Решебник по биологии 11 класс Пасечник | Страница 219

Гипотезу о божественном происхождении жизни (креационизм) можно только принять на веру, так как основана она на религиозных и философских убеждениях, поэтому ее невозможно экспериментально проверить или опровергнуть.

В 20-е годы русский ученый А. И. Опарин и англичанин Джон Бердон Холдейн высказали гипотезу о возникновении жизни в процессе биохимической эволюции углеродных соединений, которая затем легла в основу современных представлений. Они полагались на то, что сегодня возникновение живых существ из неживой природы невозможно. А возникновение живой материи в свое время было возможным без участия живых организмов только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов. Единственное различие во взглядах заключалось в том, что Опарин отдавал первенство белкам, а Холдейн – нуклеиновым кислотам.

Гипотеза Опарина-Холдейна получила экспериментальное подтверждение, когда была доказана возможность абиогенного синтеза органических биополимеров. Американские ученые химик Стэнли Миллер и физик Гарольд Юри в 1953 году в специальной установке смоделировали условия, которые предположительно могли существовать в первичной атмосфере Земли, состоявшей из метана, аммиака и паров воды. Воздействуя на нее искровыми зарядами, они получили простые органические вещества – аминокислоты глицин, аланин и прочие. Так была доказана принципиальная возможность абиогенного синтеза органических соединений из неорганических веществ.

Оппоненты, критикуя гипотезу Опарина-Холдейна, заявляют, что нельзя с ее помощью получить ответ на главный вопрос – «Как именно произошел качественный скачек от неживого к живому?». Ведь для репликации нуклеиновых кислот нужны белковые ферменты, а для синтеза белков – нуклеиновые кислоты. Также остается открытым вопрос о том, как именно из хаотического набора органических молекул могли образоваться структуры, способные к самовоспроизведению.

Гипотеза абиогенного зарождения жизни в процессе биохимической эволюции считается наиболее приемлемой, так как она основана на эмпирических данных и экспериментально подтвержденных механизмах. Эксперименты Миллера-Юри, исследования гидротермальных источников и анализ химических соединений в космосе демонстрируют, что органические молекулы могут формироваться естественным путем. Кроме того, эта гипотеза согласуется с принципами молекулярной биологии и физики. Современные клетки используют биохимические процессы, которые могли развиться из более простых химических реакций. Например, РНК-теория предполагает, что первыми самовоспроизводящимися молекулами были рибонуклеиновые кислоты, обладающие как наследственными, так и каталитическими свойствами.

Исследования РНК показали, что эта молекула обладает уникальными свойствами: она может не только хранить генетическую информацию, как ДНК, но и катализировать химические реакции, подобно белкам. Это открытие привело к формированию гипотезы РНК-мира, согласно которой первые самовоспроизводящиеся организмы состояли из молекул РНК. В лабораторных условиях ученые научились получать рибозимы чуть ли не с любыми заданными свойствами. Для этого сначала синтезируют огромное количество разных РНК со случайной последовательностью нуклеотидов, а потом отбирают из них нужные молекулы. Если удастся доказать, что в древних условиях Земли могли возникнуть самовоспроизводящиеся молекулы РНК, это станет ключом к пониманию происхождения жизни.

Используя ключевые слова параграфа, постройте основу схемы (ментальной карты), показывающей гипотезы о происхождении жизни. Проиллюстрируйте примерами.

Чарлз Дарвин в 1871 г. писал: «Но если бы сейчас ... в каком-либо теплом водоеме, содержащем все необходимые соли аммония и фосфора и доступном воздействию света, тепла, электричества и т. п., химически образовался белок, способный к дальнейшим, все более сложным превращениям, то это вещество немедленно было бы разрушено или поглощено, что было невозможно в период до возникновения живых существ».

Чарлз Дарвин предполагал, что если бы жизнь могла возникнуть в современных условиях, то она немедленно подверглась бы разрушению или была бы поглощена существующими организмами. Это высказывание справедливо, так как сегодня органические соединения, необходимые для зарождения жизни, быстро перерабатываются микроорганизмами, а новые формы жизни не могут конкурировать с уже существующими.

Однако в условиях ранней Земли такой конкуренции не было, потому органические молекулы могли накапливаться и постепенно усложняться. Таким образом, гипотеза биохимической эволюции подтверждает правоту Дарвина: зарождение жизни было возможно только в первобытных условиях, где не существовало потребителей органического вещества.