოქიმიისა და ანალიტიკური ქიმიის ინსტიტუტის დირექტორი. და. ვერნადსკის RAS. მან გამოთვალა, რომ დედამიწის ქერქი წარმოიშვა ძალიან ადრე, პლანეტის ჩამოყალიბებიდან პირველი 50-100 მილიონი წლის განმავლობაში და ძირითადად მეტალის იყო. ასეთ შემთხვევაში მანტიამ მართლაც უნდა გამოუშვას მეთანი და ამიაკი საკმარისი რაოდენობით შემცირების პირობების შესაქმნელად. ამერიკელმა მეცნიერებმა კ.სიგანმა და კ.ჩაიბამ შემოგვთავაზეს მეთანის ატმოსფეროს განადგურებისგან დაცვის მექანიზმი. მათი სქემის მიხედვით, მეთანის დაშლამ ულტრაიისფერი გამოსხივების ზემოქმედებით შეიძლება გამოიწვიოს აეროზოლის შექმნა ორგანული ნაწილაკებისგან ზედა ატმოსფეროში. ამ ნაწილაკებმა შთანთქა მზის რადიაცია და იცავდა პლანეტის შემცირების გარემოს. მართალია, ეს მექანიზმი შეიქმნა მარსისთვის, მაგრამ ის გამოიყენება ადრეულ დედამიწაზე.

პრბიოლოგიური ორგანული ნივთიერებების ფორმირებისთვის შესაფერისი პირობები დედამიწაზე დიდხანს არ გაგრძელებულა. მომდევნო 200-300 მილიონი წლის განმავლობაში მანტიამ დაიწყო დაჟანგვა, რამაც გამოიწვია მისგან ნახშირორჟანგის გამოყოფა და ატმოსფეროს შემადგენლობის ცვლილება. მაგრამ იმ დროისთვის სიცოცხლის წარმოშობის გარემო უკვე მომზადებული იყო.

ზღვის ფსკერზე

პირველადი სიცოცხლე შეიძლებოდა წარმოშობილიყო ვულკანების გარშემო. წარმოიდგინეთ მრავალი ხარვეზი და ბზარი ოკეანეების ჯერ კიდევ მყიფე ფსკერზე, რომელიც ჟონავს მაგმას და აწვება გაზებს. წყალბადის სულფიდის ორთქლით გაჯერებულ ასეთ ზონებში წარმოიქმნება ლითონის სულფიდების საბადოები: რკინა, თუთია, სპილენძი. რა მოხდება, თუ პირველადი ორგანული ნივთიერებების სინთეზი ხდებოდა უშუალოდ რკინა-გოგირდის მინერალების ზედაპირზე ნახშირორჟანგის და წყალბადის რეაქციის გამოყენებით? საბედნიეროდ, ირგვლივ ორივე ბევრია: ნახშირორჟანგი და მონოქსიდი გამოიყოფა მაგმიდან, წყალბადი კი წყლისგან გამოიყოფა ცხელ მაგმასთან ქიმიური ურთიერთქმედების დროს. ასევე არსებობს ენერგიის შემოდინება, რომელიც აუცილებელია სინთეზისთვის.

ეს ჰიპოთეზა შეესაბამება გეოლოგიურ მონაცემებს და ეფუძნება ვარაუდს, რომ ადრეული ორგანიზმები ცხოვრობდნენ ექსტრემალურ პირობებში, ისევე როგორც თანამედროვე ქიმიოსინთეზური ბაქტერიები. XX საუკუნის 60-იან წლებში მკვლევარებმა წყნარი ოკეანის ფსკერზე აღმოაჩინეს წყალქვეშა ვულკანები - შავი მწეველები. იქ, შხამიანი გაზების კლუბებში, მზის შუქისა და ჟანგბადის წვდომის გარეშე, + 120 ° ტემპერატურაზე არის მიკროორგანიზმების კოლონიები. შავი მწეველების მსგავსი პირობები უკვე იყო დედამიწაზე 2,5 მილიარდი წლის წინ, რასაც მოწმობს სტრომატოლიტების ფენები - ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეების სასიცოცხლო აქტივობის კვალი. ამ მიკრობების მსგავსი ფორმები 3,5 მილიარდი წლის უძველესი ორგანიზმების ნაშთებს შორისაა.

ვულკანური ჰიპოთეზის დასადასტურებლად საჭიროა ექსპერიმენტი, რომელიც აჩვენებს, რომ მოცემულ პირობებში შესაძლებელია აბიოგენური სინთეზი. ამ მიმართულებით მუშაობას ახორციელებენ ბიოქიმიკოსთა ჯგუფები აშშ-დან, გერმანიიდან, ინგლისიდან და რუსეთიდან, მაგრამ ჯერჯერობით უშედეგოდ. გამამხნევებელი შედეგები 2003 წელს მიიღო ახალგაზრდა მკვლევარმა მიხაილ ვლადიმეროვმა ბიოქიმიის ინსტიტუტის ევოლუციური ბიოქიმიის ლაბორატორიიდან. ა.ნ. ბახი RAS. მან ლაბორატორიაში შექმნა ხელოვნური შავი მწეველი: პირიტის დისკი (FeS 2) მოათავსეს ფიზიოლოგიური ხსნარით სავსე ავტოკლავში, რომელიც კათოდის ფუნქციას ასრულებდა; სისტემაში გადიოდა ნახშირორჟანგი და ელექტრული დენი. ერთი დღის შემდეგ, ჭიანჭველა მჟავა გამოჩნდა ავტოკლავში - უმარტივესი ორგანული ნივთიერება, რომელიც მონაწილეობს ცოცხალი უჯრედების მეტაბოლიზმში და ემსახურება როგორც მასალას უფრო რთული ბიოლოგიური ნივთიერებების აბიოგენური სინთეზისთვის.

ციანობაქტერია, რომელსაც შეუძლია ატმოსფერული აზოტის დაფიქსირება

საცხოვრებელ პლანეტებზე მონადირეები

სიცოცხლის წარმოშობის ორივე თეორია, პანსპერმია და აბიოგენეზი, ვარაუდობს, რომ სიცოცხლე არ არის უნიკალური ფენომენი სამყაროში, ის უნდა იყოს სხვა პლანეტებზე. მაგრამ როგორ მოვძებნოთ იგი? დიდი ხნის განმავლობაში არსებობდა სიცოცხლის ძიების ერთადერთი მეთოდი, რომელსაც ჯერ არ მოჰყოლია დადებითი შედეგი - უცხოპლანეტელების რადიოსიგნალებით. მე-20 საუკუნის ბოლოს გაჩნდა ახალი იდეა - ტელესკოპების გამოყენებით მზის სისტემის გარეთ პლანეტების მოსაძებნად. ეგზოპლანეტებზე ნადირობა დაიწყო. 1995 წელს დაიჭირეს პირველი ნიმუში: პლანეტა, რომლის მასა იუპიტერის ნახევარია, რომელიც სწრაფად ბრუნავს პეგასის თანავარსკვლავედის 51-ე ვარსკვლავის გარშემო. თითქმის 10 წლიანი ძიების შედეგად აღმოაჩინეს 118 პლანეტარული სისტემა, რომელიც შეიცავს 141 პლანეტას. არცერთი ეს სისტემა არ არის მზის მსგავსი, არცერთი პლანეტა - დედამიწას. აღმოჩენილი ეგზოპლანეტები მასით ახლოსაა იუპიტერთან, ანუ ისინი დედამიწაზე ბევრად დიდია. შორეული გიგანტები საცხოვრებლად უვარგისია მათი ორბიტების თავისებურებების გამო. ზოგიერთი მათგანი ბრუნავს ვარსკვლავთან ძალიან ახლოს, რაც ნიშნავს, რომ მათი ზედაპირი ცხელია და არ არის თხევადი წყალი, რომელშიც სიცოცხლე ვითარდება. დანარჩენი პლანეტები - მათი უმცირესობა - მოძრაობენ წაგრძელებულ ელიფსურ ორბიტაზე, რაც მკვეთრად მოქმედებს კლიმატზე: სეზონების ცვლილება იქ ძალიან მკვეთრი უნდა იყოს და ეს საზიანოა ორგანიზმებისთვის.

სიცოცხლის წარმოშობის ორივე თეორია, პანსპერმია და აბიოგენეზი, ვარაუდობს, რომ სიცოცხლე არ არის უნიკალური ფენომენი სამყაროში, ის უნდა იყოს სხვა პლანეტებზე. მაგრამ როგორ მოვძებნოთ იგი? დიდი ხნის განმავლობაში არსებობდა სიცოცხლის ძიების ერთადერთი მეთოდი, რომელსაც ჯერ არ მოჰყოლია დადებითი შედეგი - უცხოპლანეტელების რადიოსიგნალებით. მე-20 საუკუნის ბოლოს გაჩნდა ახალი იდეა - ტელესკოპების გამოყენებით მზის სისტემის გარეთ პლანეტების მოსაძებნად. ეგზოპლანეტებზე ნადირობა დაიწყო. 1995 წელს დაიჭირეს პირველი ნიმუში: პლანეტა, რომლის მასა იუპიტერის ნახევარია, რომელიც სწრაფად ბრუნავს პეგასის თანავარსკვლავედის 51-ე ვარსკვლავის გარშემო. თითქმის 10 წლიანი ძიების შედეგად აღმოაჩინეს 118 პლანეტარული სისტემა, რომელიც შეიცავს 141 პლანეტას. არცერთი ეს სისტემა არ არის მზის მსგავსი, არცერთი პლანეტა - დედამიწას. აღმოჩენილი ეგზოპლანეტები მასით ახლოსაა იუპიტერთან, ანუ ისინი დედამიწაზე ბევრად დიდია. შორეული გიგანტები საცხოვრებლად უვარგისია მათი ორბიტების თავისებურებების გამო. ზოგიერთი მათგანი ბრუნავს ვარსკვლავთან ძალიან ახლოს, რაც ნიშნავს, რომ მათი ზედაპირი ცხელია და არ არის თხევადი წყალი, რომელშიც სიცოცხლე ვითარდება. დანარჩენი პლანეტები - მათი უმცირესობა - მოძრაობენ წაგრძელებულ ელიფსურ ორბიტაზე, რაც მკვეთრად მოქმედებს კლიმატზე: სეზონების ცვლილება იქ ძალიან მკვეთრი უნდა იყოს და ეს საზიანოა ორგანიზმებისთვის.

ის ფაქტი, რომ მზის ტიპის პლანეტარული სისტემა არ არის აღმოჩენილი, ზოგიერთი მეცნიერის პესიმისტური განცხადებები გამოიწვია. შესაძლოა, პატარა ქვის პლანეტები სამყაროში ძალიან იშვიათია, ან ჩვენი დედამიწა ზოგადად ერთადერთია ამ ტიპის, ან შესაძლოა უბრალოდ გაზომვის სიზუსტე გვაკლია. მაგრამ იმედი ბოლოს კვდება და ასტრონომები აგრძელებენ თავიანთი მეთოდების დახვეწას. ახლა ისინი ეძებენ პლანეტებს არა პირდაპირი დაკვირვებით, არამედ ირიბი ნიშნებით, რადგან ტელესკოპების გარჩევადობა საკმარისი არ არის. ამრიგად, იუპიტერის მსგავსი გიგანტების პოზიცია გამოითვლება გრავიტაციული აშლილობის მიხედვით, რომელსაც ისინი ახდენენ თავიანთი ვარსკვლავების ორბიტაზე. 2006 წელს ევროპის კოსმოსური სააგენტო გაუშვებს თანამგზავრს კოროტს, რომელიც მოიძიებს ხმელეთის მასის პლანეტებს ვარსკვლავის დისკზე გავლისას ვარსკვლავის დაბნელებით. პლანეტებზე ნადირობის იგივე გზა იქნება ნასას თანამგზავრი კეპლერი, რომელიც 2007 წლიდან დაიწყება. კიდევ 2 წელიწადში NASA მოაწყობს კოსმოსური ინტერფერომეტრიის მისიას - ძალიან მგრძნობიარე მეთოდი მცირე პლანეტების უფრო დიდი მასის სხეულებზე ზემოქმედებით აღმოსაჩენად. მხოლოდ 2015 წლისთვის შექმნიან მეცნიერები მოწყობილობებს პირდაპირი დაკვირვებისთვის - ეს იქნება კოსმოსური ტელესკოპების მთელი ფლოტი სახელწოდებით "დედამიწის მსგავსი პლანეტების მონადირე", რომელსაც შეუძლია ერთდროულად ეძებოს სიცოცხლის ნიშნები.

როდესაც დედამიწის მსგავსი პლანეტები აღმოაჩინეს, მეცნიერებაში ახალი ერა დაიწყება და მეცნიერები ამ მოვლენისთვის ახლა ემზადებიან. დიდი მანძილიდან უნდა შეეძლოს პლანეტის ატმოსფეროში სიცოცხლის კვალის ამოცნობა, თუნდაც მისი ყველაზე პრიმიტიული ფორმები - ბაქტერიები ან უმარტივესი მრავალუჯრედიანი ორგანიზმები. სამყაროში პრიმიტიული სიცოცხლის აღმოჩენის ალბათობა უფრო მაღალია, ვიდრე მწვანე ადამიანებთან კონტაქტი, რადგან სიცოცხლე დედამიწაზე 4 მილიარდ წელზე მეტია არსებობს, აქედან მხოლოდ ერთი საუკუნე მოდის განვითარებულ ცივილიზაციაზე. ადამიანის მიერ შექმნილი სიგნალების გამოჩენამდე ჩვენი არსებობის შესახებ შესწავლა მხოლოდ ატმოსფეროში სპეციალური ნაერთების - ბიომარკერების არსებობით იყო შესაძლებელი. მთავარი ბიომარკერია ოზონი, რომელიც მიუთითებს ჟანგბადის არსებობაზე. წყლის ორთქლი ნიშნავს თხევადი წყლის არსებობას. ნახშირორჟანგი და მეთანი გამოიყოფა ზოგიერთი ტიპის ორგანიზმის მიერ. შორეულ პლანეტებზე ბიომარკერების ძებნა დარვინის მისიას დაევალება, რომელსაც ევროპელი მეცნიერები 2015 წელს დაიწყებენ. ექვსი ინფრაწითელი ტელესკოპი დედამიწიდან 1,5 მილიონი კილომეტრის დაშორებით ბრუნავს და რამდენიმე ათას ახლომდებარე პლანეტურ სისტემას გამოიკვლევს. ატმოსფეროში ჟანგბადის რაოდენობით, დარვინის პროექტს შეუძლია განსაზღვროს ძალიან ახალგაზრდა სიცოცხლე, რამდენიმე ასეული მილიონი წლის.

