Современная концепция возникновения жизни на Земле является результатом широкого синтеза естественных наук, многих теорий и гипотез, выдвинутых исследователями разных специальностей.
Для возникновения жизни на Земле важна первичная атмосфера (планеты).
Первичная атмосфера Земли содержала метан, аммиак, водяной пар и водород. Воздействую на смесь этих газов электрическими зарядами и ультрафиолетовым излучением, ученым удалось получить сложные органические вещества, входящие в состав живых белков. Элементарными «кирпичиками» живого являются такие химические элементы, как углерод, кислород, азот и водород.
В живой клетке, по весу содержится 70 % кислорода, 17 % углерода, 10% водорода, 3% азота, затем идут фосфор, калий, хлор, кальций, натрий, магний, железо.
Итак, первый шаг на пути возникновения жизни заключается в образовании органических веществ из неорганических. Он связан с наличием химического «сырья», синтез которого может произойти при определённом излучении, давлении, температуре и влажности.
Возникновению простейших живых организмов предшествовала длительная химическая эволюция. Из небольшого числа соединений (в результате естественного отбора) возникли вещества со свойствами, пригодными для жизни. Соединения, возникшие на основе углерода, образовали «первичный бульон» гидросферы. Содержащие азот и углерод вещества возникли в расплавленных глубинах Земли и выносились на поверхность при вулканической деятельности.
Второй шаг в возникновении соединений связан с возникновением в первичном океане Земли биополимеров: нуклеиновых кислот, белков. Если предположить, что в этот период все органические соединения находились в первичном океане Земли, то сложные органические соединения могли образоваться на поверхности океана в виде тонкой плёнки и на прогреваемом солнцем мелководье. Анаэробная среда облегчала синтез полимеров из неорганических соединений. Несложные органические соединения начали объединяться в крупные биологические молекулы.
Образовались ферменты - белковые вещества - катализаторы, которые способствуют возникновению или распаду молекул. В результате активности ферментов возникли «первоэлементы» жизни - нуклеиновые кислоты, сложные полимерные вещества, состоящие из мономеров.
Мономеры в нуклеиновых кислотах расположены таким образом, что несут определенную информацию, код,
заключающийся в том, что каждой аминокислоте, входящей в белок, соответствует определённый белок из 3 нуклеотидов (триплет). На основе нуклеиновых кислот могут строиться белки и происходить обмен с внешней средой веществом и энергией.
Симбиоз нуклеиновых кислот образовал «молекулярно - генетические системы управления».
На этой стадии молекулы нуклеиновых кислот приобрели свойства самовоспроизведения себе подобных, стали управлять процессом образования белковых веществ.
У истоков всего живого стояли ревертаза и матричный синтез с ДНК на РНК, эволюция р - РНК - овой молекулярной системы в ДНК - овую. Так возник «геном биосферы».
Жара и холод, молний, ультрафиолетовая реакция, атмосферные электрические заряды, порывы ветра и водяные струи - всё это обеспечивало начало или затухание биохимических реакций, характер их протекания, генные «всплески».
К концу биохимической стадии появились такие структурные образования, как мембраны, ограничивающие смесь органических веществ от внешней среды.
Мембраны сыграли главную роль в построении всех живых клеток. Тела всех растений и животных состоят из клеток.
Современные учёные пришли к выводу, что первые организмы на Земле были одноклеточными прокариотами. По своему строению они напоминали бактерии или сине - зелёные водоросли, существующие в настоящее время.
Для существования первых «живых молекул», прокариотов необходим как для всего живого, приток энергии извне. Каждая клетка - маленькая «энергетическая станция». Непосредственным источником энергии для клеток служит АТФ и другие соединения, содержащие фосфор. Энергию клетки получают с пищей, они способны не только тратить, но и запасать энергию.
Учёные предполагают, что на Земле возникло множество первых комочков живой протоплазмы. Около 2 млрд. лет тому назад в живых клетках появилось ядро. Из прокариотов возникли эукариоты. Их на Земле насчитывается 25 - 30 видов. Самые простые из них - амёбы. У эукариотов существует в клетке оформленное ядро с веществом, содержащим код синтеза белка.
К этому времени наметился «выбор» растительного или животного образа жизни. Различия этих образов жизни связано со способом питания и возникновением фотосинтеза, который заключается в создании органических веществ (например, сахаров из углекислоты и воды при использовании энергии света).
