Mūsdienu koncepcija par dzīvības izcelsmi uz Zemes ir plašas sintēzes rezultāts dabas zinātnes, daudzas teorijas un hipotēzes, ko izvirzījuši dažādu specialitāšu pētnieki.

Lai uz Zemes rastos dzīvība, primārā (planētas) atmosfēra ir svarīga.

Zemes primārajā atmosfērā bija metāns, amonjaks, ūdens tvaiki un ūdeņradis. Iedarbojoties uz šo gāzu maisījumu ar elektriskajiem lādiņiem un ultravioleto starojumu, zinātniekiem izdevās iegūt sarežģītas organiskas vielas, kas veido dzīvās olbaltumvielas. Dzīvo elementārie "būvmateriāli" tādi ir ķīmiskie elementi piemēram, ogleklis, skābeklis, slāpeklis un ūdeņradis.

Dzīvā šūnā pēc svara tas satur 70% skābekļa, 17% oglekļa, 10% ūdeņraža, 3% slāpekļa, kam seko fosfors, kālijs, hlors, kalcijs, nātrijs, magnijs un dzelzs.

Tātad, pirmais solis ceļā uz dzīvības rašanos ir veidošanās organiskās vielas no neorganiskām. Tas ir saistīts ar ķīmisko "izejvielu" klātbūtni, kuru sintēze var notikt noteikta starojuma, spiediena, temperatūras un mitruma apstākļos.

Pirms vienkāršāko dzīvo organismu rašanās notika ilga ķīmiska evolūcija. No neliela skaita savienojumu (dabiskās atlases rezultātā) radās vielas ar dzīvībai piemērotām īpašībām. Savienojumi, kas radās uz oglekļa bāzes, veidoja hidrosfēras "primāro zupu". Slāpekli un oglekli saturošas vielas radās izkusušajos Zemes dziļumos un tika nogādātas virszemē vulkāniskās darbības laikā.

Otrais savienojumu rašanās solis ir saistīts ar biopolimēru rašanos Zemes primārajā okeānā: nukleīnskābju, olbaltumvielu. Pieņemot, ka šajā periodā organiskie savienojumi atradās Zemes primārajā okeānā, tad uz okeāna virsmas plānas kārtiņas veidā un seklā ūdenī, ko silda saule, varēja veidoties sarežģīti organiskie savienojumi. Anaerobā vide veicināja polimēru sintēzi no neorganiskiem savienojumiem. Vienkārši organiskie savienojumi sāka apvienoties lielās bioloģiskās molekulās.

Veidojās enzīmi - proteīna vielas - katalizatori, kas veicina molekulu veidošanos vai sadalīšanos. Fermentu darbības rezultātā radās dzīvības "primārie elementi" - nukleīnskābes, sarežģītas polimēru vielas, kas sastāv no monomēriem.

Monomēri nukleīnskābēs ir sakārtoti tā, ka tiem ir noteikta informācija, kods,

kas sastāv no tā, ka katra proteīnā iekļautā aminoskābe atbilst noteiktam 3 nukleotīdu proteīnam (tripletam). Olbaltumvielas var veidot uz nukleīnskābju bāzes un var notikt vielu un enerģijas apmaiņa ar ārējo vidi.

Nukleīnskābju simbioze veidoja "molekulārās ģenētiskās kontroles sistēmas".

Šajā posmā nukleīnskābju molekulas ieguva sava veida pašreprodukcijas īpašības, sāka kontrolēt proteīna vielu veidošanās procesu.

Visu dzīvo būtņu pirmsākumos bija revertāze un matricas sintēze no DNS uz RNS, r - RNS - molekulārās sistēmas evolūcija par DNS - nova. Tā radās “biosfēras genoms”.

Karstums un aukstums, zibens, ultravioletā reakcija, atmosfēras elektriskie lādiņi, vēja brāzmas un ūdens strūklas - tas viss nodrošināja bioķīmisko reakciju sākšanos vai pavājināšanos, to norises raksturu, gēnu "uzliesmojumus".

Līdz bioķīmiskā posma beigām parādījās tādi strukturālie veidojumi kā membrānas, kas ierobežo organisko vielu sajaukumu no ārējās vides.

spēlēja membrānas vadošā loma visu dzīvo šūnu konstrukcijā. Visu augu un dzīvnieku ķermeņi sastāv no šūnām.

Mūsdienu zinātnieki ir nonākuši pie secinājuma, ka pirmie organismi uz Zemes bija vienšūnas prokarioti. Savā struktūrā tie atgādināja baktērijas vai zilaļģes, kas pašlaik pastāv.

Pirmo "dzīvo molekulu", prokariotu, pastāvēšanai, tāpat kā visām dzīvajām būtnēm, ir nepieciešams enerģijas pieplūdums no ārpuses. Katra šūna ir maza "enerģijas stacija". ATP un citi savienojumi, kas satur fosforu, kalpo kā tiešs enerģijas avots šūnām. Šūnas saņem enerģiju no pārtikas, tās spēj ne tikai tērēt, bet arī uzkrāt enerģiju.

Zinātnieki liek domāt, ka daudzi no pirmajiem dzīvās protoplazmas gabaliem radās uz Zemes. Apmēram pirms 2 miljardiem gadu dzīvās šūnās parādījās kodols. Eikarioti attīstījās no prokariotiem. Uz Zemes ir 25-30 to sugas. Vienkāršākās no tām ir amēba. Eikariotos šūnā ir dekorēts kodols ar vielu, kas satur olbaltumvielu sintēzes kodu.

Līdz tam laikam bija augu vai dzīvnieku dzīvesveida “izvēle”. Atšķirība starp šiem dzīvesveidiem ir saistīta ar uztura veidu un fotosintēzes rašanos, kas sastāv no organisko vielu (piemēram, cukuru veidošanās no oglekļa dioksīda un ūdens, izmantojot gaismas enerģiju).

Pateicoties fotosintēzei, augi ražo organiskās vielas, kā rezultātā palielinās augu masa un rada lielu daudzumu organisko vielu.

Līdz ar fotosintēzes parādīšanos Zemes atmosfērā sāka iekļūt skābeklis, un izveidojās sekundāra Zemes atmosfēra ar augstu skābekļa saturu.

Skābekļa parādīšanās un intensīva sauszemes augu attīstība - lielākais posms dzīvības attīstībā uz zemes. No šī brīža sākās pakāpeniska dzīvo formu pārveidošana un attīstība.

Dzīve ar visām tās izpausmēm ir radījusi pamatīgas izmaiņas mūsu planētas attīstībā. Uzlabojoties evolūcijas procesam, uz planētas arvien plašāk izplatās dzīvie organismi, kas lielā mērā piedalās enerģijas un vielu pārdalē zemes garozā, kā arī Zemes gaisa un ūdens apvalkos.

Veģetācijas rašanās un izplatīšanās izraisīja būtiskas izmaiņas atmosfēras sastāvā, kas sākotnēji saturēja ļoti maz brīvā skābekļa un galvenokārt sastāvēja no oglekļa dioksīda un, iespējams, metāna un amonjaka.