თუ პლანეტის ატმოსფეროს გამოსხივებაში არის სამი ნივთიერების სპექტრული ხაზები - ოზონი, წყლის ორთქლი და მეთანი - ეს არის დამატებითი მტკიცებულება სიცოცხლის არსებობის სასარგებლოდ. შემდეგი ნაბიჯი არის მისი ტიპისა და განვითარების ხარისხის დადგენა. მაგალითად, ქლოროფილის მოლეკულების არსებობა ნიშნავს, რომ პლანეტაზე არის ბაქტერიები და მცენარეები, რომლებიც იყენებენ ფოტოსინთეზს ენერგიისთვის. შემდეგი თაობის ბიომარკერების შემუშავება ძალიან პერსპექტიული ამოცანაა, მაგრამ ეს ჯერ კიდევ შორეული მომავალია.

ორგანული წყარო

დედამიწაზე რომ არ არსებობდეს პირობები პრებიოლოგიური ორგანული ნივთიერებების სინთეზისთვის, მაშინ ისინი კოსმოსში იქნებოდნენ. ჯერ კიდევ 1961 წელს ამერიკელმა ბიოქიმიკოსმა ჯონ ორომ გამოაქვეყნა სტატია ორგანული მოლეკულების კომეტური წარმოშობის შესახებ. ახალგაზრდა დედამიწა, რომელიც არ იყო დაცული მკვრივი ატმოსფეროთი, დაექვემდებარა მასიურ დაბომბვას კომეტების მიერ, რომლებიც ძირითადად ყინულისგან შედგება, მაგრამ ასევე შეიცავს ამიაკს, ფორმალდეჰიდს, წყალბადის ციანიდს, ციანოაცეტილენს, ადენინს და სხვა ნაერთებს, რომლებიც აუცილებელია ამინომჟავების აბიოგენური სინთეზისთვის. ნუკლეინის და ცხიმოვანი მჟავები - უჯრედების ძირითადი კომპონენტები. ასტრონომების აზრით, დედამიწის ზედაპირზე 1021 კგ კომეტა მატერია დაეცა. კომეტების წყალმა შექმნა ოკეანეები, სადაც სიცოცხლე აყვავდა ასობით მილიონი წლის შემდეგ.

დაკვირვებები ადასტურებს, რომ კოსმოსურ სხეულებსა და ვარსკვლავთშორისი მტვრის ღრუბლებში არის მარტივი ორგანული ნივთიერებები და ამინომჟავებიც კი. სპექტრულმა ანალიზმა აჩვენა ადენინისა და პურინის არსებობა ჰეილი-ბოპის კომეტის კუდში, ხოლო პირიმიდინი აღმოაჩინეს მურჩისონის მეტეორიტში. გარე სივრცეში ამ ნაერთების წარმოქმნა არ ეწინააღმდეგება ფიზიკისა და ქიმიის კანონებს.

კომეტის ჰიპოთეზა ასევე პოპულარულია კოსმოლოგებში, რადგან ის ხსნის დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენას მთვარის წარმოქმნის შემდეგ. როგორც ცნობილია, დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლის წინ დედამიწა უზარმაზარ კოსმოსურ სხეულს შეეჯახა. მისი ზედაპირი დნება, ნივთიერების ნაწილი ორბიტაზე შევარდა, სადაც მისგან პატარა თანამგზავრი, მთვარე ჩამოყალიბდა. ასეთი კატასტროფის შემდეგ პლანეტაზე ორგანული ნივთიერებები და წყალი არ უნდა დარჩენილიყო. საიდან მოვიდნენ? კომეტებმა ისინი უკან დააბრუნეს.

პოლიმერების პრობლემა

უჯრედული ცილები, დნმ, რნმ არის პოლიმერები, ძალიან გრძელი მოლეკულები, ძაფების მსგავსი. პოლიმერების სტრუქტურა საკმაოდ მარტივია, ისინი შედგება ნაწილებისგან, რომლებიც მეორდება გარკვეული თანმიმდევრობით. მაგალითად, ცელულოზა მსოფლიოში ყველაზე გავრცელებული მოლეკულაა, რომელიც მცენარეების ნაწილია. ერთი ცელულოზის მოლეკულა შედგება ათიათასობით ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადის ატომისგან, მაგრამ ამავე დროს ის სხვა არაფერია, თუ არა გლუკოზის მოკლე მოლეკულების მრავალჯერადი გამეორება ერთმანეთთან დაკავშირებული, როგორც ყელსაბამში. ცილები არის ამინომჟავების ჯაჭვი. დნმ და რნმ - ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობა. და მთლიანობაში, ეს ძალიან გრძელი თანმიმდევრობებია. ამრიგად, გაშიფრული ადამიანის გენომი შედგება 3 მილიარდი წყვილი ნუკლეოტიდისგან.

უჯრედში პოლიმერები მუდმივად წარმოიქმნება რთული მატრიცული ქიმიური რეაქციებით. ცილის მისაღებად ერთმა ამინომჟავამ უნდა გამოყოს ჰიდროქსილის ჯგუფი OH ერთი ბოლოდან და წყალბადის ატომი მეორე ბოლოდან და მხოლოდ ამის შემდეგ „წებოს“ შემდეგი ამინომჟავა. ადვილი მისახვედრია, რომ წყალი იქმნება ამ პროცესში და ისევ და ისევ. წყლის გამოყოფა, გაუწყლოება, ძალიან უძველესი პროცესია, სიცოცხლის წარმოშობის გასაღები. როგორ მოხდა ეს, როდესაც არ იყო უჯრედი თავისი ცილის ქარხნით? ასევე პრობლემაა თბილი არაღრმა აუზით - ცოცხალი სისტემების აკვანი. მართლაც, პოლიმერიზაციის დროს წყალი უნდა მოიხსნას, მაგრამ ეს შეუძლებელია, თუ ირგვლივ ბევრია.

თიხის გენი

პირველყოფილ წვნიანში რაღაც უნდა ყოფილიყო, რაც დაეხმარა ცოცხალ სისტემას დაბადებას, პროცესს აჩქარებდა და ენერგიას აწვდიდა. 1950-იან წლებში ინგლისელმა კრისტალოგრაფმა ჯონ ბერნალმა შესთავაზა, რომ ასეთი ასისტენტი შეიძლება ყოფილიყო ჩვეულებრივი თიხა, რომელიც უხვად არის დაფარული ნებისმიერი წყალსაცავის ფსკერით. თიხის მინერალებმა ხელი შეუწყო ბიოპოლიმერების წარმოქმნას და მემკვიდრეობითობის მექანიზმის გაჩენას. ბერნალის ჰიპოთეზა წლების განმავლობაში ძლიერდებოდა და მრავალი მიმდევარი იზიდავდა. აღმოჩნდა, რომ ულტრაიისფერი გამოსხივებული თიხის ნაწილაკები ინახავს მიღებულ ენერგეტიკულ რეზერვს, რომელიც იხარჯება ბიოპოლიმერის შეკრების რეაქციაზე. თიხის თანდასწრებით, მონომერები იკრიბებიან თვითგამრავლებად მოლეკულებად, რნმ-ის მსგავსი.

თიხის მინერალების უმეტესობა სტრუქტურულად პოლიმერების მსგავსია. ისინი შედგება უზარმაზარი რაოდენობის ფენებისგან, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული სუსტი ქიმიური ბმებით. ასეთი მინერალური ლენტი თავისთავად იზრდება, ყოველი შემდეგი ფენა იმეორებს წინას და ზოგჯერ ხდება დეფექტები - მუტაციები, როგორც რეალურ გენებში. შოტლანდიელი ქიმიკოსი A.J. კერნს-სმიტი ამტკიცებდა, რომ თიხის გენი იყო პირველი ორგანიზმი დედამიწაზე. თიხის ნაწილაკების ფენებს შორის მოხვედრისას, ორგანულმა მოლეკულებმა მათთან ურთიერთქმედება, ინფორმაციის შენახვისა და ზრდის გზა, შეიძლება ითქვას, ისწავლეს. გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, მინერალები და პროტო-სიცოცხლე მშვიდობიანად თანაარსებობდნენ, მაგრამ მალევე მოხდა შესვენება, ანუ გენეტიკური დაპყრობა, კერნს-სმიტის თანახმად, რის შემდეგაც ცხოვრებამ დატოვა მინერალური სახლი და დაიწყო საკუთარი განვითარება.

უძველესი მიკრობები

დასავლეთ ავსტრალიის 3,5 მილიარდი წლის წინანდელი შავი ფიქლები შეიცავს დედამიწაზე ოდესმე აღმოჩენილ უძველესი ორგანიზმების ნაშთებს. ხილული მხოლოდ მიკროსკოპით, ბურთები და ბოჭკოები ეკუთვნის პროკარიოტებს - მიკრობებს, რომელთა უჯრედში ჯერ კიდევ არ არის ბირთვი და დნმ-ის სპირალი პირდაპირ ციტოპლაზმაშია განთავსებული. უძველესი ნამარხები 1993 წელს აღმოაჩინა ამერიკელმა პალეობიოლოგმა უილიამ შოპფმა. ავსტრალიის დიდი ქვიშიანი უდაბნოს დასავლეთით მდებარე პილბარას კომპლექსის ვულკანური და დანალექი ქანები დედამიწის უძველესი ქანებია. ბედნიერი დამთხვევით, ეს წარმონაქმნები არ შეცვლილა იმდენად ძლიერი გეოლოგიური პროცესების გავლენის ქვეშ და შეინარჩუნეს ადრეული არსებების ნაშთები შუალედებში.

რთული აღმოჩნდა იმის დადგენა, რომ პაწაწინა ბურთები და ბოჭკოები წარსულში ცოცხალი ორგანიზმები იყვნენ. კლდეში პატარა მძივების რიგი შეიძლება იყოს ნებისმიერი რამ: მინერალები, არაბიოლოგიური ორგანული ნივთიერებები, ოპტიკური ილუზია. საერთო ჯამში, შოპფმა დაითვალა პროკარიოტებთან დაკავშირებული 11 სახის ნამარხი. აქედან 6, მეცნიერის თქმით, არის ციანობაქტერია, ანუ მოლურჯო-მწვანე წყალმცენარეები. მსგავსი სახეობები ჯერ კიდევ არსებობს დედამიწაზე მტკნარ წყალსა და ოკეანეებში, ცხელ წყაროებში და ვულკანებთან ახლოს. შოპფმა დათვალა ექვსი ნიშანი, რომლითაც შავი ფიქლების საეჭვო ობიექტები ცოცხლად უნდა ჩაითვალოს.

ეს არის ნიშნები:
1. ნამარხი ორგანული ნივთიერებებისგან შედგება
2. მათ აქვთ რთული სტრუქტურა - ბოჭკოები შედგება სხვადასხვა ფორმის უჯრედებისგან: ცილინდრები, ყუთები, დისკები.
3. ბევრი ობიექტია – მხოლოდ 200 ნამარხი შეიცავს 1900 უჯრედს
4. ობიექტები ერთმანეთის მსგავსია, როგორც ერთი და იგივე მოსახლეობის თანამედროვე წარმომადგენლები
5. ეს იყო ორგანიზმები კარგად ადაპტირებული ადრეული დედამიწის პირობებთან. ისინი ცხოვრობდნენ ზღვის ფსკერზე, დაცული ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან წყლისა და ლორწოს სქელი ფენით.
6. ობიექტები მრავლდებოდნენ თანამედროვე ბაქტერიების მსგავსად, რასაც მოწმობს უჯრედების აღმოჩენა გაყოფის ეტაპზე.

ასეთი უძველესი ციანობაქტერიების აღმოჩენა ნიშნავს, რომ თითქმის 3,5 მილიარდი წლის წინ არსებობდნენ ორგანიზმები, რომლებიც მოიხმარდნენ ნახშირორჟანგს და აწარმოებდნენ ჟანგბადს, შეძლეს მზის გამოსხივებისგან დამალვა და დაზიანებებისგან გამოჯანმრთელება, როგორც ამას თანამედროვე სახეობები აკეთებენ. ბიოსფერო უკვე დაიწყო ფორმირება. მეცნიერებისთვის ეს პიკანტური მომენტია. როგორც უილიამ შოპფი აღიარებს, ასეთ პატივსაცემი ჯიშებში მას უფრო პრიმიტიული არსებების პოვნა ურჩევნია. ყოველივე ამის შემდეგ, უძველესი ციანობაქტერიების აღმოჩენა უკან უბიძგებს სიცოცხლის დასაწყისს გეოლოგიური ისტორიიდან სამუდამოდ წაშლილი პერიოდისთვის, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ გეოლოგები ოდესმე შეძლებენ მის აღმოჩენას და წაკითხვას. რაც უფრო ძველია ქანები, მით უფრო დიდხანს იმყოფებოდნენ ისინი ზეწოლის, ტემპერატურის, ამინდის გაუარესების ქვეშ. დასავლეთ ავსტრალიის გარდა, პლანეტაზე შემორჩენილია მხოლოდ ერთი ადგილი ძალიან უძველესი კლდეებით, სადაც ნამარხებია ნაპოვნი - სამხრეთ აფრიკის აღმოსავლეთით, სვაზილენდის სამეფოში. მაგრამ აფრიკულმა ჯიშებმა მილიარდობით წლის განმავლობაში დრამატული ცვლილებები განიცადეს და უძველესი ორგანიზმების კვალი დაიკარგა.

