В исследовательской работе и проекте по биологии "Теории возникновения жизни на Земле" автор изучила характеристику появления жизни на Земле, гипотезы и теории появления жизни на планете, а также разобралась в современных представлениях об этом вопросе.

В процессе проведения работы над исследовательским проектом по биологии на тему «Теории возникновения жизни на Земле» обучающаяся 10 класса изучила Теорию Креационизма, Теорему Абиогенеза, Теорию Самозарождения, а также получила знания о теории стационарного состояния и Теории о «первичном бульоне».

Подробнее о работе:

В индивидуальном исследовательском проекте «Теории возникновения жизни на Земле» автор сделала выводы о том, что "вода это необходимое для возникновения жизни вещество". Местом зарождения жизни на Земле могут быть не только мелководные прибрежные зоны океана, но и первичные мелководные водоемы и влажные почвы, вернее, влажные рыхлые грунты.

В самой исследовательской работе по биологии на тему «Теории возникновения жизни на Земле» дана общая характеристика появления жизни на Земле, приведены гипотезы и теории появления жизни, а также представлены современные представления о происхождении жизни на Земле и осуществляется опытно-практическая работа по теме проекта.

Оглавление

Введение
Глава I. Появление жизни на Земле
1.1. Общая характеристика появления жизни на Земле.
1.2. Гипотезы и теории появления жизни на планете Земле
1.3. Современные представления о происхождении жизни на Земле
Глава II. Опытно-практическая работа по теме «Возникновение жизни
2.1. Мой опыт в исследовании происхождения жизни на Земле.
2.2. Статьи о возникновении жизни на Земле
Заключение
Список литературы
Приложение

Жизнь - основное понятие биологии и философии - активная форма существования материи, которая в обязательном порядке содержит в себе «свойство живого».
Более или менее точно определить понятие «жизнь» можно только перечислением качеств, отличающих её от нежизни.

На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако учëные в целом признают, что биологическое появление жизни характеризуется:

• Организацией (высокоупорядоченное строение);
• Метаболизмом (получение энергии из окружающей среды и использование её на поддержание и усиление своей упорядоченности);
• Ростом (способность к развитию);
• Адаптацией (адаптированы к своей среде);
• Реакцией на раздражители (активное реагирование на окружающую среду), воспроизводством (все живое размножается);
• Эволюция.

В древности были два основных варианта. Первый — что тот или иной бог эту жизнь однажды сотворил и с тех пор живые организмы размножаются и производят себе подобных. Второй — идеи, связанные с философией и наблюдением, характерные для древних греков. Например, что жизнь возникает постоянно на наших глазах (Аристотель писал про самозарождение мышей из речного ила при разливах Нила в Египте).

Другие философы утверждали, что вопрос о происхождении жизни ставить нельзя, ведь жизнь, Земля и Солнце существуют вечно и начала у них никогда не было.

Актуальность: индивидуальность исследовательского проекта заключается в том, что вопрос «Что такое жизнь, каково ее происхождение?» всегда составлял одну из тайн возникновения жизни, которая волновала человечество с древних времен.

Тема проекта: «Теории возникновения жизни на земле»

Цель проекта: исследовать возможные причины появления жизни на нашей Земле.

Объект: Теории появления жизни на Земле.

Предмет: Биология.

Гипотеза проекта: изучение возникновения жизни на Земле будет более эффективным, если:

1. Узнать основные гипотезы возникновения жизни на Земле;
2. Изучить гипотезы и теории из научно-популярной литературы.

Задачи проекта:

1. Ознакомиться с гипотезами ученых мира о происхождении жизни на Земле;
2. Рассмотреть их особенности и разновидности;
3. Проанализировать и оформить полученные данные.

Методы:

1. Теоретический метод;
2. Практический метод.

Жизнь (лат. Vita) – основное понятие биологии и философии – активная форма существования материи от рождения до смерти, которая в обязательном порядке содержит в себе «свойства живого».

Человечество на протяжении многих лет пытается разгадать истинную причину и историю появления жизни на нашей планете. Происхождения жизни является одной из наиболее важных и сложных в современном естествознании. Еще чуть более ста лет назад практически во всех странах люди даже не думали подвергать сомнению теорию божественного вмешательства и сотворения мира высшим духовным существом. Более или менее точно определить понятие «жизнь» можно перечислением качеств, отличающих ее от нежизни.

На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако ученные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется: организацией (высокоупорядочное строение), метаболизм (получение энергии из окружающей среды и использование ее на поддерживание и усиление своей упорядочности),ростом (способность к развитию), адаптацией (адаптированы к своей среде), реакцией на раздражители (активное реагирование на окружающую среду), воспроизводство (все живое размножается) и эволюцией.

Сторонники идеи панспермии убеждены, что на Землю первые микроорганизмы были принесены из космоса. Так считал известный ученый-энциклопедист Герман Гельмгольц, английский физик Кельвин, российский ученый Владимир Вернадский и шведский химик Сванте Аррениус, считающийся по сей день родоначальником этой теории.

