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 სინთეტიკური და ორგანული ნივთიერებების არსებობის ფაქტი უდაოა. უფრო მეტიც, ჯერ კიდევ მეცხრამეტე საუკუნეში, გერმანელმა მეცნიერმა ფრიდრიხ ვოლერმა მოახდინა ორგანული ნივთიერებების (შარდოვანა) 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 გავლის გზით) 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 მოვიდა ენერგიის დაგროვების ცალკეული წერტილიდან, რის შედეგადაც სამყარო მნიშვნელოვნად გაფართოვდა. ჩამოყალიბდა კოსმოსური სხეულები. მიუხედავად ყველა თანმიმდევრობისა, დიდი აფეთქების თეორია არ ხსნის თავად სამყაროს ფორმირებას. ფაქტობრივად, ვერც ერთი არსებული ჰიპოთეზა ვერ ხსნის ამას.
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 ურთიერთსასარგებლო თანაცხოვრებაში უჯრედთან. 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 ყველა შემდგომი განვითარება განპირობებულია თანამედროვე სახეობების წინა წინაპრით.
სპონტანური თაობა
მეცხრამეტე საუკუნეში ამგვარი განცხადების მიღება არ შეიძლებოდა სკეპტიციზმის გარეშე. სახეობების უეცარი გაჩენა, კერძოდ, არაცოცხალი ნივთებისგან სიცოცხლის ფორმირება, 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 დამპალი 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 წარმოიქმნება დამპალი საკვებისგან, ნიანგი არის წყლის ქვეშ მყოფი მორების პროცესის შედეგი“. საიდუმლოებით მოცული, მაგრამ ეკლესიის მხრიდან ყოველგვარი 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 ჩამოყალიბდა მსგავსი კვლევების საფუძველში, 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. ასე უნიკალური და ორიგინალური სახით ახსნა კერნს-სმიტმა 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 გარდაქმნების შედეგად. უფრო მეტიც, ისინი თითქმის 4 მილიარდი წლის წინ მოხდა. სიცოცხლის ახსნას აქვს პირდაპირი კავშირი დნმ-სთან, (დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა) რნმ-თან (რიბონუკლეინის მჟავა), ისევე როგორც ზოგიერთ HMC-თან (მაღალმოლეკულური წონის ნაერთები, ამ შემთხვევაში 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 აღინიშნოს ისეთი მართლაც ბრწყინვალე ადამიანი, როგორიც ჩარლზ დარვინია. 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 ფორმირება, 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 იდეა ორაზროვანია. არსებობს რამდენიმე ჰიპოთეზა დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ.
კრეაციონიზმი – მიწიერი ცხოვრება შემოქმედმა შექმნა. თითქმის ყველა ყველაზე გავრცელებული რელიგიური სწავლების მიმდევრები იცავენ იდეებს სამყაროს ღვთაებრივი შექმნის შესახებ. ამჟამად შეუძლებელია კრეაციონისტური კონცეფციის დამტკიცება ან უარყოფა.
სიცოცხლის მარადისობის ჰიპოთეზა - სიცოცხლე, ისევე როგორც თავად სამყარო, ყოველთვის არსებობდა და იარსებებს სამუდამოდ, არ აქვს დასაწყისი და დასასრული. ამავე დროს, ცალკეული სხეულები და წარმონაქმნები - გალაქტიკები, ვარსკვლავები, პლანეტები, ორგანიზმები - წარმოიქმნება და კვდება, ე.ი. არსებობა დროში შეზღუდულია. სიცოცხლე შეიძლება გავრცელდეს ერთი გალაქტიკიდან მეორეზე და ამ იდეას სიცოცხლის კოსმოსიდან დედამიწაზე "გადაადგილების" შესახებ ე.წ. პანსპერმია. სიცოცხლის „მარადიულობისა და უსაწყისის“ იდეებს მრავალი მეცნიერი იცავდა, მათ შორის ს.პ. კოსტიჩევი, ვ.ი. ვერნადსკი.
უსულო მატერიიდან სიცოცხლის სპონტანური წარმოშობის ჰიპოთეზა. სიცოცხლის სპონტანური თაობის შესახებ იდეები გამოხატული იყო უძველესი დროიდან. ათასობით წლის განმავლობაში მათ სჯეროდათ შესაძლებლობის სიცოცხლის მუდმივი სპონტანური გენერაციათვლის, რომ ეს ჩვეულებრივი გზაა უსულო მატერიიდან ცოცხალი არსებების გამოჩენისთვის. შუა საუკუნეების მრავალი მეცნიერის აზრით, თევზი შეიძლება დაიბადოს სილასგან, ჭიები ნიადაგიდან, თაგვები ნაწიბურებისგან, ბუზები დამპალი ხორცისგან.
მე-17 საუკუნეში იტალიელმა მეცნიერმა ფ. რედიმ ექსპერიმენტულად აჩვენა ცოცხალი არსებების მუდმივი სპონტანური წარმოშობის შეუძლებლობა. რამდენიმე მინის ჭურჭელში მოათავსა ხორცის ნაჭრები. ზოგი ღია დატოვა, ზოგს კი მუსლინით დააფარა. ბუზის ლარვები მხოლოდ ღია გემებში გამოჩნდნენ, ისინი არ იყვნენ დახურულებში. რედის პრინციპი: "ცოცხალი მოდის ცოცხალიდან".საბოლოოდ, ცოცხალი ორგანიზმების მუდმივი სპონტანური წარმოშობის ვერსია უარყო მე-19 საუკუნის შუა წლებში. ლ.პასტერი. ექსპერიმენტებმა დამაჯერებლად აჩვენა, რომ თანამედროვე ეპოქაში ნებისმიერი ზომის ცოცხალი ორგანიზმები სხვა ცოცხალი ორგანიზმებისგან წარმოიშვა.
ბიოქიმიური ევოლუციის ჰიპოთეზა. 20-იან წლებში გამოთქმული იდეების მიხედვით. მე -20 საუკუნე A.I. Oparin, და შემდეგ J. Haldane, სიცოცხლე, უფრო სწორად, ცოცხალი არსებები, წარმოიშვა დედამიწაზე უსულო მატერიიდან, შედეგად. ბიოქიმიური ევოლუცია.
ბიოქიმიურ ევოლუციაში სიცოცხლის გაჩენის პირობები
ამჟამად, მეცნიერებმა შემოგვთავაზეს მეტ-ნაკლებად სავარაუდო ახსნა, თუ როგორ განვითარდა სიცოცხლის სხვადასხვა ფორმები თანდათანობით, ეტაპობრივად, უსულო მატერიისგან დედამიწის პირველად პირობებში. შემდეგი პირობები შეუწყო ხელი სიცოცხლის გაჩენას ქიმიური ევოლუციის გზით:
- სიცოცხლის საწყისი არარსებობა;
- ატმოსფეროში შემცირების თვისებების მქონე ნაერთების არსებობა (ჟანგბადის O 2 თითქმის სრული არარსებობის შემთხვევაში);
- წყლისა და საკვები ნივთიერებების არსებობა;
- ენერგიის წყაროს არსებობა (შედარებით მაღალი ტემპერატურა, ძლიერი ელექტრული გამონადენი, ულტრაიისფერი გამოსხივების მაღალი დონე).
სიცოცხლის წარმოშობის მექანიზმი
დედამიწის ასაკი დაახლოებით 4,6–4,7 მილიარდი წელია. სიცოცხლეს აქვს თავისი ისტორია, რომელიც დაიწყო, პალეონტოლოგიური მონაცემებით, 3–3,5 მილიარდი წლის წინ.