ამჟამად, გეოლოგებმა ვერ იპოვეს სიცოცხლის დასაწყისი დედამიწის კლდეებში. მკაცრად რომ ვთქვათ, მათ არ შეუძლიათ დაასახელონ დროის ინტერვალი, როდესაც ცოცხალი ორგანიზმები საერთოდ არ არსებობდნენ. მათ არ შეუძლიათ თვალყური ადევნონ ცოცხალთა ევოლუციის ადრეულ - 3,5 მილიარდი წლის წინ - ეტაპებს. ძირითადად გეოლოგიური მტკიცებულებების არარსებობის გამო, სიცოცხლის წარმოშობის საიდუმლო რჩება გადაუჭრელი.

რეალისტი და სიურრეალისტი

სიცოცხლის წარმოშობის შემსწავლელი საერთაშორისო საზოგადოების (ISSOL) პირველი კონფერენცია 1973 წელს ბარსელონაში გაიმართა. ამ კონფერენციის ემბლემა სალვადორ დალიმ დახატა. აი, როგორ იყო. ამერიკელი ბიოქიმიკოსი ჯონ ორო მეგობრობდა ხელოვანთან. 1973 წელს ისინი შეხვდნენ პარიზში, ისადილეს Maxim's-ში და წავიდნენ ლექციაზე ჰოლოგრაფიაზე. ლექციის შემდეგ დალიმ მოულოდნელად მიიწვია მეცნიერი მეორე დღეს მის სასტუმროში. ორო მოვიდა და დალიმ მას გადასცა ნახატი, რომელიც სიმბოლოა ცოცხალ სისტემებში ქირალურობის პრობლემის შესახებ. ორი კრისტალი ამოიწურება ქვიშის საათის შებრუნებული გუბედან, რაც მიუთითებს ევოლუციის დასასრულის შესახებ. ქალის ფიგურა ზის მარცხნივ, მამაკაცი დგას მარჯვნივ და უჭირავს პეპლის ფრთა, დნმ-ის ჭია ტრიალებს კრისტალებს შორის. ნახატზე ნაჩვენები მარცხენა და მარჯვენა კვარცის კრისტალები აღებულია ოპარინის 1957 წლის წიგნიდან The Origin of Life on Earth. მეცნიერის გასაკვირად დალიმ ეს წიგნი თავის ოთახში შეინახა! კონფერენციის შემდეგ ოპარინები კატალონიის სანაპიროზე დალის მოსანახულებლად წავიდნენ. ორივე ცნობილი ადამიანი კვდებოდა კომუნიკაციის სურვილისგან. რეალისტსა და სიურრეალისტს შორის გაჩაღდა ხანგრძლივი საუბარი, ანიმაციური სახის გამომეტყველებისა და ჟესტების ენით - ბოლოს და ბოლოს, ოპარინი მხოლოდ რუსულად ლაპარაკობდა.

რნმ სამყარო

აბიოგენეზის თეორიაში სიცოცხლის წარმოშობის ძიება იწვევს სისტემის იდეას, რომელიც უფრო მარტივია ვიდრე უჯრედი. თანამედროვე უჯრედი არაჩვეულებრივად რთულია, მისი მუშაობა ეყრდნობა სამ სვეტს: დნმ, რნმ და ცილა. დნმ ინახავს მემკვიდრეობით ინფორმაციას, ცილები ახორციელებენ ქიმიურ რეაქციებს დნმ-ში მითითებული სქემის მიხედვით, ინფორმაცია დნმ-დან ცილებზე გადადის რნმ-ით. რა შეიძლება შევიდეს გამარტივებულ სისტემაში? უჯრედის ზოგიერთი კომპონენტი, რომელსაც შეუძლია, ყოველ შემთხვევაში, საკუთარი თავის რეპროდუცირება და მეტაბოლიზმის რეგულირება.

უძველესი მოლეკულის ძიება, რომლითაც, ფაქტობრივად, სიცოცხლე დაიწყო, თითქმის საუკუნეა მიმდინარეობს. გეოლოგების მსგავსად, რომლებიც აღადგენენ დედამიწის ისტორიას კლდის ფენებიდან, ბიოლოგები აღმოაჩენენ სიცოცხლის ევოლუციას უჯრედის სტრუქტურის მიხედვით. მე-20 საუკუნეში აღმოჩენების სერიამ გამოიწვია ჰიპოთეზა სპონტანურად დაბადებული გენის შესახებ, რომელიც გახდა სიცოცხლის წინამორბედი. ბუნებრივია ვიფიქროთ, რომ დნმ-ის მოლეკულა შეიძლება იყოს ასეთი პირველადი გენი, რადგან ის ინახავს ინფორმაციას მისი სტრუქტურისა და მასში ცვლილებების შესახებ. თანდათანობით, მათ გაარკვიეს, რომ დნმ-ს არ შეუძლია თავად გადასცეს ინფორმაცია სხვა თაობებს, ამისათვის მას სჭირდება დამხმარეები - რნმ და ცილები. როდესაც რნმ-ის ახალი თვისებები აღმოაჩინეს მე-20 საუკუნის მეორე ნახევარში, აღმოჩნდა, რომ ეს მოლეკულა უფრო შესაფერისი იყო სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ სპექტაკლში მთავარი როლისთვის.

რნმ-ის მოლეკულა სტრუქტურით უფრო მარტივია, ვიდრე დნმ. ის უფრო მოკლეა და შედგება ერთი ძაფისგან. ამ მოლეკულას შეუძლია გახდეს კატალიზატორი, ანუ განახორციელოს შერჩევითი ქიმიური რეაქციები, მაგალითად, დააკავშიროს ამინომჟავები ერთმანეთთან და, კერძოდ, განახორციელოს საკუთარი რეპლიკაცია, ანუ რეპროდუქცია. როგორც ცნობილია, შერჩევითი კატალიზური აქტივობა ცოცხალი სისტემების ერთ-ერთი მთავარი თვისებაა. თანამედროვე უჯრედებში ამ ფუნქციას მხოლოდ ცილები ასრულებენ. შესაძლოა, ეს უნარი მათ დროთა განმავლობაში გადაეცა და ერთხელ ეს რნმ-მ გააკეთა.

იმის გასარკვევად, თუ რა შეუძლია რნმ-ს, მეცნიერებმა დაიწყეს მისი ხელოვნურად გამოყვანა. რნმ-ის მოლეკულებით გაჯერებულ ხსნარში საკუთარი სიცოცხლე დუღს. მაცხოვრებლები ცვლიან ნაწილებს და ამრავლებენ საკუთარ თავს, ანუ ინფორმაცია გადაეცემა შთამომავლებს. ასეთ კოლონიაში მოლეკულების სპონტანური შერჩევა ბუნებრივ გადარჩევას წააგავს, რაც ნიშნავს, რომ მისი კონტროლი შესაძლებელია. როგორც სელექციონერები ზრდიან ცხოველთა ახალ ჯიშებს, მათ ასევე დაიწყეს სასურველი თვისებების მქონე რნმ-ის ზრდა. მაგალითად, მოლეკულები, რომლებიც ხელს უწყობენ ნუკლეოტიდების გრძელ ჯაჭვებში შეკერვას; მაღალი ტემპერატურის მოლეკულები და ა.შ.

მოლეკულების კოლონიები პეტრის ჭურჭელში - ეს არის რნმ-ის სამყარო, მხოლოდ ხელოვნური. რნმ-ის ბუნებრივი სამყარო შეიძლებოდა გაჩენილიყო 4 მილიარდი წლის წინ თბილ გუბეებსა და პატარა ტბებში, სადაც ხდებოდა მოლეკულების სპონტანური რეპროდუქცია. თანდათანობით, მოლეკულებმა დაიწყეს შეკრება თემებში და ეჯიბრებოდნენ ერთმანეთს მზის ქვეშ მდებარე ადგილისთვის, საუკეთესო გადარჩა. მართალია, ინფორმაციის გადაცემა ასეთ კოლონიებში არაზუსტია და ცალკეული „ინდივიდის“ ახლად შეძენილი თვისებები შეიძლება დაიკარგოს, მაგრამ ამ ხარვეზს ფარავს კომბინაციების დიდი რაოდენობა. რნმ-ის შერჩევა ძალიან სწრაფი იყო და ნახევარ მილიარდ წელიწადში შეიძლებოდა უჯრედის გაჩენა. სიცოცხლის გაჩენას ბიძგი მისცა, რნმ-ის სამყარო არ გაქრა, ის აგრძელებს არსებობას დედამიწის ყველა ორგანიზმში.

რნმ-ის სამყარო თითქმის ცოცხალია, მას მხოლოდ ერთი ნაბიჯი რჩება სრული აღორძინებამდე - უჯრედის წარმოქმნა. უჯრედი გარემოსგან გამოყოფილია ძლიერი მემბრანით, რაც ნიშნავს, რომ რნმ სამყაროს ევოლუციის შემდეგი ეტაპი არის კოლონიების დადება, სადაც მოლეკულები ერთმანეთთან დაკავშირებულია, ცხიმოვან გარსად. ასეთი პროტოცელი შეიძლება შემთხვევით მომხდარიყო, მაგრამ იმისათვის, რომ სრულფასოვანი ცოცხალი უჯრედი გამხდარიყო, მემბრანა თაობიდან თაობას უნდა გამრავლებულიყო. კოლონიაში ხელოვნური სელექციის დახმარებით შესაძლებელია რნმ-ის ამოღება, რომელიც პასუხისმგებელია მემბრანის ზრდაზე, მაგრამ ეს მართლაც მოხდა? აშშ-ს მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ექსპერიმენტების ავტორები ხაზს უსვამენ, რომ ლაბორატორიაში მიღებული შედეგები სულაც არ იქნება ცოცხალი უჯრედის რეალური შეკრების მსგავსი და შესაძლოა შორს იყოს სიმართლისგან. თუმცა, საცდელ მილში ცოცხალი უჯრედის შექმნა ჯერ ვერ მოხერხდა. რნმ-ის სამყაროს ბოლომდე არ გაუმჟღავნებია თავისი საიდუმლოებები.

როგორ გაჩნდა სიცოცხლე დედამიწაზე? დეტალები კაცობრიობისთვის უცნობია, მაგრამ ქვაკუთხედის პრინციპები ჩამოყალიბებულია. არსებობს ორი ძირითადი თეორია და ბევრი უმნიშვნელო. ასე რომ, ძირითადი ვერსიით, ორგანული კომპონენტები დედამიწაზე კოსმოსიდან მოვიდა, მეორეს მიხედვით, ყველაფერი დედამიწაზე მოხდა. აქ არის რამდენიმე ყველაზე პოპულარული სწავლება.

პანსპერმია

როგორ გაჩნდა ჩვენი დედამიწა? პლანეტის ბიოგრაფია უნიკალურია და ადამიანები მის ამოხსნას სხვადასხვა გზით ცდილობენ. არსებობს ჰიპოთეზა, რომ სამყაროში არსებული სიცოცხლე ნაწილდება მეტეოროიდების (ციური სხეულები შუალედური ზომით პლანეტათაშორის მტვერსა და ასტეროიდს შორის), ასტეროიდების და პლანეტების დახმარებით. ვარაუდობენ, რომ არსებობს სიცოცხლის ფორმები, რომლებიც უძლებენ ექსპოზიციას (რადიაციული, ვაკუუმი, დაბალი ტემპერატურა და ა.შ.). მათ უწოდებენ ექსტრემოფილებს (ბაქტერიების და მიკროორგანიზმების ჩათვლით).

ისინი ხვდებიან ნამსხვრევებსა და მტვერში, რომლებიც კოსმოსში ყრიან მზის სისტემის მცირე სხეულების გადარჩენის შემდეგ. ბაქტერიებს შეუძლიათ იმოგზაურონ დასვენების დროს დიდი ხნის განმავლობაში სხვა პლანეტებთან მორიგი შემთხვევითი შეჯახებამდე.

მათ ასევე შეუძლიათ პროტოპლანეტარული დისკების შერევა (მკვრივი გაზის ღრუბელი ახალგაზრდა პლანეტის ირგვლივ). თუ ახალ ადგილას „მუდმივი, მაგრამ მძინარე ჯარისკაცები“ ხელსაყრელ პირობებში ჩავარდებიან, ისინი აქტიურდებიან. ევოლუციის პროცესი იწყება. ისტორია იხსნება ზონდების დახმარებით. კომეტების შიგნით არსებული ინსტრუმენტების მონაცემები მიუთითებს იმაზე, რომ უმეტეს შემთხვევაში დადასტურებულია იმის ალბათობა, რომ ჩვენ ყველანი "ცოტა უცხოელები" ვართ, რადგან სიცოცხლის აკვანი სივრცეა.

