Реферат: Возникновение жизни на Земле и происхождение человека

Вертьянов С. Ю.

В вопросе о возникновении жизни ученые разделились на две группы: одни полагают, что все живое происходит только от живого посредством биогенеза, другие считают возможным абиогенез — появление живого из неживого. Первые признают Творца, а последние считают материю существующей самостоятельно. Но есть и исключения. Сторонник биогенеза академик Вернадский оставался материалистом и утверждал, что "жизнь вечна, как вечен космос", а немецкий математик Лейбниц полагал, что неживая материя постепенно формирует живую под действием Духа Божия.

В ХIХ в. знаменитый французский ученый Луи Пастер экспериментально доказал невозможность самостоятельного появления живых организмов даже в особом питательном растворе, тщательно прокипяченном и закрытом от проникновения микробов. За свои эксперименты он получил специальную премию французской Академии наук. Л. Пастер, основавший микробиологию и иммунологию, открывший анаэробные бактерии и причину брожения, по поводу идеи самозарождения жизни говорил, что "потомки в один прекрасный день от души посмеются над глупостью современных нам ученых материалистов".

Значительно позже, в 1924 г. русский академик А. И. Опарин предложил гипотезу, согласно которой жизнь на Земле могла появиться не сразу в виде микроорганизмов, а ей предшествовало абиогенное образование органических соединений. В 1955 г. американский исследователь С. Миллер, имитируя предполагаемые суровые условия первобытной планеты, пропускал электрические разряды величиной до 60 кВ через смесь СН4, NH3, Н2 и паров Н2О при температуре 80°С и давлении в несколько паскалей. Миллеру удалось получить уксусную и муравьиную кислоты, наипростейшие жирные кислоты и в небольшом количестве некоторые аминокислоты. Эти опыты можно считать первыми шагами современной теории молекулярной эволюции.

Абиогенез и законы термодинамики

В рамках эволюционной теории до сих пор не удается решить один из главных вопросов: откуда появились первые организмы? Если процесс развития одного животного в другое можно себе хотя бы представить, то как объяснить самопроизвольное зарождение живых существ? Могла ли неживая материя произвести жизнь? Нас с вами? Совершенно естественно, что этот вопрос всегда вызывал сомнение. Знаменитый Гейзенберг, один из создателей квантовой теории, одобрительно отзываясь о своем коллеге Паули, другом гениальном ученом, писал: "Паули скептически относится к очень распространенному в современной биологии дарвинистскому воззрению, согласно которому развитие видов на Земле стало возможным лишь благодаря мутациям и результатам действия законов физики и химии". Обратимся к научным фактам и рассмотрим начало предполагаемого абиогенеза.

Согласно теории молекулярной эволюции, в первичном океане или в сырых местах суши случайно образовались молекулы аминокислот, затем эти молекулы сгруппировались в сгустки (коацерваты), и в этих сгустках начался процесс формирования белков. Как мы уже знаем из § 2, вероятность случайного появления конкретной белковой молекулы в случайном наборе аминокислот всего 10-325. Следует еще учесть, что в природе существуют не только 20 жизненно важных, а около 300 аминокислот, большая часть из которых никакого отношения к живым организмам не имеет! Кроме того, как показали эксперименты, аминокислоты очень неохотно присоединяются друг к другу — существенно эффективнее они реагировали бы с любыми другими молекулами предполагаемого первобытного "бульона". И даже если бы белок получился, он был бы биологически неактивным. Дело в том, что биологически активные белки содержат аминокислоты исключительно левого вращения, а химические законы могут давать лишь смеси правых и левых форм в случайных пропорциях. Поэтому невозможно, чтобы аминокислоты левого вращения сами по себе сбивались в большие кучи (отдельно от правых форм!) и формировали белки, а, следовательно, жизнь самопроизвольно произойти не может.

Процесс самоусложнения молекул совершенно не естествен еще и по другой причине. Вспомним второе начало термодинамики, одна из его формулировок гласит: всякая молекулярная система, предоставленная себе самой, стремится к состоянию наибольшего хаоса, ее энтропия (величина, характеризующая степень хаоса) растет. Поэтому, например, тепло не передается самопроизвольно от менее нагретого тела более нагретому. Рассматриваемое явление самофоpмиpования упорядоченности вопреки второму началу сопровождалось бы уменьшением энтропии.

Появление порядка наблюдается нами в природе, но это отнюдь не самоупорядочение! Вода скапливается в низких местах, образуя лужи, а замерзая — симметричные снежинки. Многие вещества обладают свойством формировать кристаллы. Эти состояния просто-напросто отвечают минимуму потенциальной энергии и сопровождаются выделением теплоты, так что в целом энтропия растет.