Научно подтвержден факт, что на Земле неоднократно были обнаружены метеориты с Марса и других планет, возможно с комет, которые могли прибыть даже из чужих звездных систем. В этом сегодня никто не сомневается, однако пока не понятно как жизнь могла возникнуть и на других мирах.

Существует несколько гипотез, но одна из них является зрения на происхождение живого, однако для религии это не считается гипотезой, а несомненным, достоверным, истинным знанием. Но для науки религиозная точка зрения на происхождения жизни представляет собой именно гипотезу (причем ненаучную). Религиозная версия происхождения живой природы, равно как и неживой, обычно называется креационизмом (лат. creatio – созидание). Согласно этой идее, жизнь есть результат божественного творения мира за шесть дней согласно с Библией. Как уже говорилось, креационизм не имеет прямого отношения к науке, но, будучи одной из точек зрения происхождения жизни, не может быть оставлен без внимания при обсуждении данной темы.

Другая гипотеза происхождения живого, которая характерна прежде всего для древней науки, чаще всего называют абиогенезом (греч. а – не, bios – жизнь, genos, genesis – происхождение). По этой гипотезе живое спонтанно и самопроизвольно может возникать из неживого в течение незначительного времени. Гипотезы абиогенеза придерживался Аристотель, который полагал, что определенные «частицы» вещества содержит некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Так он считал, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, а также присутствует в солнечном свете, тине и гниющем мясе.

«Таковы факты, - писал Аристотель, - живое может возникнуть не только путем спаривания животных, но и разложением почвы. Так же обстоит и у растений: некоторые развиваются из семян, а другие как бы самозарождаются под действием всей природы, возникая из разлагающейся земли или определенных частей растений». По Аристотелю какой-либо существенной границы между живой и неживой природой не существует: «...природа совершает переход от безжизненных объектов к животным с такой плавной последовательностью, поместив между ними существа, которые живут, не будучи при этом животными, что между соседними группами, благодаря их тесной близости, едва можно заметить различия» [4, c.76].

Отходя от абиогенеза, ученый Ладзаро Спалланцани в 1765 году, его опыты и эксперименты Франческо Реди, позволили сделать ему вывод о том, что жизнь не может самопроизвольно зародиться из неживого, а возникает только из предшествующей жизни. Эта идея получила название – биогенез (греч. bios – жизнь, genos, genesis – происхождение). Опыты Луи Пастера окончательно подтвердили концепцию биогенеза и опровергли гипотезу абиогенеза. Его вывод заключался в том, что бактерии вездесущи, и неживые объекты, если их не стерилизовать должным образом, легко могут быть заражены живыми существами.

Также есть теория, которому поспособствовали эксперименты Гарольда Юри и Стэнли Миллера, проведенные в 1950-е годы. Они смогли воссоздать почти те же условия, которые существовали на поверхности нашей планеты до зарождения жизни. Через смесь молекулярного водорода, угарного газа и метана пропустили небольшие электрические разряды и ультрафиолет. В результате этого метан и прочее примитивные молекулы превратились в сложные органические вещества, в том числе десятки аминокислот, сахар, липиды и даже зачатки нуклеиновых кислот.

Относительно недавно, в марте 2015 года, ученные Кембриджского университета во главе с Джоном Сазерлендом показали, что все типы «молекул жизни», в том числе РНК, белки, жиры и углеводы, можно получить в ходе подобных реакций, в которых будут участвовать простые неорганические соединения углерода, сероводород, соли металлов и фосфата. Эту гипотезу называют – «теория о первичном бульоне».

Можно услышать еще одну гипотезу, с идеей которой конкурирует популярная мысль о том, что жизнь зародилась не на поверхности океана, а в самых глубоких регионах его дна, в окрестностях «чёрных курильщиков», подводных гейзеров, и других геотермальных источников [5, с.246].

Их выбросы богаты водородом и другими веществами, которые, по мнению учёных, могли скапливаться на склонах пород и давать первой жизни все необходимые пищевые ресурсы и катализаторы реакций. Доказательство этого можно признать современные экосистемы, существующие в окрестностях подобных источников на дне всех океанов Земли – они включают в себя не только микробов, но и даже многоклеточные живые существа.

Теория Креационизма предполагает, что все живые организмы (либо только простейшие их формы) были в определенный период времени сотворены («сконструированы») неким сверхъестественным существом (божеством, абсолютной идеей, сверхразумом, сверхцивилизацией и т.п.). Сотворение мира единым Богом, изображенное в Библии, является одним из центральных догматов веры иудаизма и христианства. Главным повествованием о сотворении является первая книга Библии – Бытие. Однако истолкование данного повествования и понимание процесса творения среди верующих очень различны.

Основные библейские тексты о сотворении содержатся в двух повествованиях первой и второй глав книги Бытия. Первое повествование о сотворении занимает всю первую главу книги и начало второй [7, с.490-493]. Оно описывает процесс творения в виде рабочей недели и выходного (субботнего) дня. В данном тексте идет повествование появления всего живого за шесть дней.