ბიოპოეზი

და აქ არის კიდევ ერთი მოსაზრება, თუ როგორ წარმოიშვა სიცოცხლე. დედამიწაზე არის ცოცხალი და არაცოცხალი. ზოგიერთი მეცნიერება მიესალმება აბიოგენეზს (ბიოპოეზს), რომელიც განმარტავს, თუ როგორ წარმოიშვა ბიოლოგიური სიცოცხლე არაორგანული მატერიიდან ბუნებრივი ტრანსფორმაციის დროს. ამინომჟავების უმეტესობა (ასევე უწოდებენ ყველა ცოცხალი ორგანიზმის სამშენებლო ბლოკს) შეიძლება წარმოიქმნას ბუნებრივი ქიმიური რეაქციების გამოყენებით, რომლებიც არ არის დაკავშირებული სიცოცხლესთან.

ამას ადასტურებს მიულერ-ურიის ექსპერიმენტი. 1953 წელს მეცნიერმა ელექტროენერგია გაუშვა გაზების ნარევიდან და გამოუშვა რამდენიმე ამინომჟავა ლაბორატორიულ პირობებში, რომლებიც ემსგავსება ადრეულ დედამიწას. ყველა ცოცხალ არსებაში ამინომჟავები გარდაიქმნება ცილებად ნუკლეინის მჟავების გავლენით, გენეტიკური მეხსიერების მცველები.

ეს უკანასკნელი ბიოქიმიური საშუალებებით დამოუკიდებლად სინთეზირდება და ცილები აჩქარებენ (კატალიზებენ) პროცესს. ორგანული მოლეკულებიდან რომელია პირველი? და როგორ ურთიერთობდნენ ისინი? აბიოგენეზი პასუხის პოვნის პროცესშია.

კოსმოგონიური ტენდენციები

ეს არის დოქტრინა სივრცის შესახებ. კოსმოსური მეცნიერებისა და ასტრონომიის გარკვეულ კონტექსტში, ტერმინი ეხება მზის სისტემის შექმნის (და შესწავლის) თეორიას. ნატურალისტური კოსმოგონიისკენ მიზიდულობის მცდელობები არ უძლებს დაკვირვებას. ჯერ ერთი, არსებული სამეცნიერო თეორიები ვერ ხსნიან მთავარს: როგორ გაჩნდა თავად სამყარო?

მეორეც, არ არსებობს ფიზიკური მოდელი, რომელიც ხსნის სამყაროს არსებობის ადრეულ მომენტებს. აღნიშნულ თეორიაში არ არსებობს კვანტური გრავიტაციის ცნება. მიუხედავად იმისა, რომ სიმების თეორეტიკოსები ამბობენ, რომ ელემენტარული ნაწილაკები წარმოიქმნება კვანტური სიმების ვიბრაციებისა და ურთიერთქმედების შედეგად, ისინი, ვინც სწავლობენ დიდი აფეთქების წარმოშობას და შედეგებს (მარყუჟის კვანტური კოსმოლოგია) ამას არ ეთანხმებიან. მათ მიაჩნიათ, რომ მათ აქვთ ფორმულები, რომ აღწერონ მოდელი ველის განტოლებების თვალსაზრისით.

კოსმოგონიური ჰიპოთეზების დახმარებით ადამიანები ხსნიდნენ ციური სხეულების მოძრაობისა და შემადგენლობის ერთგვაროვნებას. დედამიწაზე სიცოცხლის გამოჩენამდე დიდი ხნით ადრე, მატერიამ შეავსო მთელი სივრცე და შემდეგ განვითარდა.

ენდოსიმბიონტი

ენდოსიმბიოზური ვერსია პირველად ჩამოაყალიბა რუსმა ბოტანიკოსმა კონსტანტინე მერეჟკოვსკიმ 1905 წელს. მას სჯეროდა, რომ ზოგიერთი ორგანელა წარმოიშვა როგორც თავისუფალი ცოცხალი ბაქტერია და გადაიყვანეს სხვა უჯრედში, როგორც ენდოსიმბიონტები. მიტოქონდრია წარმოიშვა პროტეობაქტერიებიდან (კონკრეტულად Rickettsiales ან ახლო ნათესავები) და ქლოროპლასტები ციანობაქტერიებიდან.

ეს ვარაუდობს, რომ ბაქტერიების მრავალი ფორმა შედის სიმბიოზში ევკარიოტული უჯრედის წარმოქმნით (ევკარიოტები არის ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედები, რომლებიც შეიცავს ბირთვს). გენეტიკური მასალის ჰორიზონტალურ გადაცემას ბაქტერიებს შორის ასევე ხელს უწყობს სიმბიოზური ურთიერთობები.

სიცოცხლის სხვადასხვა ფორმების გაჩენას შესაძლოა წინ უძღოდა თანამედროვე ორგანიზმების უკანასკნელი საერთო წინაპარი (LUA).

სპონტანური დაბადება

მე-19 საუკუნის დასაწყისამდე ადამიანები ზოგადად უარყოფდნენ „მოულოდნელობას“, როგორც ახსნას, თუ როგორ დაიწყო სიცოცხლე დედამიწაზე. უსულო მატერიიდან სიცოცხლის გარკვეული ფორმების მოულოდნელი სპონტანური წარმოქმნა მათთვის წარმოუდგენელი ჩანდა. მაგრამ მათ სჯეროდათ ჰეტეროგენეზის არსებობის (გამრავლების მეთოდის შეცვლა), როდესაც სიცოცხლის ერთ-ერთი ფორმა მოდის სხვა სახეობიდან (მაგალითად, ფუტკარი ყვავილებიდან). კლასიკური იდეები სპონტანური წარმოშობის შესახებ შემდეგნაირად იშლება: რამდენიმე რთული ცოცხალი ორგანიზმი გაჩნდა ორგანული ნივთიერებების დაშლის გამო.

არისტოტელეს აზრით, ეს იყო ადვილად დაკვირვებადი ჭეშმარიტება: ბუგრები წარმოიქმნება მცენარეებზე დაცემული ნამისგან; ბუზები - გაფუჭებული საკვებიდან, თაგვები - ჭუჭყიანი თივისგან, ნიანგები - წყალსაცავის ფსკერზე დამპალი მორებიდან და ა.შ. სპონტანური წარმოშობის თეორია (ქრისტიანობამ უარყო) ფარულად არსებობდა საუკუნეების განმავლობაში.

ზოგადად მიღებულია, რომ თეორია საბოლოოდ უარყო მე-19 საუკუნეში ლუი პასტერის ექსპერიმენტებით. მეცნიერს არ შეუსწავლია სიცოცხლის წარმოშობა, მან შეისწავლა მიკრობების გარეგნობა, რათა შეეძლო ებრძოლა ინფექციურ დაავადებებს. თუმცა, პასტერის მტკიცებულებები აღარ იყო საკამათო, არამედ მკაცრად მეცნიერული.

თიხის თეორია და თანმიმდევრული შექმნა

თიხის საფუძველზე სიცოცხლის გაჩენა? Ეს შესაძლებელია? ასეთი თეორიის ავტორია შოტლანდიელი ქიმიკოსი, სახელად A.J. Kearns-Smith, 1985 წელს გლაზგოს უნივერსიტეტიდან. სხვა მეცნიერების მსგავს ვარაუდებზე დაყრდნობით, ის ამტკიცებდა, რომ ორგანული ნაწილაკები, რომლებიც თიხის ფენებს შორის არიან და ურთიერთქმედებენ მათთან, ირჩევენ ინფორმაციის შენახვისა და ზრდის გზას. ამრიგად, მეცნიერმა პირველად მიიჩნია "თიხის გენი". თავდაპირველად, მინერალი და ახალშობილი სიცოცხლე ერთად არსებობდა, მაგრამ გარკვეულ ეტაპზე ისინი "ამოვარდა".

განვითარებად სამყაროში განადგურების (ქაოსის) იდეამ გზა გაუხსნა კატასტროფიზმის თეორიას, როგორც ევოლუციის თეორიის ერთ-ერთ წინამორბედს. მისი მომხრეები თვლიან, რომ დედამიწაზე წარსულში მოულოდნელმა, ხანმოკლე, მშფოთვარე მოვლენებმა იმოქმედა და აწმყო არის წარსულის გასაღები. ყოველი შემდეგი კატასტროფა ანადგურებდა არსებულ ცხოვრებას. შემდგომმა ქმნილებამ გააცოცხლა ის უკვე განსხვავებული წინასგან.

მატერიალისტური დოქტრინა

და აქ არის კიდევ ერთი ვერსია იმის შესახებ, თუ როგორ გაჩნდა სიცოცხლე დედამიწაზე. ეს წამოაყენეს მატერიალისტებმა. მათ მიაჩნიათ, რომ სიცოცხლე გაჩნდა დროში და სივრცეში გაფართოებული თანდათანობითი ქიმიური გარდაქმნების შედეგად, რაც, დიდი ალბათობით, თითქმის 3,8 მილიარდი წლის წინ მოხდა. ამ განვითარებას ეწოდება მოლეკულური, ის გავლენას ახდენს დეზოქსირიბონუკლეინის და რიბონუკლეინის მჟავების და ცილების (ცილების) არეალზე.

როგორც სამეცნიერო ტენდენცია, დოქტრინა წარმოიშვა 1960-იან წლებში, როდესაც ჩატარდა აქტიური კვლევები მოლეკულურ და ევოლუციურ ბიოლოგიაზე, პოპულაციის გენეტიკაზე. შემდეგ მეცნიერები ცდილობდნენ გაეგოთ და დაედასტურებინათ ბოლო აღმოჩენები ნუკლეინის მჟავებისა და ცილების შესახებ.

ერთ-ერთი მთავარი თემა, რომელიც სტიმული მისცა ცოდნის ამ სფეროს განვითარებას, იყო ფერმენტული ფუნქციის ევოლუცია, ნუკლეინის მჟავების დივერგენციის გამოყენება, როგორც „მოლეკულური საათი“. მისმა გამჟღავნებამ ხელი შეუწყო სახეობების განსხვავების (განშტოების) ღრმა შესწავლას.

ორგანული წარმოშობა

იმის შესახებ, თუ როგორ გამოჩნდა სიცოცხლე დედამიწაზე, ამ დოქტრინის მომხრეები შემდეგნაირად ამტკიცებენ. სახეობების ფორმირება დიდი ხნის წინ დაიწყო - 3,5 მილიარდ წელზე მეტი ხნის წინ (რიცხვი მიუთითებს იმ პერიოდზე, რომელშიც სიცოცხლე არსებობს). ალბათ, თავიდან იყო ტრანსფორმაციის ნელი და თანდათანობითი პროცესი, შემდეგ კი დაიწყო გაუმჯობესების სწრაფი (სამყაროს შიგნით) ეტაპი, გადასვლა ერთი სტატიკური მდგომარეობიდან მეორეზე არსებული პირობების გავლენით.

ევოლუცია, რომელიც ცნობილია როგორც ბიოლოგიური ან ორგანული, არის დროთა განმავლობაში ორგანიზმების პოპულაციაში ნაპოვნი ერთი ან მეტი მემკვიდრეობითი თვისების შეცვლის პროცესი. მემკვიდრეობითი თვისებები არის განსაკუთრებული განმასხვავებელი ნიშნები, მათ შორის ანატომიური, ბიოქიმიური და ქცევითი, რომლებიც გადაეცემა ერთი თაობიდან მეორეს.

ევოლუციამ გამოიწვია ყველა ცოცხალი ორგანიზმის მრავალფეროვნება და დივერსიფიკაცია (დივერსიფიკაცია). ჩვენი ფერადი სამყარო ჩარლზ დარვინმა აღწერა, როგორც "უსასრულო ფორმები, ყველაზე ლამაზი და ყველაზე მშვენიერი". იქმნება შთაბეჭდილება, რომ სიცოცხლის წარმოშობა არის ისტორია უსაწყისო და დასასრული.

სპეციალური შემოქმედება

ამ თეორიის თანახმად, სიცოცხლის ყველა ფორმა, რომელიც დღეს არსებობს პლანეტა დედამიწაზე, ღმერთის მიერ არის შექმნილი. ადამი და ევა ყოვლისშემძლეს მიერ შექმნილი პირველი კაცი და ქალია. დედამიწაზე ცხოვრება მათით დაიწყო, გჯერათ ქრისტიანების, მუსულმანების და ებრაელების. სამი რელიგია შეთანხმდა, რომ ღმერთმა შექმნა სამყარო შვიდ დღეში, მეექვსე დღე შრომის კულმინაციად აქცია: მან შექმნა ადამი დედამიწის მტვრისგან, ევა კი მისი ნეკნიდან.

მეშვიდე დღეს ღმერთმა დაისვენა. შემდეგ მან ჩაისუნთქა და გაგზავნა ბაღის მოსავლელად, რომელსაც ედემი ჰქვია. ცენტრში გაიზარდა სიცოცხლის ხე და სიკეთის ცოდნის ხე. ღმერთმა დაუშვა ბაღის ყველა ხის ნაყოფის ჭამა, გარდა ცოდნის ხისა („რადგან იმ დღეს, როცა მათ შეჭამ, მოკვდები“).

მაგრამ ხალხი არ დაემორჩილა. ყურანში ნათქვამია, რომ ადამმა შესთავაზა ვაშლის გასინჯვა. ღმერთმა აპატია ცოდვილები და ორივე გამოგზავნა დედამიწაზე, როგორც მისი წარმომადგენლები. და მაინც... საიდან გაჩნდა სიცოცხლე დედამიწაზე? როგორც ხედავთ, ერთი პასუხი არ არსებობს. მიუხედავად იმისა, რომ თანამედროვე მეცნიერები სულ უფრო მეტად არიან მიდრეკილნი ყველა ცოცხალი არსების წარმოშობის აბიოგენური (არაორგანული) თეორიისკენ.

