Обширные ответы для любознательных

Почему – жизнь?

Новая жизнь!

Новая жизнь!

Вопрос о происхождении жизни  так интересен, что в его тени скрылась гораздо более важная проблема: а что это такое – жизнь?

Когда и как возникла жизнь?

Этот вопрос  всегда волновал не только ученых, но и всех людей. Ответы на него содержатся в священных писаниях практически всех религий. А вот точного научного ответа на него до сих пор нет, зато гипотез – множество.

Итак, современные определения понятия «жизнь».

- «Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел» – Ф. Энгельс.

- Жизнь – это высшая по сравнению с физической и химической форма существования материи.

- Живые объекты отличаются от неживых обменом веществ – непрерывным условием жизни, способностью к размножению, росту, активной регуляции своего состава и функций, к различным формам движения, раздражимостью, приспособляемостью к среде и т. д.

 Но если ограничиваться этими свойствами, то оказывается, что мы сами уже «как боги» и создали искусственную жизнь — те же компьютерные вирусы, которые и развиваются, и размножаются, и вообще живут собственной жизнью.

Кстати, об обычных вирусах. Эти загадочные существа-вещества являются одновременно и живой, и неживой материей. Вирусы представляют собой молекулы ДНК в «сумке» из белка — нормальные, обычные «мертвые» молекулы. Вирус можно выделить из питательного бульона, высушить, промыть, пересыпать в банку из темного стекла и поставить на полку. А через пару лет, когда понадобится, пол-ложки этого порошка снова перемешать с бульоном и наблюдать буйный рост этой совершенно живой смеси ДНК и белка. Само существование вирусов — сильный аргумент против статистической невозможности самозарождения жизни.

Но неясно, можно ли вирусы считать формой жизни, т. к. вне клеток хозяина они не проявляют никаких признаков жизни, например, они не могут размножаться.

В настоящее время все приведённые выше признаки понятия «жизнь» подверглись переосмыслению и не являются неоспоримым доказательством в ответе на вопрос: что такое жизнь? Ни подвижность ( в последнее время найдены некоторые животные, у которых клетка неподвижна), ни способность к размножению (кастрированные животные к этому не способны, но являются живыми, а мул – помесь осла и лошади – являясь живым, потомства воспроизводить не может), ни рост (так как биологический вид не растёт постоянно, даже оставаясь живым), ни раздражимость (так как ею обладают и неживые объекты: система сигнализации, например) не могут являться характеристикой только живого.

Таким образом,  список  свойств  живого:  живое  существо  движется,  ему  присущи функции выделения, питания и метаболизма,  оно  растет,  воспроизводит  себе подобных и так далее не является исчерпывающим. Из  подобного  списка  всегда  найдутся исключения, ставящие под угрозу само  определение.  Такое  определение  –  в виде произвольного  списка  свойств  –  вряд  ли  является  фундаментальным.

Например, в случае вируса,  растущего  кристалла,  бактериальной  споры  оно оказывается неудовлетворительным.

Основные теории происхождения жизни

Теорий (или гипотез) о возникновении жизни  очень много. Все сводятся к трем направлениям: эволюционизм, креационизм и космизм. Общепринятой теорией является теория коацерватных капель Опарина.

Эволюционизм

В своей книге «Происхождение видов» Ч. Дарвин писал: «Предположение о том, что глаз со всеми непревзойдёнными приспособлениями для регулирования фокуса на различные расстояния, для приёма света различной силы и для корректировки сферических и хроматических отклонений мог сформироваться в результате эволюции кажется – я это искренне признаю – в высшей степени абсурдным».

 Это утверждение Дарвина можно с полным основанием отнести не только к другим органам человека, например, мозгу или сердцу, но и к его первоэлементу – клетке, мельчайшему органу размером около 0,01 мм.

Клетка – это огромный химический завод, микровселенная, содержащая триллионы молекул со сложнейшими связями и 40 тысячами функций. В этом заключается неразрешимая для материалистов проблема, которая называется проблемой несократимой сложности, так как из 40 тысяч функций клетки нельзя сократить ни одной, нельзя разорвать ни одной связи, иначе клетка погибнет.

Несостоятельность теории эволюции      

Естественный отбор, вместе с неприспособленной к изменившимся условиям группой организмов, может только уничтожить какую-либо информацию и не способен создавать новую, так как не ведёт к возникновению новых свойств.

Практически не способны создавать принципиально новую полезную информацию ни рекомбинация (перераспределение) генов – она может привести только к внутривидовым изменениям, ни мутация. Мутации, по крайней мере естественные, это довольно редкое явление изменений в структуре ДНК, вызываемое повреждением отдельных генов, их потерей, перемещением на другое место. Это «описки» или «опечатки», т.е. ошибки в молекулярном носителе информации, которые не улучшают его качества.