Augi, kas asimilē oglekli no oglekļa dioksīda, ir radījuši atmosfēru, kurā ir brīvs skābeklis un tikai tā pēdas oglekļa dioksīds. Brīvais skābeklis atmosfēras sastāvā kalpoja ne tikai kā aktīvs ķīmiskais līdzeklis, bet arī kā ozona avots, kas bloķēja īsu ultravioleto staru ceļu uz Zemes virsmu (ozona ekrāns).

Tajā pašā laikā ogleklis, kas gadsimtiem ilgi uzkrājies augu atliekās, veidoja enerģijas rezerves zemes garozā organisko savienojumu nogulšņu veidā ( ogles, kūdra).

Dzīvības attīstība okeānos izraisīja nogulumiežu veidošanos, kas sastāv no skeletiem un citām jūras organismu atliekām.

Šīs nogulsnes, to mehāniskais spiediens, ķīmiskās un fizikālās pārvērtības ir mainījušas virsmu zemes garoza. Tas viss liecināja par biosfēras klātbūtni uz Zemes, kurā risinājās dzīvības parādības un turpinās līdz mūsdienām.

Tā ir sena vēsture. Tas viss sākās apmēram pirms 4 miljardiem gadu. Zemes atmosfērā vēl nav ozona slāņa, skābekļa koncentrācija gaisā ir ļoti zema un uz planētas virsmas nekas nav dzirdams, izņemot vulkānu izvirdumus un vēja troksni. Zinātnieki uzskata, ka tā izskatījās mūsu planēta, kad uz tās sāka parādīties dzīvība. Ir ļoti grūti to apstiprināt vai noliegt. Pateicoties planētas ģeoloģiskajiem procesiem, ieži, kas varētu sniegt vairāk informācijas cilvēkiem, sabruka jau sen. Tātad, galvenie dzīvības evolūcijas posmi uz Zemes.

Dzīvības evolūcija uz zemes. vienšūnu organismi.

Dzīve sākās ar vienkāršāko dzīvības formu - vienšūnas organismu - parādīšanos. Pirmie vienšūnu organismi bija prokarioti.Šie organismi pirmo reizi parādījās pēc tam, kad Zeme kļuva piemērota dzīvības sākumam. neļautu uz tās virsmas un atmosfērā parādīties pat visvienkāršākajām dzīvības formām. Šim organismam skābeklis tā pastāvēšanai nebija vajadzīgs. Skābekļa koncentrācija atmosfērā palielinājās, kā rezultātā parādījās eikarioti.Šiem organismiem skābeklis kļuva par galveno dzīvībai, vidē, kur skābekļa koncentrācija bija zema, tie neizdzīvoja.

Pirmie organismi, kas spēj veikt fotosintēzi, parādījās 1 miljardu gadu pēc dzīvības parādīšanās. Šie fotosintētiskie organismi bija anaerobās baktērijas . Dzīvība pamazām sāka attīstīties, un pēc slāpekļa organisko savienojumu satura krituma parādījās jauni dzīvi organismi, kas varēja izmantot Zemes atmosfēras slāpekli. Tādi radījumi bija zilaļģes. Vienšūnu organismu evolūcija notika pēc šausmīgiem notikumiem planētas dzīvē, un visi evolūcijas posmi tika aizsargāti saskaņā ar magnētiskais lauks zeme.

Laika gaitā vienkāršākie organismi sāka attīstīties un uzlabot savu ģenētisko aparātu un izstrādāt to pavairošanas metodes. Tad vienšūnu organismu dzīvē notika pāreja uz to ģeneratīvo šūnu dalīšanos vīrišķajās un mātītēs.

Dzīvības evolūcija uz zemes. daudzšūnu organismi.

Pēc vienšūnu organismu parādīšanās parādījās sarežģītākas dzīvības formas - daudzšūnu organismi. Dzīvības evolūcija uz planētas Zeme ir ieguvusi sarežģītākus organismus, kam raksturīga sarežģītāka struktūra un sarežģītāki dzīves pārejas posmi.

Pirmais dzīves posms Koloniālā vienšūnu stadija. Sarežģītāka kļūst pāreja no vienšūnu organismiem uz daudzšūnu organismiem, organismu uzbūve un ģenētiskais aparāts. Šis posms tiek uzskatīts par vienkāršāko daudzšūnu organismu dzīvē.

Otrais dzīves posms Primārā diferencētā stadija. Sarežģītāku posmu raksturo "darba dalīšanas" principa sākums starp vienas kolonijas organismiem. Šajā posmā notika ķermeņa funkciju specializācija audu, orgānu un sistēmu-orgānu līmenī. Pateicoties tam, vienkāršos daudzšūnu organismos sāka veidoties nervu sistēma. Sistēmai vēl nebija nervu centra, bet ir koordinācijas centrs.

Trešais dzīves posms Centralizēts-diferencēts posms.Šajā posmā organismu morfofizioloģiskā struktūra kļūst sarežģītāka. Šīs struktūras uzlabošana notiek, nostiprinoties audu specializācijai.Sarežģītākas kļūst daudzšūnu organismu barības, ekskrēcijas, ģeneratīvās un citas sistēmas. Plkst nervu sistēmas parādās labi definēts nervu centrs. Uzlabojas vairošanās metodes - no ārējās apaugļošanas uz iekšējo.

Daudzšūnu organismu trešā dzīves posma noslēgums ir cilvēka parādīšanās.

Dārzeņu pasaule.

Vienkāršāko eikariotu evolūcijas koks tika sadalīts vairākos zaros. Parādījās daudzšūnu augi un sēnes. Daži no šiem augiem varēja brīvi peldēt pa ūdens virsmu, bet citi bija piestiprināti pie grunts.

psilofīti- augi, kas pirmie apguva zemi. Tad radās citas sauszemes augu grupas: papardes, klubsūnas un citas. Šie augi vairojas ar sporām, bet dod priekšroku ūdens vide biotops.

Oglekļa periodā augi sasniedza lielu daudzveidību. Augi attīstījās un varēja sasniegt pat 30 metru augstumu. Šajā periodā parādījās pirmie ģimnosēklas. Likosforma un kordaites varētu lepoties ar vislielāko izplatību. Kordaites stumbra formā atgādināja skujkoku augus un ar garām lapām. Pēc šī perioda Zemes virsma bija daudzveidīga ar dažādiem augiem, kuru augstums sasniedza 30 metrus. Pēc ilga laika mūsu planēta kļuva līdzīga tai, kuru mēs zinām tagad. Tagad uz planētas ir ļoti daudz dažādu dzīvnieku un augu, ir parādījies cilvēks. Cilvēks kā racionāla būtne pēc nostāšanās "uz kājām" savu dzīvi veltīja mācībām. Mīklas sāka interesēt cilvēku, kā arī pats svarīgākais - no kurienes cilvēks cēlies un kāpēc viņš pastāv. Kā zināms, uz šiem jautājumiem joprojām nav atbilžu, ir tikai teorijas, kas ir pretrunā viena otrai.

Kopš bērnības manā plauktā ir bijusi interesanta grāmata par mūsu planētas vēsturi, kuru jau lasa mani bērni. Mēģināšu īsi nodot to, ko atceros, un pastāstīšu, kad parādījās dzīvi organismi.