არსებობს ჰიპოთეზა ციური სხეულების შეყვანის გზით ბაქტერიების, მიკრობების და სხვა პაწაწინა ორგანიზმების შესაძლო შეყვანის შესახებ. განვითარდნენ ორგანიზმები და ხანგრძლივი გარდაქმნების შედეგად დედამიწაზე თანდათან გაჩნდა სიცოცხლე. ჰიპოთეზა განიხილავს ორგანიზმებს, რომლებსაც შეუძლიათ ფუნქციონირება თუნდაც ანოქსიურ გარემოში და არანორმალურად მაღალ ან დაბალ ტემპერატურაზე.

ეს გამოწვეულია ასტეროიდებსა და მეტეორიტებზე მიგრანტი ბაქტერიების არსებობით, რომლებიც პლანეტების ან სხვა სხეულების შეჯახების ფრაგმენტებია. აცვიათ მდგრადი გარე გარსის არსებობის გამო, ისევე როგორც სიცოცხლის ყველა პროცესის შენელების უნარის გამო (ზოგჯერ სპორად გადაქცევა), ამ სახის სიცოცხლეს შეუძლია გადაადგილება ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში და ძალიან დიდხანს. დისტანციებზე.

უფრო სტუმართმოყვარე პირობებში მოხვედრისას „გალაქტიკათშორისი მოგზაურები“ ააქტიურებენ სიცოცხლის მხარდაჭერის ძირითად ფუნქციებს. და ამის გაცნობიერების გარეშე, ისინი დროთა განმავლობაში ქმნიან სიცოცხლეს დედამიწაზე.

ცხოვრება არაცოცხალისგან

დღეს სინთეზური და ორგანული ნივთიერებების არსებობის ფაქტი უდაოა. უფრო მეტიც, ჯერ კიდევ მეცხრამეტე საუკუნეში გერმანელმა მეცნიერმა ფრიდრიხ ვოლერმა მოახდინა ორგანული ნივთიერებების (შარდოვანას) სინთეზირება არაორგანული ნივთიერებებისგან (ამონიუმის ციანატი). შემდეგ მოხდა ნახშირწყალბადების სინთეზირება. ამრიგად, დედამიწაზე სიცოცხლე, სავარაუდოდ, წარმოიშვა არაორგანული მასალის სინთეზით. აბიოგენეზის საშუალებით წამოიჭრება სიცოცხლის წარმოშობის თეორიები.

ვინაიდან ნებისმიერი ორგანული ორგანიზმის სტრუქტურაში მთავარ როლს ასრულებენ ამინომჟავები. ლოგიკური იქნებოდა ვივარაუდოთ, რომ ისინი ჩართულნი იყვნენ დედამიწის დასახლებაში სიცოცხლით. სტენლი მილერისა და ჰაროლდ ურიის ექსპერიმენტიდან მიღებული მონაცემების საფუძველზე (ამინომჟავების წარმოქმნა ელექტრული მუხტის აირებში გავლისას) შეგვიძლია ვისაუბროთ ამინომჟავების წარმოქმნის შესაძლებლობაზე. ყოველივე ამის შემდეგ, ამინომჟავები არის სამშენებლო ბლოკები, რომლითაც შენდება სხეულის რთული სისტემები და, შესაბამისად, ნებისმიერი სიცოცხლე.

კოსმოგონიური ჰიპოთეზა

ალბათ ყველაზე პოპულარული ინტერპრეტაცია, რომელიც ყველა სტუდენტმა იცის. დიდი აფეთქების თეორია იყო და რჩება განხილვის მწვავე თემად. დიდი აფეთქება ენერგიის დაგროვების ცალკეული წერტილიდან მოვიდა, რის შედეგადაც სამყარო მნიშვნელოვნად გაფართოვდა. ჩამოყალიბდა კოსმოსური სხეულები. მიუხედავად ყველა თანმიმდევრულობისა, დიდი აფეთქების თეორია არ ხსნის თავად სამყაროს ფორმირებას. სინამდვილეში, არც ერთი არსებული ჰიპოთეზა არ შეუძლია ამის ახსნას.

ბირთვული ორგანიზმების ორგანელების სიმბიოზი

დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის ამ ვერსიას ასევე ენდოსიმბიოზი ეწოდება. სისტემის მკაფიო დებულებები შეადგინა რუსმა ბოტანიკოსმა და ზოოლოგმა კ.ს.მერეჟკოვსკიმ. ამ კონცეფციის არსი მდგომარეობს ორგანელის უჯრედთან ურთიერთსასარგებლო თანაცხოვრებაში. რაც, თავის მხრივ, მიუთითებს ენდოსიმბიოზზე, როგორც სიმბიოზზე, რომელიც სასარგებლოა ორივე მხარისთვის ევკარიოტული უჯრედების წარმოქმნით (უჯრედები, რომლებშიც არის ბირთვი). შემდეგ ბაქტერიებს შორის გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემის დახმარებით განხორციელდა მათი განვითარება და პოპულაციის გაზრდა. ამ ვერსიის თანახმად, სიცოცხლისა და ცხოვრების ფორმების შემდგომი განვითარება განპირობებულია თანამედროვე სახეობების წინა წინაპრით.

სპონტანური თაობა

მეცხრამეტე საუკუნეში მსგავსი განცხადების მიღება არ შეიძლებოდა სკეპტიციზმის გარეშე. სახეობების უეცარი გაჩენა, კერძოდ, არაცოცხალი ნივთებისგან სიცოცხლის ჩამოყალიბება, იმდროინდელი ადამიანებისთვის ფანტაზიად ჩანდა. ამავდროულად, ჰეტეროგენეზი (გამრავლების მეთოდი, რომლის შედეგადაც იბადებიან მშობლებისგან ძალიან განსხვავებული ინდივიდები) ცხოვრების გონივრულ ახსნად იქნა აღიარებული. მარტივი მაგალითი იქნება დაშლილი ნივთიერებებისგან რთული სიცოცხლისუნარიანი სისტემის ფორმირება.

მაგალითად, იმავე ეგვიპტეში, ეგვიპტური იეროგლიფები იუწყებიან წყლის, ქვიშის, გახრწნილი და გახრწნილი მცენარეების ნარჩენებისგან მრავალფეროვანი სიცოცხლის გამოჩენას. ეს ამბავი ძველ ბერძენ ფილოსოფოსებს არ გააკვირვებდა. იქ უსულოებისგან სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ რწმენა აღიქმებოდა როგორც ფაქტი, რომელიც არ საჭიროებდა დასაბუთებას. დიდმა ბერძენმა ფილოსოფოსმა არისტოტელემ ხილულ ჭეშმარიტებაზე ასე ისაუბრა: „ბუგები დამპალი საკვებისგან წარმოიქმნება, ნიანგი წყლის ქვეშ მორების დამპალი პროცესების შედეგია“. საიდუმლოებით მოცული, მაგრამ ეკლესიის მხრიდან ყველანაირი დევნის მიუხედავად, საიდუმლოს წიაღში მყოფმა მსჯავრდებულმა საუკუნე იცოცხლა.

დედამიწაზე სიცოცხლის შესახებ დებატები სამუდამოდ არ შეიძლება გაგრძელდეს. სწორედ ამიტომ, მეცხრამეტე საუკუნის ბოლოს ფრანგმა მიკრობიოლოგმა და ქიმიკოსმა ლუი პასტერმა ჩაატარა თავისი ანალიზები. მისი კვლევა მკაცრად მეცნიერული იყო. ექსპერიმენტი ჩატარდა 1860-1862 წლებში. ძილიანი მდგომარეობიდან დავების მოხსნის წყალობით, პასტერმა შეძლო გადაეჭრა სიცოცხლის სპონტანური თაობის პრობლემა. (რისთვისაც მას მიენიჭა საფრანგეთის მეცნიერებათა აკადემიის პრემია)

არსებობის შექმნა ჩვეულებრივი თიხისგან

სიგიჟედ ჟღერს, მაგრამ რეალურად ამ თემას აქვს სიცოცხლის უფლება. ყოველივე ამის შემდეგ, უშედეგოდ არ არის, რომ შოტლანდიელმა მეცნიერმა A.J. Cairns-Smith-მა წამოაყენა ცილის თეორია სიცოცხლის შესახებ. ძლიერად ჩამოაყალიბა მსგავსი კვლევების საფუძველი, მან ისაუბრა ურთიერთქმედების შესახებ მოლეკულურ დონეზე ორგანულ კომპონენტებსა და მარტივ თიხას შორის... მისი გავლენის ქვეშ მყოფმა კომპონენტებმა ჩამოაყალიბეს სტაბილური სისტემები, რომლებშიც ცვლილებები მოხდა ორივე კომპონენტის სტრუქტურაში, შემდეგ კი მდგრადი ცხოვრების ფორმირება. ასეთი უნიკალური და ორიგინალური სახით კერნს-სმიტმა განმარტა თავისი პოზიცია. თიხის კრისტალებმა, მასში ბიოლოგიური ჩანართებით, გააჩინა ერთად ცხოვრება, რის შემდეგაც მათი „თანამშრომლობა“ დასრულდა.

მუდმივი კატასტროფების თეორია

ჟორჟ კუვიერის მიერ შემუშავებული კონცეფციის თანახმად, სამყარო, რომელსაც ახლა ხედავთ, სულაც არ არის პირველადი. და რა არის ის, ასე რომ, ეს არის კიდევ ერთი რგოლი მუდმივად მოწყვეტილი ჯაჭვის. ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ ვცხოვრობთ სამყაროში, რომელიც საბოლოოდ განიცდის სიცოცხლის მასობრივ გადაშენებას. ამავდროულად, დედამიწაზე ყველაფერი არ დაექვემდებარა გლობალურ განადგურებას (მაგალითად, იყო წყალდიდობა). ზოგიერთი სახეობა, მათი ადაპტაციის დროს, გადარჩა, რითაც დასახლდა დედამიწა. სახეობებისა და სიცოცხლის სტრუქტურა, ჟორჟ კუვიეს მიხედვით, უცვლელი დარჩა.

მატერია, როგორც ობიექტური რეალობა

სწავლების მთავარი თემაა სხვადასხვა სფეროები და სფეროები, რომლებიც აახლოებენ ევოლუციის გაგებას, ზუსტი მეცნიერებების თვალსაზრისით. (მატერიალიზმი არის მსოფლმხედველობა ფილოსოფიაში, რომელიც ავლენს ყველა მიზეზობრივ გარემოებას, ფენომენს და რეალობის ფაქტორს. კანონები გამოიყენება ადამიანზე, საზოგადოებაზე, დედამიწაზე). თეორია წამოაყენეს მატერიალიზმის ცნობილმა მიმდევრებმა, რომლებიც თვლიან, რომ დედამიწაზე სიცოცხლე წარმოიშვა ქიმიის დონეზე არსებული გარდაქმნებიდან. უფრო მეტიც, ისინი თითქმის 4 მილიარდი წლის წინ მოხდა. სიცოცხლის ახსნას აქვს პირდაპირი კავშირი დნმ-სთან, (დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა) რნმ-თან (რიბონუკლეინის მჟავა), ისევე როგორც ზოგიერთ სპირალთან (მაღალმოლეკულური წონის ნაერთები, ამ საქმეს- ცილები.)

კონცეფცია ჩამოყალიბდა მეცნიერული კვლევების შედეგად, გამოავლინა მოლეკულური და გენეტიკური ბიოლოგიის, გენეტიკის არსი. წყაროები ავტორიტეტულია, განსაკუთრებით მათი ახალგაზრდობის გათვალისწინებით. ყოველივე ამის შემდეგ, რნმ-ის სამყაროს შესახებ ჰიპოთეზის შესწავლა დაიწყო მეოცე საუკუნის ბოლოს. თეორიაში უდიდესი წვლილი შეიტანა კარლ რიჩარდ ვოესმა.

ჩარლზ დარვინის სწავლებები

სახეობების წარმოშობაზე საუბრისას, შეუძლებელია არ აღვნიშნო ისეთი მართლაც ბრწყინვალე პიროვნება, როგორიც არის ჩარლზ დარვინი. მისმა ცხოვრებამ, ბუნებრივმა გადარჩევამ საფუძველი ჩაუყარა მასობრივ ათეისტურ მოძრაობებს. მეორე მხრივ, მან უპრეცედენტო იმპულსი მისცა მეცნიერებას, ამოუწურავი ნიადაგი კვლევისა და ექსპერიმენტებისთვის. დოქტრინის არსი იყო სახეობების გადარჩენა ისტორიის განმავლობაში, ორგანიზმების ადგილობრივ პირობებთან ადაპტაციით, ახალი თვისებების ჩამოყალიბებით, რომლებიც ხელს უწყობენ კონკურენტულ გარემოში.

ევოლუცია ეხება ზოგიერთ პროცესს, რომელიც მიზნად ისახავს ორგანიზმის და თავად ორგანიზმის ცხოვრების შეცვლას დროთა განმავლობაში. მემკვიდრეობითი ნიშნების მიხედვით, ისინი გულისხმობენ ქცევითი, გენეტიკური ან სხვა სახის ინფორმაციის გადაცემას (გადაცემა დედიდან შვილზე).

ევოლუციის მოძრაობის მთავარი ძალები, დარვინის აზრით, არის ბრძოლა არსებობის უფლებისთვის, სახეობების შერჩევისა და ცვალებადობის გზით. დარვინისეული იდეების გავლენით, მეოცე საუკუნის დასაწყისში, აქტიურად მიმდინარეობდა კვლევები როგორც ეკოლოგიის, ასევე გენეტიკური თვალსაზრისით. ზოოლოგიის სწავლება რადიკალურად შეიცვალა.