1924 წელს რუსი აკადემიკოსი ა.ი. ოპარინიწამოაყენა ჰიპოთეზა სიცოცხლის წარმოშობის მექანიზმის შესახებ. 1953 წელს ამერიკელმა მეცნიერებმა ს.მილერიდა გ.ურეიექსპერიმენტულად დაადასტურა დედამიწის პირველადი ატმოსფეროში არსებული აირებისგან ორგანული ნივთიერებების (მონომერების) წარმოქმნის ჰიპოთეზა.
დღეისათვის უკვე არსებობს ამის უამრავი უდავო მტკიცებულება პირველადი ატმოსფეროდედამიწა იყო ანოქსიური და სავარაუდოდ შედგებოდა ძირითადად წყლის ორთქლისაგან H 2 O, წყალბადის H 2 და ნახშირორჟანგი CO 2 სხვა გაზების მცირე შერევით (NH 3 , CH 4 , CO, H 2 S ). დედამიწაზე გაჩენილმა სიცოცხლემ თანდათან შეცვალა ეს პირობები და გარდაქმნა პლანეტის ზედა გარსების ქიმია.
სიცოცხლის წარმოშობა დედამიწაზე - დეტალები ცნობისმოყვარე გონებისთვის
Მიხედვით ბიოქიმიური თეორია A.I. ოპარინა ჟანგბადის და ცოცხალი ორგანიზმების არარსებობის შემთხვევაში, აბიოგენოსინთეზირებული იყო უმარტივესი ორგანული ნაერთები - მონომერები, ცოცხალი ნივთიერების ბიოლოგიური მაკრომოლეკულების და რიგი სხვა ორგანული ნაერთების წინამორბედები.
ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნის ენერგიის შესაძლო წყაროები ცოცხალი ორგანიზმების მონაწილეობის გარეშე, როგორც ჩანს, იყო ელექტრული გამონადენი, ულტრაიისფერი გამოსხივება, რადიოაქტიური ნაწილაკები, კოსმოსური სხივები, დედამიწის ატმოსფეროში ჩავარდნილი მეტეორიტების დარტყმის ტალღები, ინტენსიური ვულკანური აქტივობის სითბო. ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში, რათა გაანადგუროს ისინი, ისევე როგორც ცოცხალი ორგანიზმები, რომლებიც გამოიყენებდნენ მათ საკვებად, ოკეანეებში დაგროვილი აბიოგენურად წარმოქმნილი ორგანული ნივთიერებები - " პირველადი ბულიონი».
შემდეგი ნაბიჯი იყო უფრო დიდის ფორმირება პოლიმერებიმცირე ორგანული მონომერებიდან, ისევ ცოცხალი ორგანიზმების მონაწილეობის გარეშე. ამერიკელმა მეცნიერმა ს.ფოქსმა მშრალი ამინომჟავების ნარევის გახურების შედეგად მიიღო სხვადასხვა სიგრძის პოლიპეპტიდები. მათ პროტეინოიდებს ეძახდნენ, ე.ი. ცილოვანი ნივთიერებები. როგორც ჩანს, პრიმიტიულ დედამიწაზე, ასეთი პროტეინოიდების და პოლინუკლეოტიდების ფორმირება ამინომჟავების ან ნუკლეოტიდების შემთხვევითი თანმიმდევრობით შეიძლება მოხდეს წყალსაცავებში წყლის აორთქლების დროს, რომლებიც დარჩნენ მოქცევის შემდეგ.
მას შემდეგ, რაც პოლიმერი წარმოიქმნება, მას შეუძლია გავლენა მოახდინოს სხვა პოლიმერების წარმოქმნაზე. ზოგიერთ პროტეინოიდს შეუძლია, ფერმენტების მსგავსად, გარკვეული ქიმიური რეაქციების კატალიზება: ეს უნარი ალბათ იყო მთავარი მახასიათებელი, რომელმაც განსაზღვრა მათი შემდგომი ევოლუცია. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ერთი პოლინუკლეოტიდი, რომელიც წარმოიქმნება ნუკლეოტიდების ნარევიდან, შეიძლება იყოს შაბლონი მეორის სინთეზისთვის.
მათი ამფოტერულობის გამო, პოლიპეპტიდებმა შექმნეს კოლოიდური ჰიდროფილური კომპლექსები (ანუ, წყლის მოლეკულები, რომლებიც ქმნიან გარსს ცილის მოლეკულების გარშემო, გამოყოფენ მათ წყლის მთელი მასისგან). ამ შემთხვევაში ცალკეული კომპლექსები ერთმანეთთან იყო დაკავშირებული, რამაც გამოიწვია პირველადი საშუალებისგან იზოლირებული წვეთების წარმოქმნა. კოცერვატებსშეუძლია სხვადასხვა ნაერთების შთანთქმა და შერჩევითად დაგროვება. ბუნებრივმა გადარჩევამ ხელი შეუწყო ყველაზე სტაბილური კოაცერვატული სისტემების გადარჩენას, რომლებსაც შემდგომი გართულებები შეუძლიათ.
რთული მოლეკულების შემდგომმა თვითორგანიზებამ, რაც მოხდა ლიპიდური მოლეკულების კონცენტრაციის გამო კოაცერვატებსა და გარე გარემოს შორის საზღვარზე, გამოიწვია მემბრანული ტიპის დანაყოფების წარმოქმნა. კოცერვატების შიდა ღრუებში, სადაც მოლეკულებს მხოლოდ შერჩევით შეუძლიათ შეაღწიონ, ევოლუცია დაიწყო ქიმიური რეაქციებიდან ბიოქიმიურზე. ამ თეორიის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაბიჯი იყო პოლინუკლეოტიდების უნარის შერწყმა ფერმენტ ცილების კატალიზურ აქტივობასთან.
ოპარინისა და მისი მომხრეების თვალსაზრისი არსებითად ჩამოყალიბდა ჰოლობიოზის ჰიპოთეზა : უჯრედამდელი წინაპრის (ბიოიდის) სტრუქტურული საფუძველი შედგება სიცოცხლის მსგავსი ღია (კოაცერვატული) მიკროსისტემებისგან, როგორიცაა უჯრედული, რომელსაც შეუძლია ელემენტარული მეტაბოლიზმი ფერმენტული მექანიზმის მონაწილეობით.. პირველადი ცილოვანი ნივთიერება.
გენობიოზის ჰიპოთეზა : პირველადი იყო მაკრომოლეკულური სისტემა, გენის მსგავსი, რომელსაც შეუძლია თვითრეპროდუქცია. რნმ-ის მოლეკულა აღიარებულია, როგორც პირველადი.
დედამიწაზე სიცოცხლის განვითარების საწყისი ეტაპები
დედამიწაზე სიცოცხლის თანამედროვე იდეა ემყარება იმ ფაქტს, რომ პირველი პრიმიტიული უჯრედები დედამიწის წყლის გარემოში 3,8 მილიარდი წლის წინ გამოჩნდა - ანაერობული, ჰეტეროტროფული პროკარიოტები , ისინი იკვებებოდნენ სინთეზირებული აბიოგენურად ორგანული ნივთიერებებით ან მათი ნაკლებად იღბლიანი კოლეგებით; ენერგეტიკული მოთხოვნილებები დაკმაყოფილდა დუღილით.
ჰეტეროტროფული პროკარიოტული უჯრედების რაოდენობის მატებასთან ერთად, ორგანული ნაერთების მარაგი პირველად ოკეანეში ამოიწურა. ამ პირობებში ორგანიზმებს შეუძლიათ ავტოტროფია, ე.ი. ორგანული ორგანის სინთეზამდე. ნივთიერებები არაორგანულისგან. როგორც ჩანს, პირველი ავტოტროფული ორგანიზმები იყვნენ ქიმიოსინთეზური ბაქტერიები. შემდეგი ნაბიჯი იყო რეაქციების განვითარება მზის სხივების გამოყენებით - ფოტოსინთეზი.