Благодаря фотосинтезу, растения вырабатывают органические вещества, за счет которого происходит наращивание массы растений, и вырабатывают большое количество органических веществ.
С возникновением фотосинтеза в атмосферу Земли стал поступать кислород, и образовалась вторичная атмосфера Земли с высоким содержанием кислорода.
Появление кислорода и интенсивное развитие наземных растений - величайший этап в развитии жизни на Земле. С этого момента началось постепенное видоизменение и развитие живых форм.
Жизнь со всеми её проявлениями произвела глубочайшие изменения в развитии нашей планеты. Совершенствуясь в процессе эволюции, живые организмы всё шире распространялись по планете, принимая большое участие в перераспределении энергии и веществ в земной коре, а также в воздушной и водной оболочках Земли.
Возникновение и распространение растительности привели к коренному изменению состава атмосферы, первоначально содержащей очень мало свободного кислорода, и состоящей главным образом из двуокиси углерода и, вероятно, метана и аммиака.
Растения, ассимилирующие углерод из двуокиси углерода, привели к созданию атмосферы, содержащей свободный кислород и лишь следы углекислого газа. Свободный кислород в составе атмосферы служил не только активным химическим агентом, но также источником озона, преградившего путь коротким ультрафиолетовым лучам к поверхности Земли (озоновый экран).
Одновременно углерод, веками скапливавшийся в остатках растений, образовал в земной коре энергетические запасы в виде залежи органических соединений (каменный уголь, торф).
Развитие жизни в Мировом океане привело к созданию осадочных пород, состоящих из скелетов и других остатков морских организмов.
Эти отложения, их механическое давление, химические и физические превращения изменили поверхность земной коры. Всё это свидетельствовало о наличии на Земле биосферы, в которой развертывались и продолжаются поныне жизненные явления.
Ученые рассчитали и даже назвали вполне определенную цифру - через сколько лет жизнь на Земле закончится.
Земля существует уже 4,5 миллиарда лет и долгое время поддерживает на своей поверхности жизнь. Однако постепенно наша планета выходит из обитаемой зоны Солнца. Ученые рассчитали и даже назвали вполне определенную цифру - через сколько лет жизнь на Земле закончится, сообщает информационно-аналитический портал Inpress.ua .
Около 4 миллиардов лет назад на нашей планете зародились первые простейшие одноклеточные организмы, способные выжить в экстремальных условиях. Для появления более сложных форм жизни потребовалось значительно больше времени: насекомые появились 400 миллионов лет назад, еще через 100 миллионов лет возникли динозавры, а человек, похожий на современного, родился лишь 200 тысяч лет назад, пишут Вести.ru.
Эволюция организмов заняла очень много времени, и для нормального протекания этого процесса была нужна жидкая вода, умеренный климат и жесткая конкуренция между и внутри видов. Но главное условие для зарождения жизни на планете - это нахождение этой самой планеты в так называемой обитаемой зоне родительской звезды.
Это понятие означает, что планета находится на достаточном расстоянии от своего светила, чтобы поддерживать воду в жидком виде: чуть ближе - и живительная влага испарится, чуть дальше - превратится в лед. Обитаемые зоны подвижны, а это значит, что в какой-то момент планета может из нее выйти и потерять все ресурсы, необходимые для поддержания жизни.
Согласно недавним подсчетам астрофизиков, Земля выходит из обитаемой зоны Солнца значительно быстрее, чем было принято считать. Ученые даже назвали вполне определенную цифру: жизнь на нашей планете просуществует еще 1,75 миллиарда лет.
К таким выводам пришла команда исследователей из университета Восточной Англии (University of East Anglia), руководителем которой в рамках этой работы был астробиолог Эндрю Рашби (Andrew Rushby). Астробиологи создали компьютерную модель, с помощью которой подсчитали, сколько пробудет и уже просуществовала та или иная планета в обитаемой зоне своей звезды.
Земля - далеко не рекордсмен в данном вопросе. Общая продолжительность периода ее нахождения в обитаемой зоне Солнца составляет от 6,3 до 7,8 миллиарда лет, и большая часть этого времени уже потрачена.
Согласно компьютерной модели, экзопланеты, которые сформировались на внешней границе обитаемой зоны звезды, или же обращающиеся вокруг старых светил, обладающих небольшой массой, потенциально способны поддерживать жизнь на своей поверхности на протяжении десятков миллиардов лет. Например, одна из таких планет просуществует в обитаемой зоне целых 54,72 миллиарда лет.
