Гипотеза Опарина и гипотеза панспермии
В 1924 г. А. И. Опарин опубликовал основные положения своей гипотезы происхождения жизни на Земле. Он исходил из того, что в современных условиях возникновение живых существ из неживой природы невозможно. Абиогенное (т. е. без участия живых организмов) возникновение живой материи возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов.
Предполагается, что Солнце и планеты Солнечной системы возникли из облака космической пыли. Возраст Земли составляет более 5 млрд лет. Сначала температура Земли была очень высокой, по мере ее остывания тяжелые вещества оседали к центру и образовывали ядро планеты, а более легкие — ее оболочку. Постепенно газы, вовлеченные во внутренние слои планеты, начали выделяться, и благодаря им образовалась земная атмосфера. Когда температура поверхности планеты стала ниже 100 С, из водяных паров атмосферы образовались первичные моря и океаны.
Постоянные ливни и сильнейшие грозовые разряды сотрясали первичную атмосферу планеты. В этих условиях, по мнению А. И. Опарина, под действием мощных электрических разрядов, а также ультрафиолетового излучения (кислород в атмосфере отсутствовал, и, следовательно, не было защитного озонового экрана) и высокой радиации могли возникать органические соединения, которые накапливались в океане, образуя «первичный бульон».
В 1953 г. это предположение А. И. Опарина было экспериментально подтверждено опытами американского ученого С. Миллера. В созданной им установке были смоделированы условия, предположительно существовавшие в первичной атмосфере Земли.
Следующим этапом, по мнению А. И. Опарина, было образование многомолекулярных комплексов — коацерватов. Известно, что в концентрированных растворах белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов при определенных условиях могут образовываться сгустки, называемые коацерватны-ми каплями, или коацерватами. Коацерваты — это еще не живые существа. У них проявляются лишь некоторые признаки, характерные для живых организмов, — рост и обмен веществ с окружающей средой.
А. И. Опарин полагал, что решающая роль в превращениях неживого в живое принадлежит белкам. Белковые коацерваты он рассматривал как пробионты — предшественники живого организма. В коацерватные капли из внешней среды поступали ионы металлов, выступавшие в качестве первых катализаторов. Из огромного количества химических соединений, присутствовавших в «первичном бульоне», отбирались наиболее эффективные в каталитическом отношении комбинации молекул, что в конечном счете привело к появлению ферментов.
На границе между коацерватами и внешней средой выстраивались молекулы липидов, что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны.
Предполагается, что на определенном этапе белковые пробионты включили в себя нуклеиновые кислоты, создав единые комплексы.
Возникшая в 1870 г. гипотеза панспермии предполагает возможность возникновения жизни в нашей или другой Вселенной путем переноса с одного космического объекта на другой, например, с метеоритами или же под действием явления давления света. Из этого следует, что жизнь на нашей планете возникла благодаря занесению её из Космоса кометами ил метеоритами в виде каких-либо «зародышей» (спор). К критике этой гипотезы относят тот факт, что при длительном космическом путешествии споры с зародышами жизни могли быть повреждены космическим жестким излучением и погибнуть, не достигнув планеты. Наиболее известными гипотезами возникновения жизни являются общепринятая теория зарождения на Земле путем эволюции и в виде космического «экспорта». Основная проблема связана с тем, что появление и существование жизни во Вселенной нельзя категорически обосновывать фактом её существования только на Земле, как и убежденно предполагать её распространение вне планеты. Согласно установленным данным наша планета имеет возраст от 4,5 до 4,6 млрд. лет. Ученые предполагают, что примерно 3,5 млрд. лет на Земле произошло некоторое событие, ставшее поворотным в дальнейшей эволюции, так как возникли условия, благоприятные для упорядочения прежде безжизненного хаоса. Этот процесс продолжался на протяжении 1-го миллиарда лет, образовавшего добиологический период с образованием в океане и атмосфере первых элементов жизни.