На первый день – Бог сотворил небо и землю, отделил свет от тьмы и назвал свет днем, а тьму ночью.
На второй день – Бог создал твердь небесную «и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью».
На третий день – Бог собирает поднебесную воду в одно место и являет сушу. Называет сушу землей, а собранные воды – морями. Создает растительность.

На четвертый день – «и сказал Бог: да будут светила на тверди небесной, для отделения дня от ночи, и для знамений, и времен, и дней, и годов...И создал Бог два светила великие: светило большее, для управления днем, и светило меньшее, для управления ночью, и звезды».
На пятый день – Творец заселяет моря пресмыкающимся и рыбам, а землю – птицами.
И, наконец, на шестой день – Бог создает зверей земных, скот, гадов, а затем – человека.

Повествование завершается тремя первыми стихами второй главы книги Бытия, где сказано, что Творец «почил в день седьмой от всех дел Своих, которые делал», и «благословил Бог седьмой день, и освятил его, ибо в оный почил от всех дел Своих, которые Бог творил и созидал».

Второе повествование о сотворении содержится во второй главе книги Бытия начиная с четвёртого стиха. В тексте сказано о создании райского сада и двух деревьев в нём: древа жизни и древа познания добра и зла, о первой данной человеку заповеди – не вкушать плодов от древа познания и добра и зла, а также содержится рассказ о сотворении Адама и Евы. Они были созданы Богом по подобию Его на шестой день творения. Адам был создан «из праха земного».

Бог наделил его душой. Согласно еврейскому календарю Адам был сотворён в 3760-м году до н. э. Бог поселил Адама в Эдемском саду и разрешил есть плоды с любого дерева, кроме именно того Дерева познания и Добра и Зла. Адам должен был возделывать и хранить Эдемский сад, а также дать названия всем, созданным Богом, животным и птицам. Ева была создана как помощница Адама.

Сотворение мира Богом упомянуто также во многих других местах Библии (в книгах пророков, псалмах, книге притчей Соломоновых, книге Иова, во второканонических/ неканонических книгах Ветхого Завета и в книгах Нового Завета), но не настолько подробно как в книге Бытия. Также о сотворении мира говорится в прологе Евангелия от Иоанна, где повествуется, что по сравнению с синоптическими Евангелиями произведения Иоанна Богослова представляет наивысший уровень христологии, описывая Иисуса Христа в качестве вечного Логоса (Слово, Мудрость, Причина), который находится у истоков и в начале всех явлений, рассказывая о его земной жизни в качестве Спасителя человечества и объявляя его Богом.

Теорема Абиогенеза – это идея о том, что жизнь возникла из неживого материала. Эта концепция значительно расширилась по мере возрастания человеческого понимания науки, но все формы абиогенеза имеют одну общую черту: ни одна из них не подтверждается с научной точки зрения. Ни один эксперимент не продемонстрировал абиогенез в действии.

Он никогда не наблюдался в естественной или искусственной среде. Условия, предположительно существовавшие на земле, либо неспособны создать необходимые строительные блоки, либо являются взаимоисключающими. Доказательств того, где и когда могла возникнуть такая жизнь, не найдено [1, c.1-8]. Фактически, все, что мы знаем о науке сегодня, указывает, что абиогенез не мог произойти при каких-либо естественных условиях.

Ранние концепции абиогенеза были весьма упрощенными. Поскольку гниющее мясо покрывается личинками, поэтому выдвигалось предположение, что мясо превращается в личинок. Мышей обычно видели в местах хранения сена, поэтому считалось, что сено превращается в мышей. Этот тип абиогенеза известен как «спонтанная генерация». Еще несколько сотен лет назад он являлся научно-популярным объяснением воспроизведения жизни. Лишь в середине 1800 – х годов такие ученые, как Луи Пастер, экспериментально доказали, что живые существа могут происходить только от других живых существ. То есть, наука со временем окончательно подтвердила, что единственным источником любой живой клетки является другая живая клетка.

Современные концепции абиогенеза могут быть очень сложными – некоторые более маловероятны, чем другие. Предположения разнообразны – от подводных вулканов до мест падения метеоритов и даже радиоактивных пляжей. В целом, все современные теории абиогенеза представляют некоторый сценарий, в котором природные условия создают, объединяют и упорядочивают молекулы таким образом, чтобы они начали самовоспроизводиться. Эти теории широко варьируются в зависимости от природы условий, сложности молекул и пр. Но у всех них есть как минимум один общий фактор: они до невозможности маловероятны, если основываться на общепринятой науке [2, с.27].

Одной из проблем современного абиогенеза является необычайная сложность живых организмов. Эксперименты доказали, что очень простые аминокислоты действительно могут образовываться в лабораторных условиях. Однако этих отдельных кислот абсолютно недостаточно для формирования живой клетки. Более того, условия, создающие эти кислоты, не только убили бы любую такую клетку сразу после ее возникновения, но также вряд ли когда-либо вообще существовали в любой момент земной истории. Любая эволюционная теория, которая предполагает, что сверхпростая жизнь могла развиться из одной сформированной клетки, не имеет ответа на вопрос, как сформировалась эта клетка прежде всего. Нет «прототипа первой клетки».