Переходы в более упорядоченное состояние с меньшей энтропией возможны лишь в некоторых исключительных случаях неравновесных, необратимых процессов в открытых системах (теорию самоорганизации неравновесных термодинамических структур основал И. Пригожин). Но нет никаких причин считать предполагаемый процесс образования белков или ДНК неравновесным, необратимым. Ведь катализаторов подобной сборки в первоокеане быть не могло, не было и положительных обратных связей, усиливающих случайные процессы образования промежуточных молекул. А их развал интенсивно усиливался бы ультрафиолетом, гидролизом и разнообразными химическими веществами первоокеана. В живых организмах энзимы обеспечивают скорость синтеза, в десятки раз превышающую скорострельность пулемета! Иначе и нельзя: промежуточные молекулы очень нестабильны и могут развалиться, целые "бригады сборщиков" (группы молекул) сменяются сотни раз в секунду.

Самосинтез в каждый момент шел бы и вперед посредством флуктуаций (случайного появления нужных молекул), и еще быстрее — назад через развал новой структуры из молекул аминокислот, то есть равновесным и обратимым образом. Вероятность же гигантской флуктуации, приводящей к появлению белка целиком, ничтожно мала. Гипотеза самообразования белковых молекул противоречит основным законам термодинамики. Пригожин и его коллеги не смогли и приблизиться к доказательству того, что огромное количество информации, необходимое для самовоспроизведения молекул, могло накопиться естественным путем вопреки закону энтропии. Теория самоорганизации Пригожина-Арнольда-Хакена предлагает лишь некоторые теоретические размышления и аналогии, весьма далекие от доказательств возникновения жизни из хаоса, что бесспорно признавал и сам И. Пригожин. Комментируя некоторые явления упорядочения, теория самоорганизации не в состоянии объяснить начало жизни — появление белковых молекул.

Живые организмы, несомненно, обладают свойством самоорганизации, понижая свою энтропию за счет внешних источников, но их функционирование не объясняет появления жизни. На бесформенной земле из зернышек вырастают деревья, используя солнце, минеральные вещества и углекислый газ. Зернышко или яйцеклетка уже содержат всю необходимую генетическую информацию: код для полного развития во взрослый организм, программы регуляции, замены и обновления. Яйцеклетка представляет собой весьма сложную структуру, наделенную всеми метаболическими системами, необходимыми для жизни. Но как появились первые существа — остается для эволюционной теории неразрешимой загадкой.

Абиогенез с позиций биохимии

Некоторые ученые утверждали, что им все-таки удалось синтезировать белки из смеси аминокислот. Однако с сенсацией явно поспешили: реально было получено лишь некое отдаленное подобие белков, так называемые термальные протеиноиды, состоящие из полимерной сетки (в белках, как мы знаем, аминокислоты образуют цепочку) аминокислот не только с альфа-пептидными связями, но и с бета-пептидными. Существующие в белке альфа-пептидные связи формируются в сложном взаимодействии множества специальных молекул. При случайном образовании связей лишь половина из них оказывается альфа-пептидными. Полимерная сетка не обладала пространственной структурой белка, не имела свойственной ему совершенно определенной последовательности соединения молекул и, соответственно, не имела никакого отношения к жизни.

В процессе воспроизведения белков в живых существах участвуют: ДНК, информационная РНК, не менее 20 различных транспортных РНК, каждая со своей аминокислотой, рибосомы, состоящие из 3-4 рибосомных РНК и 55 различных молекул белка, целый комплекс ферментов. Необходимо еще тонкое энергетическое обеспечение посредством АТФ (для синтеза среднего белка требуются тысячи молекул АТФ). Обыкновенный подогрев или освещение Солнцем могут только разрушить молекулярные связи. В синтезе белка участвует вся живая клетка, нарушение хотя бы одного из компонентов блокирует процесс. Для современных ученых удивителен и сам факт функционирования этой сложной системы в организме. Возможность же самовоспроизведения белков квалифицированные биохимики абсолютно исключают!

В 1986 г. состоялась встpеча Междунаpодного Общества по изучению возникновения жизни, на которой пpисутствовало около 300 ведущих исследователей. Учеными было доказано, что синтез РНК в условиях первичного океана абсолютно невозможен. Более того: оказался невозможным даже синтез моносахарида рибозы — более простой составляющей РНК.

