Файл: Камшилов, М. М. Эволюция биосферы.pdf

Глава I

КОСМИЧЕСКИЕ И ПЛАНЕТАРНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ЭВОЛЮЦИИ ЖИЗНИ

Miii вынуждены допустить, что живая материя осуществлялась /так лее, как все остальные процессы, путем эволюции...

процесс этот, вероятно, имел место и при переходе из неорганического мира в орга­ нический.

К. А. Тимирязев

От догмы самозарождения живого

кнаучной теории возникновения жизни

Втечение многих веков для большинства людей про­ блемы возникповеття живого вообще не существовало. Даже известные ученые допускали возможность постоян­ ного зарождения живых существ из неживого. Отец наук, греческий философ Аристотель, живший более трех столе­ тий до нашей эры, не сомневался в самозарождении ля­ гушек, мышей, не говоря уже о более мелких животных и растениях. В' III в. н. э. философ-идеалист Плотин говорил о самозарождении живых существ из земли в процессе гниения.

ВXVII в. голландский ученый Ян Баптист Ван-Гель- монт, известный своими количественными исследования­

ми питания растеиий, был и автором рецепта получе­ ния мышей из пшеницы и загрязненного потом белья. Английский . философ Френсис Бэкои, основоположник экс­ периментальной науки, выступил в своем знаменитом труде «Новый органон» с резкой критикой древнегрече­ ского философа Аристотеля и его последователей за от­ влеченный характер мышления. В то же самое время он пишет о самозарождении мелких животных в гнию­ щих субстратах. По его мнению, гниение — зачаток нового рождения. Идея самопроизвольного зарождения живого из

9

неживого не вызывала возражений и у таких выдающих­ ся мыслителей, как В. Гарвей, Р. Декарт, Г. Галилей, Ж. Б. Ламарк, Г. Гегель.

Перелом в представлениях начался лишь со второй половины XVII в., когда тосканский врач Франческо Редн в 1668 г. доказал, что белые черви, развивающиеся в гниющем мясе, представляют собой личинок мух. Сто лет спустя итальянец Лазаро Спалланцани и русский уче­ ный Мартын Тереховский нанесли первый удар по пред­ ставлениям о самозарождении микроскопических организ­ мов. И лишь еще через 100 лет, в 1862 г., гениальный французский ученый Луп Пастер окончательно опроверг догму самопроизвольного зарождения, утвердив положе­ ние «все живое из живого».

Опыты Пастера, доказавшие певозможпость самопро­ извольного зарождения простейших организмов в совре­ менных условиях, привели к тому, что вопрос о возник­ новении жизии на Земле стал важной научной пробле­ мой. Ученые, в какой-то мере пытавшиеся ответить на него, разделились на два лагеря. Представители одного лагеря развивали идею вечности жизни. Согласно этой идее жизнь иа нашей планете никогда не зарождалась, а была занесена на Землю из глубин Космоса, где она существует вечно. Таким образом, проблема возникнове­ ния жизни на Земле вообще снималась с повестки дня научного исследования. Представители другого лагеря,

один весьма существенный недостаток — возникновение живого из минеральных элементов трактовалось как вне­ запный случайный процесс.

Научная постановка проблемы возникновения жизни принадлежит Ф. Энгельсу. Жизнь, согласно Энгельсу, не возникла внезапно, а сформировалась в ходе эволюции материи. Эта же мысль выражена в известной статье К. А. Тимирязева - «Из научной летописи 1912 года»1. Эволюционная идея была положена в основу теорий1

1 См. эпиграф к главе 1.

10

возникновения жизни, развитых известным советских! ученым академиком А. И. Опариным (1924) и англий­ ским естествоиспытателем Дж. Холдейном (1929). Все наши современные представления о происхождении жиз­ ни основываются на получивших всеобщее признание ра­ ботах этих исследователей.

После работ Опарина, Холдейна и их многочисленных последователей стало очевидным, что возникновение жиз­ ни па Земле подготовлено длительным процессом эволю­ ции материи — процессом, начало которого удалено от современности на многие миллиарды лет.

Далеко не все детали этого процесса выяснены. Мно­ гое будет в дальнейшем уточнено и, вероятно, изменено. Однако главное — представление о сложном многоступен­ чатом пути развития материи, предшествующем зарож­ дению жизни на Земле,— несомненно, сохранится.

Образование химических элементов

Около 20 млрд, лет назад где-то в просторах Вселен­ ной возникло большое водородное облако. В результате гравитации (сил тяготения) облако начало сжиматься. Гравитационная энергия стала переходить в тепловую, об­ лако разогрелось и превратилось в звезду. После того как температура внутри звезды достигла миллионов гра­ дусов, начались ядерные реакции превращения водорода в гелий. Из четырех атомных ядер водорода образовы­ валось одно атомное ядро гелия. Этот процесс сопровож­ дался выделением энергии. В силу ограниченности запа­ сов водорода его ядерные реакции постепенно приоста­ навливались, давление внутри звезды ослабевало, ничто

пературы. Началось превращение гелия: каждые три ядра гелия превращались в ядро углерода.

Гелий горит быстрее водорода, тепловое давление вну­ три звезды преодолело силы гравитации— звезда снова

гантских размеров, состоящей преимущественно из песго-

11

ревптего водорода. Астрономы называют такие звезды кра­ сными гигантами.

Ядерные процессы внутри звезды продолжались. Ядра

п т. д. Когда догорали остатки ядерпого горючего, не­ которые звезды утрачивали устойчивость и взрывались. Возникали так называемые сверхновые звезды.

Во время взрыва происходят два важных события, имеющих огромные последствия: синтезируется масса тя­ желых химических элементов, небольшая часть вещества звезды, содержащая эти элементы, выбрасывается в кос­ мос, смешиваясь с водородом. Таким образом, происходил синтез всех встречающихся на Земле химических элемен­ тов и распространение их в космическом пространстве. В результате следующее поколение звезд, образовавшее­ ся из водорода, уже с самого начала содержало примесь тяжелых элементов. Солнце как раз и принадлежит к числу звезд, возникших из обогащенного тяжелыми эле­ ментами водородного облака, их концентрация на Солнце (0,044%) в четыре раза выше, чем в космосе (0,011%).

«Солнце — весьма «пожилая» звезда, в том смысле, что оно должно было уже «пережить» ряд взрывов сверх­ новой, в ходе которых возникли тяжелые элементы, яв­ ляющиеся в настоящее время основными компонентами Землп»

Существует несколько гипотез образованпя планет. Так как по своему химическому составу планеты очень сход­ ны с Солнцем, наиболее вероятна гипотеза, согласно ко­ торой они образовалпсь из остатков того же облака, из которого возникло само Солнце.

«Звезды должны собраться, взорваться и вновь соб­ раться для того, чтобы пренебрежительно малая доля ис­ ходной материи превратилась в те разнообразные веще­ ства, которые мы видим на Земле... Потребовалось чрез­ вычайно много времени и чрезвычайно большое количе­ ство материала, чтобы создать вещество нашего мира» 32.

12

Хаос, организация, информация

В ходе эволюции материн из относительно простого воз­ никает более сложное — все разнообразие химических элементов. Создается впечатление, что организация возни­ кает из хаоса. Так ли это? 1-1 вообще что такое хаос, орга­ низация, информация?

Противопоставление организованного неорганизован­ ному, порядка хаосу принадлежит к числу самых древних представлений. Аристотель в «Метафизике» цитирует гре­

исхождении мира бог создал организованную вселенную из первоначального хаоса. Английский кибернетик Ст. Бир не без основания утверждает, что в основе многих современных концепций лежит это древнее представление о первичности хаоса5. В подтверждение мысли Бира можно, в частности, сослаться иа книгу английского уче­ ного Д. Бернала, в которой проблема возникновения жиз­ ни отождествляется с вопросом, «как из беспорядка воз­ ник порядок... как возник порядок в практически неупо­ рядоченном мире» 6.

Однако, что такое хаос? Пожалуй, ыаилучшпй ответ на этот вопрос дал английский кибернетик У. Р. Эшби 7_а. Хаос, по Эшби, неограниченное разнообразие, т. е. отсут­ ствие каких-либо связей между элементами. Предметы и явления представляют собой примеры ограничения разно­ образия.

Таким образом, понятие хаос — философская абстрак­ ция, мир без связей и взаимодействии. Естественно, что подобный мир не способен развиваться самостоятельно. Поэтому представление о первичном хаосе неразрывно связано с идеей о высшей организующей силе — богетворце, с представлением о сверхъестественном происхож­ дении организованности Вселенной. Подобная Вселенная, будучи предоставлена сама себе, способна только упро­

13