Наука даже не приблизилась к созданию самоподдерживающейся живой клетки, которая могла бы быть произведена или выжить в условиях, необходимых для формирования ее компонентов. Говорят, что «смерть – единственная проблема философии». Это может или не может быть правдой, но борьба со смертью представляет собой серьезную проблему для любого философского взгляда. Во многом абиогенез таким же образом является самой большой проблемой научного натуралиста. Существуют натуралистические предположения о том, как жизнь могла начаться без создателя или разумного замысла [10, c.512].

И все же эти чисто естественные объяснения полностью опровергаются самой наукой. Ирония в том, что большое количество людей продолжает провозглашать научный натурализм явно «доказанным», «установленным» или «продемонстрированным». Но он обязательно связан с абиогенезом, который с позиции науки невозможен. Доказательства, что живое не может происходить из неживого, являются убедительным свидетельством того, что натурализм не является реалистичным мировоззрением. Жизнь имела либо естественное происхождение (абиогенез), либо сверхъестественное (разумный замысел). Научная невозможность абиогенеза является аргументом в пользу наличия по крайней мере сверхъестественного создателя.

Единственный способ формирования даже самых базовых строительных блоков жизни – это ненатуральные, тщательно спроектированные и строго контролируемые условия. Это само по себе позволяет предположить, что жизнь не может начаться без разумного вмешательства.

Теория Самозарождения. Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384—322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Согласно этой гипотезе, определённые «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.

С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести, но эта идея все продолжала существовать где-то на заднем плане в течение ещё многих веков.
Известный учёный Ван Гельмонт описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.

В 1668 году итальянский биолог и врач Франческо Реди подошёл к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе — это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза) [12, c.416].

Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя эта идея несколько отошла на задний план, она продолжала оставаться главной версией зарождения жизни.
В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергли спонтанное зарождение мух, первые микроскопические исследования Антони ван Левенгука усилили эту теорию применительно к микроорганизмам. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и спонтанного зарождения, однако его наблюдения под микроскопом давали пищу обеим теориям.

В 1860 году проблемой происхождения жизни занялся французский химик Луи Пастер. Своими опытами он доказал, что бактерии вездесущи, и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать должным образом. Учёный кипятил в воде различные среды, в которых могли бы образоваться микроорганизмы. При дополнительном кипячении микроорганизмы и их споры погибали. Пастер присоединил к S-образной трубке запаянную колбу со свободным концом. Споры микроорганизмов оседали на изогнутой трубке и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо прокипячённая питательная среда оставалась стерильной, в ней не обнаруживалось зарождения жизни, несмотря на то, что доступ воздуха был обеспечен.

В результате ряда экспериментов Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения.
Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности — либо изменение численности, либо вымирание.

Однако гипотеза стационарного состояния в корне противоречит данным современной астрономии, которые указывают на конечное время существования любых звёзд и, соответственно, планетных систем вокруг звёзд. По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст Земли, Солнца и Солнечной системы исчисляется ~4,6 млрд лет. Поэтому эта гипотеза обычно не рассматривается академической наукой.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определённых ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводит в качестве примера представителя кистепёрых рыб — латимерию. По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми останками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным.

Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, её сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определённом пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков. Теории самозарождения и стационарного состояния представляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований противоречат выводам этих теорий.

Панспермия — это идея о том, что жизнь зародилась где-то за пределами Земли и лишь затем была перенесена на нашу планету через космическое пространство [3, c.76]. Эта концепция возникла еще в Древней Греции, но в ХХ веке вновь привлекла к себе внимание благодаря шведскому физику и химику Сванте Аррениусу. В 1908 году ученый предположил, что споры бактерий могут переноситься солнечным ветром от звезды к звезде и попадать на пригодные для жизни планеты. Сначала научное сообщество опровергло разработки Аррениуса. Учитывая необъятность космоса и крошечное пространство, занимаемое планетами, представлялось статистически маловероятным, чтобы споры могли совершить такое путешествие.

Даже если бы это произошло, семена, скорее всего, упали бы на центральную звезду планетарной системы и сгорели бы. Кроме того, они бы не выдержали времени, необходимого для путешествия из одной системы в другую. Даже наиболее изученному марсианскому метеориту ALH 84001 потребовалось несколько миллионов лет, чтобы добраться от Красной планеты до Земли.

Через 10 лет после Киршвинка другой исследователь, Стивен Беннер из Фонда прикладной молекулярной эволюции, тоже высказался в пользу этой гипотезы. Другим видным ученым, пропагандирующим панспермию, был физик Фред Хойл. Его идея заключалась в том, что возбудители болезней, например, вирусы гриппа, попали на Землю из космоса. Но эта теория неправдоподобна с биологической точки зрения. Возбудители болезней эволюционируют вместе со своим носителем, а поскольку на других планетах, как предполагают скептики, нет людей, форма жизни из космоса не могла настолько хорошо приспособиться, чтобы заразить нас. Однако науке известно, что кометы и астероиды могли принести на раннюю Землю «строительные блоки жизни» — аминокислоты [13, c. 29 – 36].

