Открытый урок по биологии "Теория происхождения жизни на Земле"

Гипотеза панспермии: основные положения

Панспермия – гипотеза возникновения жизни на Земле в результате попадания на ее поверхность биологического материала из пространства космоса.

Теория панспермии предполагает, что некий биологический материал, или как его по-другому называют — «зародыши жизни», попал на Землю посредством метеоритного дождя или светового давления. Считается, что материал, положивший основу жизни на планете, являлся микроорганизмом или спорами с другой планеты. Согласно мнению приверженцев этой теории, попавшие на нашу планету микроорганизмы сумели приспособиться к условиям, начали развиваться и послужили началом для зарождения всей жизни на Земле.

Единственное, чего не может объяснить концепция панспермии, – это откуда на планете взялась разумная жизнь. Суть панспермии заключается лишь в объяснении попадания живых клеток на Землю. При этом сторонники теории считают, что для начала жизнедеятельности первых микроорганизмов не требовалось никаких дополнительных условий, жизнь подразумевается как нормальное свойство организмов.

Сторонники панспермии

Рихтер – не единственный ученый, который был приверженцем теории панспермии. Также сторонниками данной идеи являются знаменитые научные деятели Кельвин, Гельмгольц и Аррениус.

Стоит отметить, что Аррениус даже рассчитал возможность попадания бактериальных спор из космоса на нашу планету. Более того, именно он обратил внимание на эксперименты, проводимые отечественным физиком Лебедевым, который открыл давление потока света. Согласно теории Аррениуса, микроорганизмы перемещаются среди разных космических объектов не посредством метеоритов, комет или астероидов, а благодаря давлению солнечного света.

По мнению другого ученого – Вернадского, жизнь находилась на Земле на протяжении всего периода ее существования. Однако, благодаря прогрессу в науке, открытию радиации и ее влияния на все живое, а также открытию явления лучей в космосе, подвергло сомнениям многие концепции панспермии.

Теория панспермии в доказательствах Германа Рихтера

Г.Рихтер выдвинул теории панспермии в 1865 году, утверждая, что жизненные зародыши были занесены на Землю либо космической пылью, либо метеоритами. Исходя из представления, что в мировом пространстве везде носятся маленькие частицы твердого вещества (космозои), отделившиеся от небесных тел, ученый допускал, что одновременно с этими частицами, может быть, прилепившись к ним, носятся жизнеспособные зародыши микроорганизмов. 
Таким образом эти зародыши могут переноситься с одного заселенного организмами небесного тела на другое, где жизни еще нет. Если на этом последнем уже создались благоприятные жизненные условия, в смысле подходящей температуры и влажности, то зародыши начинают прорастать, развиваться и являются впоследствии родоначальниками всего органического мира данной планеты.

Радиационная панспермия 

В 1908 году шведский ученый Сванте Аррениус выдвинул концепцию, получившую название теории радиационной панспермии. Физик предположил, что первые споры бактерий оказались на Земле после миграции из дальних уголков Вселенной. Причиной этого «переселения» Аррениус считал давление солнечного света (или света другой крупной звезды). Данная гипотеза панспермии имеет немало сторонников. Самой вероятной прародиной жизни эти ученые называют Венеру, откуда термостойкие бактерии могли попасть на Землю в тот момент, когда две планеты оказались на максимально малом расстоянии друг от друга.

Что нужно преодолеть «зародышам жизни» при преодолении космического пространства?

Перед тем, как преодолеть космическое пространство и попасть на другой космический объект, простейшие микроорганизмы должны пройти несколько испытаний:

1. Сильный холод в межпланетном пространстве. Температура здесь опускается ниже 200 градусов по Цельсию. Согласно результатам экспериментов, споры хорошо выносят такой холод на протяжении длительного времени.
2. Отсутствие защиты от ультрафиолетовых лучей. Многие микроорганизмы быстро погибают под воздействием прямых солнечных лучей. Однако, существуют и более устойчивые бактериальные клетки, которые способны пережить ультрафиолет и добраться до места назначения.
3. Атмосферу космического объекта. Когда бактериальные микроорганизмы попадают в область притяжения одной из планет, они становятся подверженными силе трения, в результате которой могут сгореть. Однако, некоторые из простейших клеток все-таки способны пережить такое испытание и дойти до поверхности планеты невредимыми и по-прежнему жизнеспособными.

Помимо данных препятствий нельзя забывать и о том, что до попадания на какую-либо планету, в том числе и на нашу, живому организму предстоит преодолеть огромное астрономическое расстояние, которое измеряется миллионами лет. Возможность того, что за такое время хотя бы один простейший организм мог попасть на планету и дать начало жизни, очень мала, однако, она все-таки существует.

Доказательство теории панспермии

Во время миссии в космосе под названием «Apollon» были найдены микроорганизмы, произошедшие на Земле. Это подтвердило возможность переноса живых микроорганизмов между различными космическими объектами.