Kad parādījās pirmie dzīvie organismi?

Izcelsme notika vairāku labvēlīgu apstākļu dēļ ne vēlāk kā pirms 3,5 miljardiem gadu - in arheju laikmets. Pirmajiem dzīvās pasaules pārstāvjiem bija visvienkāršākā uzbūve, taču pakāpeniski dabiskās atlases rezultātā radās apstākļi, kas sarežģīja organismu organizāciju. Tas noveda pie pilnīgi jaunu formu rašanās.

Tātad turpmākie dzīves attīstības periodi ir šādi:

• Proterozoja - pirmo primitīvo daudzšūnu organismu, piemēram, mīkstmiešu un tārpu, pastāvēšanas sākums. Turklāt aļģes, sarežģītu augu priekšteči, attīstījās okeānos;
• paleozojs ir jūru plūdu un būtisku zemes kontūru izmaiņu laiks, kas izraisīja daļēju dzīvnieku un augu daļēju izmiršanu;
• Mezozojs - jauns dzīves attīstības posms, ko pavada sugu masas parādīšanās ar sekojošām progresīvām modifikācijām;
• Kainozojs - īpaši pagrieziena punkts- primātu rašanās un cilvēka attīstība no tiem. Šajā laikā planēta ieguva mums pazīstamās zemes kontūras.

Kā izskatījās pirmie organismi?

Pirmie radījumi bija nelieli proteīnu gabaliņi, pilnīgi neaizsargāti no jebkādas ietekmes. Lielākā daļa nomira, bet izdzīvojušie bija spiesti pielāgoties, kas iezīmēja evolūcijas sākumu.

Neskatoties uz pirmo organismu vienkāršību, tiem bija svarīgas spējas:

• reproducēšana;
• vielu absorbcija no vides.

Var teikt, ka mums paveicās – mūsu planētas vēsturē radikālu klimata izmaiņu praktiski nebija. Pretējā gadījumā pat nelielas temperatūras izmaiņas var iznīcināt mazu dzīvību, kas nozīmē, ka cilvēks neparādītos. Pirmajiem organismiem nebija ne skeleta, ne čaumalu, tāpēc zinātniekiem ir diezgan grūti izsekot vēsturei no ģeoloģiskajām atradnēm. Vienīgais, kas ļauj apgalvot par dzīvi Arheānā, ir gāzes burbuļu saturs senajos kristālos.

Dzīvības izcelsme uz Zemes ir viens no grūtākajiem un vienlaikus aktuālākajiem un interesantākajiem jautājumiem mūsdienu dabaszinātnēs.

Zeme, iespējams, veidojusies pirms 4,5-5 miljardiem gadu no milzu mākoņa kosmosa putekļi. kura daļiņas tiek saspiestas karstā bumbiņā. No tā atmosfērā tika izdalīti ūdens tvaiki, un ūdens no atmosfēras izkrita uz lēnām atdziestošās Zemes miljoniem gadu lietus veidā. Zemes virsmas padziļinājumos izveidojās aizvēsturiskais okeāns. Tajā pirms aptuveni 3,8 miljardiem gadu dzima sākotnējā dzīvība.

Dzīvības izcelsme uz zemes

Kā radās pati planēta un kā uz tās parādījās jūras? Par to ir viena plaši pieņemta teorija. Saskaņā ar to Zeme veidojās no kosmisko putekļu mākoņiem, kas saturēja visus dabā zināmos ķīmiskos elementus, kas tika saspiesti bumbiņā. Karstie ūdens tvaiki izplūda no šīs sarkanīgi uzkarstās bumbiņas virsmas, aptverot to nepārtrauktā mākoņu segumā.Mākoņos esošie ūdens tvaiki lēnām atdzisa un pārvērtās ūdenī, kas lija bagātīgu nepārtrauktu lietus veidā uz joprojām karsto, degošu. Zeme. Uz tās virsmas tas atkal pārvērtās ūdens tvaikos un atgriezās atmosfērā. Miljonu gadu laikā Zeme pakāpeniski zaudēja tik daudz siltuma, ka tās šķidrā virsma, atdziestot, sāka sacietēt. Tā veidojās zemes garoza.

Ir pagājuši miljoniem gadu, un Zemes virsmas temperatūra ir pazeminājusies vēl vairāk. Vētras ūdens pārstāja iztvaikot un sāka tecēt milzīgās peļķēs. Tā sākās ūdens ietekme uz zemes virsma. Un tad temperatūras krituma dēļ bija īsti plūdi. Ūdens, kas iepriekš bija iztvaikojis atmosfērā un pārvērties par tās sastāvdaļu, nepārtraukti metās lejup uz Zemi, no mākoņiem lija spēcīgas lietusgāzes ar pērkonu un zibeņiem.

Pamazām zemes virsmas dziļākajās ieplakās sakrājās ūdens, kuram vairs nebija laika pilnībā iztvaikot. Tā bija tik daudz, ka pamazām uz planētas izveidojās aizvēsturisks okeāns. Zibens grieza debesis. Bet neviens to neredzēja. Uz Zemes vēl nebija dzīvības. Nepārtrauktā lietusgāze sāka izskalot kalnus. Ūdens no tiem plūda trokšņainās straumēs un vētrainās upēs. Miljonu gadu laikā ūdens plūsmas ir dziļi sarūsējušas zemes virsmu un vietām parādījušās ielejas. Ūdens saturs atmosfērā samazinājās, un uz planētas virsmas uzkrājās arvien vairāk.

Nepārtrauktā mākoņu sega kļuva plānāka, līdz kādu dienu pirmais saules stars pieskārās Zemei. Nepārtrauktais lietus ir beidzies. Lielāko daļu zemes klāja aizvēsturiskais okeāns. No tā augšējiem slāņiem ūdens izskaloja milzīgu daudzumu šķīstošo minerālvielu un sāļu, kas iekrita jūrā. Ūdens no tā nepārtraukti iztvaikoja, veidojot mākoņus, un sāļi nosēdās, un laika gaitā notika pakāpeniska sāļošanās. jūras ūdens. Acīmredzot dažos apstākļos, kas pastāvēja senatnē, veidojās vielas, no kurām radās īpašas kristāliskas formas. Tie pieauga, tāpat kā visi kristāli, un radās jauni kristāli, kas piesaistīja sev arvien jaunas vielas.

Saules gaisma un, iespējams, ļoti spēcīgas elektriskās izlādes kalpoja par enerģijas avotu šajā procesā. Iespējams, ka pirmie Zemes iedzīvotāji ir dzimuši no šādiem elementiem - prokariotiem, organismiem bez izveidota kodola, līdzīgi kā mūsdienu baktērijas. Tie bija anaerobi, proti, elpošanai neizmantoja brīvo skābekli, kura tobrīd atmosfērā vēl nebija. Barības avots viņiem bija organiskie savienojumi, kas radās uz joprojām nedzīvās Zemes saules ultravioletā starojuma, zibens izlādes un vulkānu izvirdumu laikā radītā siltuma rezultātā.