Бактерии без толстого защитного слоя слишком уязвимы в космосе. Но что, если они будут защищены внутри метеорита под несколькими слоями осадочной породы? После появления гипотез Киршвинка и Беннера было проведено множество опытов, которые показали, что это вполне возможный сценарий. Микроскопичные путешественники способны были бы пережить полет с Марса на Землю. Более того, исследования метеорита ALH 84001 продемонстрировали, что его внутренняя часть никогда не нагревалась выше 40℃ — а любая стерилизация начинается лишь при 60℃.

Для предполагаемого переноса жизни между Марсом и Землей необходимо, чтобы она сначала зародилась на Красной планете. Это вполне возможно, учитывая, что ранний Марс был более теплым, влажным и очень похожим на современную Землю. Однако планета быстро остыла после своего рождения. Одна из причин — Марс был меньше и дальше от Солнца. Все это дает ученым возможность осторожно провозглашать, что гипотеза о том, будто бы мы все зародились на Марсе, — не полное безумие. Но доказать или опровергнуть ее удастся только в ходе будущих полетов на Красную планету.

Теория о «первичном бульоне» - термин введённый советским биологом Александром Ивановичем Опариным. В 1924 году он выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение, в ходе постепенной химической эволюции, молекул, содержащих углерод, в первичный бульон.

В 1924 году будущий академик Александр Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения. Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их Коацерватные капли, или просто коацерваты [9, c.57].

Согласно его теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа:

1. Возникновение органических веществ;
2. Возникновение белков;
3. Возникновение белковых тел.

Астрономические исследования показывают, что как звёзды, так и планетные системы возникли из газопылевого вещества. Наряду с металлами и их оксидами в нём содержались водород, аммиак, вода и простейший углеводород — метан.
Условия для начала процесса формирования белковых структур установились с момента появления первичного океана (бульона). В водной среде производные углеводородов могли подвергаться сложным химическим изменениям и превращениям. В результате такого усложнения молекул могли образоваться более сложные органические вещества, а именно углеводы.

Наука доказала, что в результате применения ультрафиолетовых лучей можно искусственно синтезировать не только аминокислоты, но и другие органические вещества. Согласно теории Опарина, дальнейшим шагом по пути к возникновению белковых тел могло явиться образование коацерватных капель. При определённых условиях водная оболочка органических молекул приобретала чёткие границы и отделяла молекулу от окружающего раствора. Молекулы, окружённые водной оболочкой, объединялись, образуя многомолекулярные комплексы — коацерваты [8, с.176].

Коацерватные капли также могли возникать при простом смешивании разнообразных полимеров. При этом происходила самосборка полимерных молекул в многомолекулярные образования — видимые под оптическим микроскопом капли.

Капли были способны поглощать извне вещества по типу открытых систем. При включении в коацерватные капли различных катализаторов (в том числе и ферментов) в них происходили различные реакции, в частности полимеризация поступающих из внешней среды мономеров. За счёт этого капли могли увеличиваться в объёме и весе, а затем дробиться на дочерние образования. Таким образом, коацерваты могли расти, размножаться, осуществлять обмен веществ.

Далее коацерватные капли подвергались естественному отбору, что обеспечило их эволюцию.
Подобные взгляды также высказывал британский биолог Джон Холдейн.

Проверил теорию Стэнли Миллер в 1953 году в эксперименте Миллера — Юри. Он поместил смесь H2O, NH3, CH4, CO2, CO в замкнутый сосуд и стал пропускать через неё электрические разряды (при температуре 80°С). Оказалось, что образуются аминокислоты. Позднее в разных условиях были получены другие сахара и нуклеотиды. Он сделал вывод, что эволюция может произойти при фазовообособленном состоянии из раствора (коацерватов). Однако, такая система не может сама себя воспроизводить.

Теория была обоснована, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза почти все специалисты в области происхождения жизни. Если спонтанно, путём случайных безматричных синтезов в коацервате возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то как они могли копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам? Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения — внутри коацервата и в поколениях — единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур.

Однако, было показано, что первые коацерваты могли образоваться самопроизвольно из липидов, синтезированных абиогенным путем, и они могли вступить в симбиоз с «живыми растворами» — колониями самовоспроизводящихся молекул РНК, среди которых были и рибозимы, катализирующие синтез липидов, а такое сообщество уже можно назвать организмом.

Прочитав об опытах Опарина в домашних условиях, я решила провести этот опыт Опарина самостоятельно дома и узнать, возможно ли появление жизни в воде. Для того, чтобы это проверить я взяла талую воду и наполнила ею две небольшие емкости. Одна емкость была прозрачной и открыта для доступа света, тепла и воздуха, а вторая непрозрачная и закрыта плотно крышкой. Первую емкость я поместила на подоконнике, а вторую поставила в место, которое недоступно для света и тепла.

