Происхождение жизни до сих пор представляет загадку для современной науки. К настоящему времени осталось две гипотезы, пытающиеся объяснить этот феномен – концепция естественного зарождения живого из неживого путем химической эволюции и гипотеза космического заноса или панспермии, согласно которой, никакого самозарождения жизни на Земле не было, она была занесена на нашу планету из космоса.
В чём недостатки концепции естественного самозарождения? Для ответа на этот вопрос необходимо оценить степень сложности живой системы, и вычислить вероятность возникновения жизни путём естественной химической эволюции. Важнейшей структурной единицей живого является клетка. В принципе это кибернетический организм на химической основе, завод, производящий машины, являющиеся белками, обеспечивающими его функционирование, но это комбинат, который, не только производит машины, а ещё и способен строить другие комбинаты. Представьте себе авиационный завод, производящий самолёты, который в автоматическом режиме может строить другие заводы, выполняющие ту же работу. Таких технологий современная наука и техника не знает.
Чертежи сборки биологических машин, являющихся белками, находятся на ДНК, представляющей информационный носитель, своего рода жёсткий диск клетки. Код представления белков носит триплетный характер и состоит из 4-х азотистых оснований. Каждый триплет, а всего комбинаций возможно 64 (4^3), кодирует одну аминокислоту, из которых состоят белки. Всего аминокислот 20, как видно код даже избыточен. Так какова же длина цепочки аминокислот из которых состоят белки? Она варьирует от несколько десятков до миллионов в последовательности. Возникает вопрос, какова минимальная длина цепочки аминокислот, чтобы белок проявлял хоть какие-либо биологически значимые свойства? Биохимиками установлено – таковой является число 10. Берём самый минимум, не десятки и миллионы, что присутствует в живой системе, а всего лишь 10. Комбинаторный анализ показывает, если у нас оснований 20 (аминокислот), то количество всех возможных комбинаций составит 20^10. Из этих комбинаций, только одна будет обладать хоть какими-то необходимым свойствами, что соответствует получению одной молекулы белка.
Теперь нам нужно установить самый маленький живой организм с минимальным набором типов белков или генов (не считая вирусов). Таковым является бактерия Carsonella, имеющая 182 типа белков. Количество комбинаций, необходимых для перебора, чтобы получить этот набор 20^182, умножаем на 10 (минимум 10 аминокислот в составе каждого белка), итого 20^1820. Вероятность есть величина обратная комбинаторике состояний, следовательно, вероятность возникновения самого простейшего организма равна 1/20^1820. Эта величина практически равна нулю.
Какие же выводы можно сделать из полученной количественной оценки, характеризующей вероятность возникновения жизни на Земле, путём химической эволюции?
- Жизнь на Земле вообще никогда не возникала. Пример, приведённый британским космологом сэром Фредом Хойлом, красноречив. Представьте себе старую свалку самолетов, над которой пролетает торнадо, крутится минут 30, в результате возникает новенький «Боинг 747», который не только начинает летать, но и производить другие Боинги.
- Если жизнь — это земное явление, то её информационный объём колоссально избыточен. Подобного рода явлений самоорганизации, перехода хаоса в порядок наука не знает. И хотя эти процессы исследуются синергетикой, теорией управляемого хаоса, ничего близко к такому скачкообразному переходу не установлено.
- Если жизнь земное явление, то оно уникально и нигде во Вселенной не встречается, но это опровергается нашими средними астрономическими характеристиками в масштабах галактики. Остаётся признать, что жизнь была занесена на нашу планету из космоса.
Этому есть соответствующие, пока косвенные доказательства. Идея космического заноса принадлежит швейцарскому химику Аррениусу. Фред Хойл, используя спектральный анализ, получил соответствие между газопылевыми облаками в нашей Галактике и высушенными грибами, бактериями и сине-зелёными водорослями на нашей планете. Учёный сделал вывод о том, что космос буквально забит биологическим материалом, находящимся в спящем состоянии. По его оценкам масса этого материала в Галактике составляет до 7 солнечных масс.
Некоторые исследователи считают, что Земля постоянно получает до 10^18 клеток в определённые периоды, в связи с чем объясняется одновременное возникновение эпидемий в разных областях земного шара. В период возникновения живого (4 млрд лет назад) Солнце с планетной системой проходило через мощнейшее газопылевое облако в Галактике, при этом по оценкам учёных на Землю выпало 10^9 тонн космической органики, а в космосе содержатся кирпичики живой системы вплоть до аминокислот, вместе с которыми и был получен биологически активный материал.
Особую роль в его доставке могут играть кометы и метеориты, попадая в благоприятные условия живая система может начать эволюционировать. Исследования, проведённые Институтом палеонтологии, подтверждают эту теорию. В метеоритах, упавших на Землю, возраст которых составлял от 5 до 9 млрд лет (возраст Солнечной системы оценивается максимум в 5,5 млрд), были обнаружены окаменевшие останки, напоминающие высушенные бактерии, сине-зелёные водоросли и даже грибы.
Тем не менее проблема остается, но её решение переносится в космос. Где в дебрях галактики, при каких параметрах её формирования и при каких условиях могла возникнуть живая система? На этот вопрос может дать ответ только развитие науки, и даже сложно предсказать когда это может произойти.
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.
Также материалы по теме «Актуальные и дискутабельные вопросы биологии и медицины»:
