Книга: Естествознание. Базовый уровень. 11 класс

§ 43 История представлений о зарождении жизни

§ 43 История представлений о зарождении жизни

Проблема наведения мостов между живым и неживым волновала человечество всегда. Видя, сколь легко живой организм можно превратить в мёртвый, люди охотно допускали, что возможен и обратный процесс. Пропасть между живым и неживым, о которой говорил Вернадский, никогда не казалась непреодолимой. В Античности и Средневековье оживление связывали с внесением в неживой предмет души, дыхания, духа, одним словом, какой-то сущности, принципиально отличной от обычного вещества, но однако объективно существующей в мире. Эту сущность в разное время называли по-разному, но в эпоху естествознания в связи с развитием физики она получила название жизненной силы или жизненной энергии. Сторонники существования жизненной силы были названы виталистами (от лат. «вита» – жизнь).

Противоположная точка зрения, получившая название физикалистской или механистической, заключалась в том, что никакой жизненной силы или энергии в природе не существует, а все особенности живой материи заключаются исключительно в сложности её организации.

Таким образом, согласно этим двум концепциям, неживое вещество можно превратить в живое либо присоединив к нему жизненную силу, либо увеличив сложность его организации, многообразие физических элементов и связей. Принципиальным вопросом становится, следовательно, вопрос о том, как на Земле появилась жизнь. Все существующие по этому поводу теории можно разделить на несколько категорий.

К первой из них относится креационизм (от лат. «креацио» – творение), утверждающий, что жизнь возникла в результате сверхъестественного события, осуществлённого по воле Бога или Творца. В предыдущем параграфе мы уже привели цитату из Библии, где формулируется эта точка зрения. Креационистские описания происхождения жизни существуют и в других религиях. Все они подразумевают вмешательство сверхъестественных сил, т. е. чудо. Но чудо невоспроизводимо, не может служить предметом эксперимента, а вызывающие его причины не поддаются логическому анализу. Следовательно, креационизм по самой своей сути не может рассматриваться как теория, имеющая хоть какое-нибудь отношение к науке. Зато следующая теория всегда была предметом активных исследований и ожесточённых дискуссий.

Эту теорию называют теорией спонтанного зарождения жизни или теорией абиогенеза. Слово «абиогенез» означает «происхождение жизни без участия чего-то живого». На протяжении многих веков теория абиогенеза казалась абсолютно очевидной и не вызывала никаких сомнений. Если бы она подтвердилась, довольны были бы все – и виталисты, и физикалисты. Первые утверждали бы, что в природе разлита жизненная сила, которая периодически заполняет собой вещества и тела, делая их живыми. Вторые же говорили бы о таком же периодическом, но случайном или соответствующем законам физики складывании молекул в определённые комбинации, которые соответствуют живым организмам.

Убеждённым сторонником абиогенеза был Аристотель. Для него мир был живым. Аристотель ввёл понятие энтелехии, что означает «цель в самом себе». Аристотель утверждал, что в результате энтелехии образуются виды, которые затем продолжают воспроизводить сами себя. Но некоторые, не очень развитые животные вроде червей, моллюсков и даже рыб могут возникать и самопроизвольно из ила, гниющих остатков и других форм неживого вещества. А поскольку авторитет Аристотеля в средневековой Европе был незыблем, его убеждение в возможности самопроизвольного зарождения жизни получило всеобщее признание. Известный учёный начала XVIII в. ван Гельмонт считал, что он подтвердил самозарождение экспериментальными данными. Он описал эксперимент, в котором ему удалось якобы создать мышей из грязной рубашки и горсти пшеницы, помещённых в закрытый (надо думать, что не очень плотно) шкаф. Он считал, что активным началом, производящим мышей из неживого вещества, является человеческий пот, которым пропитана рубашка.

С распространением строгих научных методов теория самозарождения стала давать глубокие трещины. Сокрушительный удар по ней нанёс в 1688 г. флорентийский врач и естествоиспытатель Франческо Реди (1626–1697). До него ни у кого не вызывало сомнений то, что в гниющем мясе могут абсолютно самопроизвольно появляться маленькие белые червячки. Реди первым делом установил, что червячки – это личинки мух, а потом провёл гениальный по своей простоте эксперимент, результаты которого описал так:

Опыты Ф. Реди, в дальнейшем многократно повторенные, доказали невозможность появления жизни из неживого вещества. Возник принцип «всё живое из живого», впоследствии названный В. И. Вернадским принципом Реди. Казалось бы, вопрос решён, но тут возникли обстоятельства, всколыхнувшие угасающие надежды сторонников спонтанного зарождения жизни и связанные с тем, что понятие живого значительно расширилось: Левенгук открыл мир простейших и бактерий. Сторонники абиогенеза стали утверждать, что такие маленькие и простые существа, безусловно, должны зарождаться сами по себе.

Рис. 136. Опыт Л. Пастера

Они уже стали во всеуслышание заявлять, что им удалось это экспериментально подтвердить, но их торжество оказалось недолгим. Итальянский натуралист Ладзаро Спалланцани (1729–1799) провёл серию блестящих опытов и доказал, что микробы заводятся только в тех случаях, когда сосуды закрыты недостаточно плотно, так что микроскопические организмы могут попадать туда из воздуха.

Положение сторонников абиогенеза казалось безнадёжным, но вскоре ими был найден новый выход из тяжёлой для них ситуации. Французский академик Ф. Пуше заявил, что в закрытых колбах Спалланцани микроорганизмы не зарождались из-за того, что сквозь запаянные горлышки в них не может проникнуть жизненная сила. Спор затянулся, и в конце концов в нём принял участие великий французский химик и микробиолог Луи Пастер (1922–1995). Он поступил так же, как Спалланцани, но только не стал запаивать горлышки колб, а вытянул их в длинные, тонкие, изгибающиеся трубки, придав им такую форму, «какую лебедь придаёт своей шее, когда хочет что-нибудь выловить из воды» (рис. 136). Отверстия на концах трубок он оставил отрытыми, так что жизненная сила, если бы такая существовала, вполне могла проникнуть в колбу. Прошло много дней, но растворы питательной среды в колбах Пастера оставались идеально прозрачны, и в них не оказалось ни одного живого существа.

1. В чём состояли позиции виталистов и физикалистов?

2. Каких убеждений придерживались креационисты?

3. Какие опыты провёл Реди и какой вывод был им сделан?

4. Каким образом Пастер доказал невозможность самозарождения жизни?

5. Объясните, почему консервы могут храниться в течение долгого времени, но быстро портятся после вскрытия упаковки.

Рассмотрите рисунок 136. Обсудите в классе, почему в опыте Пастера, несмотря на открытые горлышки колб, в питательном бульоне не завелись микроорганизмы. Предположите, что произойдёт, если отломить S-изогнутые трубки.