Pēc tam dzīvība pastāvēja plānā baktēriju plēvē rezervuāru apakšā un mitrās vietās. Šo dzīves attīstības laikmetu sauc par Arheānu. No baktērijām un, iespējams, pilnīgi neatkarīgā veidā radās arī sīki vienšūnu organismi - vecākie vienšūņi.

Kā izskatījās primitīvā zeme?

Pāriet uz priekšu pirms 4 miljardiem gadu. Atmosfērā nav brīva skābekļa, tas ir tikai oksīdu sastāvā. Gandrīz nekādas skaņas, izņemot vēja svilpienu, ūdens šņākoņu, kas izplūst ar lavu, un meteorītu triecienu uz Zemes virsmu. Nav augu, nav dzīvnieku, nav baktēriju. Varbūt tā izskatījās Zeme, kad uz tās parādījās dzīvība? Lai gan šī problēma daudzus pētniekus satrauc jau ilgu laiku, viņu viedokļi par šo jautājumu ļoti atšķiras. Par tā laika apstākļiem uz Zemes varēja liecināt akmeņi, taču tie jau sen ir iznīcināti ģeoloģisko procesu un zemes garozas kustību rezultātā.

Teorijas par dzīvības izcelsmi uz Zemes

Šajā rakstā mēs īsi runāsim par vairākām hipotēzēm par dzīvības izcelsmi, atspoguļojot mūsdienu zinātnes idejas. Pēc pazīstamā dzīvības rašanās jomas eksperta Stenlija Millera domām, par dzīvības rašanos un tās evolūcijas sākumu var runāt no brīža, kad organiskās molekulas organizējās struktūrās, kas varēja sevi atražot. Bet tas rada citus jautājumus: kā radās šīs molekulas; kāpēc viņi varēja vairoties un apvienoties tajās struktūrās, no kurām radās dzīvi organismi; kādi ir nosacījumi tam?

Ir vairākas teorijas par dzīvības izcelsmi uz Zemes. Piemēram, vienā no sen pastāvošajām hipotēzēm teikts, ka tas uz Zemi nogādāts no kosmosa, taču tam nav pārliecinošu pierādījumu. Turklāt mums zināmā dzīvība ir pārsteidzoši pielāgota pastāvēšanai tieši zemes apstākļos, tāpēc, ja tā radusies ārpus Zemes, tad uz sauszemes tipa planētas. Lielākā daļa mūsdienu zinātnieku uzskata, ka dzīvība radusies uz Zemes, tās jūrās.

Bioģenēzes teorija

Mācību par dzīvības izcelsmi attīstībā nozīmīgu vietu ieņem bioģenēzes teorija - dzīvā izcelsme tikai no dzīvajiem. Bet daudzi to uzskata par nepieņemamu, jo tas principiāli iebilst pret dzīvajiem un nedzīvajiem un apstiprina zinātnes noraidīto ideju par dzīves mūžību. Abioģenēze - ideja par dzīvo būtņu izcelsmi no nedzīvām lietām - sākotnējā hipotēze mūsdienu teorija dzīvības izcelsme. 1924. gadā slavenais bioķīmiķis A. I. Oparins ierosināja, ka ar spēcīgu elektrisko izlādi zemes atmosfēra, kas pirms 4-4,5 miljardiem gadu sastāvēja no amonjaka, metāna, oglekļa dioksīda un ūdens tvaikiem, varēja rasties vienkāršākie organiskie savienojumi, kas nepieciešami dzīvības rašanai. Akadēmiķa Oparina pareģojums piepildījās. 1955. gadā amerikāņu pētnieks S. Millers, izlaižot elektriskos lādiņus caur gāzu un tvaiku maisījumu, ieguva vienkāršāko taukskābju, urīnviela, etiķskābe un skudrskābe un vairākas aminoskābes. Tā 20. gadsimta vidū eksperimentāli tika veikta olbaltumvielām līdzīgo un citu organisko vielu abiogēnā sintēze apstākļos, kas atveido primitīvās Zemes apstākļus.

Panspermijas teorija

Panspermijas teorija ir iespēja pārnest organiskos savienojumus, mikroorganismu sporas no viena kosmiskais ķermenis citam. Bet tas nepavisam nesniedz atbildi uz jautājumu, kā radās dzīvība Visumā? Ir nepieciešams attaisnot dzīvības rašanos tajā Visuma punktā, kura vecums saskaņā ar teoriju lielais sprādziens, ir ierobežots līdz 12-14 miljardiem gadu. Līdz tam laikam nebija pat elementārdaļiņu. Un, ja nav kodolu un elektronu, nav ķīmiskās vielas. Tad dažu minūšu laikā radās protoni, neitroni, elektroni, un viela iegāja evolūcijas ceļā.

Šī teorija ir balstīta uz vairākkārtējiem NLO novērojumiem, klinšu grebumiem ar lietām, kas izskatās pēc raķetēm un "astronautiem", un ziņojumiem par iespējamu tikšanos ar citplanētiešiem. Pētot meteorītu un komētu materiālus, tajos tika atrasti daudzi "dzīvības priekšteči" - tādas vielas kā cianogēni, ciānūdeņražskābe un organiskie savienojumi, kas, iespējams, pildīja "sēklu" lomu, kas nokrita uz kailās Zemes.

Šīs hipotēzes atbalstītāji bija laureāti Nobela prēmija F. Krīks, L. Orgels. F. Kriks, pamatojoties uz diviem netiešiem pierādījumiem: universālumu ģenētiskais kods: nepieciešams visu dzīvo būtņu normālai metabolismam no molibdēna, kas tagad ir ārkārtīgi reti sastopams uz planētas.

Dzīvības izcelsme uz Zemes nav iespējama bez meteorītiem un komētām

Pētnieks no Teksasas Tehniskās universitātes, analizējis milzīgo savāktās informācijas daudzumu, izvirzīja teoriju par to, kā uz Zemes varētu veidoties dzīvība. Zinātnieks ir pārliecināts, ka agrīno formu izskats visvienkāršākā dzīve uz mūsu planētas nebūtu iespējams bez komētu un uz tās nokritušo meteorītu līdzdalības. Pētnieks dalījās ar savu darbu Amerikas Ģeoloģijas biedrības 125. gadskārtējā sanāksmē, kas notika 31. oktobrī Denverā, Kolorādo.

Darba autors, Teksasas ģeozinātņu profesors tehnoloģiskā universitāte(TTU) un universitātes paleontoloģijas muzeja kurators Sankars Čaterdži sacīja, ka viņš nonācis pie šāda secinājuma, analizējot informāciju par agrīnajiem. ģeoloģiskā vēsture mūsu planētas un salīdzinot šos datus ar dažādām ķīmiskās evolūcijas teorijām.