Рашби и его коллеги утверждают, что если где и нужно искать инопланетную жизнь, то только на тех планетах, которые находятся в обитаемой зоне не менее 4 миллиардов лет, - как наша Земля. К примеру, в 42 световых годах от нас есть экзопланета с кодовым названием HD40307g, на поверхности которой вода может существовать в жидком виде чуть более 4,5 миллиардов лет.
Мнения экспертов, не принимавших участия в исследовании, разделились. Одни полагают, что жизни на Земле потребовалось аномально много времени для эволюции, и живые организмы могут быть и на планетах с меньшим «обитаемым» периодом. Другие считают, что модель, составленная командой Рашби, неточна, поскольку не учитывает геологическую активность и состав атмосферы планет, а значит, на нее вообще сложно ориентироваться.
Так или иначе есть шанс, что человечество доживет до того дня, когда Земля станет уже непригодна для жизни. В таком случае необходимо куда-то перебираться. Астробиологи утверждают, что наиболее подходящий вариант - это Марс, поскольку он точно пробудет в обитаемой зоне Солнца до самой смерти нашей звезды.
К слову, астрономы NASA предполагают, что у Солнца есть невидимый двойник, который составляет с ним двойную звездную систему. «Сестра» Солнца получила название «Звезда смерти», или «Немезида». Первые публикации о ней появились еще в 1984 году.
Как уже сообщал Inpress.ua, астрономы обнаружили гигантскую черную дыру в атмосфере Солнца, образовавшуюся над северным полюсом звезды. Увидеть дыру помог космический аппарат SOHO. Темное пятно, которое по размеру охватывает почти четверть Солнца, представляет собой большую корональную дыру - область в солнечной короне с пониженной плотностью и температурой.
Группа астрофизиков из Великобритании, Китая, Нидерландов, США, Франции и Чили провела серию наблюдений за ядром нашей галактики в рентгеновском диапазоне. Они получили самые детальные изображения окрестностей сверхмассивной черной дыры и на основе этих данных сделали ряд выводов о скорости поглощения вещества, а также природе рентгеновского излучения ядра галактики.
Вопрос как появилась жизнь на планете земля остается одной из величайших научных загадок. Долгое время после своего образования наша планета оставалась необитаемой и практически непригодной для жизни. Однако, несмотря на суровейшие условия, произошло чудо - возникли первые микроорганизмы. Ученые пытались найти объяснение этого прогресса, но слишком многое тут до сих пор неясно.
Теория самозарождения
Человек давно пытается объяснить, как появилась жизнь на земля и, конечно, он сам. На этот счет существует несколько научных гипотез. До самого XIX в. просуществовала так называемая теория самозарождения: жизнь возникала из неживого вещества без какого-либо влияния вне благодаря своей особой материи.
Например, в древности в средние века считалось, что трупные черви возникают из гниющего мяса, улитки и угри - из ила, мыши - из муки и грязных тряпок.
Многие ученые признавали существование некой жизненной силы, превращающей органические вещества в яйца, икринки и так далее, дающие начало разнообразным организмам.
Французский химик Луи гер (1822-1895), считаются ОСНОВОПОЛОЖНИКОМ сменной микробиологии, отверг теорию самозарождения. В своем нашумевшем опыте он готовил питательный бульон, запаивал его в колбе и сильно нагревал (пастеризовал).
Однако никаких микробов там не возникало. А точно такая же смесь на воздухе, разлагаясь, быстро портилась из-за появления бактерий. Пастер сделал вывод: даже мельчайшие не способны самозарождаться: просто они существуют вокруг нас и размножаются, попадая в питательную среду.
Работы Пастера, опровергнув старую теорию, не ответили на главный вопрос: откуда взялись вездесущие микробы? Единственным их источником, с точки зрения науки, могло быть неживое вещество. Русский ученый Александр Иванович Опарин (1894-1980) сформулировал получившую широкое признание концепцию так называемого абиотического синтеза (по-гречески а - отрицание, Ыоз - жизнь).
Среди многих смелых , как появилась жизнь на планете земля, только она заслуживает ранга научной теории, поскольку только она основана на экспериментальных данных. Без специальной биологической подготовки идеи Опарина понять трудно.
Отчасти это связано со сложностью химических процессов, необходимых для образования первых органических молекул, а отчасти с тем, что, по мнению ученых, возникла в условиях, непригодных для существования современных организмов.