Результат я оценила уже через 2 месяца. Я взяла образцы из разных емкостей и изучила их под микроскопом. В емкости, которая стояла на подоконнике, которой был доступ для света, тепла и воздуха зародились живые организмы, когда в закрытой ничего не произошло.
Под микроскопом я посмотрела и изучила капли из разных емкостей. Данный опыт Опарина показал, что, возможно, жизнь зародилась в воде древнего мирового океана нашей планеты, под воздействием солнечного света и тепла.

По мнению Сиверцева Е. Ю. автора статьи, проблематика познания объектов природного бытия является концептуальной по причинам ограниченности или недоступности фактов и невозможности экспериментальной проверки исследуемых объектов [11, с.81]. Проблема происхождения жизни на Земле относится к множеству научных проблем, которые исследуются длительное время, но не имеют достаточных фактов и необходимой экспериментальной проверки. По этой причине проблема происхождения жизни на планете Земля не решена по настоящее время. Учёные создают концепции происхождения (возникновения) - вероятностные системы знаний, которые необходимо последовательно разрабатывать эмпирическими и логическими методами научного познания.

Приоритет использования учёными многообразия научных методов познания сложных объектов, в том числе, происхождения жизни, осознаётся разработчиками проблем методологии познания, например. Отсутствие необходимого и достаточного решения проблемы методами естественных наук, стимулирует создание социокультурных концепций решения научных проблем.
По мнению автора статьи, следуя критерию мировоззренческого решения проблемы познания, множественность концепций происхождения жизни на основе фактов естественных наук и социокультурных факторов эволюции науки имеет эвристическое значение для прогресса знаний.

В публикациях автора статьи выделяются основные группы научных и паранаучных концепций происхождения жизни: концепция самовозникновения (самозарождения) жизни из неорганических веществ Земли; концепция стационарности жизни, или вечности жизни во Вселенной; креационистские концепции (гипотезы); концепция геоэволюционного происхождения жизни.

Концепция самовозникновения (самозарождения) жизни из неорганических веществ Земли возникла из жизненного опыта людей, которые не имели технических возможностей наблюдать за развитием микроорганизмов. Наблюдая органом зрения без применения микроскопа за изменениями возникновения личинок и червеобразных, учёные-биологи прошлого объясняли такие изменения самозарождением жизни из веществ неорганической природы.

В экспериментах Ф. Реди в 17 в., Л. Пастера в 19 в. и наблюдениях иных учёных была доказана невозможность возникновения жизни из неорганических веществ без стадий саморазвития. «Принцип Реди» означает закономерность возникновения жизни из предшествующей данному организму предкового организма, или правило «всё живое возникает из живого», или «всё живое - из живого».

Концепция стационарности жизни, или вечности жизни во Вселенной основана на гипотезе возможности наличия жизни и её «семян», или («спермы жизни») в бесконечности бытия (Вселенной, космоса). Впервые гипотезу занесения жизни из Космоса на Землю предложил учёный-физик из Королевства Нидерландов Х. Гюйгенс в книге «Космотеорос» в конце 17 в. В современной культуре термин «Принцип Гюйгенса» в биологическом познании обозначает гипотезу появления жизни на Земле из космоса.

Так как Земля - часть бытия (Вселенной), то жизнь могла возникнуть на Земле естественным способом из «семян жизни», которые всюду во Вселенной. Если семена попадают в нормальные условия, из них развиваются организмы. По этой аналогии «семена жизни» на Земле попали в нормальные условия и развились в многообразие жизни на Земле. Гипотезу панспермии для объяснения происхождения жизни более аргументированно обосновал выдающийся учёный в области физической химии из Швеции С. Аррениус (1859-1927).

Разработчики концепции панспермии жизни С. Аррениуса - Л. Оргель и Ф. Криг - дополнили гипотезу Аррениуса гипотезой преднамеренного поступления жизненных семян (форм) на Землю. По их мнению, иные сознательные и разумные или более совершенные существа космоса (Вселенной) направили на Землю в специальных носителях разные формы жизни и из них развилось современное состояние жизни. Результаты современного астрономического познания не имеют фактов существования внеземных видов жизни.

Элементарные процессы преобразования абиогенных веществ в органические вещества, которые составляют биохимическую основу современных организмов также были осуществлены в лабораториях. Разработчики концепции предбиологической стадии возникновения жизни на планете Земля - группы учёных под руководством А.И. Опарина, С. Миллера, К. Бахадура, С. Фокса - создали из неорганических веществ следующие классы органических веществ - аминокислоты, альдегиды, кислоты, рибоза, АТФ.

Гипотеза Опарина-Холдейна не объясняет многие эволюционные явления: причины установления кодовых связей между молекулой ДНК и молекулами белков у протобионтов и протоклеток; причины ограниченности количества аминокислот, участвующих в образовании белков, величиной 20-21 единиц; наличие в белковых молекулах левовращающихся молекул аминокислот, а в нуклеиновых кислотах наличие исключительно правовращающихся молекул.