წყალბადის სულფიდი იყო ელექტრონების წყარო პირველი ფოტოსინთეზური ბაქტერიებისთვის. მოგვიანებით, ციანობაქტერიებმა (ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებმა) შეიმუშავეს წყლიდან ელექტრონების მიღების უფრო რთული პროცესი. ჟანგბადმა დაიწყო დედამიწის ატმოსფეროში დაგროვება, როგორც ფოტოსინთეზის გვერდითი პროდუქტი. ეს იყო ევოლუციის მსვლელობისას გაჩენის წინაპირობა აერობული სუნთქვა. სუნთქვის დროს მეტი ატფ-ის სინთეზის უნარი ორგანიზმებს საშუალებას აძლევდა უფრო სწრაფად გაეზარდათ და გამრავლებულიყვნენ, ასევე ართულებდა მათ სტრუქტურებსა და მეტაბოლიზმს.
ითვლება, რომ პროკარიოტული უჯრედები იყვნენ ევკარიოტების წინაპრები. Მიხედვით უჯრედის თეორია სიმბიოგენეზი ეუკარიოტული უჯრედი არის რთული სტრუქტურა, რომელიც შედგება რამდენიმე პროკარიოტული უჯრედისგან, რომლებიც ავსებენ ერთმანეთს.მრავალი მონაცემი მიუთითებს ადრეული პროკარიოტული უჯრედებიდან მიტოქონდრიებისა და ქლოროპლასტების და, შესაძლოა, დროშების წარმოშობაზე, რომლებიც უფრო დიდი ანაერობული უჯრედის შიდა სიმბიონებად იქცნენ.
სტრუქტურისა და ფუნქციონირების ღრმა გარდაქმნებმა მნიშვნელოვნად გაზარდა ევკარიოტების ევოლუციური შესაძლებლობები, რომლებმაც მხოლოდ 0,9 მილიარდი წლის წინ გამოჩნდნენ და შეძლეს მრავალუჯრედიან დონემდე მიაღწიონ და ჩამოაყალიბონ თანამედროვე ფლორა და ფაუნა. შედარებისთვის, უნდა ითქვას, რომ პირველი პროკარიოტული უჯრედების გაჩენის მომენტიდან (3,8 მილიარდი წლის წინ) პირველი ეუკარიოტული უჯრედების გამოჩენამდე 2,5 მილიარდი წელი დასჭირდა.
სიცოცხლის წარმოშობა დედამიწაზე: ბიოსფეროს განვითარების ძირითადი ეტაპები
| ეონი | ერა | პერიოდი | ასაკი (დასაწყისი), მილიონი წელი | ორგანული სამყარო |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| კრიპტოზოური | არქეოსი | 4500±100 | დედამიწის ფორმირება. პროკარიოტებისა და პრიმიტიული ევკარიოტების წარმოშობა. | |
| პროტეროზოური | 2600±100 | გავრცელებულია წყალმცენარეები, ბაქტერიები, ყველა სახის უხერხემლო. | ||
| ფანეროზოური | პალეოზოური | კამბრიული | 570±10 | წყალმცენარეებისა და წყლის უხერხემლოების კეთილდღეობა. |
| ორდოვიციანს | 495±20 | |||
| სილურუსი | 418±15 | მიწის მცენარეების (ფსილოფიტების) და უხერხემლოების გარეგნობა. | ||
| დევონიანი | 400±10 | ჩნდება ფსილოფიტების, ხავსების, გვიმრების, სოკოების, კროსოპტერიგიუმის და ფილტვის თევზის მდიდარი ფლორა. | ||
| Ნახშირბადის | 360±10 | ხის გვიმრების სიმრავლე, ფსილოფიტების გაქრობა. დომინირებენ ამფიბიები, მოლუსკები, თევზები; ქვეწარმავლები ჩნდებიან. | ||
| პერმის | 290±10 | ბალახოვანი და სათესლე გვიმრების მდიდარი ფლორა, გიმნოსპერმების გამოჩენა; ხის გვიმრების გადაშენება. ზღვის უხერხემლოების, ზვიგენების დომინირება; ქვეწარმავლების განვითარება; ტრილობიტები კვდებიან. | ||
| მეზოზოური | ტრიასული | 245±10 | სჭარბობს უძველესი გიმნოსპერმი; სათესლე გვიმრები კვდებიან. ჭარბობენ ამფიბიები და ქვეწარმავლები; ჩნდება ძვლოვანი თევზი და ძუძუმწოვრები. | |
| იურა | 204±5 | დომინირებს თანამედროვე გიმნოსპერმები; ჩნდება პირველი ანგიოსპერმები; უძველესი გიმნოსპერმები იღუპებიან. დომინირებენ გიგანტური ქვეწარმავლები, ძვლოვანი თევზი და მწერები. | ||
| ცარცი | 130±5 | დომინირებს თანამედროვე ანგიოსპერმები; გვიმრები და გიმნოსპერმები მცირდება. ჭარბობს ძვლოვანი თევზი, პირველი ფრინველი და პატარა ძუძუმწოვრები; გიგანტური ქვეწარმავლები კვდებიან. | ||
| კანოზოური | პალეოგენი | 65±3 | გავრცელებულია ანგიოსპერმა, განსაკუთრებით ბალახოვანი. დომინირებენ ძუძუმწოვრები, ფრინველები, მწერები. ბევრი ქვეწარმავალი და კეფალოპოდები ქრება. | |
| ნეოგენი | 23±1 | |||
| ანთროპოგენი (მეოთხეული) | 1,8 | თანამედროვე ფლორა და ფაუნა. ევოლუცია და ადამიანის დომინირება. |
ცოცხალი ორგანიზმების მრავალფეროვნება არის ორგანიზაციის საფუძველი და
ბიოსფეროს მდგრადობა
თანამედროვე ბიოლოგიური მრავალფეროვნება: დედამიწაზე 5-დან 30 მილიონამდე სახეობა. ბიომრავალფეროვნება- ორი პროცესის ურთიერთქმედების შედეგად - სახეობა და გადაშენება. ბიომრავალფეროვნება პლანეტის ყველაზე ღირებული „რესურსია“. ბიოლოგიური მრავალფეროვნება მოიცავს ორ ცნებას: გენეტიკური მრავალფეროვნება ან გენეტიკური თვისებების მრავალფეროვნება ერთიდაიგივე სახეობის ინდივიდებში და სახეობების მრავალფეროვნება ან სხვადასხვა სახეობების რაოდენობა საზოგადოებაში ან მთელ ბიოსფეროში. ბიომრავალფეროვნება უზრუნველყოფს საკვების, ენერგიის, ნედლეულის, ქიმიური და სამკურნალო პროდუქტების ახალ წყაროებს. გენეტიკური მრავალფეროვნება საშუალებას აძლევს სახეობებს გააუმჯობესონ, ადაპტირდნენ, გამოიყენონ საჭირო რესურსები, იპოვონ ადგილი დედამიწის ბიოგეოქიმიურ ციკლში. ბიომრავალფეროვნება არის ბუნების სადაზღვევო პოლისი კატასტროფებისგან.
ბიოლოგიური მრავალფეროვნების სტრუქტურა. სისტემის ერთეულებია დემები და პოპულაციები. პოპულაციის გენოფონდი.
ბიოლოგიური მრავალფეროვნების ევოლუცია. ბოლოდან ბოლომდე ევოლუციური ტენდენცია - მრავალფეროვნების გაზრდა, შეწყვეტილია სახეობების მასობრივი გადაშენების შედეგად მკვეთრი კლებით.
ადამიანის გავლენა ბიომრავალფეროვნებაზე. პირდაპირი ზიანი ადამიანის საქმიანობისგან. არაპირდაპირი ზიანი ზემოქმედებისგან, რომელიც არღვევს დაბალანსებულ ურთიერთობებსა და პროცესებს ეკოსისტემებში.