Ученым до сих пор не удалось продемонстрировать на практике, как, благодаря мутациям, разрушаются межвидовые перегородки. До настоящего времени не зафиксирована ни одна однозначно полезная мутация. Итак: мутации и рекомбинации генов  не создают новых структур, а изменяют существующие.

Но если развитие организмов возможно только в пределах вида, тогда макроэволюция не происходит и теория эволюции неверна.

Теория эволюции не в состоянии объяснить, каким образом развивались все более сложные формы жизни от одного вида к другому, от амёбы к человеку? Ведь этот путь должен сопровождаться многократным возрастанием информации, так как должны кодироваться в генах всё новые органы со всё более сложными скоординированными функциями. Сами по себе организмы, как мы видим, такую информацию породить не могут.

Невозможность самозарождения жизни

Как прекрасен этот мир!

Как прекрасен этот мир!

Бездоказательность второй части теории эволюции, второй её ступени, очевидна для непредубеждённого человека. Но уж совсем абсурдна 1-ая часть этой теории, утверждающая, что жизнь  сама зародилась и развилась из неживой материи (ведь протобактерия или первая амёба должны были каким-то образом возникнуть).

Идея самозарождения жизни принадлежит неодарвинистам. Сам Дарвин был иного мнения: «Вероятно, все живые организмы, когда-либо существовавшие на Земле, происходят от одной изначальной формы, в которую предварительно вдохнули жизнь».

Сегодня любой  микробиолог может создать новую одноклеточную форму жизни, но для этого ему нужен соответствующий первичный материал и, что очень важно, знания (банк знаний, накопленных многими поколениями учёных). Теория же эволюции утверждает, что для возникновения простейшей одноклеточной формы жизни достаточно случайных процессов хаотического соединения атомов неживой материи. Но так ли это?

Биологический белок

Рассмотрим основу жизни на Земле – биологический белок. Белки состоят из нуклеотидов и примерно из 20 структурных элементов различных видов – биологически активных аминокислот, свёрнутых в цепочки особым образом, в котором аминокислоты располагаются в единственно возможной для данного белка последовательности.

Так вот, вероятность образования одного такого типичного белка в результате случайных процессов (если каким-то образом имеются в достаточном количестве все 20 необходимых биоактивных аминокислот из более  чем 80 их видов) составляет, по расчётам учёных, 10 в минус 325 степени. Эксперты по теории вероятностей считают, что вероятность события меньше чем 10 в минус 50 степени, является нулевой.

Без особой группы белков – ферментов жизнь существовать не может. А у каждого фермента, состоящего из сложных молекул, есть так называемый «активный центр» – углубление особой формы, которое должно соответствовать так называемому «субстрату» ( например, глюкозе) наподобие ключа в замке.

Это соответствие должно быть абсолютным с точностью до 1 атома! У простейших организмов – бактерий около 200 тысяч характерных белков из них более 2 тысяч составляют ферменты. Так вот, вероятность получить только эти 2 тысячи ферментов (опять же если имеются в достаточном количестве все необходимые аминокислоты) равна 10 в минус 40 тысячной степени, т.е. числу с сорока тысячами нулей, для написания которых необходимо около 20 машинописных страниц. Такого количества нет даже атомов в обозримой Вселенной.

Абсолютную невозможность случайного возникновения жизни из неживой материи подтверждает изучение информационных структур клетки РНК и ДНК, без которых невозможно формирование клетки. Молекулы РНК и ДНК не могут возникнуть без ферментов, но сами ферменты не могут возникнуть без генетической информации, закодированной в этих молекулах.

Второй закон термодинамики

Информация не может каким-то образом самонакапливаться, потому что, согласно 2-му закону термодинамики, в замкнутых системах энтропия всегда возрастает, т.е. теплота (энергия) всегда переходит из упорядоченной формы, в неупорядоченную форму, не способную производить полезную работу, как бы «рассеивается». Как доказали учёные, аналогичный закон применим и к области информатики – случайность, беспорядок, истощение только возрастают без контроля разума.

Второй закон термодинамики – непреложный закон, единственный закон, который ещё ни разу не был подвергнут сомнению, нарушен или опровергнут. Поэтому порядок ( генная информация ) не может стихийно возникнуть из беспорядка случайных процессов, что и подтверждается теорией вероятности. Как сказал один учёный, «в биологии случайность есть смерть».

Итак, 4 открытия XX века полностью разрушают основы эволюционной теории: невозможность самозарождения жизни из неживой материи, теория генетической информации, второй закон термодинамики, а антропический принцип говорит о том, что Земля специально спроектирована для органической жизни.