Специалисты в области эволюционной биологии обосновали концепцию вероятного возникновения жизни и её последующего усложнения, начиная с 3,6-3,8 млрд. лет назад. Следы деятельности микроорганизмов с датировкой 3,5 млрд лет обнаружены в осадочных горных породах в местности Фиг-Три в Южной Африке.
По имеющимся фактам научного естествознания происхождение жизни характеризуется последовательными длительными во времени химическими превращениями и реакциями в условиях физических процессов и закономерностей первичного состояния нашей планеты.

На химической стадии эволюции планеты Земля возникли вещественные основы для появления простых форм жизни, которые постепенно усложнились и исследуются современным комплексом наук о Земле. Химическая эволюция жизни называется предбиологической эволюцией.
Специалистами эволюционной биологии установлены основные выводы концепции (теории) биохимической эволюции о последовательности предбиологической эволюции: абиогенное возникновение биологических полимеров, формирование мембранных структур, появление первичных организмов. Теоретики эволюционной концепции (модели) происхождения жизни - А. И. Опарин, К. Фолмс, С. Фокс, В. Гольданский, Г. Миллер, Л. Морозов и др [6, c.68].

Общими закономерностями эволюции биосферы после возникновения жизни являются: общее усложнение экосистем и количественное накопление жизненных форм; возникновение биокруговорота веществ посредством взаимодействия продуцентов, консументов и редуцентов; накопление массы органического вещества; возникновение биокосных систем почвы, океанов; циклический и периодический режимы роста биоразнообразия.

Все царства природы происходят из единого первичного Океана. Первичными организмами на Земле были прокариоты анаэробы, существовавшие в водах первичного Океана. Дальнейшие пути развития царств природы связаны с образованием новых групп и видов организмов в составе разнородных биосистем. Предполагается, что после возникновения жизни произошло ее разделение на три надцарства протоорганизмов: археобактерии; эубактерии; эукариоты.

Надцарство Протоорганизмы представляют археобактерии, способные и по настоящее время обитать в бескислородных илах, горячих вулканических источниках и иных экстремальных условиях. Организмы второго надцарства - эубактерии, вероятно, существуют в настоящее время в тех же свойствах, что и в период становления жизни. Третье надцарство эволюционировало к многообразию современных организмов и называется Надцарство Эукариот.

Разработана гипотеза возникновения эукариот в результате симбиоза протоорганизмов современных митохондрий аэробных бактерий с предками современных хлоропластов - цианобактериями. Надцарство эукариот более миллиарда лет назад разделилось на царство Животные, царство Грибы, царство Растения.

Общими закономерностями эволюции царства Растения являются: переход от гаплоидности к диплоидности - от организмов с клетками, содержащими одинарный набор хромосом, к организмам с клетками, содержащими два гомологичных набора хромосом; утрата связи процесса полового размножения с наличием капельно-жидкой воды, переход от наружного оплодотворения к внутреннему, возникновение цветка и двойного оплодотворения; переход к наземным условиям жизни и связанной с этим явлением дифференциация тела растений на корень, стебель, лист, проводящую систему, изменения тканей; специализация опыления насекомыми, распространение семян и плодов животными, совершенствование защиты зародыша от неблагоприятных условий.

Первые растительные остатки обнаружены в породах архейской эры с возрастом около 3 млрд лет. Вид обнаруженных растений - зелёные водоросли. Иные биовиды и многие ископаемые предки современных таксонов растений в древней геологической истории не обнаружены.

Общими закономерностями эволюции царства Животные являются: возникновение многоклеточности; последовательное дифференцирование всех систем органов особей; возникновение твёрдого скелета: твёрдый скелет возникает у позвоночных, наружный - у членистоногих; возникновение и совершенствование нервной системы у насекомых и центральной нервной системы у позвоночных; развитие социальности образа жизни у разных биовидов животных. Предками современных земноводных организмов были кистепёрые рыбы.

Причинами такого рода состояний биохимических явлений могут быть непознанные ещё природные закономерности. Непознанные объекты бытия могут объясняться деятельностью неизвестных людям внеземных высокосовершенных состояний природы, или высших сил бытия различной сущности. Обращение к высшим силам бытия как первичной из всех причин объяснения природных состояний и бытия человека допустимо на уровне обыденного познания, но непродуктивно для научного познания, так как не способствует получению нового истинного знания. [14; с. 141]

Специалисты по экзобиологии - бионауки о внеземных состояниях жизни - не выявили жизни за пределами Земли, не установили контакты с внеземными высшими силами бытия. Исследование проблематики происхождения жизни не завершены, но для решения проблем человеческой деятельности необходимы мировоззренческие решения («выводы»).

Мировоззрение - система знаний, объясняющая сущность бытия (мира) и смысл жизни человека, создаваемая для оптимизации общественной и личной жизни людей под действием исторических и индивидуальных факторов. Объяснение сущности объектов бытия и смысла жизни необходимо человеку для планирования оптимальности своей деятельности в режимах соблюдения прав человека и ценностей культуры.