ბიოლოგიური მრავალფეროვნების კონსერვაცია. ბიოლოგიური მრავალფეროვნების ინვენტარიზაცია და დაცვა. ადამიანის უფლებების შერწყმა ცხოველთა უფლებებთან. ბიოეთიკა. ეთიკური პრინციპებისა და ეკონომიკური ინტერესების ერთობლიობა. ბიოლოგიური მრავალფეროვნების კონსერვაცია და ბუნებრივი ევოლუცია.
ბიომრავალფეროვნება, როგორც ზემოქმედების მაჩვენებელი. გამოიყენება როგორც ბიოლოგიური მრავალფეროვნების ცალკეული კომპონენტები, ასევე მთლიანი ინდიკატორები. ეკოსისტემის განვითარების ფუნქციის სტრუქტურის ან თანმიმდევრული თანმიმდევრობის დარღვევა ჩვეულებრივ გამოიხატება ბიოლოგიური მრავალფეროვნების შემცირებით.
დღეისათვის დედამიწაზე აღწერილია დაახლოებით 3 მილიონი სახეობის ცოცხალი ორგანიზმი. ცოცხალი ორგანიზმების თანამედროვე ტაქსონომიაში არსებობს ტაქსონების შემდეგი იერარქია: სამეფო, დეპარტამენტი (ტიპი ცხოველთა ტაქსონომიაში), კლასი, რიგი (წესრიგი ცხოველთა ტაქსონომიაში), ოჯახი, გვარი, სახეობა. გარდა ამისა, განასხვავებენ შუალედურ ტაქსონებს: ზემო- და ქვესამეფოებს, ზემო- და ქვედანაყოფებს და სხვ.
დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის საკითხი თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ერთ-ერთი ყველაზე რთული კითხვაა, რომელზეც დღემდე არ არსებობს ცალსახა პასუხი.
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 ეგვიპტესა 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 ზოგიერთს მუსლინით დააფარა. ღია ჭურჭელში გაფუჭებული ხორცის ზედაპირზე თეთრი ჭიები გაჩნდა - ბუზის ლარვები. მუსლინით დაფარულ ჭურჭელში ბუზის ლარვები არ იყო. ამგვარად, ფ. რედიმ შეძლო დაემტკიცებინა, რომ ბუზის ლარვები არ ჩნდება გახრწნილი ხორცისგან, არამედ მის ზედაპირზე ბუზების მიერ 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.რედისა და ლ.სპალანზანის ექსპერიმენტებმა ყველა ვერ დაარწმუნა. ვიტალისტი მეცნიერები (ლათ. ვიტა- სიცოცხლე) თვლიდა, 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 ადუღა საკვები ბულიონი შუშის კოლბაში, მაგრამ კოლბა არ იყო ჩვეულებრივი, არამედ ყელიანი 5 ფორმის მილის სახით. ჰაერი და, შესაბამისად, "სიცოცხლის ძალა" შეიძლება შეაღწიოს კოლბაში, მაგრამ მტვერი და მასთან ერთად ჰაერში არსებული მიკროორგანიზმები 5-ფორმის მილის ქვედა იდაყვში დასახლდნენ 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 წარმოიქმნება 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 („შემუშავებული“) დროის გარკვეულ პერიოდში რომელიმე ზებუნებრივი არსების მიერ (ღვთაება, აბსოლუტური იდეა, სუპერგონი, სუპერცივილიზაცია და ა.შ.). აშკარაა, რომ ამ თვალსაზრისს უძველესი დროიდან იცავდნენ მსოფლიოს წამყვანი რელიგიების უმეტესი ნაწილის, 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 ჩამოყალიბებასთან, ცალკეული რთული ორგანელების ან ორგანოების წარმოქმნასთან და წარმოქმნასთან (როგორიცაა რიბოსომა, თვალი ან ტვინი). პერიოდული „შექმნის“ აქტები ასევე ხსნის ერთი ტიპის ცხოველის მკაფიო გარდამავალი კავშირების არარსებობას
მეორეს, მაგალითად, ჭიებიდან ფეხსახსრიანებამდე, მაიმუნებიდან ადამიანებამდე და ა.შ. ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ ფილოსოფიური დავა ცნობიერების პრიმატის (ზედამხედველობა, აბსოლუტური იდეა, ღვთაება) ან მატერიის შესახებ 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 კოსმოსში მოძრავი „სიცოცხლის თესლებით“, 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 გადატანა სხვა პლანეტებზე (პანსპერმია) ან დროში უსასრულობაში გადატანა (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 1924 წელს შემოგვთავაზა საბჭოთა ბიოქიმიკოსმა აკადემიკოსმა 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 გამოჩენას, განვითარებას და გართულებას წინ უძღოდა ქიმიური ევოლუცია - დედამიწის ისტორიაში ხანგრძლივი პერიოდი, რომელიც დაკავშირებულია ელემენტარულ ერთეულებს შორის ურთიერთქმედების გაჩენასთან, გართულებასთან და გაუმჯობესებასთან, "აგურებთან", რომლებიც ქმნიან ყველაფერს. ცოცხალი არსებები - ორგანული მოლეკულები.
პრებიოლოგიური (ქიმიური) ევოლუცია
მეცნიერთა უმეტესობის (პირველ რიგში ასტრონომებისა და გეოლოგების) აზრით, დედამიწა ციურ სხეულად ჩამოყალიბდა დაახლოებით 5 მილიარდი წლის წინ. მზის ირგვლივ მბრუნავი გაზისა და მტვრის ღრუბლის ნაწილაკების კონდენსირებით.
კომპრესიული ძალების გავლენით ნაწილაკები, საიდანაც დედამიწა წარმოიქმნება, უზარმაზარ სითბოს გამოყოფს. 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 გაგრილებას. 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, პოლიჰიდრული 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 ფ.ვოლერმა მოახდინა ორგანული ნივთიერება - შარდოვანა არაორგანული - ამონიუმის ციანატის სინთეზირება. 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 დაეცა 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 წვნიანში“. როგორც ჩანს, პირველყოფილ ოკეანეში იწყება მარტივი ორგანული მოლეკულების - რთული ორგანული მოლეკულების მონომერების - ბიოპოლიმერების წარმოქმნის პროცესები (იხ. სურ. 2).
ამასთან, ცალკეული ნუკლეოზიდის, ამინომჟავების და შაქრის პოლიმერიზაციის პროცესები არის კონდენსაციის რეაქციები, ისინი მიმდინარეობს წყლის ელიმინაციასთან, შესაბამისად, წყალხსნარი ხელს არ უწყობს პოლიმერიზაციას, არამედ, პირიქით, ბიოპოლიმერების ჰიდროლიზს (ე.ი. , მათი განადგურება წყლის დამატებით).