ღმერთის შემოქმედება

მრავალი ადამიანი მთელი მსოფლიოდან დღემდე აღიარებს ღმერთის რწმენას. კრეაციონიზმი არის დედამიწაზე სიცოცხლის ფორმირების ინტერპრეტაცია. ინტერპრეტაცია შედგება განცხადებების სისტემისგან, რომელიც დაფუძნებულია ბიბლიაზე და განიხილავს სიცოცხლეს, როგორც შემოქმედი ღმერთის მიერ შექმნილ არსებას. მონაცემები აღებულია „ძველი აღთქმიდან“, „სახარებიდან“ და სხვა წმინდა თხზულებებიდან.

სხვადასხვა რელიგიაში სიცოცხლის შექმნის ინტერპრეტაციები გარკვეულწილად მსგავსია. ბიბლიის მიხედვით, დედამიწა შვიდ დღეში შეიქმნა. ცა, ციური სხეული, წყალი და მსგავსი, ხუთ დღეში შეიქმნა. მეექვსე დღეს ღმერთმა ადამი თიხისგან შექმნა. შეწუხებული, მარტოსული კაცის დანახვისას ღმერთმა გადაწყვიტა კიდევ ერთი სასწაულის შექმნა. აიღო ადამის ნეკნი და შექმნა ევა. მეშვიდე დღე დასვენების დღედ იქნა აღიარებული.

ადამი და ევა უპრობლემოდ ცხოვრობდნენ, სანამ გველის სახით ბოროტმა ეშმაკმა გადაწყვიტა ევას ცდუნება. ბოლოს და ბოლოს, სამოთხის შუაგულში იდგა სიკეთისა და ბოროტების შეცნობის ხე. პირველმა დედამ ადამი მიიწვია ტრაპეზის გასაზიარებლად, რითაც დაარღვია ღმერთისადმი მიცემული სიტყვა (მან აკრძალა აკრძალული ხილის შეხება).

პირველი ადამიანები განდევნიან ჩვენს სამყაროში, რითაც იწყება მთელი კაცობრიობის ისტორია და სიცოცხლე დედამიწაზე.

დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის საკითხი თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ერთ-ერთი ყველაზე რთული კითხვაა, რომელზეც ცალსახა პასუხი ჯერჯერობით არ არსებობს.

დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ რამდენიმე თეორია არსებობს, რომელთაგან ყველაზე ცნობილია:

• სპონტანური (სპონტანური) წარმოშობის თეორია;
• კრეაციონიზმის (ანუ შემოქმედების) თეორია;
• სტაბილური მდგომარეობის თეორია;
• პანსპერმიის თეორია;
• ბიოქიმიური ევოლუციის თეორია (A.I. Oparin-ის თეორია).

განვიხილოთ ამ თეორიების ძირითადი დებულებები.

სპონტანური (სპონტანური) წარმოშობის თეორია

სიცოცხლის სპონტანური წარმოშობის თეორია ფართოდ იყო გავრცელებული ძველ სამყაროში - ბაბილონში, ჩინეთში, ძველ ეგვიპტეში და ძველ საბერძნეთში (განსაკუთრებით არისტოტელე იცავდა ამ თეორიას).

ძველი სამყაროსა და შუა საუკუნეების ევროპის მეცნიერები თვლიდნენ, რომ ცოცხალი არსებები მუდმივად წარმოიქმნება უსულო მატერიისგან: ჭიები ტალახიდან, ბაყაყები ტალახიდან, ციცინათელები დილის ნამიდან და ა. ასე რომ, მე -17 საუკუნის ცნობილი ჰოლანდიელი მეცნიერი. ვან ჰელმონტმა საკმაოდ სერიოზულად აღწერა თავის სამეცნიერო ტრაქტატში გამოცდილება, რომლის დროსაც მან თაგვები ჩაკეტილ ბნელ კარადაში 3 კვირაში პირდაპირ ჭუჭყიანი პერანგიდან და ერთი მუჭა ხორბლისგან მიიღო. პირველად იტალიელმა მეცნიერმა ფრანჩესკო რედიმ (1688) გადაწყვიტა ფართოდ მიღებული თეორია დაექვემდებარა ექსპერიმენტულ შემოწმებას. ხორცის რამდენიმე ნაჭერი ჭურჭელში მოათავსა და ზოგს მუსლინით დააფარა. ღია ჭურჭელში გაფუჭებული ხორცის ზედაპირზე გამოჩნდა თეთრი მატლები - ბუზის ლარვები. მუსლინით დაფარულ ჭურჭელში ბუზის ლარვები არ იყო. ამრიგად, ფ. რედიმ მოახერხა დაამტკიცოს, რომ ბუზის ლარვები არ ჩნდება გახრწნილი ხორცისგან, არამედ ბუზების მიერ მის ზედაპირზე დადებული კვერცხებიდან.

1765 წელს ცნობილმა იტალიელმა მეცნიერმა და ექიმმა ლაზარო სპალანზანმა ხორცისა და ბოსტნეულის ბულიონები დალუქულ მინის ფლაკონებში მოხარშულიყო. დალუქულ კოლბაში ბულიონები არ გაფუჭდა. მან დაასკვნა, რომ მაღალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ მოკვდა ყველა ცოცხალი არსება, რომელსაც შეეძლო ბულიონის გაფუჭება. თუმცა ფ.რედის და ლ.სპალანზანის ექსპერიმენტებმა ყველა ვერ დაარწმუნა. ვიტალისტი მეცნიერები (ლათ. ვიტა- სიცოცხლე) სჯეროდა, რომ ცოცხალი არსებების სპონტანური წარმოქმნა არ ხდება მოხარშულ ბულიონში, რადგან მასში განადგურებულია სპეციალური "სიცოცხლის ძალა", რომელიც ვერ შეაღწევს დალუქულ ჭურჭელში, რადგან ის ჰაერში გადადის.

მიკროორგანიზმების აღმოჩენასთან დაკავშირებით გაძლიერდა კამათი სიცოცხლის სპონტანური წარმოშობის შესაძლებლობის შესახებ. თუ რთული ცოცხალი არსებები ვერ მრავლდებიან სპონტანურად, იქნებ მიკროორგანიზმებს შეუძლიათ?

ამასთან დაკავშირებით, 1859 წელს საფრანგეთის აკადემიამ გამოაცხადა პრიზის მინიჭება მასზე, ვინც საბოლოოდ გადაწყვეტს სიცოცხლის სპონტანური წარმოშობის შესაძლებლობის ან შეუძლებლობის საკითხს. ეს ჯილდო 1862 წელს მიიღო ცნობილმა ფრანგმა ქიმიკოსმა და მიკრობიოლოგმა ლუი პასტერმა. ისევე, როგორც სპალანზანი, მან მკვებავი ბულიონი ადუღა შუშის კოლბაში, მაგრამ კოლბა არ იყო ჩვეულებრივი, არამედ ყელიანი 5 ფორმის მილის სახით. ჰაერს და, შესაბამისად, „სიცოცხლის ძალას“ შეეძლო შეაღწიოს კოლბაში, მაგრამ მტვერი და მასთან ერთად ჰაერში არსებული მიკროორგანიზმები 5- ფორმის მილის ქვედა იდაყვში დაბინავდნენ და კოლბაში არსებული ბულიონი სტერილური დარჩა. (ნახ. 1). თუმცა, ღირდა კოლბის კისრის გატეხვა ან 5 ფორმის მილის ქვედა მუხლის სტერილური ბულიონით ჩამორეცხვა, რადგან ბულიონმა სწრაფად დაიწყო დაბინდვა - მასში გაჩნდა მიკროორგანიზმები.

ამრიგად, ლუი პასტერის ნაშრომის წყალობით, სპონტანური წარმოშობის თეორია აღიარებულ იქნა დაუსაბუთებლად და მეცნიერულ სამყაროში დამკვიდრდა ბიოგენეზის თეორია, რომლის მოკლე ფორმულირება არის - "ყველაფერი ცოცხალი არის ცოცხალი არსებისგან."

ბრინჯი. 1. პასტერის კოლბა

თუმცა, თუ ყველა ცოცხალი ორგანიზმი კაცობრიობის განვითარების ისტორიულად მოსალოდნელ პერიოდში წარმოიშვა მხოლოდ სხვა ცოცხალი ორგანიზმებისგან, ბუნებრივად ჩნდება კითხვა: როდის და როგორ გაჩნდნენ პირველი ცოცხალი ორგანიზმები დედამიწაზე?

შემოქმედების თეორია

შემოქმედების თეორიავარაუდობს, რომ ყველა ცოცხალი ორგანიზმი (ან მხოლოდ მათი უმარტივესი ფორმები) შეიქმნა („დაპროექტებული“) დროის გარკვეულ პერიოდში რომელიმე ზებუნებრივი არსების (ღვთაება, აბსოლუტური იდეა, სუპერგონი, სუპერცივილიზაცია და ა.შ.) მიერ. აშკარაა, რომ ამ თვალსაზრისს უძველესი დროიდან იცავდნენ მსოფლიოს წამყვანი რელიგიების უმრავლესობის, კერძოდ ქრისტიანული რელიგიის მიმდევრები.

კრეაციონიზმის თეორია ჯერ კიდევ საკმაოდ გავრცელებულია არა მხოლოდ რელიგიურ, არამედ სამეცნიერო წრეებშიც. ჩვეულებრივ გამოიყენება ბიოქიმიური და ბიოლოგიური ევოლუციის ყველაზე რთული, გადაუჭრელი საკითხების ასახსნელად, რომლებიც დაკავშირებულია ცილების და ნუკლეინის მჟავების წარმოქმნასთან, მათ შორის ურთიერთქმედების მექანიზმის ფორმირებასთან, ცალკეული რთული ორგანელების ან ორგანოების წარმოქმნასთან და წარმოქმნასთან (როგორიცაა რიბოსომა, თვალი ან ტვინი). პერიოდული "შექმნის" აქტები ასევე ხსნის ცხოველთა ერთი ტიპის მკაფიო გარდამავალი კავშირების არარსებობას
მეორეს, მაგალითად, ჭიებიდან ფეხსახსრიანებამდე, მაიმუნებიდან ადამიანებამდე და ა.შ. ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ ფილოსოფიური დავა ცნობიერების პრიმატის შესახებ (სუპერგონი, აბსოლუტური იდეა, ღვთაება) ან მატერია ფუნდამენტურად გადაუჭრელია, თუმცა, რადგან თანამედროვე ბიოქიმიისა და ევოლუციური თეორიის ნებისმიერი სირთულის ახსნის მცდელობა ფუნდამენტურად გაუგებარი ზებუნებრივი ქმნილების მოქმედებებით არის საჭირო. ეს საკითხები მეცნიერული კვლევის ფარგლებს მიღმა, კრეაციონიზმის თეორია არ შეიძლება მიეკუთვნებოდეს დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის სამეცნიერო თეორიების კატეგორიას.

სტაბილური მდგომარეობისა და პანსპერმიის თეორიები

ორივე ეს თეორია არის სამყაროს ერთი სურათის შემავსებელი ელემენტები, რომლის არსი ასეთია: სამყარო არსებობს სამუდამოდ და სიცოცხლე არსებობს მასში სამუდამოდ (სტაციონარული მდგომარეობა). სიცოცხლე პლანეტიდან პლანეტაზე გადადის "სიცოცხლის თესლებით", რომლებიც მოგზაურობენ კოსმოსში, რომლებიც შეიძლება იყოს კომეტებისა და მეტეორიტების ნაწილი (პანსპერმია). სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ მსგავსი შეხედულებები ჰქონდა, კერძოდ, აკადემიკოს V.I. ვერნადსკი.

თუმცა, სტაციონარული მდგომარეობის თეორია, რომელიც სამყაროს უსასრულოდ ხანგრძლივ არსებობას ითვალისწინებს, არ შეესაბამება თანამედროვე ასტროფიზიკის მონაცემებს, რომლის მიხედვითაც სამყარო წარმოიშვა შედარებით ცოტა ხნის წინ (დაახლოებით 16 მილიარდი წლის წინ) პირველადი აფეთქების შედეგად. .

აშკარაა, რომ ორივე თეორია (პანსპერმია და სტაციონარული მდგომარეობა) საერთოდ არ გვთავაზობს სიცოცხლის პირველადი წარმოშობის მექანიზმის ახსნას, მისი სხვა პლანეტებზე გადატანას (პანსპერმია) ან დროის უსასრულობაში გადატანას (სტაციონარულის თეორია. სახელმწიფო).

ბიოქიმიური ევოლუციის თეორია (A.I. Oparin-ის თეორია)

სიცოცხლის წარმოშობის ყველა თეორიიდან, სამეცნიერო სამყაროში ყველაზე გავრცელებული და აღიარებული არის ბიოქიმიური ევოლუციის თეორია, რომელიც შემოთავაზებულია 1924 წელს საბჭოთა ბიოქიმიკოსის აკადემიკოს ა.ი. ოპარინი (1936 წელს მან დაწვრილებით აღწერა თავის წიგნში „სიცოცხლის გაჩენა).

ამ თეორიის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ ბიოლოგიური ევოლუცია - ე.ი. ცოცხალი ორგანიზმების სხვადასხვა ფორმის გაჩენას, განვითარებას და გართულებას წინ უძღოდა ქიმიური ევოლუცია - დედამიწის ისტორიაში ხანგრძლივი პერიოდი, რომელიც დაკავშირებულია ელემენტარული ერთეულების, "აგურის" ურთიერთქმედების გაჩენასთან, გართულებასთან და გაუმჯობესებასთან. ყველა ცოცხალი არსება - ორგანული მოლეკულები.

პრებიოლოგიური (ქიმიური) ევოლუცია

მეცნიერთა უმეტესობის (პირველ რიგში ასტრონომებისა და გეოლოგების) აზრით, დედამიწა ციურ სხეულად ჩამოყალიბდა დაახლოებით 5 მილიარდი წლის წინ. მზის გარშემო მბრუნავი გაზისა და მტვრის ღრუბლის ნაწილაკების კონდენსაციის გზით.