ДНК не имеет полной стабильности и внутри живой клетки. Ее строение контролируется и исправляется (репарируется) определенными ферментами. Эта макромолекула функционирует в состоянии динамического равновесия возникающих в ее строении нарушений и их исправления ферментами. Вне клетки ДНК быстро разрушается. Сооткрыватель двойной спирали ДНК лауреат Нобелевской премии Ф. Крик категорически отрицает возможность самопроизвольного возникновения жизни из химических элементов Земли.

И даже если биологическая макpомолекула откуда-то бы появилась — это еще не живая клетка. В состав клетки входит множество макромолекул, соединенных в определенном поpядке. Веpоятность случайного обpазования ферментов, необходимых клетке, хотя бы один раз за миллиард лет составляет всего 10-40000. Это число, как заявил один из авторитеных ученых астрофизик Фред Хойл, "достаточно мало, чтобы похоронить Даpвина и всю теоpию эволюции". Если всю солнечную систему заполнить людьми (1050 человек), каждый из которых не глядя крутит кубик Рубика, то указанная вероятность образования ферментов, необходимых живой клетке, примерно равна вероятности того, что у всех этих людей грани кубика одновременно вдруг окажутся собранными по цвету!

Помимо феpментов в клетке есть еще более сложные обpазования. Веpоятность самосборки живой клетки из приготовленных и сложенных "в кучку" необходимых атомов даже в самой благоприятной химической среде составляет 10-100 000 000 000! Такие величины наглядно показывают, о чем вообще идет речь, как сильно мы ошибаемся, ожидая подобные события. Каким же образом ученым "удалось" игнорировать эти ничтожные вероятности? Специалисты в области молекулярной эволюции, называя свою науку "весьма гипотетической", указывают, что расчеты вероятностей самозарождения жизни никогда не производились и не принимались во внимание, поскольку эволюция считалась фактом. Ученые лишь пытались объяснить, как она могла произойти.

Самопpоисхождение жизни — вовсе не такой уж естественный пpоцесс, как наивно полагали последователи Дарвина. Напротив, с самого начала (заpождения сложных молекул) и до самого конца (появления человека) — это нелепое нагромождение невероятных, противоестественных случайностей. Справедливо заключить, что вера в ныне принятые схемы спонтанного абиогенеза противоречит здравому смыслу. Невозможность самозарождения жизни стала камнем преткновения всех прежних и новейших эволюционных теорий.

Гениальный Томас Эдиссон (именно он изобрел современную лампочку, разработал телефон и телеграф) известен интересным высказыванием: "Существование Бога может даже быть доказано химическим путем". Предсказанное великим изобретателем доказательство сейчас перед нами: факты молекулярной физики, генетики и биохимии полностью доказывают невозможность случайного самопроисхождения живых существ. Выходит, Создатель у нас все-таки есть? Гениальный ученый Макс Борн, один из основателей квантовой теории, писал: "Время материализма прошло. Мы убеждены в том, что физико-химический аспект ни в коей мере недостаточен для изображения фактов жизни, не говоря уже о фактах мышления".

Невозможность самозарождения жизни

В рассмотренных нами возможностях самообразования макромолекул предполагалось, что на древней Земле отсутствовали прямые запреты таких процессов, хотя их было, по меньшей мере, два. Первый запрет — разpушение формирующихся из аминокислот белковых молекул водой в pезультате pеакций гидpолиза. Второй запрет — немедленное окисление соединений аминокислот кислородом. Предполагалось, что в древности на планете отсутствовал кислород, и тогда-то смогли зародиться макромолекулы, сформировавшие простейшие микроорганизмы. Но в самых дpевних поpодах содержится двуокись железа, так что нет оснований предполагать отсутствие кислорода в древней атмосфере. Если бы все же кислород отсутствовал, то ультрафиолет, проникающий сквозь такую бескислородную атмосферу, не имеющую защитного озонового слоя, разрушил бы молекулы белков. Итак, для идеи самопроисхождения жизни не подходит ни отсутствие кислорода, ни его наличие.

Есть и третий запрет. Предполагалось (в особенности после опытов Миллера), что первоатмосфера состояла из метана и аммиака — компонентов, необходимых для самосинтеза аминокислот. Как показали экспериментальные исследования и компьютерное моделирование древней атмосферы, эти газы разрушились бы ультрафиолетовыми лучами, а первичная атмосфера теоретически могла состоять лишь из азота и углекислого газа. Откуда же тогда появились аминокислоты, из которых состоят белки?