ბიოპოლიმერების (კერძოდ, ამინომჟავების ცილების) ფორმირება შეიძლება მოხდეს ატმოსფეროში დაახლოებით 180°C ტემპერატურაზე, საიდანაც ისინი ატმოსფერული ნალექებით პირველად ოკეანეში ჩაედინება. 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, ბიოპოლიმერების სინთეზი ცოცხალ უჯრედში ხდება ზუსტად წყალში. ეს პროცესი კატალიზებულია სპეციალური კატალიზური ცილების - ფერმენტების მიერ და სინთეზისთვის საჭირო ენერგია გამოიყოფა ადენოზინტრიფოსფორმჟავას - ატფ-ის დაშლის დროს. შესაძლებელია, რომ პირველადი ოკეანის წყლის გარემოში ბიოპოლიმერების სინთეზი გარკვეული მინერალების ზედაპირით იყო კატალიზებული. ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ ამინომჟავის 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 სიცოცხლე 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 ათასობითჯერ 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 ცილების შესახებ. 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, წარმოქმნიან პოლინუკლეოტიდებს - რნმ მოლეკულებს. რნმ-ის თავდაპირველ პოლინუკლეოტიდურ ჯაჭვებზე, ისევე როგორც მატრიცაზე, რნმ-ის ასლები იქმნება დამატებითი აზოტოვანი ფუძეების დაწყვილებით. რნმ 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 გარშემო 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 დნმ-ის მოლეკულებს უფრო სტაბილურს ხდის ჰიდროლიზური გახლეჩის მიმართ ოდნავ ტუტე ხსნარებში, კერძოდ, გარემოს 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 კოცერვატის 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 გადაიქცევა მოკლე ცილის მოლეკულებად - პეპტიდებად. რნმ-ის მოლეკულების თანდაყოლილი თვითშეჯვარების შედეგად, რნმ-ის მოლეკულის ნაწილები, რომლებიც არ არის დაცული პეპტიდებით, განადგურებულია, ხოლო დანარჩენები „იზრდება“ ერთ მოლეკულად, რომელიც აკოდირებს დიდ ცილას. შედეგი არის რნმ-ის მოლეკულა დაფარული 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, რომელიც ასტაბილურებს მათ (წყლის მოლეკულების გარსი) - 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 გაიზარდონ და "ყვითლდნენ".
ტალღებისა და ქარის ზემოქმედების ქვეშ შერევის პროცესში ცილის ხსნარების კონცენტრაციის შედეგად წარმოქმნილი კოაცერვატული 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 „გამონაყარის“, აგრეთვე ორმაგი ლიპიდური შრის მემბრანით „ჩამოსხმის“ 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 ცოცხალი გენის“ სახით, ან შესაძლებელია, რომ მათი ფორმირება ხდებოდა უშუალოდ ზოგიერთი კოცერვატული წვეთების შიგნით.
კოაცერვატული წვეთებიდან პრიმიტიულ აფეთქებებზე გადასვლის შესაძლო გზა:
ა) კოაცერვატის წარმოქმნა; 6) კოაცერვატის წვეთების სტაბილიზაცია წყალხსნარში; გ) - ორმაგი ლიპიდური ფენის წარმოქმნა წვეთის გარშემო, უჯრედის მემბრანის მსგავსი: 1 - კოაცერვატული წვეთი; 2 - ლიპიდის მონომოლეკულური ფენა წყალსაცავის ზედაპირზე; 3 - ერთი ლიპიდური ფენის ფორმირება წვეთი გარშემო; 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.
ვალერი სპირიდონოვი, თავის გადანერგვის პირველი კანდიდატი, რია ნოვოსტისთვის
მრავალი წელია, კაცობრიობა ცდილობს ამოიცნოს ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლის გაჩენის ნამდვილი მიზეზი და ისტორია. ას წელზე ცოტა მეტი ხნის წინ, თითქმის ყველა ქვეყანაში, ადამიანებს არც კი უფიქრიათ ეჭვქვეშ დააყენონ ღვთაებრივი ჩარევის თეორია და უმაღლესი სულიერი არსების მიერ სამყაროს შექმნა.
სიტუაცია შეიცვალა 1859 წლის ნოემბერში ჩარლზ დარვინის უდიდესი ნაწარმოების გამოქვეყნების შემდეგ და ახლა ამ თემის ირგვლივ ბევრი კამათია. დარვინის ევოლუციის თეორიის მხარდამჭერთა რიცხვი ევროპასა და აზიაში 60-70% -ზე მეტია, აშშ-ში დაახლოებით 20% და რუსეთში დაახლოებით 19% ბოლო ათწლეულის მონაცემებით.
დღეს ბევრ ქვეყანაში მოწოდებულია გამოირიცხოს დარვინის ნამუშევარი სასკოლო კურიკულუმიდან, ან თუნდაც სხვა სარწმუნო თეორიების შესასწავლად. რელიგიური ვერსიის გარდა, რომლისკენაც მიდრეკილია მსოფლიოს მოსახლეობის უმეტესობა, დღეს არსებობს სიცოცხლის წარმოშობისა და ევოლუციის რამდენიმე ძირითადი თეორია, რომლებიც აღწერს მის განვითარებას სხვადასხვა ეტაპზე.
პანსპერმია
პანსპერმიის იდეის მომხრეები დარწმუნებულნი არიან, რომ პირველი მიკროორგანიზმები დედამიწაზე კოსმოსიდან ჩამოიყვანეს. ასე ფიქრობდნენ ცნობილი გერმანელი მეცნიერი-ენციკლოპედისტი ჰერმან ჰელმჰოლცი, ინგლისელი ფიზიკოსი კელვინი, რუსი მეცნიერი ვლადიმერ ვერნადსკი და შვედი ქიმიკოსი სვანტე არენიუსი, რომელიც დღეს ამ თეორიის ფუძემდებლად ითვლება.
მეცნიერულად დადასტურდა, რომ მეტეორიტები მარსიდან და სხვა პლანეტებიდან არაერთხელ იქნა ნაპოვნი დედამიწაზე, შესაძლოა კომეტებისგან, რომლებიც შეიძლება მოდიოდნენ უცხო ვარსკვლავური სისტემებიდანაც კი. დღეს ამაში ეჭვი არავის ეპარება, მაგრამ ჯერ არ არის ნათელი, როგორ შეიძლებოდა გაჩენილიყო სიცოცხლე სხვა სამყაროებზე. სინამდვილეში, პანსპერმიის აპოლოგეტები გადასცემენ "პასუხისმგებლობას" იმაზე, რაც ხდება უცხო ცივილიზაციებზე.
პირველყოფილი სუპის თეორია
ამ ჰიპოთეზის დაბადებას ხელი შეუწყო 1950-იან წლებში ჩატარებულმა ჰაროლდ ურიისა და სტენლი მილერის ექსპერიმენტებმა. მათ შეძლეს თითქმის იგივე პირობების ხელახლა შექმნა, რაც არსებობდა ჩვენი პლანეტის ზედაპირზე სიცოცხლის წარმოშობამდე. მოლეკულური წყალბადის, ნახშირბადის მონოქსიდისა და მეთანის ნაზავით გადადიოდა მცირე ელექტრული გამონადენი და ულტრაიისფერი შუქი.
შედეგად, მეთანი და სხვა პრიმიტიული მოლეკულები გადაიქცა რთულ ორგანულ ნივთიერებებად, მათ შორის ათეულობით ამინომჟავა, შაქარი, ლიპიდები და ნუკლეინის მჟავების საწყისები.
შედარებით ცოტა ხნის წინ, 2015 წლის მარტში, კემბრიჯის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა ჯონ საზერლენდის ხელმძღვანელობით აჩვენეს, რომ ყველა სახის "სიცოცხლის მოლეკულა", მათ შორის რნმ, ცილები, ცხიმები და ნახშირწყლები, შეიძლება მიღებულ იქნეს მსგავსი რეაქციების დროს, რომლებიც მოიცავს მარტივ არაორგანულ ნახშირბადს. ნაერთები, წყალბადის სულფიდი, ლითონის მარილები და ფოსფატები.
სიცოცხლის თიხის სუნთქვა
სიცოცხლის ევოლუციის წინა ვერსიის ერთ-ერთი მთავარი პრობლემა ის არის, რომ მრავალი ორგანული მოლეკულა, მათ შორის შაქარი, დნმ და რნმ, ძალიან მყიფეა იმისათვის, რომ საკმარისი რაოდენობით დაგროვდეს დედამიწის პირველყოფილი ოკეანის წყლებში, სადაც, როგორც ადრე უმეტესობას სჯეროდა. ევოლუციონისტები, გაჩნდნენ პირველი ცოცხალი არსებები.