კომპრესიული ძალების გავლენით ნაწილაკები, საიდანაც დედამიწა წარმოიქმნება, უზარმაზარ სითბოს გამოყოფენ. თერმობირთვული რეაქციები იწყება დედამიწის ნაწლავებში. შედეგად, დედამიწა ძალიან ცხელდება. ამრიგად, 5 მილიარდი წლის წინ დედამიწა კოსმოსში მიმავალი ცხელი ბურთი იყო, რომლის ზედაპირის ტემპერატურა 4000-8000°C-ს აღწევდა (იცინის. 2).

თანდათანობით, გარე სივრცეში თერმული ენერგიის გამოსხივების გამო, დედამიწა იწყებს გაციებას. დაახლოებით 4 მილიარდი წლის წინ დედამიწა ისე კლებულობს, რომ მის ზედაპირზე მყარი ქერქი წარმოიქმნება; ამავდროულად, მსუბუქი, აირისებრი ნივთიერებები გამოდის მისი ნაწლავებიდან, ამოდის და ქმნის პირველადი ატმოსფეროს. პირველადი ატმოსფეროს შემადგენლობა მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდა თანამედროვესგან. როგორც ჩანს, ძველი დედამიწის ატმოსფეროში არ იყო თავისუფალი ჟანგბადი და მის შემადგენლობაში შედიოდა ნივთიერებები შემცირებულ მდგომარეობაში, როგორიცაა წყალბადი (H 2), მეთანი (CH 4), ამიაკი (NH 3), წყლის ორთქლი (H 2). O ), და შესაძლოა ასევე აზოტი (N 2), ნახშირბადის მონოქსიდი და ნახშირორჟანგი (CO და CO 2).

დედამიწის პირველადი ატმოსფეროს შემცირების ბუნება ძალზე მნიშვნელოვანია სიცოცხლის წარმოშობისთვის, რადგან შემცირებულ მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერებები ძალზე რეაქტიულია და გარკვეულ პირობებში შეუძლიათ ერთმანეთთან ურთიერთქმედება, ორგანული მოლეკულების ფორმირება. თავისუფალი ჟანგბადის არარსებობა პირველადი დედამიწის ატმოსფეროში (დედამიწის მთელი ჟანგბადი შეკრული იყო ოქსიდების სახით) ასევე სიცოცხლის გაჩენის მნიშვნელოვანი წინაპირობაა, რადგან ჟანგბადი ადვილად იჟანგება და ამით ანადგურებს ორგანულ ნაერთებს. მაშასადამე, ატმოსფეროში თავისუფალი ჟანგბადის არსებობისას ძველ დედამიწაზე ორგანული ნივთიერებების მნიშვნელოვანი რაოდენობის დაგროვება შეუძლებელი იქნებოდა.

დაახლოებით 5 მილიარდი წლის წინ- დედამიწის ციურ სხეულად გაჩენა; ზედაპირის ტემპერატურა — 4000-8000°C

დაახლოებით 4 მილიარდი წლის წინ -დედამიწის ქერქისა და პირველადი ატმოსფეროს ფორმირება

1000°C-ზე- პირველად ატმოსფეროში იწყება მარტივი ორგანული მოლეკულების სინთეზი

სინთეზისთვის ენერგია მოცემულია:

პირველადი ატმოსფეროს ტემპერატურა 100 ° C-ზე დაბალია - პირველადი ოკეანის ფორმირება -

რთული ორგანული მოლეკულების სინთეზი - ბიოპოლიმერები მარტივი ორგანული მოლეკულებისგან:

• მარტივი ორგანული მოლეკულები - მონომერები
• რთული ორგანული მოლეკულები - ბიოპოლიმერები

სქემა. 2. ქიმიური ევოლუციის ძირითადი ეტაპები

როდესაც პირველადი ატმოსფეროს ტემპერატურა 1000°C-ს მიაღწევს, მასში იწყება მარტივი ორგანული მოლეკულების სინთეზი, როგორიცაა ამინომჟავები, ნუკლეოტიდები, ცხიმოვანი მჟავები, მარტივი შაქარი, პოლიჰიდრიული სპირტები, ორგანული მჟავები და ა.შ. სინთეზისთვის ენერგია მიეწოდება ელვისებური გამონადენი, ვულკანური აქტივობა, ხისტი კოსმოსური გამოსხივება და ბოლოს, მზის ულტრაიისფერი გამოსხივება, საიდანაც დედამიწა ჯერ კიდევ არ არის დაცული ოზონის ეკრანით, და მეცნიერები თვლიან, რომ აბიოგენური ენერგიის მთავარ წყაროდ სწორედ ულტრაიისფერი გამოსხივებაა. არის ცოცხალი ორგანიზმების მონაწილეობის გარეშე გავლა) ორგანული ნივთიერებების სინთეზი.

ა.ი.-ს თეორიის აღიარება და ფართო გავრცელება. ოპარინს დიდად შეუწყო ხელი იმ ფაქტმა, რომ ორგანული მოლეკულების აბიოგენური სინთეზის პროცესები ადვილად რეპროდუცირებულია სამოდელო ექსპერიმენტებში.

არაორგანული ნივთიერებებისგან ორგანული ნივთიერებების სინთეზის შესაძლებლობა ცნობილია XIX საუკუნის დასაწყისიდან. უკვე 1828 წელს გამოჩენილმა გერმანელმა ქიმიკოსმა F. Wöhler-მა მოახდინა ორგანული ნივთიერების სინთეზირება - შარდოვანა არაორგანული - ამონიუმის ციანატისგან. თუმცა, ორგანული ნივთიერებების აბიოგენური სინთეზის შესაძლებლობა ძველ დედამიწასთან მიახლოებულ პირობებში პირველად აჩვენა ს. მილერის ექსპერიმენტში.

1953 წელს, ახალგაზრდა ამერიკელმა მკვლევარმა, ჩიკაგოს უნივერსიტეტის კურსდამთავრებულმა, სტენლი მილერმა, შუშის კოლბაში რეპროდუცირება მოახდინა მასში შედუღებული დედამიწის პირველადი ატმოსფერო, რომელიც, იმდროინდელი მეცნიერების აზრით, წყალბადისგან შედგებოდა. მეთანი CH 4, ამიაკი NH და წყლის ორთქლი H 2 0 (ნახ. 3). ამ აირის ნარევის მეშვეობით ს. მილერმა ერთი კვირის განმავლობაში ჭექა-ქუხილის სიმულაციური ელექტრული გამონადენი გადიოდა. ექსპერიმენტის ბოლოს კოლბაში აღმოჩნდა α-ამინომჟავები (გლიცინი, ალანინი, ასპარაგინი, გლუტამინი), ორგანული მჟავები (საქცინის, რძემჟავა, ძმარმჟავა, გლიკოკოლი), γ-ჰიდროქსიბუტირიუმის მჟავა და შარდოვანა. ექსპერიმენტის განმეორებისას ს. მილერმა მოახერხა ინდივიდუალური ნუკლეოტიდების და ხუთიდან ექვს რგოლიანი მოკლე პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვების მიღება.

ბრინჯი. 3. ინსტალაცია S. Miller-ის მიერ

სხვადასხვა მკვლევარების მიერ ჩატარებული აბიოგენური სინთეზის შემდგომ ექსპერიმენტებში გამოიყენებოდა არა მხოლოდ ელექტრული გამონადენი, არამედ ძველი დედამიწისთვის დამახასიათებელი ენერგიის სხვა ტიპები, როგორიცაა კოსმოსური, ულტრაიისფერი და რადიოაქტიური გამოსხივება, ვულკანური აქტივობისთვის დამახასიათებელი მაღალი ტემპერატურა, აგრეთვე სხვადასხვა გაზის ნარევების ვარიანტები, ორიგინალური ატმოსფეროს იმიტაცია. შედეგად მიღებული იქნა ცოცხალი არსებისთვის დამახასიათებელი ორგანული მოლეკულების თითქმის მთელი სპექტრი: ამინომჟავები, ნუკლეოტიდები, ცხიმის მსგავსი ნივთიერებები, მარტივი შაქარი, ორგანული მჟავები.

უფრო მეტიც, ორგანული მოლეკულების აბიოგენური სინთეზი შეიძლება ასევე მოხდეს დედამიწაზე ამჟამად (მაგალითად, ვულკანური აქტივობის დროს). ამავდროულად, ვულკანურ ემისიებში გვხვდება არა მხოლოდ ჰიდროციანმჟავა HCN, რომელიც არის ამინომჟავების და ნუკლეოტიდების წინამორბედი, არამედ ცალკეული ამინომჟავები, ნუკლეოტიდები და ისეთი რთული ორგანული ნივთიერებებიც კი, როგორიცაა პორფირინები. ორგანული ნივთიერებების აბიოგენური სინთეზი შესაძლებელია არა მხოლოდ დედამიწაზე, არამედ გარე სივრცეშიც. უმარტივესი ამინომჟავები გვხვდება მეტეორიტებსა და კომეტებში.

როდესაც პირველადი ატმოსფეროს ტემპერატურა 100 ° C-ზე დაბლა დაეცა, დედამიწაზე ცხელი წვიმა მოვიდა და პირველადი ოკეანე გამოჩნდა. წვიმის ნაკადებთან ერთად პირველად ოკეანეში შედიოდა აბიოგენურად სინთეზირებული ორგანული ნივთიერებები, რამაც იგი გადააქცია, მაგრამ ინგლისელი ბიოქიმიკოსის ჯონ ჰალდენის ფიგურალური გამოხატულებით, განზავებულ „პირველ სუპად“. როგორც ჩანს, პირველყოფილ ოკეანეში იწყება მარტივი ორგანული მოლეკულების - რთული ორგანული მოლეკულების მონომერების - ბიოპოლიმერების წარმოქმნის პროცესები (იხ. სურ. 2).

ამასთან, ცალკეული ნუკლეოზიდის, ამინომჟავების და შაქრების პოლიმერიზაციის პროცესები არის კონდენსაციის რეაქციები, ისინი მიმდინარეობს წყლის გამოდევნით, შესაბამისად, წყალხსნარი ხელს არ უწყობს პოლიმერიზაციას, არამედ, პირიქით, ბიოპოლიმერების ჰიდროლიზს (ე.ი. , მათი განადგურება წყლის დამატებით).

ბიოპოლიმერების (კერძოდ, ამინომჟავების ცილების) წარმოქმნა შეიძლება მოხდეს ატმოსფეროში დაახლოებით 180°C ტემპერატურაზე, საიდანაც ისინი პირველად ოკეანეში ატმოსფერული ნალექებით ირეცხებოდა. გარდა ამისა, შესაძლებელია, რომ ძველ დედამიწაზე ამინომჟავები კონცენტრირებული იყო საშრობი რეზერვუარებში და პოლიმერიზებული მშრალ ფორმაში ულტრაიისფერი შუქისა და ლავის ნაკადების სიცხის გავლენის ქვეშ.

იმისდა მიუხედავად, რომ წყალი ხელს უწყობს ბიოპოლიმერების ჰიდროლიზს, ცოცხალ უჯრედში ბიოპოლიმერების სინთეზი ხდება ზუსტად წყალში. ეს პროცესი კატალიზებულია სპეციალური კატალიზური ცილების - ფერმენტების მიერ და სინთეზისთვის საჭირო ენერგია გამოიყოფა ადენოზინტრიფოსფატის - ატფ-ის დაშლისას. შესაძლებელია, რომ პირველადი ოკეანის წყლის გარემოში ბიოპოლიმერების სინთეზი გარკვეული მინერალების ზედაპირით იყო კატალიზებული. ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ ამინომჟავა ალანინის ხსნარს შეუძლია წყალხსნარში პოლიმერიზაცია მოახდინოს სპეციალური ტიპის ალუმინის თანდასწრებით. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება პეპტიდი პოლიალანინი. ალანინის პოლიმერიზაციის რეაქციას თან ახლავს ატფ-ის დაშლა.

ნუკლეოტიდების პოლიმერიზაცია უფრო ადვილია, ვიდრე ამინომჟავების პოლიმერიზაცია. ნაჩვენებია, რომ მარილის მაღალი კონცენტრაციის მქონე ხსნარებში ცალკეული ნუკლეოტიდები სპონტანურად პოლიმერიზდებიან და გადაიქცევიან ნუკლეინის მჟავებად.

ყველა თანამედროვე ცოცხალი არსების ცხოვრება არის ცოცხალი უჯრედის ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიოპოლიმერების - ცილების და ნუკლეინის მჟავების უწყვეტი ურთიერთქმედების პროცესი.

ცილები არის ცოცხალი უჯრედის „მუშა მოლეკულები“, „ინჟინერიის მოლეკულები“. მეტაბოლიზმში მათი როლის აღწერისას, ბიოქიმიკოსები ხშირად იყენებენ ისეთ ფიგურალურ გამონათქვამებს, როგორიცაა "ცილა მუშაობს", "ფერმენტი იწვევს რეაქციას". ცილების ყველაზე მნიშვნელოვანი ფუნქციაა კატალიზური. მოგეხსენებათ, კატალიზატორები არის ნივთიერებები, რომლებიც აჩქარებენ ქიმიურ რეაქციებს, მაგრამ ისინი თავად არ შედიან რეაქციის საბოლოო პროდუქტებში. ტანკ-კატალიზატორები ეწოდება ფერმენტებს.ფერმენტები იხრება და ათასჯერ აჩქარებს მეტაბოლურ რეაქციებს. მეტაბოლიზმი და, შესაბამისად, მათ გარეშე ცხოვრება შეუძლებელია.