Eksperts uzskata, ka šī pieeja ļauj izskaidrot vienu no slēptākajiem un līdz galam neizprotamajiem periodiem mūsu planētas vēsturē. Pēc daudzu ģeologu domām, lielākā daļa kosmosa "bombardēšanas", kurās bija iesaistītas komētas un meteorīti, notika apmēram pirms 4 miljardiem gadu. Chatterjee uzskata, ka agrākā dzīvība uz Zemes veidojās krāteros, ko atstāja meteorītu un komētu triecieni. Un, visticamāk, tas notika "Vēlā smagās bombardēšanas" periodā (pirms 3,8-4,1 miljarda gadu), kad krasi pieauga mazu kosmosa objektu sadursme ar mūsu planētu. Tolaik bija vairāki tūkstoši gadījumu, kad komētas nokrita uzreiz. Interesanti, ka šo teoriju netieši atbalsta Nicas modelis. Saskaņā ar to reālais komētu un meteorītu skaits, kam tobrīd vajadzēja nokrist uz Zemi, atbilst reālajam krāteru skaitam uz Mēness, kas savukārt bija sava veida vairogs mūsu planētai un nepieļāva nebeidzamo bombardēšanu. lai to iznīcinātu.

Daži zinātnieki norāda, ka šīs bombardēšanas rezultāts ir dzīvības kolonizācija Zemes okeānos. Tajā pašā laikā vairāki pētījumi par šo tēmu liecina, ka mūsu planētai ir vairāk ūdens rezervju, nekā vajadzētu. Un šis pārpalikums tiek attiecināts uz komētām, kas pie mums lidoja no Ortas mākoņa, kas, iespējams, atrodas viena gaismas gada attālumā no mums.

Chatterjee norāda, ka šajās sadursmēs izveidotie krāteri tika piepildīti ar izkusušo ūdeni no pašām komētām, kā arī nepieciešamajiem ķīmiskajiem celtniecības blokiem, kas nepieciešami vienkāršāko organismu veidošanai. Tajā pašā laikā zinātnieks uzskata, ka tās vietas, kur dzīvība neparādījās pat pēc šādas bombardēšanas, vienkārši izrādījās tam nepiemērotas.

“Kad Zeme veidojās pirms aptuveni 4,5 miljardiem gadu, tā bija pilnīgi nepiemērota dzīvo organismu parādīšanās uz tās. Tas bija īsts verdošs vulkānu katls, uz tā pastāvīgi krīt indīga karsta gāze un meteorīti, ”raksta tiešsaistes žurnāls AstroBiology, atsaucoties uz zinātnieku.

"Un pēc viena miljarda gadu tā kļuva par klusu un mierīgu planētu, kas bagāta ar milzīgām ūdens rezervēm, ko apdzīvo dažādi mikrobu dzīves pārstāvji - visu dzīvo būtņu senči."

Dzīvība uz Zemes varēja rasties no māla

Zinātnieku grupa Dan Luo no Kornela universitātes priekšgalā izvirzīja hipotēzi, ka parastais māls varētu kalpot kā koncentrators vissenākajām biomolekulām.

Sākotnēji pētniekus neuztrauca dzīvības izcelsmes problēma – viņi meklēja veidu, kā palielināt bezšūnu proteīnu sintēzes sistēmu efektivitāti. Tā vietā, lai ļautu DNS un tās atbalsta proteīniem brīvi peldēt reakcijas maisījumā, zinātnieki mēģināja tos piespiest hidrogēla daļiņās. Šis hidrogēls kā sūklis absorbēja reakcijas maisījumu, sorbēja nepieciešamās molekulas, un rezultātā visas nepieciešamās sastāvdaļas tika bloķētas nelielā tilpumā - tāpat kā tas notiek šūnā.

Pēc tam pētījuma autori mēģināja izmantot mālu kā lētu hidrogēla aizstājēju. Māla daļiņas izrādījās līdzīgas hidrogēla daļiņām, kļūstot par sava veida mikroreaktoriem mijiedarbojošām biomolekulām.

Saņemot šādus rezultātus, zinātnieki nevarēja neatcerēties dzīves izcelsmes problēmu. Māla daļiņas ar spēju sorbēt biomolekulas faktiski varētu kalpot kā pirmie bioreaktori pašām pirmajām biomolekulām, pirms tām bija membrānas. Šo hipotēzi apstiprina arī fakts, ka silikātu un citu minerālu izskalošanās no iežiem, veidojoties māliem, pēc ģeoloģiskām aplēsēm sākās tieši pirms tam, pēc biologu domām, senākās biomolekulas sāka apvienoties protošūnās.

Ūdenī, pareizāk sakot, šķīdumā maz kas varētu notikt, jo procesi šķīdumā ir absolūti haotiski, un visi savienojumi ir ļoti nestabili. Mūsdienu zinātne mālu - precīzāk, mālu minerālu daļiņu virsmu - uzskata par matricu, uz kuras varētu veidoties primārie polimēri. Bet šī ir arī tikai viena no daudzajām hipotēzēm, no kurām katrai ir savas stiprās puses un vājās puses. Bet, lai pilnā mērogā simulētu dzīvības izcelsmi, patiešām ir jābūt Dievam. Lai gan Rietumos mūsdienās jau ir raksti ar nosaukumiem "Šūnu uzbūve" vai "Šūnu modelēšana". Piemēram, viens no pēdējiem Nobela prēmijas laureāti Džeimss Szostaks tagad aktīvi cenšas izveidot efektīvus šūnu modeļus, kas vairojas paši, atveidojot savu veidu.

Spontānās (spontānās) ģenerēšanas teorija

Spontānas dzīves ģenerēšanas teorija bija plaši izplatīta senajā pasaulē - Babilonā, Ķīnā, Senā Ēģipte Un Senā Grieķija(Šai teorijai īpaši sekoja Aristotelis).

Zinātnieki senā pasaule Un viduslaiku Eiropa viņi uzskatīja, ka dzīvās būtnes pastāvīgi rodas no nedzīvas matērijas: tārpi - no dubļiem, vardes - no dubļiem, ugunspuķes - no rīta rasas utt. Tātad slavenais holandiešu zinātnieks 17. gs. Van Helmonts savā zinātniskajā traktātā diezgan nopietni aprakstīja pieredzi, kurā viņš 3 nedēļu laikā dabūja peles aizslēgtā tumšā skapī tieši no netīra krekla un saujas kviešu. Pirmo reizi itāļu zinātnieks Frančesko Redi (1688) nolēma plaši atzītu teoriju pakļaut eksperimentālai pārbaudei. Viņš ievietoja vairākus gaļas gabalus traukos un dažus no tiem pārklāja ar muslīnu. Atvērtos traukos uz trūdošas gaļas virsmas parādījās balti tārpi - mušu kāpuri. Ar muslīnu pārklātajos traukos mušu kāpuru nebija. Tā F. Redi izdevies pierādīt, ka mušu kāpuri nerodas no trūdošas gaļas, bet gan no olām, kuras uz tās virsmas izdušas muša.

1765. gadā slavenais itāļu zinātnieks un ārsts Lacaro Spalanzani vārīja gaļas un dārzeņu buljonus noslēgtās stikla kolbās. Buljoni noslēgtās kolbās nepasliktinājās. Viņš secināja, ka augstas temperatūras ietekmē nomira visas dzīvās radības, kas spēj izraisīt buljona bojāšanos. Tomēr F. Redi un L. Spalanzani eksperimenti nepārliecināja visus. Vitalistu zinātnieki (no latīņu vita - dzīvība) uzskatīja, ka vārītajā buljonā nenotiek spontāna dzīvo būtņu rašanās, jo tajā tiek iznīcināts īpašs “dzīvības spēks”, kas nevar iekļūt noslēgtā traukā, jo tas tiek transportēts pa gaisu. .