ბრიტანელი ქიმიკოსი ალექსანდრე კერნს-სმიტი თვლის, რომ სიცოცხლეს აქვს "თიხა" და არა წყლის წარმოშობა - რთული ორგანული მოლეკულების დაგროვებისა და სირთულის ოპტიმალური გარემო გვხვდება თიხის მინერალების ფორებსა და კრისტალებში და არა დარვინის "პირველად" აუზი“ ან მილერ-ურიის თეორიების ოკეანე.
ფაქტობრივად, ევოლუცია დაიწყო კრისტალების დონეზე და მხოლოდ მაშინ, როდესაც ნაერთები საკმარისად რთული და სტაბილური გახდა, პირველი ცოცხალი ორგანიზმები გადავიდნენ „ღია ცურვაში“ დედამიწის პირველ ოკეანეში.
ცხოვრება ოკეანის ფსკერზე
ეს იდეა ეჯიბრება დღეს პოპულარულ აზრს, რომ სიცოცხლე წარმოიშვა არა ოკეანის ზედაპირზე, არამედ მისი ფსკერის ღრმა რაიონებში, "შავი მწეველთა", წყალქვეშა გეიზერებისა და სხვა გეოთერმული წყაროების სიახლოვეს.
მათი გამონაბოლქვი მდიდარია წყალბადით და სხვა ნივთიერებებით, რომლებიც, მეცნიერთა აზრით, შეიძლება დაგროვდეს კლდეების ფერდობებზე და პირველ სიცოცხლეს მისცეს ყველა საჭირო საკვები რესურსი და რეაქციის კატალიზატორი.
ამის დასტურია თანამედროვე ეკოსისტემები, რომლებიც არსებობს დედამიწის ყველა ოკეანის ფსკერზე ასეთი წყაროების სიახლოვეს - ისინი მოიცავს არა მხოლოდ მიკრობებს, არამედ მრავალუჯრედიან ცოცხალ არსებებსაც კი.
რნმ სამყარო
დიალექტიკური მატერიალიზმის თეორია ეფუძნება წყვილი პრინციპების ერთდროულ ერთიანობას და გაუთავებელ ბრძოლას. საუბარია ინფორმაციის მემკვიდრეობაზე და სტრუქტურულ ბიოქიმიურ ცვლილებებზე. სიცოცხლის წარმოშობის ვერსია, რომელშიც რნმ მთავარ როლს ასრულებს, დიდი გზა გაიარა მისი დაარსებიდან 1960-იან წლებში, 1980-იანი წლების ბოლოს, როდესაც მან შეიძინა მისი თანამედროვე მახასიათებლები.
ერთის მხრივ, რნმ-ის მოლეკულები არ არიან ისეთი ეფექტური ინფორმაციის შესანახად, როგორც დნმ, მაგრამ მათ შეუძლიათ ერთდროულად დააჩქარონ ქიმიური რეაქციები და შეაგროვონ საკუთარი ასლები. ამავდროულად, უნდა გვესმოდეს, რომ მეცნიერებმა ჯერ ვერ შეძლეს აჩვენონ, თუ როგორ მუშაობდა რნმ-ის სიცოცხლის ევოლუციის მთელი ჯაჭვი და, შესაბამისად, ამ თეორიას ჯერ არ მიუღია საყოველთაო აღიარება.
პროტოცელტები
კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი საკითხი სიცოცხლის ევოლუციაში არის საიდუმლო იმის შესახებ, თუ როგორ „მოიჭრნენ“ რნმ-ის ან დნმ-ის და ცილების ასეთი მოლეკულები გარე სამყაროდან და გადაიქცნენ პირველ იზოლირებულ უჯრედებად, რომელთა შიგთავსი დაცულია მოქნილი მემბრანით ან ნახევრად გამტარი მყარით. ჭურვი.
ცნობილი საბჭოთა ქიმიკოსი ალექსანდრე ოპარინი გახდა ამ სფეროში პიონერი, რომელმაც აჩვენა, რომ წყლის წვეთებს, რომლებიც გარშემორტყმულია ცხიმის მოლეკულების ორმაგი ფენით, შეიძლება ჰქონდეთ მსგავსი თვისებები.
მისი იდეები გააცოცხლეს კანადელმა ბიოლოგებმა ჯეკ ზოსტაკის ხელმძღვანელობით, 2009 წლის ნობელის პრემიის ლაურეატი ფიზიოლოგიასა და მედიცინაში. მისმა გუნდმა შეძლო რნმ-ის თვითგამრავლებადი მოლეკულების უმარტივესი ნაკრების „შეფუთვა“ ცხიმოვანი მოლეკულების მემბრანაში მაგნიუმის იონების და ლიმონმჟავას დამატების გზით პირველ „პროტოცელში“.
ენდოსიმბიოზი
სიცოცხლის ევოლუციის კიდევ ერთი საიდუმლო არის ის, თუ როგორ გაჩნდა მრავალუჯრედიანი არსებები და რატომ შედის ადამიანების, ცხოველებისა და მცენარეების უჯრედები სპეციალურ სხეულებში, როგორიცაა მიტოქონდრია და ქლოროპლასტები, რომლებსაც აქვთ უჩვეულოდ რთული სტრუქტურა.
პირველად ამ პრობლემაზე ფიქრობდა გერმანელი ბოტანიკოსი ანდრეას შიმპერი, რომელიც ვარაუდობს, რომ ქლოროპლასტები წარსულში დამოუკიდებელი ორგანიზმები იყვნენ, ციანობაქტერიების მსგავსი, რომლებიც "დამეგობრდნენ" მცენარეთა წინაპრების უჯრედებთან და დაიწყეს მათში ცხოვრება.
ეს იდეა მოგვიანებით შეიმუშავეს რუსმა ბოტანიკოსმა კონსტანტინე მერეჟკოვსკიმ და ამერიკელმა ევოლუციონისტმა ლინ მარგულისმა, რომლებმაც აჩვენეს, რომ მიტოქონდრიას და ჩვენი უჯრედების პოტენციურად ყველა სხვა რთულ ორგანელებს აქვთ მსგავსი წარმოშობა.
როგორც "რნმ-ის სამყაროს" და სიცოცხლის "თიხის" ევოლუციის თეორიების შემთხვევაში, ენდოსიმბიოზის იდეამ თავდაპირველად გამოიწვია მეცნიერთა უმეტესობის ბევრი კრიტიკა, მაგრამ დღეს თითქმის ყველა ევოლუციონისტს ეჭვი არ ეპარება მის სისწორეში.
ვინ არის მართალი და ვინ არის არასწორი?
დარვინის ჰიპოთეზების სასარგებლოდ აღმოჩენილია მრავალი სამეცნიერო ნაშრომი და სპეციალიზებული კვლევა, კერძოდ „გარდამავალი ფორმების“ დარგში. დარვინს არ გააჩნდა არქეოლოგიური ნივთების საჭირო რაოდენობა სამეცნიერო ნაშრომების დასადასტურებლად, რადგან უმეტესწილად იგი პირადი ვარაუდებით ხელმძღვანელობდა.
მაგალითად, მხოლოდ ბოლო ათწლეულის განმავლობაში მეცნიერებმა აღმოაჩინეს ევოლუციის რამდენიმე ისეთი „დაკარგული რგოლის“ ნაშთები, როგორიცაა ტიქტაალიკი და ინდოჰიუსი, რომლებიც საშუალებას გვაძლევს გავუსვათ ხაზი მიწის ცხოველებსა და თევზებს, ვეშაპებსა და ჰიპოპოტამს შორის.
მეორეს მხრივ, სკეპტიკოსები ხშირად ამტკიცებენ, რომ ცხოველთა ასეთი სახეობები არ არის ჭეშმარიტი გარდამავალი ფორმები, რაც იწვევს მუდმივ გაუთავებელ კამათს დარვინიზმის მომხრეებსა და მათ მოწინააღმდეგეებს შორის.