Креационизм

Ч. Дарвин, живя в XIX веке, не обладал и сотой долей той информации о живых организмах, которую имеем мы, особенно в области микробиологии, генетики, химии клетки. Но именно он написал одному из своих друзей следующее: «Иногда кажется невозможным доказать, что весь этот разнообразный и чудесный мир, в том числе и мы, мыслящие, возник случайно. Вот в чём главный аргумент в пользу существования Бога».

Но вот парадокс: в конце XX века так много гораздо более эрудированных, чем Дарвин, людей верят в сказку, упорно цепляются за абсолютно несостоятельную теорию эволюции, эволюции, которую не наблюдал воочию ни один учёный в мире и в выводах которой сомневался сам Дарвин…  Главной причиной этого является нежелание признать Бога как Творца вселенной и человека, ибо, признав существование Бога Творца, надо будет признать и Его моральные нормы и необходимость соответствовать им.

Но… гордыня мешает. А теория эволюции позволяет, например, атеистам и светским гуманистам отрицать Бога как Первопричину всего сущего и  утверждать, что человек путём саморазвития может эволюционировать к Высшему Разуму, может стать равным Богу.

Теория сотворения мира

 Итак, с точки зрения современной науки, из всех теорий возникновения вселенной, Земли и жизни на ней наиболее вероятна теория сотворения.

Так космология утверждает, что вселенная конечна, она имеет начало и, по-видимому, конец (согласно 2-му закону термодинамики). Современная физика показывает удивительную сбалансированность и поразительную точность констант и соотношений между частицами в микромире, а астрофизика обнаруживает её и в макромире звёзд, галактик и метагалактик.

Астрономы открыли множество взаимосвязанных, единственно возможных и точно соблюдаемых характеристик нашей галактики, солнечной системы и её планет. Учёные, изучающие нашу планету (геофизики, климатологи, атмохимики, геоморфологи и др.) утверждают, что без соблюдения многочисленных условий: магнитного поля, озонового слоя, сбалансированной атмосферы, уникального вещества – воды, а также углерода, кислорода, водорода, фосфора и многих других элементов в требуемых количествах и химических связях, и многих других условий жизнь на Земле возникнуть не могла.

И, наконец, математика – царица всех наук, полностью опровергает мнение, что вселенная, Земля и жизнь на ней могли возникнуть в результате случайных, статистических, естественных процессов. Вероятность этих событий равна нулю, что подтверждается 2-м законом термодинамики применительно к информатике, а именно: случай вносит беспорядок в информацию и никоим образом не повышает её организационную сложность.

Креационизм утверждает, что жизнь была создана сверхъестественным существом (Богом, космическим разумом и т.п.), к этому направлению примыкают теологи и философы-идеалисты. Этот процесс был произведен один раз, больше он не повторится и поэтому не доступен экспериментальной проверке.

Создание Творца

Создание Творца

Остальные направления материалистичны.

Теория самопроизвольного зарождения

Жизнь самозарождается при создании для этого подходящих условий. К примеру, на Земле это происходило неоднократно, однако попытки создания жизни в искусственных лабораторных условиях (в «пробирке») химическим путем пока не удались.

К теории самопроизвольного зарождения жизни

К теории самопроизвольного зарождения жизни

Теория стационарного состояния

 Жизнь существовала всегда, и только изменялись ее формы.

Теория панспермии

К теории панспермии

К теории панспермии

 Жизнь на Землю была занесена из космоса, поскольку в нем зародыши жизни и белковые элементы непрерывно переносятся с планеты на планету (основание – найденные на метеоритах органические соединения).

Теория биохимической революции

Жизнь произошла естественным путем в результате саморазвития химических и физических процессов (примыкает ко второй группе теорий).

Теория Опарина. Теория абиогенного происхождения жизни.

А.И.Опарин

А.И.Опарин

Пожалуй, первая научная, хорошо продуманная теория происхождения жизни абиогенным путем была предложена биохимиком А.И. Опариным еще в 20-х годах прошлого века и дополненная Дж. Холдейном. Теория базировалась на представлении, что все начиналось с белков, и на возможности в определенных условиях спонтанного химического синтеза мономеров белков – аминокислот и белковоподобных полимеров (полипептидов) абиогенным путем. Публикация теории стимулировала многочисленные эксперименты в ряде лабораторий мира, показавшие реальность такого синтеза в искусственных условиях. Теория быстро стала общепринятой и необыкновенно популярной.