Strīdi par dzīvības spontānas rašanās iespējamību saasinājās saistībā ar mikroorganismu atklāšanu. Ja sarežģītas dzīvās būtnes nevar spontāni vairoties, varbūt mikroorganismi var?

Šajā sakarā 1859. gadā Francijas akadēmija paziņoja par balvas piešķiršanu tam, kurš beidzot izlemj jautājumu par spontānas dzīves ģenerēšanas iespējamību vai neiespējamību. Šo balvu 1862. gadā saņēma slavenais franču ķīmiķis un mikrobiologs Luiss Pastērs. Tāpat kā Spalanzani, viņš stikla kolbā vārīja barības vielu buljonu, bet kolba nebija parasta, bet ar kaklu 5-veida caurules formā. Gaiss un līdz ar to "dzīvības spēks" varēja iekļūt kolbā, bet putekļi un līdz ar to gaisā esošie mikroorganismi nogulsnējās 5-veida caurules apakšējā līkumā, un buljons kolbā palika sterils. (2.1.1. att.). Tomēr bija vērts nolauzt kolbas kakliņu vai noskalot 5-veida tūbiņas apakšējo ceļgalu ar sterilu buljonu, jo buljons sāka ātri duļķoties - tajā parādījās mikroorganismi.

Tādējādi, pateicoties Luisa Pastēra darbam, spontānās paaudzes teorija tika atzīta par neizturamu un zinātniskā pasaule tika izveidota bioģenēzes teorija, kuras īss formulējums ir "viss dzīvais ir no dzīvām būtnēm".

Taču, ja visi dzīvie organismi vēsturiski paredzamajā cilvēka attīstības periodā ir cēlušies tikai no citiem dzīviem organismiem, dabiski rodas jautājums: kad un kā uz Zemes parādījās pirmie dzīvie organismi?

Radīšanas teorija

Kreacionisma teorija pieņem, ka visus dzīvos organismus (vai tikai to vienkāršākās formas) noteiktā laika periodā radīja (“izstrādāja”) kāda pārdabiska būtne (dievība, absolūta ideja, superprāts, supercivilizācija utt.). Acīmredzami, ka vairuma vadošo pasaules reliģiju, īpaši kristīgās reliģijas, sekotāji pieturējās pie šī viedokļa no seniem laikiem.

Kreacionisma teorija joprojām ir diezgan izplatīta ne tikai reliģiskajās, bet arī zinātniskajās aprindās. To parasti izmanto, lai izskaidrotu sarežģītākos, neatrisinātos bioķīmiskās un bioloģiskās evolūcijas jautājumus, kas saistīti ar proteīnu un nukleīnskābju rašanos, to mijiedarbības mehānisma veidošanos, atsevišķu kompleksu organellu vai orgānu rašanos un veidošanos (piemēram, ribosoma, acs vai smadzenes). Periodiskas "radīšanas" akti arī izskaidro skaidru pārejas saišu trūkumu no viena veida dzīvniekiem
uz citu, piemēram, no tārpiem līdz posmkājiem, no pērtiķiem līdz cilvēkiem utt. Jāuzsver, ka filozofiskais strīds par apziņas (virsprāta, absolūtās idejas, dievības) vai matērijas pārākumu tomēr nav atrisināms principā, jo mēģinājums izskaidrot jebkādas mūsdienu bioķīmijas un evolūcijas teorija fundamentāli nesaprotami pārdabiski radīšanas akti izvirza šos jautājumus tālāk zinātniskie pētījumi, kreacionisma teoriju nevar attiecināt uz zinātnisko teoriju kategoriju par dzīvības izcelsmi uz Zemes.

Līdzsvara stāvokļa un panspermijas teorijas

Abas šīs teorijas ir viens otru papildinoši elementi vienotam pasaules attēlam, kura būtība ir šāda: Visums pastāv mūžīgi un dzīvība tajā pastāv mūžīgi (stacionārs stāvoklis). Dzīvību no planētas uz planētu pārnēsā kosmosā ceļojošas "dzīvības sēklas", kas var būt daļa no komētām un meteorītiem (panspermija). Līdzīgus uzskatus par dzīvības izcelsmi jo īpaši pauda akadēmiķis V.I. Vernadskis.

Tomēr stacionārā stāvokļa teorija, kas paredz bezgalīgi ilgu Visuma pastāvēšanu, neatbilst mūsdienu astrofizikas datiem, saskaņā ar kuriem Visums radās salīdzinoši nesen (apmēram pirms 16 miljardiem gadu) primārā sprādziena rezultātā. .

Ir acīmredzams, ka abas teorijas (panspermija un stacionārais stāvoklis) vispār nesniedz skaidrojumu par dzīvības primārās rašanās mehānismu, pārnesot to uz citām planētām (panspermija) vai pārvietojot uz bezgalību laikā (stacionāra teorija). Valsts).

Dzīvot uz zemes - no kurienes mēs esam? Versiju netrūkst – no tīri zinātniskām līdz fantastiskākajām. Cilvēce ir meklējusi atbildi uz šo jautājumu tūkstošiem gadu. gadā notikušajā lekcijā uz to mēģināja atbildēt pazīstamais krievu biofiziķis Vsevolods Tverdislovs izglītības centrs"Sīriuss". Viņš paskaidroja, kāpēc uz Zemes ir tikai viens dzīvs organisms, kas ir kopīgs starp gļotu pelējumu un dzelzceļi Tokijā un kā meklēt citplanētiešus. "Lenta.ru" sniedz savas runas galvenās tēzes.

Trīs jautājumi

Zinātnē apgaismotai cilvēcei ir tikai trīs jautājumi: kā parādījās Visums, kā tajā radās dzīvība un kā dzīvās būtnes iemācījās domāt. Lai saprastu šādas globālas tēmas, ir jādomā plašā mērogā, nevis kādas vienas konkrētas zinātnes ietvaros.

Daudzus procesus var izskaidrot ar tāda jēdziena palīdzību kā “aktīvo mediju pašorganizēšanās”. Aktīvais medijs enerģētiski un informatīvi apvieno neviendabīgus procesus telpā un laikā. Tādas šķietami atšķirīgas parādības kā uguns izplatīšanās stepju ugunsgrēkā, baumu un infekciju izplatība, valūtas vai valodas tiek skaidrotas vienādi, ja skatāmies no biofizikas viedokļa.

Biofizika ir bioloģijas nozare, kas pēta dzīvās dabas pastāvēšanas fiziskos aspektus visos tās līmeņos, sākot no molekulām un šūnām līdz biosfērai kopumā, kā arī zinātni par fizikālajiem procesiem, kas notiek bioloģiskās sistēmās. dažādi līmeņi organizācija un dažādu fizisko faktoru ietekme uz bioloģiskajiem objektiem. Biofizika ir aicināta atklāt saiknes starp fiziskajiem mehānismiem, kas ir dzīvo objektu organizācijas pamatā, un to dzīves aktivitātes bioloģiskajām īpašībām.