მეორეს მხრივ, ექსპერიმენტები ჩვეულებრივ Escherichia coli-ზე და სხვადასხვა მრავალუჯრედიან არსებებზე ნათლად აჩვენებს, რომ ევოლუცია რეალურია და რომ ცხოველებს შეუძლიათ სწრაფად შეეგუონ ცხოვრების ახალ პირობებს, შეიძინონ ახალი თვისებები, რაც მათ წინაპრებს არ ჰქონდათ 100-200 თაობის წინ.
ამავდროულად, უნდა გვახსოვდეს, რომ თანამედროვე საზოგადოების მნიშვნელოვანი ნაწილი ჯერ კიდევ მიდრეკილია ირწმუნოს უმაღლესი ღვთაებრივი გონების ან არამიწიერი ცივილიზაციების არსებობა, რომლებმაც დააარსეს სიცოცხლე დედამიწაზე. ჯერჯერობით, ერთადერთი ჭეშმარიტი თეორია არ არსებობს და კაცობრიობას ამ კითხვაზე პასუხი არ გაუცია მომავალში.
ცხოვრება ევოლუციის შედეგია თუ შემოქმედების? ეს დილემა აწუხებს მეცნიერთა ერთზე მეტი თაობის გონებას. ამ კუთხით გაუთავებელი კამათი უფრო და უფრო ცნობისმოყვარე თეორიებს წარმოშობს.
წესრიგი ქაოსის წინააღმდეგ
თერმოდინამიკის მეორე კანონი (ენტროპია) ამბობს, რომ კოსმოსის ყველა ელემენტი წესრიგიდან ქაოსში გადადის. ამას აღნიშნავს NASA-ს მეცნიერი რობერტ დესტროი, რომელიც ამტკიცებს, რომ „სამყარო საათივით ჩერდება“. კრეაციონისტები ეყრდნობიან ენტროპიის კანონს, რათა დაამტკიცონ ევოლუციონისტების თვალსაზრისის შეუსაბამობა, რომელიც ითვალისწინებს გარემომცველი სამყაროს ყველა ელემენტის სპონტანურ განვითარებას და გართულებას.
მე-19 საუკუნის თეოლოგმა უილიამ პელიმ შემდეგი ანალოგია გააკეთა. ჩვენ ვიცით, რომ ჯიბის საათები თავისთავად არ გაჩნდა, არამედ ადამიანის მიერ არის შექმნილი: აქედან გამომდინარეობს, რომ ისეთი რთული სტრუქტურა, როგორიც ადამიანის სხეულია, ასევე შემოქმედების შედეგია.
ჩარლზ დარვინი ეწინააღმდეგებოდა ამ თვალსაზრისს ბუნებრივი გადარჩევის ძალის თეორიით, რომელიც, ხანგრძლივი ევოლუციის პროცესში მემკვიდრეობითი ცვალებადობის საფუძველზე, შეუძლია შექმნას ყველაზე რთული ორგანული სტრუქტურები.
„მაგრამ ორგანული სიცოცხლე არ შეიძლებოდა წარმოშობილიყო უსულო მატერიისგან“, კრეაციონისტებმა მიუთითეს დარვინის თეორიის სუსტ წერტილზე.
შედარებით ცოტა ხნის წინ, ქიმიკოსების სტენლი მილერისა და ჰაროლდ ურიის კვლევებმა შესაძლებელი გახადა ევოლუციის თეორიის დასაცავად არგუმენტების მოპოვება.
ამერიკელი მეცნიერების ექსპერიმენტმა დაადასტურა ჰიპოთეზა, რომ პრიმიტიულ დედამიწაზე არსებობდა პირობები, რამაც ხელი შეუწყო ბიოლოგიური მოლეკულების წარმოქმნას არაორგანული ნივთიერებებისგან. მათი დასკვნებით, მოლეკულები ატმოსფეროში წარმოიქმნა ჩვეულებრივი ქიმიური რეაქციების შედეგად, შემდეგ კი, წვიმით ოკეანეში ჩავარდნამ გამოიწვია პირველი უჯრედის დაბადება.
რამდენი წლისაა დედამიწა?
2010 წელს ამერიკელმა ბიოქიმიკოსმა დუგლას თეობალდმა სცადა დაემტკიცებინა, რომ დედამიწაზე ყველა სიცოცხლეს საერთო წინაპარი ჰყავს. მან მათემატიკურად გააანალიზა ყველაზე გავრცელებული ცილების თანმიმდევრობა და აღმოაჩინა, რომ ადამიანებს, ბუზებს, მცენარეებსა და ბაქტერიებს აქვთ შერჩეული მოლეკულები. საერთო წინაპრის ალბათობა, მეცნიერის გამოთვლებით, იყო 102860.
ევოლუციის თეორიის მიხედვით, უმარტივესი ორგანიზმებიდან უმაღლესზე გადასვლის პროცესს მილიარდობით წელი სჭირდება. მაგრამ კრეაციონისტები ამტკიცებენ, რომ ეს შეუძლებელია, რადგან დედამიწის ასაკი არ აღემატება რამდენიმე ათეულ ათას წელს.
ცხოველთა და მცენარის ყველა სახეობა, მათი აზრით, თითქმის ერთდროულად და ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად გაჩნდა - იმ სახით, რომლითაც ახლა შეგვიძლია დავაკვირდეთ მათ.
თანამედროვე მეცნიერება, ხმელეთის ნიმუშებისა და მეტეორიტების ნივთიერების რადიოიზოტოპური ანალიზის მონაცემებზე დაყრდნობით, დედამიწის ასაკს 4,54 მილიარდ წელს ადგენს. თუმცა, როგორც ზოგიერთმა ექსპერიმენტმა აჩვენა, გაცნობის ასეთ მეთოდს შეიძლება ჰქონდეს ძალიან სერიოზული შეცდომები.
1968 წელს, გეოგრაფიული კვლევის ამერიკულმა ჟურნალმა გამოაქვეყნა ვულკანური ქანების რადიოიზოტოპური ანალიზი, რომელიც წარმოიქმნა ჰავაიზე ვულკანური ამოფრქვევის შედეგად, რომელიც მოხდა 1800 წელს. ქანების ასაკი განისაზღვრა 22 მილიონიდან 2 მილიარდ წლამდე.
რადიოკარბონული ანალიზიც ბევრ კითხვას ტოვებს, რომელთა დახმარებითაც ხდება ბიოლოგიური ნაშთების დათარიღება. ეს მეთოდი იძლევა 60000 წლის ასაკობრივ ზღვარს 10 ნახშირბად-14 ნახევარგამოყოფის მქონე ნიმუშებისთვის. მაგრამ როგორ ავხსნათ ის ფაქტი, რომ ნახშირბად-14 გვხვდება "იურული ხის" ნიმუშებში? „მხოლოდ იმიტომ, რომ დედამიწის ასაკი არაგონივრულად დაძველდა“, - ამტკიცებენ კრეაციონისტები.
პალეონტოლოგი ჰაროლდ კოფინი აღნიშნავს, რომ დანალექი ქანების წარმოქმნა არათანაბრად მოხდა და ძნელია მათგან ჩვენი პლანეტის ნამდვილი ასაკის დადგენა. მაგალითად, ნამარხი ხეების ნამარხი ნამარხი ჯოგინსის მახლობლად, კანადა, რომლებიც ვერტიკალურად შეაღწევენ დედამიწის ფენას 3 მეტრზე ან მეტზე, მიუთითებს იმაზე, რომ მცენარეები კატასტროფული მოვლენების შედეგად ძალიან მოკლე დროში დამარხეს კლდის ფენის ქვეშ.