Основным ее постулатом было то, что спонтанно возникавшие в первичном «бульоне» белковоподобные соединения объединялись в коацерватные капли – обособленные коллоидные системы (золи), плавающие в более разбавленном водном растворе. Это давало главную предпосылку возникновения организмов – обособление некой биохимической системы от окружающей среды, ее компартментализацию. Так как некоторые белковоподобные соединения коацерватных капель могли обладать каталитической активностью, то появлялась возможность прохождения биохимических реакций синтеза внутри капель – возникало подобие ассимиляции, а значит, роста коацервата с последующим его распадом на части – размножением. Ассимилирующий, растущий и размножающийся делением коацерват рассматривался как прообраз живой клетки.

Образование коацерватов

Образование коацерватов

У теории Опарина-Холдейна имеются существенные недостатки – она не объясняла механизма возникновения из коацерватов полноценной клетки и способности к самовоспроизведению. Существует и ряд других проблем – каким образом аминокислоты без участия ферментов могли образовать белковые структуры, как образовались первые ферменты и т.д. Для объяснения этих моментов теория модифицировалась, и этот процесс продолжается до сегодняшнего дня. 

Комментарии к “Почему – жизнь?”

  1. Игрек:

    Интересно, что геологи находили жизнь (жизнь) во время глубоких бурений на огромной глубине без доступа кислорода при температуре более 100 градусов (при большом давлении вода при этом остается жидкой). Так же существует предположение, что масса подземной жизни больше массы жизни наземной.

  2. Игорь:

    Весьма забавный вывод : «Само существование вирусов — сильный аргумент против статистической невозможности самозарождения жизни» . А ведь ДНК – это УПОРЯДОЧЕННЫЙ набор. Иными словами – это информация, а не хаос. А информацию может создать только разумное существо. Сомо по себе ничто не уопрядочивается.(2-ой закон Термодинамики)
    Вот так-то

  3. Владимир:

    Второй закон термодинамики гласит что все стремиться к хаосу(энтропия системы стремится к максимуму). Другими словами рано или поздно любая упорядоченная структура разлетится. Но это не значит что, ничто не может упорядочиться. Закон притяжения ( и все известные виды взаимодействия) тому доказательство – вещество притягивается друг к другу, появляются космические объекты, которые тоже организуются в системы, галактики, кластеры, суперкластеры и т.д. Да, рано или поздно это все разлетится на отдельные частицы, но начиная с момента большого взрыва, тот дисбаланс, который существовал в этот миг и дал возможность структурировать и упорядочивать вещество до определенного момента, когда энтропия системы(вселенной) станет настолько высокой что никакие силы взаимодействия не смогут ей противодействовать.
    И еще. В макромире(сравнимым со вселенной) никогда вероятность 10^-50 не приравнивается к нулю. Существование такой вероятности доказывает лишь тот факт, как нам повезло что мы существуем, и дает лишние доказательства того, что мы одиноки во вселенной.

  4. Nur:

    В любом случае, искусственно жизнь в пробирке создать ведь не удалось, правда?
    При всей продвинутости науки и техники.

  5. Георгий:

    http://www.membrana.ru/particle/17266
    Основные недоразумения в понимании эволюции с позиции физики и физической химии, как правило, связаны с неверными представлениями об энтропии. Этот термин ввел Рудольф Клаузиус. Свое «модельное» представление о мире (Вселенной) он представил в виде высказывания: «Энергия мира постоянна. Энтропия мира стремиться к максимуму». В дальнейшем это высказывание Дж. У. Гиббс выбрал в качестве эпиграфа к работе «О равновесии гетерогенных веществ» Упомянутые ученые сделали приведенное высказывание применительно к своей модели Вселенной. Эта модель соответствует простой изолированной системе идеального газа, т.е. изолированной системе идеального газа, энергия и объем которой постоянны и в которой не совершается никакой работы, кроме работы расширения. Энтропия такой системы может только возрастать! Однако любители науки и дилетанты распространили это утверждение на системы других типов, в которых имеет место взаимодействие между частицами (молекулами или объектами других иерархий) и которые (системы) взаимодействуют с окружающей средой. Подобных ошибок не избежали некоторые ученые, не являющиеся профессионалами в соответствующих областях знания. Это привело к невообразимой путанице и затормозило, более чем на столетие, развитие науки. Появились сотни тысяч публикаций в научных журналах и популярной литературе, содержащие отмеченные недоразумения. К этим недоразумениям прибавились некорректные представления о негоэнтропии и «диссипативных структурах в живом мире».
    Возникновение жизни и ее эволюция легко объяснимы с позиции иерархической термодинамики близких к равновесию динамических систем. Эта термодинамика создана на прочном фундаменте классической (равновесной) термодинамики – термодинамики Рудольфа Клаузиуса, Дж. У. Гиббса и других великих творцов.




Rambler's Top100