Самообразование жизненно важных макромолекул требует огромного количества противоречивых условий, не позволяющих соединить части теории молекулярной эволюции в целостную научную концепцию. Не разработано никакой серьезной научной теории о том, где, в каких условиях на Земле мог идти синтез белка. Существующие гипотезы, включая новейшие (формирование жизни на основе не ДНК, а РНК-геномов, так называемый "мир РНК"),описывают только мелкие разрозненные фрагменты предполагаемого процесса, они выглядят очень искусственными и вызывают лишь улыбки специалистов. Нужно потрудиться, как утверждают генетики, чтобы найти среди современных экспериментаторов сторонника случайного происхождения жизни. Около 50 лет экспериментирования в области молекулярной эволюции привели скорее к лучшему пониманию масштабов проблемы возникновения жизни на Земле, чем к ее разрешению.

Процесс самозарождения при его всестороннем исследовании оказался решительно невозможным. Однако находятся энтузиасты, которые, подобно академику В. И. Вернадскому, пытаются реанимировать эволюционную теорию фантастической гипотезой о самозарождении жизни неведомым образом где-то в космосе и последующей транспортации ее на Землю метеоритом или даже сознательным посевом жизни на планете разумными существами. Пленяя своей фантастичностью, новые гипотезы не объясняют происхождения жизни, а только перемещают проблему в космические глубины. Но законы физики универсальны. Все проведенные расчеты вероятностей будут справедливы и там, в неведомых глубинах вселенной. И там будут все те же смехотворные возможности самозарождения. Понимал это и Вернадский. Его учение о сфере разума родственно панпсихизму Т. Шардена (в 1920-е годы они вместе работали в Сорбонне) с его якобы присущим материи свойством самоусложняться и порождать жизнь, но Вернадский, тем не менее, не допускал мысли, что существа могли развиться из неживой материи, а утверждал, что "жизнь вечна и передавалась всегда только от живых организмов живым организмам". Наш выдающийся палеонтолог Б. С. Соколов говорил о "невозможности появления живого из неживого". Отрицал возможность спонтанно-материалистического появления жизни на Земле и С. В. Мейен.

Попытаемся осознать, насколько ничтожны вероятности самозарождения. Может ли обезьяна, шлепая по клавишам, случайно набрать "Войну и мир"? Как говорит математика, может, но вероятность такого события крайне мала, примерно 10-5 000 000. Выходит, ожидая случайного появления одной простейшей клетки даже в идеальных гипотетических условиях, мы надеемся на то, что обезьяне удастся 20 000 раз подряд без единой ошибки набрать "Войну и мир"! Смешно рассчитывать на подобные события. Поэтому каждый, кто возьмет в руки произведение Толстого, без тени сомнения скажет, что оно написано человеком, причем одаренным, и, конечно же, будет прав. Если мы взглянем на скульптуры Микеланджело, то с уверенностью скажем, что их создал человек, и притом талантливейший. Никому и в голову не придет, что такие произведения искусства случайно образуются сами в результате того, что каменные глыбы, срываясь с вершин гор и падая в пропасть, так чудесно обтесываются. Отчего-то никто не рыскает по пропастям в поисках гениальных произведений искусства. Почему же мы, глядя на этот чудный и дивный мир, не утверждаем с уверенностью, что этот мир — прекраснейшее творение Высшего Разума!? Как утверждал это знаменитый ученый Эрстед: "Все бытие есть сплошное творение Бога, всюду отпечатлевшее на себе бесконечно совершенный Его Разум". Или как утверждал это Исаак Ньютон: "Из слепой физической необходимости, которая всегда и везде одинакова, не могло произойти никакого разнообразия... разнообразие сотворенных предметов могло произойти только по мысли и воле Существа Самобытного, Которое я называю Господь Бог".

Происхождение человека

Большинство наших современников еще со школьного возраста привыкли относиться к гипотезе о происхождении человека от обезьяны как к великому научному открытию. Впервые "рискнул" сравнить человека с обезьяной в 1699 г. Э. Тайсон. В 1735 году К. Линней поместил человека в один род с обезьянами. Оба ученых имели в виду только общность строения. Ч. Дарвин в своем труде "Происхождение человека и половой отбор", опубликованном в 1872 году, сформулировал гипотезу о происхождении людей от обезьян и поставил вопрос об общем предке современных обезьян и человека.