სწრაფი ევოლუცია
თუ ვივარაუდებთ, რომ დედამიწა არც თუ ისე უძველესია, შესაძლებელია თუ არა ევოლუცია უფრო შეკუმშულ ვადებში „მოთავსდეს“? 1988 წელს ამერიკელი ბიოლოგების ჯგუფმა რიჩარდ ლენსკის ხელმძღვანელობით გადაწყვიტა გრძელვადიანი ექსპერიმენტი ჩაეტარებინა ევოლუციური პროცესის სიმულაცია ლაბორატორიაში E. coli ბაქტერიის მაგალითის გამოყენებით.
ბაქტერიების 12 კოლონია მოთავსდა იდენტურ გარემოში, სადაც მხოლოდ გლუკოზა იყო, როგორც კვების წყარო, ასევე ციტრატი, რომელიც ჟანგბადის არსებობის შემთხვევაში, ვერ შეიწოვება ბაქტერიებით.
მეცნიერები E. coli-ს 20 წლის განმავლობაში აკვირდებოდნენ, ამ დროის განმავლობაში ბაქტერიების 44 ათასზე მეტი თაობა შეიცვალა. ყველა კოლონიისთვის დამახასიათებელი ბაქტერიების ზომის ცვლილებების გარდა, მეცნიერებმა აღმოაჩინეს საინტერესო თვისება, რომელიც თან ახლავს მხოლოდ ერთ კოლონიას: მასში ბაქტერიებმა სადღაც 31-ე და 32-ე ათას თაობას შორის აჩვენეს ციტრატის შთანთქმის უნარი.
1971 წელს იტალიელმა მეცნიერებმა ადრიატიკის ზღვაში მდებარე კუნძულ პოდ მარკარაში კედლის ხვლიკის 5 ინდივიდი მიიყვანეს. წინა ჰაბიტატისგან განსხვავებით, კუნძულს ჰყავდა რამდენიმე მწერი, რომლითაც ხვლიკები იკვებებოდნენ, მაგრამ ბევრი ბალახი. მეცნიერებმა თავიანთი ექსპერიმენტის შედეგები მხოლოდ 2004 წელს შეამოწმეს. რა ნახეს?
ხვლიკები ადაპტირდნენ უჩვეულო გარემოსთან: მათმა პოპულაციამ მიაღწია 5000 ინდივიდს, მაგრამ რაც მთავარია, ქვეწარმავლებში შეიცვალა შინაგანი ორგანოების გარეგნობა და სტრუქტურა. კერძოდ, თავისა და ნაკბენის ძალა გაიზარდა დიდი ფოთლების დასაძლევად და საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში გაჩნდა ახალი განყოფილება - დუღილის კამერა, რომელიც საშუალებას აძლევდა ხვლიკების ნაწლავებს შეეთვისებინათ მყარი ცელულოზა. ასე რომ, სულ რაღაც 33 წელიწადში, კედლის ხვლიკები მტაცებლებიდან ბალახისმჭამელებად გადაიქცნენ!
სუსტი რგოლი
თუ მეცნიერებას შეუძლია დაადასტუროს შიდასახეობრივი ცვლილებები ექსპერიმენტულად, მაშინ ევოლუციის პროცესში ახალი სახეობის გამოჩენის შესაძლებლობა ჯერ კიდევ რჩება ექსკლუზიურად თეორიაში. კრეაციონიზმის მომხრეები არა მარტო მიუთითებენ ევოლუციონისტებს ცოცხალი ორგანიზმების შუალედური ფორმების არარსებობაზე, არამედ ცდილობენ მეცნიერულად დაადასტურონ სახეობების წარმოშობის ევოლუციური თეორიის წარუმატებლობა.
ესპანელმა გენეტიკოსმა სვანტე პააბომ მოახერხა დნმ-ის ამოღება ნეანდერტალელის ხერხემლის ფრაგმენტიდან, რომელიც სავარაუდოდ ცხოვრობდა დაახლოებით 50 000 წლის წინ. თანამედროვე ადამიანებისა და ნეანდერტალელების დნმ-ის შედარებითმა ანალიზმა აჩვენა, რომ ეს უკანასკნელი ჩვენი წინაპარი არ არის.
ამერიკელმა გენეტიკოსმა ალან უილსონმა მიტოქონდრიული დნმ-ის მეთოდის გამოყენებით, სავარაუდოდ, შეძლო დაედგინა, როდის გამოჩნდა "ევა" დედამიწაზე. მისმა კვლევამ 150-200 ათასი წლის ასაკი მისცა. მსგავს მონაცემებს გვაწვდის იაპონელი მეცნიერი სატოში ჰორაი. მისი აზრით, თანამედროვე ადამიანი აფრიკაში გამოჩნდა დაახლოებით 200 ათასი წლის წინ და იქიდან გადავიდა ევრაზიაში, სადაც საკმაოდ სწრაფად შეცვალა ნეანდერტალელი.
ბიოლოგი ჯონათან უელსი წიაღისეული ჩანაწერების მონაცემებზე დაყრდნობით შენიშნავს: „სავსებით ცხადია, რომ სამეფოების, ფილებისა და კლასების დონეზე, საერთო წინაპრებიდან წარმოშობა მოდიფიკაციის გზით არ შეიძლება ჩაითვალოს უდავო ფაქტად“.
კონტაქტის წერტილები
სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ ევოლუციური და კრეაციონისტური შეხედულებების მიმდევრებს ყოველთვის არ აქვთ კარდინალური უთანხმოება. ამრიგად, შემოქმედების მრავალი მეცნიერი დედამიწის უძველესი ეპოქის მომხრეა, ხოლო თეოლოგებს შორის უამრავი კრიტიკოსია პირდაპირი კრეაციონიზმის შესახებ.
მაგალითად, პროტოდიაკონი ანდრეი კურაევი წერს შემდეგს: „მართლმადიდებლობაში არ არსებობს არც ტექსტური და არც დოქტრინული საფუძველი ევოლუციონიზმის უარყოფისთვის... მართლმადიდებლობა, განსხვავებით წარმართობისგან, რომელიც დემონიზირებს მატერიას, და პროტესტანტიზმი, რომელიც ართმევს შექმნილ სამყაროს თანაშემოქმედების უფლებას. არ აქვს საფუძველი უარყოს თეზისი, რომლის მიხედვითაც შემოქმედმა შექმნა კარგი განვითარების უნარის მქონე მატერია.
რუსი მათემატიკოსი და ფილოსოფოსი იულიუს შრედერი აღნიშნავს, რომ ჩვენ არ ვიცით როგორ გავზომოთ იმ ექვსი დღის ხანგრძლივობა, რომლებშიც ღმერთმა შექმნა სამყარო ჩვენთვის ცნობილი მასშტაბით, რადგან თავად დრო შეიქმნა იმავე დღეებში. "შექმნის წესრიგი შეესაბამება თანამედროვე კოსმოლოგიის იდეებს", - აღნიშნავს მეცნიერი.
ბიოლოგიურ მეცნიერებათა დოქტორი იური სიმაკოვი ადამიანს გენეტიკური ინჟინერიის პროდუქტად მიიჩნევს. ის ვარაუდობს, რომ ექსპერიმენტი ჩატარდა ორი სახეობის - ნეანდერტალალისა და ჰომო საპიენსის შეერთების ადგილზე. ბიოლოგის თქმით, არსებობს „გონების რთული და მიზანმიმართული ჩარევა, რომელიც ჩვენზე აღმატებული სიდიდის ბრძანებით უნდა იყოს“.
სენტ-ლუისის ზოოპარკის ევოლუციის დარბაზის თანამშრომლებმა გადაწყვიტეს ხუმრობით შეერიგებინა ეს ორი თეორია. შესასვლელთან მათ განათავსეს აბრა, რომელზეც ეწერა: "ეს სულაც არ არის დამტკიცებული, რომ სიცოცხლის სამყარო მაშინვე ვერ შეიქმნა - უბრალოდ, როგორც ჩანს, ის გაჩნდა ხანგრძლივი ევოლუციის შედეგად".
