Происхождение жизни

возникновение форм преджизни и собственно жизни в геологической истории Земли. По новейшим данным, время существования нашей планеты как твердого тела оценивается в 4,7 (по некоторым воззрениям 5,0–5,5) млрд. лет. Жизнь существует на Земле не менее 3,8 (или 4,6–4,7) млрд. лет. Это дало основание В.И. Вернадскому утверждать вечность жизни на планете (срок ее возникновения и первоначального развития по геологическим масштабам чрезвычайно короток – 1 и даже менее млрд. лет). Гипотезы П.ж. можно разделить на две основные группы – космическую, которая утверждает вечность жизни в Космосе – панспермию и сугубо земную – самостоятельное развития живого на Земле. Однако обе группы гипотез неминуемо сталкиваются с вопросом о переходе от преджизни к жизни («Большой взрыв», в результате которого, согласно современным представлениям, образовалась Вселенная, произошел в математически конечные сроки порядка 20 или несколько более млрд. лет, следовательно, «вечность» жизни относительна – когда-то она должна была все же зародиться – будь то в космосе или на Земле). Физико-математические расчеты последнего времени не оставляют сомнений в том, что возникновение жизни могло быть лишь результатом «Большого биологического взрыва», длительность которого была порядка всего лишь нескольких миллионов лет. За геологически короткое время произошла стремительная химическая эволюция, приведшая к киральной чистоте молекул, ставшей основой живого. Предпосылкой этой эволюции была физико-химическая перестройка первичных органических веществ в ходе усиливающих друг друга лавинообразных процессов. Материал для этого – первичные углеводороды – широко распространены на всех космических телах. Зеркально асимметричные органические предбиологические вещества в условиях активной вулканической деятельности, высокой температуры, радиации, усиленного ультрафиолетового излучения (озоносфера, озоновый экран возник позже, в ходе увеличения количества кислорода в атмосфере Земли) и частых грозовых разрядов относительно быстро усложнялись. При полимеризации левовращающих аминокислот образовались первичные белки. Очевидно, одновременно возникли азотистые основания – нуклеотиды. Флуктуации – временные случайные отклонения от относительно равномерного распределения молекул – усилились в ходе образования коацерватных капель (коацерватов) – многомолекулярных структур типа комочков геля. Однако они не абсолютно аморфны, а имеют ту или др. степень организации. Наиболее устойчивые и способные к присоединению аналогичных структур из внешней среды, росту и распадению настоль же устойчивые части уже были праобразами организмов. Такая устойчивость предполагала и распадение в коацерватах «отработанных» крупномолекулярных структур. Таким обр., возник первичный обмен веществ -1. В ходе стремительного отбора, связанного с крайне жесткими условиями среды, из всех форм коацерватов преимущественно сохранились лишь те, у которых возникла способность к матричному синтезу белка.
Основой для этого послужило изначальное включение в зеркально асимметричные молекулярные агрегаты полинуклеотидов – ДНК и РНК. Этим была обеспечена точность воспроизведения себе подобных с молекулами АТФ и ферментов, что привело к устойчивости энергетических процессов и убыстрению обменных реакций. Возможно, что процесс начался не с белковых структур, а с возникновения РНК, а затем и ДНК, способных к самовоспроизведению (также за счет присоединения частей более простых соединений из внешней среды) и контролю синтеза белка (сначала лишь за счет внешней энергии). Объединение нуклеиновых кислот и белков уже дало сложные предбиологические системы. Не исключено, что одновременно шло развитие по обоим путям: включение РНК и ДНК в белковые агрегаты, и, наоборот, синтез белков на базе этих кислот. В любом случае возникали первичные механизмы наследственности. Видимо, существующее представление о медленности первичных этапов эволюции неверно. Ее стремительно возникшая физико-химическая база давала широкий простор для изменчивости и образования множественности форм жизни в первичном океане. Постепенное глобальное снижение количества абиогенного органического вещества приводило к преимуществу праорганизмов – фотосинтетиков. Около 2 млрд. лет назад возникли первые их клетки (возможно, типа цианобактерий). С этого момента началась биологическая эволюция. При общем единстве живого вещества, изначальной монофилии органического мира, очевидно, стволы развития систематических царств-2 природы возникли на очень ранних фазах эволюции. Наиболее признана в настоящее время гипотеза П. ж. А. И. Опарина (1894–1980) – Дж. Б. Холдейна (1892–1964), дополненная гипотезой быстрого возникновения киральной чистоты Л. Л. Морозова (1946–1984).
Литература: Опарин А.И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. М.: Наука, 1967; Опарин А. И. Материя – жизнь – интеллект. – М.: Наука, 1977; Бернал Дж. Возникновение жизни. – М.: Мир, 1969 (включает работу А.И. Опарина «Происхождение жизни»); Кальвин М. Химическая эволюция. – М.: Мир, 1971; Руттен М. Происхождение жизни (естественным путем). – М.: Мир, 1973; Фоке С., Дозе Е. Молекулярная эволюция и возникновение жизни. – М.: Мир, 1975; Фолсом К. Происхождение жизни: Маленький теплый водоем. – М.: Мир, 1982; Морозов Л.Л. Поможет ли физика понять, как возникла жизнь? // Природа, 1984. – № 12.