Citiem vārdiem sakot, pašorganizēšanās mehānismus fizikāli ķīmiskajās, bioloģiskajās, ekoloģiskajās un sociālajās sistēmās var aplūkot no vispārēja viedokļa. Izprotot aktīvo mediju pašorganizēšanos, iespējams izveidot modeļus, kas apraksta tādus šķietami atšķirīgus procesus kā lāzera darbība, asins koagulācija, ķīmiskās reakcijas, sirdspuksti vai gada gredzenu parādīšanās kokā.

Pat Aristotelis teica: "Filozofijā ir pareizi apsvērt līdzības pat lietās, kas ir tālu viena no otras." mūsdienu zinātne izriet no tā, ka šis apgalvojums attiecas ne tikai uz filozofiju.

Mēs esam vietējie

Cik organismu ir uz Zemes? Viens: biosfēra. Šis ir vienīgais pašpietiekams organisms, zem tā kājām ir periodiskā tabula, no augšas krīt pelnu nu, tas ir, gaismas kvanti. Nu, protams, jāņem vērā Zemes apstākļi.

Aktīvais medijs pašorganizējas pēc vieniem un tiem pašiem principiem neatkarīgi no tā lieluma. Piemēram, apsveriet, kā gļotu pelējums izplatās gar ozola mizu. Vienkāršākais organisms, pusmilimetra liela šūna, gļotu gabals, kas var izaugt tik liels, ka noklās metrus no koka.

Zinātnieki veica eksperimentu, pamatojoties uz ģeogrāfiskā karte Tokija un apkārtne. Ap gļotu veidni, kas it kā atrodas Japānas galvaspilsētas vietā, viņi izlika ēdienu tajās vietās, kur atrodas Tokijai blakus esošās pilsētas. Gļotu pelējums sāka virzīties uz pārtiku, ieguldot tai kanālus - "ceļus". Kad pētnieki salīdzināja eksperimentālā organisma kustības modeli un reālo Japānas transporta artēriju karti, tie sakrita. Visi aktīvie mediji pašorganizējas, pakļaujoties tiem pašiem likumiem.

Pašorganizācija ir visas dzīvības uz zemes pamats. Tajā pašā laikā ir svarīgi ņemt vērā, ka šī pašorganizācija tiek noteikta primāri fiziskie likumi- pat bioloģijā, lai gan cilvēki ir pieraduši interpretēt bioloģiju cauri ķīmiskie savienojumi. Ja mēs runājam par iedzimtību, tad atcerieties DNS. Runājot par bioloģiskajiem darba instrumentiem, ar to saprot olbaltumvielas un fermentus. Ja dzirdat par šūnu membrānu, tad prātā nāk lipīdu membrānas.

Rezultātā pat astronomi, meklējot dzīvību Visumā, meklē oglekļa savienojumus, kas līdzinās aminoskābēm. Ja tiek sastapts kaut kas līdzīgs nukleīnskābēm, tad tiek pieņemts, ka tur pastāv dzīvības formas. Bet nepavisam nav acīmredzams, ka ārpus Zemes būs tāda pati DNS kā šeit.

Kā uz Zemes darbojas dabiskā atlase? Daba dod priekšroku dažām skābēm un noraida citas nevis tāpēc, ka viņai tās patīk vai nepatīk. Un pat pašas aminoskābes netiek atlasītas - daba izvēlas efektivitātes principus starp dažādām fiziskajām formām: uzvar efektīvākais. Tas nozīmē, ka ārpuszemes civilizācijas ir jāmeklē nevis caur DNS, no kuras mēs, cilvēki, sastāvam, bet gan ar enerģijas patēriņa fiziskajām formām.

Tas ir pamats Disona sfēras koncepcijai, ko izstrādājis amerikāņu astrofiziķis Frīmens Daisons. Starp citu, ideju viņš aizguvis no zinātniskās fantastikas rakstnieka Olafa Steipldona grāmatas "The Starmaker". Kā viņš ieteica meklēt citplanētiešu izlūkdatus? Kosmosā ir jāizveido plāns sfērisks apvalks ar lielu rādiusu, kas ir salīdzināms ar planētu orbītu rādiusu un kura centrā atrodas zvaigzne. Tiek pieņemts, ka attīstīta citplanētiešu civilizācija var izmantot sfēru, lai pilnībā izmantotu zvaigznes enerģiju vai atrisinātu dzīves telpas problēmu. Autors enerģijas svārstības citplanētieši tiks atklāti.

Līdz šim ārpus Zemes nav atrasts neviens pat primitīvākais savienojums, kuru nevarētu sintezēt uz mūsu planētas. Visu, kas atrodams kosmosā, tagad ražo pati Zeme. Citiem vārdiem sakot, nav pierādījumu, ka dzīvība uz Zemes būtu ieviesta no ārpuses. Tas atspēko panspermijas hipotēzi, kas liecina, ka dzīvības dīgli (piemēram, mikroorganismu sporas) uz mūsu planētu no kosmosa atnesa, teiksim, meteorīts.

Ja uz meteorīta nonāk piecas aminoskābes, no tām joprojām ir jāizveido šūna. Iedomājieties, ka jums ir vijole, bungas un fagots, taču tas, ka jums ir šie mūzikas instrumenti, nenozīmē, ka jums ir orķestris. Tas ir galvenais dzīvības izcelsmes noslēpums. Šo orķestri mums uz Zemes neviens neatveda. Visi savienojumi, kas atrodami kosmosā, tiek ražoti arī uz Zemes – ar zibens un dabas katalizatoru palīdzību.

Izvairieties no līdzsvara

Bieži var dzirdēt izteicienu "šis organisms ir līdzsvarā ar vidi". Fiziķis šo frāzi interpretē nepārprotami: "šis organisms ir miris". Mēs būtībā esam nelīdzsvaroti un izņemti no termodinamiskā līdzsvara, un, ja mēs runājam par mūsu attiecībām ar vidi, tad mēs atrodamies termodinamiskā, enerģijas un materiāla līdzsvarā. Tās var būt stacionāras attiecības vai nestacionāras, bet ne līdzsvara attiecības. Līdzsvars mums var būt tikai kapos.

Pati dzīves būtība ir ķīmisko un elektrisko potenciālu, koncentrāciju un tā tālāk atšķirību mijiedarbība. Tikai nevienlīdzības un nelīdzsvarotības gadījumā var notikt ķīmisks process. No biofiziķa viedokļa enerģijas dzīvība ir parabola. Apakšā dzīve apstājas, savā ziņā tās nav. Aktīvās vides pašorganizēšanās procesi sākas, kad līdzsvars beidzas un sistēma attālinās no tā.

Ja mēs ņemam divas sistēmas ar vienādu elektrisko potenciālu - lai cik liels tas būtu -, tad lādiņu kustība nevar būt. Mums ir vajadzīga asimetrija. Tas ir galvenais nosacījums procesu uzsākšanai. Ķīmiskie procesi fizikas vadīts. Uz tā balstās mūsdienu sistēmu bioloģija un biofizika. Un tagad viena no daudzsološākajām jomām ir zinātne, kas, no vienas puses, ietver biofiziku un, no otras puses, sinerģētiku.