 В 2006 году были опубликованы результаты новых исследований, которые доказывали, что в составе комет и астероидов имеются небольшие участки, содержащие воду и некоторые простые микроорганизмы. Приверженцы гипотезы, что данное явление подтверждает возможность перенесения жизнеспособных организмов из космоса на нашу планету с помощью космических объектов – метеоритов, астероидов и комет.

Основное доказательство, которое используют ученые-панспермисты, являет собой факт того, что в Гренландии были найдены микроорганизмы, возраст которых составил 3,8 миллиардов лет. Если учесть, что нашей планете насчитывается 4,5 миллиарда лет, то для возникновения жизни остается 0,7 миллиарда лет. Согласно гипотезе панспермии, данного времени недостаточно для того, чтобы на планете зародилась новая жизнь, что подтверждает факт попадания живых клеток на Землю из космоса.

Также определенные исследования определили, что в составе метеоритных  объектов, попавших на Землю, имеются остатки простейших организмов с нитчатой структурой, которые схожи по своим свойствам с низшими грибами. Кроме того, ученые находили и различные окаменевшие бактерии.

В 2014 году было закончено еще одно исследование, которое подтвердило суть панспермии как теории возникновения жизни. Эксперимент состоял в том, что на борт аппарата Фонтон-М4 были помещены различные микроорганизмы. Для чистоты опыта простейшие клетки были расположены в безвоздушном пространстве, чтобы максимально приблизить условия эксперимента к космическим условиям.

После того, как аппарат приземлился, микроорганизмы были проверены, в результате чего выяснилось, что полет успешно пережили 11 бактериальных клеток, а также 4 поры. Более того, данные организмы не просто выжили, но после попадания в привычные условия начали размножаться.

Косвенное доказательство представили ученые из Швейцарии, которые показали, что ДНК вполне могут сохранить свою структуру даже в условиях преодоления космического пространства. Более того, хромосомы успешно переживают повторное прохождение атмосферы Земли.

Техногенная панспермия

Теория панспермии, как и множество других концепций, со временем претерпевала множество изменений. Суть такой идеи трактуется как возможность того, что аппараты, которые совершают перелеты с Земли к космическим объектам, разрушают имеющиеся там атмосферу и биосферу. Данная концепция не беспочвенна, на данный момент существуют некоторые доказательства техногенной панспермии:

• Установленным фактом является то, что космические корабли, которые совершают перелеты к объектам в космосе, нельзя отчистить от органических и биологических соединений. Согласно гипотезе панспермии, вероятность попадания бактерий в космическое пространство очень высока.
• При попадании земных микроорганизмов на космические объекты может повлечь за собой разрушение их собственной атмосферы из-за того, что инородные организмы с Земли могут производить различные элементы.
• Если у объекта будет разрушена атмосфера, следом разрушится и биосфера.

Гипотеза техногенной панспермии утверждает, что велика вероятность того, что в скором времени мы не сможем исследовать биологические вещества, так как они просто будут разрушены при прохождении атмосферы. Произойти это может в первую очередь из-за того, в последнее время в космос отправляется большое количество аппаратов, путешествующих по его просторам.

Панспермия в современном мире

Современные приверженцы концепции панспермии считают, что жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами с помощью летательных аппаратов. Доказательством этого являются многократные появления НЛО, наскальные изображения людей, одетых в костюмы, похожие на скафандры, а также сообщения о произошедших встречах с инопланетянами.

К гипотезе панспермии примыкает точка зрения астрономов Ч. Викрамасингха (Шри-Ланка) и Ф. Хойла (Великобритания). Они считают, что в космическом пространстве, в основном в газовых и пылевых облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы. Далее эти микроорганизмы захватываются кометами, которые затем, проходя вблизи планет, «сеют зародыши жизни».

Японские учёные исследовали бактерии в ультрацентрифуге и обнаружили, что некоторые их виды способны при гравитации в 403 627 g не только выживать, но и продолжать рост. К таким бактериям относятся Paracoccus denitrificans и широко известная Escherichia coli. Результаты эксперимента могут рассматриваться как ещё один довод в пользу теории панспермии, предполагающей, что жизнь на нашу планету была занесена из космоса на каком-нибудь небесном теле

Панспермия: за и против

С одной стороны, теория панспермии доказывает, что сама по себе жизнь на Земле зародиться не могла только под влиянием сил природы, и это действительно доказывается фактами, и в первую очередь тем, что были обнаружены очень древние простейшие микроорганизмы, возраст которых 3,8 миллиардов. Кроме того, также ученые панспермисты доказали и то, что споры и бактерии способны преодолевать космические пространства и после этого продолжать жизнедеятельность.

Но, с другой стороны, теория не объясняет сам момент зарождения жизни в космосе, где именно она образовалась, каким образом, и в какое время. В связи с этим возникает множество пробелов, которые невозможно заполнить научными фактами по сей день. Именно это является препятствием для дальнейшего развития концепции. К сожалению, такая проблема возникает во многих гипотезах.