Попытки доказательств происхождения человека от животных

Многим поколениям школьников из года в год рассказывалось о том, что труд сделал из обезьяны человека. Надолго запоминаются и палка-копалка, и острые камушки как первые орудия труда, и первые проблески у обезьян необычной для животных сообразительности. Написано много захватывающих книг об этой "заре человечества". Правдоподобными кажутся рассказы о том, как в первых сообществах этих еще недочеловеков, но уже не обезьян, возникла необходимость общения, приведшая к появлению условных гортанных звуков. Как они в борьбе за существование образовывали первые семьи с примитивным разделением труда: папа ходил на охоту, мама готовила пищу и ухаживала за детьми. Но в этой идиллии не хватало главного — доказательств самого факта перерождения обезьяны в человека.

Несмотря на широкую известность, которую к концу XIX в. приобрели эти представления, серьезные ученые гипотезу не приняли. Р. Вирхов, Л. Агасис, К. Бэр, Р. Оуэн, Г. Мендель, Л. Пастер указывали, что гипотеза ложна и противоречит фактическим данным.

Какие же аргументы для доказательства нашего происхождения от животных приводятся эволюционистами?

1. Общие у людей и обезьян: пальцевые кожные узоры, хорошо развитая ключица, 48 или 46 хромосом, резус факторы и группы крови, аминокислотные последовательности миоглобина и различных цепей гемоглобина.

2. Общие у плацентарных и млекопитающих: местонахождение сердца и теплокровность, две пары конечностей, молочные железы, дифференциация зубов на резцы, клыки и коренные, нервная трубка у зародыша и его развитие в чреве матери. Наличие шести пар жаберных дуг у эмбриона, как мы выяснили в § 46, является подделкой Э. Геккеля.

3. Атавизмы. Подобные нарушения, как мы уже знаем из § 45, не могут являться доказательством нашего животного прошлого.

Сходство человека с животными, конечно, наблюдается, но даже если бы оно было несомненным, это все равно не доказывало бы нашего эволюционного родства с животными. Аналогии строения организмов с неменьшей убедительностью свидетельствуют о единстве плана сотворения.

В чем же эволюционисты видят отличие человека от обезьян? В прямохождении, в труде и изготовлении орудий, членораздельной речи и других социальных факторах. Особое внимание всегда уделялось анатомическим различиям. Это S-образный позвоночный столб и отличия черепа человека от черепа приматов: у человека подвижна только одна кость черепа (нижняя челюсть), она укорочена, подковообразна (с широким углом раствора), имеются швы между костями мозговой части черепной коробки. У человека существенно больший объем мозга (в среднем 1400-1500 см3), а у обезьян всего 300-400 см3. У людей небольшие, невыдающиеся клыки, значительно более развитый вестибулярный аппарат.

Имеются и другие анатомические отличия, такие, как длина верхних конечностей и амплитуда движений в плечевом суставе, развитый большой палец человеческой руки. Наблюдаются различия в строении коленного сустава и стопы (у обезьян развит большой палец, и стопа у них хватательного типа, у человека фаланги пальцев ног сросшиеся).

В чем же главное отличие, где разделяющая черта между человеком и животным? Современные ученые не могут дать ответа на этот вопрос, в антропологии даже отсутствует определение человека. Несомненно, главное отличие человека от животных следует искать в его духовности — том даре, который сообщил нам Творец при создании первого человека — Адама, вдунув "дыхание жизни" (Быт. 2,7), сделавшее его свободным, разумным и бессмертным, по образу и подобию Божию.

Дарвин, чувствуя массу недостатков в своем труде, где основным фактором появления человека указывались борьба за выживание, естественный и половой отбор, более 20 лет не решался опубликовать свою идею и признавался в одном из писем: "Будущая книга весьма разочарует Вас — уж очень она гипотетична. Я уверен, что в этой книге вряд ли найдется хоть один пункт, к которому невозможно подобрать факты, приводящие к прямо противоположным выводам".Труд Дарвина "Происхождение видов" впервые вышел в свет в 1859 году, а на издание еще более смелой книги о происхождении человека автор решился только спустя тринадцать лет.

До XVIII в. люди были уверены, что в мире, однажды сотворенном Богом, все живые существа и человек в том числе живут без больших структурных изменений, но им исподволь навязывалась мысль, что виды животных вовсе не сотворены, а развились друг из друга в процессе эволюции, а сам человек произошел от обезьяны!

Идея засела в умах так крепко и укоренилась настолько глубоко, что и по сей день со страниц толстых энциклопедий на нас умными глазами смотрят наши "бабушки и дедушки" — обезьяночеловеки! Люди особенно живо интересуются их останками.

Реферат: Возникновение жизни на Земле и происхождение человека

Похожие рефераты: