1.4. Теория абиогенеза.

Трудно пришлось сторонникам абиогенеза, считавшим возможным происхождение живого из неживого, так как авторитет Пастера был использован для утверждения невозможности перехода косной материи к живым существам. Это привело часть ученых к мысли об «акте первичного творения» жизни на Земле, а часть – к представлению о вечно существующих «семенах жизни», переносимых с планету на планету метеоритами. Такая теория получила название «теории панспермии».

Допустив идею, что жизнь существует на других планетах, трудно представить ее перенос на Землю без повреждения. Во время путешествия живой организм должен подвергаться действию радиации, чрезвычайно низкой температуры космоса и, наконец, сгореть в верхних слоях атмосферы. Но если бы даже он попал на Землю и дал начало жизни на нашей планете, вопрос об изначальном возникновении жизни оставался бы без ответа.

Плодотворной оказалась гипотеза советского биохимика А.И. Опарина. Суть ее в том, что появлению жизни на Земле обязательно должно было предшествовать абиогенное образование органических соединений. Высказанная в 1924 г. гипотеза завоевала многочисленных сторонников. В 1928 г. английский биолог Дж. Холдейн независимо от А.И. Опарина пришедший к сходным выводам, высказал предположение, что источником энергии для образования органических соединений на Земле служило ультрафиолетовое излучение Солнца. Аминокислоты, сахара и другие соединения накапливались в первичных океанах до тех пор, пока не приобретали консистенцию «теплого разжиженного бульона». Именно в таком «первичном бульоне», вероятно, и возникла жизнь.

Современная теория возникновения жизни на Земле, называемая теорией биопоэза, была сформулирована в 1947 г. английским ученым Дж. Берналом. Он выделил три стадии биопоэза: 1) абиогенное возникновение биологических мономеров; 2) образование биологических полимеров; 3) формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов).

Глава 2. Эволюция.

2.1. Доказательство эволюции органического мира.

Биологические науки накопили огромный материал, доказывающий единство происхождения и историческое развитие органического мира.

2.1.1. Цитология.

Цитология – наука о клетке – установила, что все живые существа состоят из клеток, имеющих сходный химический состав, органоиды, циклы клеточных делений и передачи генетической информации. Сравнение химического состава гемоглобина позвоночных и пигментов беспозвоночных животных показывает, что при всех различиях они обладают значительным сходством.

2.1.2. Молекулярная биология.

Еще более убедительные и универсальные факты, доказывающие единство происхождения всех живых форм, дает молекулярная биология. Единство живого на молекулярном уровне выражается прежде всего в наличии двух видов жизненно необходимых полимеров – нуклеиновых кислот, содержащих генетическую информацию у всех без исключения органических форм, и белков, которые являются основой построения и всех жизненных отправлений любого живого существа. Все эти макромолекул во всех группах организмов построены по единому плану.

2.1.3. Сравнительная анатомия.

Сравнительная анатомия – наука о сравнительном строении живых организмов – показывает общность строения и происхождения живых организмов. Так, позвоночные имеют двустороннюю симметрию, общий план строения скелета черепа, передних и задних конечностей, головного мозга и всех основных систем (нервной, пищеварительной, кровеносной и др.). Единство происхождения подтверждается строением гомологичных органов, наличием рудиментов, атавизмов и переходных форм. Гомологичные органы сходны по строению и происхождению независимо от выполняемой функции (кости конечностей земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих). Рудименты (от лат. «рудиментум» - остаток) – недоразвитые органы, утратившие в ходе эволюции свое значение и находящиеся в стадии исчезновения (колючки кактусов, чешуйки на корневище папоротников – рудиментарные листья; у лошади – грифельные косточки; у горных гусей – перепонки на лапах и др.). Атавизм (от лат. «атавус» – предок) – возврат к признакам предков (у человека наличие хвоста, волосатость). Переходные формы – занимающие промежуточное положение между крупными систематическими группами (низшие млекопитающие утконос и ехидна, подобно пресмыкающимся откладывают яйца и имеют клоаку).

Доказательством эволюции органического мира служат аналогичные органы у представителей неродственных таксонов. Они различаются по строению и происхождению, но выполняют одинаковую функцию. Например, у некоторых комнатных растений функцию опоры выполняют присоски (у плюща это видоизмененные воздушные корни) и усики циссуса (это видоизмененные листья). К аналогичным органам относятся крыло птиц и бабочек, жабры раков и рыб, роющие конечности кротов и медведок. Аналогичные органы возникают у далеких в систематическом отношении организмов в результате конвергенции – схождения признаков вследствие приспособленности этих организмов к сходному образу жизни.

2.1.4. Эмбриология.

Эмбриология – наука, изучающая зародышевое развитие организмов, - доказывает, что процесс образования половых клеток (гаметогенез) сходен у всех многоклеточных: все они начинают развитие из одной клетки – зиготы. У всех позвоночных зародыши схожи между собой на ранних стадиях развития. Они имеют жаберные щели и одинаковые отделы тела (головной, туловищный, хвостовой). По мере развития у зародышей появляются различия. Вначале они приобретают черты, характеризующие их класс, затем отряд, род и на поздних стадиях – вид. Все это говорит об общности происхождения и последовательности расхождения у них признаков.

Связь между индивидуальным и историческим развитием организмов Ф. Мюллер (1864) и Э. Геккель (1866) выразили в биогенетическом законе, который гласит: каждая особь в индивидуальном развитии (онтогенезе) повторяет историческое развитие своего вида (филогенез). Позднее А.Н. Северцов уточнил и дополнил положения биогенетического закона. Он доказал, что в процессе онтогенеза происходит выпадение отдельных этапов исторического развития, повторение зародышевых стадий предков, а не взрослых форм, возникновение изменений, мутаций, каких не было у предков. Полезные мутации передаются по наследству (например, сокращение числа позвонков у бесхвостых земноводных), вредные – ведут к гибели зародыша. Таким образом, онтогенез не только повторяет филогенез, но и является источником новых направлений филогенеза.

2.1.5. Палеонтология.

Палеонтологический материал позволяет констатировать, что смена форм животных и растений осуществляется в порядке изменения предшествующей организации и преобразования ее в новую. Развитие хордовых, например, осуществлялось поэтапно. Вначале возникли низшие хордовые, затем последовательно во времени возникают рыбы, амфибии, рептилии. Рептилии, в свою очередь, дают начало млекопитающим и птицам. На заре своего эволюционного развития млекопитающие были представлены небольшим числом видов, в то время процветали рептилии. Позднее резко увеличивается число видов млекопитающих и птиц и исчезает большинство видов рептилий. Таким образом, палеонтологические данные указывают на смену форм животных и растений во времени.