Проблема возникновения жизни на Земле является научно-мировоззренческой и решается по мере прогресса научного познания и гуманизации ценностных классов культуры человека и общества. В концепции автора статьи прогресс науки и утверждение позитивных ценностей цивилизации осуществляются в форме человеческой деятельности, преобразующей хаос непознанного бытия в состояния оптимального удовлетворения витальных и общественных потребностей человека.

Моей целью исследовательского проекта по биологии "Теории возникновения жизни на Земле" было исследовать возможные причины появления жизни на нашей Земле. Для этого поставила задачи ознакомиться с гипотезами ученых мира о происхождении жизни на нашей планете, рассмотреть их особенности и разновидности, проанализировать полученные данные.

Поставленная цель проекта на тему "Теории возникновения жизни на Земле" была достигнута, в результате научного эксперимента удалось выяснить, что «вода - это вещество, необходимое для возникновения жизни» подтвердилась. Местом возникновения жизни на Земле могли быть мелководные прибрежные зоны морей, а также первичные мелкие водоемы или влажные почвы, вернее, влажные рыхлые грунты.

Вода обладает неоценимым для живых существ свойством: она инертный растворитель, т. е. растворитель, химически не изменяющийся под воздействием тех веществ, которые растворяет. Благодаря этому ее свойству вещества, необходимые для живых тканей, попадают в организм в сравнительно мало измененном виде, а сама вода как растворитель может быть использована организмом многократно. Также, вода — единственный источник кислорода, входящего в состав атмосферного воздуха. Растения (в том числе водоросли) выделяют его в процессе фотосинтеза — одного из величайших биохимических процессов на Земле.

К середине протерозойской эры (менее миллиарда лет назад) водоросли благодаря фотосинтезу изменили состав атмосферы Земли, очистили ее от углекислого газа, обогатили кислородом и способствовали появлению в атмосфере слоя озона, защитившего Землю от губительной коротковолновой ультрафиолетовой радиации. Они создали грандиозную массу органического вещества, из остатков которого, накопившихся на дне первозданных морей и озер, в результате химических процессов образовались месторождения нефти и горючего газа.

Еще осталось много неясного в гипотезах возникновения жизни, но в принципе вопрос о первичном абиогенном образовании водного раствора органических веществ на еще безжизненной Земле можно считать решенным. На данное время нельзя однозначно трактовать происхождение жизни. Поскольку есть доказательства как одной, так и второй теории.

Для того чтобы точно установить как возникла жизнь нужны еще исследования в рамках исследовательской работы и проекта по биологии "Теории возникновения жизни на Земле". Только после их проведения можно будет установить, какая из этих теорий верна. Возможно, будет создана единая теория происхождения жизни, которая включит в себя несколько теорий.

1. Джерадж, Майкл Ч. Великая биология. От происхождения жизни до эпигенетики. 250 основных вех в истории биологии / Джерадж Майкл Ч.. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2018. – с. 1-8
2. Дудь, Александр Петрович Лекция 10 Концепции Происхождения Жизни / Дудь Александр Петрович. - Москва: Наука, 2014. - с. 27
3. Кэрролл, Ш. Вселенная. Происхождение жизни, смысл нашего существования и огромный космос / Ш. Кэрролл. - М.: Питер, 2017. – с. 76
4. Лункевич, В.В. Жизнь, ее законы и происхождение / В.В. Лункевич. - М.: ОГИЗ, 2015. – с. 144
5. Машинский, В. Л. Зеленый фонд - составная часть природы. Современные представления о происхождении Вселенной, Земли и жизни на Земле / В.Л. Машинский. - М.: Компания Спутник +, 2016. – с. 246
6. Машинский, В.Л. Зеленый фонд - составная часть природы. Современные представления о происхождении Вселенной, Земли и жизни на Земле / Л. Машинский. - М.: Спутник+, 2016. – с. 68.
7. Диакон Димитрий Майоров. Креационизм // Православная энциклопедия. — М., 2015. - Т. «Коринф — Крискентия». — с. 490 - 493.
8. Опарин, А. И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие / А.И. Опарин. - М.: Наука, 2018. – с. 176
9. Опарин, А.И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие / А.И. Опарин. - М.: ЁЁ Медиа, 2015. – с. 57
10. Докинз Р. Эгоистичный ген / пер. с англ. Н. Фоминой. — М., 2016. — с. 512
11. Томас, Итон Вселенная, происхождение жизни и всего на свете в инфографике / Итон Томас. - М.: Питер, 2016. – 81 – 93 c.
12. Питер, Годфри-Смит. Метазоа. Зарождение разума в животном мире. — М.: Альпина нон-фикшн, 2023. — 416 с.
13. М. Д. Нусинов Занесение жизни из космоса на Землю. (Панспермия), 2018 – с. 29 – 36.
14. Михайлов В. М. Путь к истине. — М., Издательство Московского университета, 2020. — с. 141.