Sinerģētika jeb teorija sarežģītas sistēmas- starpdisciplināra zinātnes joma, kas pēta vispārējos parādību un procesu modeļus sarežģītās nelīdzsvarotās sistēmās (fizikālās, ķīmiskās, bioloģiskās, vides, sociālās un citās), pamatojoties uz tiem raksturīgajiem pašorganizācijas principiem. Sinerģētika ir starpdisciplināra pieeja, jo principi, kas regulē pašorganizācijas procesus, šķiet vienādi neatkarīgi no sistēmu rakstura, un to aprakstīšanai vajadzētu būt piemērotam kopējam matemātiskajam aparātam.

Slavenais franču fiziķis, Nobela prēmijas laureāts Pjērs Kirī teica, ka dabu virza simetrijas pārkāpums, pati kustība būtībā ir simetrijas izkropļojums, jo simetrija ir statiska.

Jāpatur prātā, ka daba bieži nepakļaujas tam, ko fiziķi tradicionāli sauc par "likumu". Piemēram, Huka likums ir apgalvojums, saskaņā ar kuru deformācija, kas notiek elastīgā ķermenī, ir tieši proporcionāla tam pieliktajam spēkam. Bet šis likums nav piemērojams lielām deformācijām - nav iespējams izstiept atsperi, piemēram, par 10 kilometriem. Tātad ne katrs fizikas likums ir dabas likums. Jums ir jāsaprot proporcijas. lineārās atkarības. Šeit kļūst acīmredzams, ka sistēmas, kas atrodas tālu no līdzsvara, var iziet cauri gludām sekcijām un nonākt tā sauktajos bifurkācijas punktos - tas ir, bifurkācijās.

Ļoti bieži (īpaši politiķi) viņi saka, ka attīstībai ir jāiet evolūcijas, nevis revolūcijas ceļš. Bet evolūcija, tostarp bifurkācijas evolūcija, pēc vienmērīgas attīstības iet tikai caur bifurkāciju, un ir ļoti grūti paredzēt, kāda tā būs pēc bifurkācijas punkta iziešanas. Prognozes precizitātes pakāpe ir aptuveni tāda pati kā sinoptiķiem. 100% sakritības iespējamība ir maz ticama, jo pat daba pati nezina, kā tā uzvedīsies pēc bifurkācijas punkta pārvarēšanas.

Ļoti vienkāršojot, mēs varam teikt, ka dzīvība uz Zemes ir sistēma, kas sastāv no divām konjugētām apakšsistēmām - biosfēras un cilvēka "ekonomikas". Katrs no tiem ir hierarhiski organizēta aktīva vide, neviena no tām nevar pastāvēt pati par sevi.

Tieši šajā virzienā šobrīd attīstās zinātne par dzīvajiem - matērijas un informācijas enerģētisko plūsmu un telpisko pašorganizēšanās attiecību meklējumos. Piemēram, kāpēc zivis bieži peld lielos baros? Tādā veidā tie samazina ūdens pretestību katrai atsevišķai kustīgai zivij. Bet pēkšņi parādās haizivs, un locītava sabrūk. Tas ir funkcionāls, taču tas ir arī simetrijas izmaiņas. Un, ja paskatās uz notikušo no biofiziķa viedokļa, tā ir bifurkācija.

Uz jauna izrāviena robežas

Līdz 20. gadsimta sākumam gandrīz visas klasiskās fundamentālās zinātnes šķita pabeigtas. Ģeogrāfiskie atklājumi izgatavoti, astronomi visi tuvākie zvaigznāji un ierīce Saules sistēma aprakstīts, ģeologi visu izpētīja, fizika un ķīmija pabeigta, Maksvela vienādojumi uzrakstīti, elektromagnētisms saprasts, teorētiskā mehānika apgūta, ir periodiskā tabula, cilvēki saprot, kā izkārtojušies organiskie savienojumi. Viss it kā bija zināms – tālāk nebija kur iet.

Un pēkšņi izrāviens: parādās kvantu mehānika, parādās relativitātes teorija, kvantu mehānika nonāk ķīmijā un dod tai jaunu spēcīgu impulsu. Līdz 20. gadsimta vidum klasiskajām zinātnēm bija milzīgs skaits nozaru: fizika ciets ķermenis, makromolekulārā fizika, kosmosa fizika un tā tālāk. Zinātnes izkaisītas pa milzīgu skaitu lietišķo jomu. Slavenais krievu un padomju dabaszinātnieks Vladimirs Ivanovičs Vernadskis rakstīja: “20. gadsimta zinātnisko zināšanu pieaugums strauji izjauc robežas starp atsevišķām zinātnēm. Mēs arvien vairāk specializējamies nevis zinātnēs, bet problēmās.

Pateicoties tam, notika spēcīgs civilizācijas izrāviens, spēcīgs izrāviens. Bet cilvēce, priecājoties par spēcīgo sākumu, 20. gadsimta otro pusi un 21. sākumu pavadīja ļoti viduvēji. Lietišķās zinātnes jomas nav devušas pasaulei neko pēc būtības jaunu, tās nemitīgi atjaunina veco ideju čaulu. Piemēram, atomelektrostacijas ir kļuvuši daudz uzticamāki, taču pats to darbības princips nav mainījies kopš pagājušā gadsimta piecdesmitajiem gadiem. Sīkrīki kļūst plānāki, mēs sakām, ka tie ir modernāki, bet to darbības principi paliek nemainīgi.

Jaunam civilizācijas izrāvienam ir pienācis laiks koncentrēties nevis uz lietišķajām zinātnes jomām, bet gan uz fundamentālām, lai dotu pasaulei jaunu izrāvienu, kuru pēc tam lietišķās jomas izmantos vēl simts gadus.

Notiek jauna zinātņu kombinācija. Fizika sāka savienot savus divus galējos spārnus, apvienojot idejas par mazāko un lielāko, tas ir elementārdaļiņas un Visums. Zinātnieki ir cieši saistīti ar Lielā sprādziena teoriju. Tie paši procesi notiek arī bioloģijā. Pētnieki nostiprina savas zināšanas par lielo (biosfēru) un mazo (genoms).

Starp citu, nespēja iemācīt saskatīt pasaules ainu kopumā ir viena no vājajām vietām un mūsdienu izglītība: skolēni un studenti saņem daudz atšķirīgas informācijas, kas prātā pastāv atsevišķi, nepārvēršoties vienā zināšanā. Bieži lietotais izteiciens “klipu domāšana” apraksta šo situāciju vislabākajā iespējamajā veidā.

Ko dos zinātņu apvienošana? Mēs drīz uzzināsim un, iespējams, būsim pārsteigti. Slavenais angļu rakstnieks Arturs Klārks, viens no tā sauktajiem "lielajiem zinātniskās fantastikas rakstniekiem", kura ietekme neaprobežojās tikai ar literatūru, savā grāmatā "Future Features" (1962) formulēja "Klārka likumus", un pirmais no tiem skan. : "Ja pelnījis, gudrais zinātnieks saka, ka zinātnē kaut kas ir iespējams, viņam gandrīz noteikti ir taisnība. Ja viņš saka, ka kaut kas nav iespējams, viņš gandrīz noteikti kļūdās.