Ნუკლეინის მჟავა- ეს არის "მოლეკულები-კომპიუტერები", მოლეკულები არიან მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მცველები. ნუკლეინის მჟავები არ ინახავს ინფორმაციას ცოცხალი უჯრედის ყველა ნივთიერების შესახებ, არამედ მხოლოდ ცილებს. საკმარისია ქალიშვილ უჯრედში დედის უჯრედისთვის დამახასიათებელი ცილების რეპროდუცირება, რათა მათ ზუსტად აღადგინონ დედა უჯრედის ყველა ქიმიური და სტრუქტურული მახასიათებელი, აგრეთვე მასში თანდაყოლილი მეტაბოლიზმის ბუნება და სიჩქარე. თავად ნუკლეინის მჟავები ასევე მრავლდება ცილების კატალიზური აქტივობის გამო.

ამრიგად, სიცოცხლის წარმოშობის საიდუმლო არის ცილების და ნუკლეინის მჟავების ურთიერთქმედების მექანიზმის გაჩენის საიდუმლო. რა ინფორმაციას ფლობს თანამედროვე მეცნიერება ამ პროცესის შესახებ? რა მოლეკულები იყო სიცოცხლის ძირითადი საფუძველი - ცილები თუ ნუკლეინის მჟავები?

მეცნიერები თვლიან, რომ მიუხედავად ცილების ძირითადი როლისა თანამედროვე ცოცხალი ორგანიზმების მეტაბოლიზმში, პირველი "ცოცხალი" მოლეკულები იყო არა ცილები, არამედ ნუკლეინის მჟავები, კერძოდ რიბონუკლეინის მჟავები (რნმ).

1982 წელს ამერიკელმა ბიოქიმიკოსმა თომას ჩეკმა აღმოაჩინა რნმ-ის ავტოკატალიტიკური თვისებები. მან ექსპერიმენტულად აჩვენა, რომ მინერალური მარილების მაღალი კონცენტრაციის შემცველ გარემოში რიბონუკლეოტიდები სპონტანურად (სპონტანურად) პოლიმერიზდებიან და წარმოქმნიან პოლინუკლეოტიდებს - რნმ მოლეკულებს. რნმ-ის თავდაპირველ პოლინუკლეოტიდურ ჯაჭვებზე, ისევე როგორც მატრიცაზე, რნმ-ის ასლები იქმნება დამატებითი აზოტოვანი ფუძეების დაწყვილებით. რნმ-ის შაბლონის კოპირების რეაქცია კატალიზებულია რნმ-ის ორიგინალური მოლეკულით და არ საჭიროებს ფერმენტების ან სხვა ცილების მონაწილეობას.

ის, რაც შემდეგ მოხდა, საკმაოდ კარგად არის ახსნილი იმით, რასაც შეიძლება ეწოდოს "ბუნებრივი გადარჩევა" მოლეკულურ დონეზე. რნმ-ის მოლეკულების თვითკოპირების (თვითაწყობის) დროს აუცილებლად ჩნდება უზუსტობები და შეცდომები. მცდარი რნმ-ის ასლები კვლავ კოპირებულია. ხელახლა კოპირებისას შეიძლება კვლავ მოხდეს შეცდომები. შედეგად, პირველადი ოკეანის გარკვეულ ნაწილში რნმ-ის მოლეკულების პოპულაცია ჰეტეროგენული იქნება.

ვინაიდან რნმ-ის დაშლის პროცესები ასევე მიმდინარეობს სინთეზის პროცესების პარალელურად, რეაქციის გარემოში დაგროვდება უფრო დიდი სტაბილურობის ან უკეთესი ავტოკატალიზური თვისებების მქონე მოლეკულები (ანუ მოლეკულები, რომლებიც უფრო სწრაფად კოპირებენ საკუთარ თავს, უფრო სწრაფად „მრავლდებიან“).

ზოგიერთ რნმ-ის მოლეკულაზე, ისევე როგორც მატრიცაზე, შეიძლება მოხდეს მცირე ცილის ფრაგმენტების - პეპტიდების თვითშეკრება. რნმ-ის მოლეკულის ირგვლივ წარმოიქმნება ცილის „გარსი“.

ავტოკატალიზურ ფუნქციებთან ერთად, თომას ჩეკმა აღმოაჩინა რნმ-ის მოლეკულებში თვითშეჯვარების ფენომენი. თვითშეჯვარების შედეგად, რნმ-ის უბნები, რომლებიც არ არის დაცული პეპტიდებით, სპონტანურად იხსნება რნმ-დან (ისინი, თითქოს, „ამოჭრილი“ და „გამოდევნილი“), ხოლო რნმ-ის დარჩენილი უბნები, რომლებიც აკოდირებენ ცილის ფრაგმენტებს, „იზრდებიან ერთად“. “, ე.ი. სპონტანურად გაერთიანდება ერთ მოლეკულაში. ეს ახალი რნმ-ის მოლეკულა უკვე კოდირებს დიდ კომპლექსურ ცილას (სურათი 4).

როგორც ჩანს, თავდაპირველად ცილის გარსები ასრულებდნენ ძირითადად დამცავ ფუნქციას, იცავდნენ რნმ-ს განადგურებისგან და ამით ზრდიდნენ მის სტაბილურობას ხსნარში (ეს არის ცილის გარსების ფუნქცია უმარტივეს თანამედროვე ვირუსებში).

ცხადია, ბიოქიმიური ევოლუციის გარკვეულ ეტაპზე უპირატესობა მიიღეს რნმ-ის მოლეკულებმა, რომლებიც კოდირებენ არა მხოლოდ დამცავ ცილებს, არამედ კატალიზურ ცილებს (ფერმენტებს), რომლებიც მკვეთრად აჩქარებენ რნმ-ის კოპირების სიჩქარეს. როგორც ჩანს, ასე წარმოიშვა ცილებისა და ნუკლეინის მჟავების ურთიერთქმედების პროცესი, რომელსაც ახლა სიცოცხლეს ვუწოდებთ.

შემდგომი განვითარების პროცესში, ფერმენტის, საპირისპირო ტრანსკრიპტაზას ფუნქციების მქონე ცილის გამოჩენის წყალობით, ერთჯაჭვიანი რნმ-ის მოლეკულებზე დაიწყო სინთეზირება დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავას (დნმ) მოლეკულები, რომლებიც შედგება ორი ჯაჭვისგან. OH ჯგუფის არარსებობა დეზოქსირიბოზის 2" პოზიციაზე ხდის დნმ-ის მოლეკულებს უფრო სტაბილურს ჰიდროლიზური გახლეჩის მიმართ ოდნავ ტუტე ხსნარებში, კერძოდ, საშუალო რეაქცია პირველად რეზერვუარებში იყო ოდნავ ტუტე (საშუალების ეს რეაქცია ასევე შენარჩუნდა თანამედროვე უჯრედების ციტოპლაზმაში).

სად მოხდა ცილებისა და ნუკლეინის მჟავების ურთიერთქმედების რთული პროცესის განვითარება? ა.ი.-ს თეორიის მიხედვით. ოპარინი, ეგრეთ წოდებული კოაცერვატის წვეთები სიცოცხლის აკვანი გახდა.

ბრინჯი. 4. ცილებსა და ნუკლეინის მჟავებს შორის ურთიერთქმედების გაჩენის ჰიპოთეზა: ა) რნმ-ის თვითკოპირების პროცესში გროვდება შეცდომები (1 - ნუკლეოტიდები, რომლებიც შეესაბამება თავდაპირველ რნმ-ს; 2 - ნუკლეოტიდები, რომლებიც არ შეესაბამება თავდაპირველ რნმ-ს - შეცდომები კოპირებისას); ბ) თავისი ფიზიკოქიმიური თვისებების გამო, ამინომჟავები „იჭედება“ რნმ-ის მოლეკულის ნაწილს (3 - რნმ მოლეკულა; 4 - ამინომჟავები), რომლებიც ერთმანეთთან ურთიერთქმედებისას გადაიქცევიან მოკლე ცილის მოლეკულებად - პეპტიდებად. რნმ-ის მოლეკულების თანდაყოლილი თვითშეჯვარების შედეგად, რნმ-ის მოლეკულის ნაწილები, რომლებიც არ არის დაცული პეპტიდებით, განადგურებულია, ხოლო დარჩენილი ნაწილი „იზრდება“ ერთ მოლეკულად, რომელიც აკოდირებს დიდ ცილას. შედეგი არის რნმ-ის მოლეკულა, რომელიც დაფარულია ცილის გარსით (ყველაზე პრიმიტიული თანამედროვე ვირუსები, მაგალითად, თამბაქოს მოზაიკის ვირუსი, აქვთ მსგავსი სტრუქტურა)

კოაცერვაციის ფენომენი მდგომარეობს იმაში, რომ გარკვეულ პირობებში (მაგალითად, ელექტროლიტების თანდასწრებით) მაკრომოლეკულური ნივთიერებები გამოიყოფა ხსნარიდან, მაგრამ არა ნალექის სახით, არამედ უფრო კონცენტრირებული ხსნარის - კოაცერვატის სახით. . შერყევისას კოცერვატი იშლება ცალკეულ პატარა წვეთებად. წყალში ასეთი წვეთები დაფარულია დამატენიანებელი გარსით (წყლის მოლეკულების გარსი), რომელიც ასტაბილურებს მათ - ნახ. 5.

კოაცერვატის წვეთებს აქვთ მეტაბოლიზმის გარკვეული სახე: წმინდა ფიზიკური და ქიმიური ძალების გავლენის ქვეშ, მათ შეუძლიათ შერჩევითად აითვისონ გარკვეული ნივთიერებები ხსნარიდან და გაათავისუფლონ მათი დაშლის პროდუქტები გარემოში. გარემოდან ნივთიერებების შერჩევითი კონცენტრაციის გამო, მათ შეუძლიათ გაიზარდონ, მაგრამ როდესაც ისინი მიაღწევენ გარკვეულ ზომას, ისინი იწყებენ "გამრავლებას", აყვავდებიან პატარა წვეთებს, რომლებიც, თავის მხრივ, შეიძლება გაიზარდოს და "ყვითლდეს".

ტალღებისა და ქარის ზემოქმედების ქვეშ შერევის პროცესში ცილის ხსნარების კონცენტრაციის შედეგად წარმოქმნილი კოცერვატული წვეთები შეიძლება დაფარული იყოს ლიპიდური გარსით: საპნის მიცელების მსგავსი ერთი გარსი (დაფარული წყლის ზედაპირიდან წვეთი ერთი ცალი მოწყვეტით). ლიპიდური ფენით), ან უჯრედის მემბრანის მსგავსი ორმაგი მემბრანა (როდესაც წვეთი, რომელიც დაფარულია ერთშრიანი ლიპიდური მემბრანით, ისევ ეცემა წყალსაცავის ზედაპირს ფარავს ლიპიდურ ფენას - სურ. 5).

ლაბორატორიაში ადვილად მოდელირებულია კოაცერვატის წვეთების აღმოცენების, მათი ზრდისა და „დაყვავების“, აგრეთვე ორმაგი ლიპიდური შრის მემბრანით „შემოსის“ პროცესები.

კოაცერვატული წვეთებისთვის ასევე არსებობს „ბუნებრივი შერჩევის“ პროცესი, რომლის დროსაც ყველაზე სტაბილური წვეთები რჩება ხსნარში.

კოაცერვატის წვეთების ცოცხალ უჯრედებთან გარეგნული მსგავსების მიუხედავად, კოაცერვატის წვეთებს აკლია ცოცხალი არსების მთავარი ნიშანი - ზუსტი თვითგამრავლების, თვითკოპირების უნარი. ცხადია, ცოცხალი უჯრედების წინამორბედები იყო ისეთი კოაცერვატული წვეთები, რომლებიც მოიცავდა რეპლიკატორის მოლეკულების (რნმ ან დნმ) კომპლექსებს და მათ მიერ კოდირებულ ცილებს. შესაძლებელია, რომ რნმ-პროტეინის კომპლექსები დიდი ხნის განმავლობაში არსებობდა კოაცერვატის წვეთების გარეთ ეგრეთ წოდებული „თავისუფალი გენის“ სახით, ან შესაძლებელია მათი ფორმირება უშუალოდ ზოგიერთი კოცერვატული წვეთების შიგნით ხდებოდეს.

კოაცერვატული წვეთებიდან პრიმიტიულ აფეთქებებზე გადასვლის შესაძლო გზა:

ა) კოაცერვატის წარმოქმნა; 6) კოაცერვატის წვეთების სტაბილიზაცია წყალხსნარში; გ) - ორმაგი ლიპიდური შრის წარმოქმნა წვეთის გარშემო, უჯრედის მემბრანის მსგავსი: 1 - კოაცერვატული წვეთი; 2 - ლიპიდის მონომოლეკულური ფენა წყალსაცავის ზედაპირზე; 3 — ერთი ლიპიდური ფენის ფორმირება წვეთების ირგვლივ; 4 - ორმაგი ლიპიდური ფენის ფორმირება წვეთი გარშემო, უჯრედის მემბრანის მსგავსი; დ) ორმაგი ლიპიდური ფენით გარშემორტყმული კოაცერვატული წვეთი, მის შემადგენლობაში შემავალი ცილოვან-ნუკლეოტიდური კომპლექსით - პირველი ცოცხალი უჯრედის პროტოტიპი.

ისტორიული თვალსაზრისით, დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის უკიდურესად რთული პროცესი, რომელიც ბოლომდე არ არის გასაგები თანამედროვე მეცნიერებისთვის, ძალიან სწრაფად გაიარა. 3,5 მილიარდი წლის განმავლობაში ე.წ. ქიმიური ევოლუცია დასრულდა პირველი ცოცხალი უჯრედების გამოჩენით და დაიწყო ბიოლოგიური ევოლუცია.