Биогенез

Процессы транскрипции и трансляции — первый этап на пути формирования внутриклеточных структур. Следующие этапы — сборка надмолекулярных комплексов и их доставка в определённые участки клетки. Первичная структура белка, т. е. последовательность аминокислот в молекуле полипептида, определяет его вторичную и третичную структуры. Взаимодействие белковых молекул с другими белковыми и небелковыми органическими соединениями приводит к образованию четвертичной структуры белков и их встраиванию в те надмолекулярные комплексы, для которых эти белки предназначены. Все эти этапы превращений белковой молекулы, начиная от синтеза её рибонуклеиновой матрицы и до вхождения наряду с другими соединениями в состав определённых компонентов клетки, связаны с процессами самосборки. Именно эти процессы лежат в основе формирования и биогенеза клеточных структур.

В основе представлений о биогенезе лежит идея вечности жизни.[2] Поскольку, если живые организмы происходят только от других живых организмов, то их цепочка должна тянуться в прошлое бесконечно. Сторонники биогенеза предполагали, что зародыши живых существ были занесены на Землю с других, более древних небесных тел — теория панспермии. Её поддерживали немецкий химик Ю. Либих, физик и физиолог Г. Гельмгольц, шведский химик С. А. Аррениус и др., противопоставлявшие теорию панспермии существовавшему в середине XIX в. представлению о самозарождении сложно организованных животных (червей, мух и др.) из гниющего мяса, грязи и т. п. Авторы теории биогенеза ссылались на то, что перенос зародышей теоретически возможен, т. к. при отсутствии кислорода и при низкой температуре космического пространства зародыши могли находиться в состоянии анабиоза. Однако в дальнейшем выяснилось, что космические лучи оказывают губительное действие даже на весьма устойчивые споры бактерий. На ошибочность теории биогенеза указал Ф. Энгельс, считавший, что представление о требуемой теорией биогенеза устойчивости носителя жизни — белка — противоречит данным о его химических свойствах, а представление о вечности первичных носителей жизни несовместимо с историческим взглядом на живую природу.[2] Несостоятельность представлений о вечности жизни означает несостоятельность теории биогенеза.

Вплоть до XIX века учению о вечности жизни и панспермии некоторые учёные противопоставляли представление о «жизненной силе» — некоей всепроникающей субстанции, заставляющей зарождаться живое из неживого (лягушек — из болота, личинок мух — из мяса, червей — из почвы и т. д.). Французский химик Луи Пастер интересовался данным вопросом в связи с возможностью борьбы с инфекционными заболеваниями. Если «жизненная сила» существует, то бороться с болезнями бессмысленно: сколько микробов не уничтожай, они самозародятся вновь. Если же микробы всегда приходят извне, тогда есть шанс. Вопрос об изначальном самозарождении жизни на Земле им не ставился.[5]

Для проверки этих гипотез Л. Пастер в 1865 г. поставил специальный эксперимент. Он использовал колбу с открытым, дважды изогнутым горлышком в виде буквы S, чтобы «жизненная сила» смогла проникнуть внутрь, а микробы — нет (споры микробов переносятся по воздуху на пылинках, которые просто осядут на стенках изогнутой трубки). Эту колбу он заполнил прокипячённым бульоном, подержал сутки и обнаружил, что микробы в ней не самозародились. Вывод: «жизненной силы» не существует, и в настоящее время микроорганизмы не самозарождаются из неживого субстрата.[3]

Однако этот эксперимент вовсе не доказывает, что живое вообще никогда не может самозарождаться из неживого, как ошибочно полагают многие. Эксперимент Пастера доказывает лишь невозможность зарождения микроорганизмов конкретно в тех питательных средах, которые он использовал, при весьма ограниченном диапазоне условий и в течение коротких промежутков времени. Но он не доказывает невозможность самозарождения жизни в течение сотен миллионов лет химической эволюции, в самых разных средах и при разных условиях (особенно при условиях ранней Земли: в бескислородной атмосфере, наполненной метаном, углекислым газом, аммиаком и циановодородом, при пропускании электрических разрядов и т. д.). Этот эксперимент в принципе не может касаться вопроса об изначальном зарождении жизни хотя бы потому, что в своих опытах Пастер использовал мясные и дрожжевые бульоны (а также мочевину и кровь)[5], а до зарождения жизни не было ни дрожжей, ни мяса. И тем более эксперимент Пастера никак не опровергает современные научные теории и гипотезы о зарождении жизни в глубоководных горячих гидротермальных источниках, в геотермальных источниках, на минеральных кристаллах, в космическом пространстве, в протопланетной туманности, из которой сформировалась Солнечная система и др.

Таким образом, закона биогенеза как утверждения «живое всегда происходит только от живого» в современной науке не существует. Несмотря на это, данное утверждение взято на вооружение и широко пропагандируется некоторыми направлениями креационизма. Напротив, поскольку всё живое состоит из тех же самых «неживых» элементов, что и остальное вещество, между живой и неживой материей нет непреодолимой грани. В XX веке химиками было обнаружено множество способов синтеза органических веществ из неорганики.[3] Следовательно, живое должно было произойти от неживого. Ответ насчёт конкретных процессов и механизмов этого явления пытается дать современная теория абиогенеза.

Распространено ошибочное представление, будто закон биогенеза означает изначальное сотворение жизни на Земле какими-то сверхъестественными силами. Однако это ошибка, поскольку такая сверхъестественная сила не является живым организмом, и значит, такое утверждение как раз противоречит теории биогенеза. Более того, закон биогенеза как утверждение, что живое происходит только от живого, напрямую опровергает библейские тексты, в которых сложноорганизованные животные возникают прямо из неживого субстрата:

«И произвела земля зелень, траву, сеющую семя по роду [и по подобию] её, и дерево [плодовитое], приносящее плод…» (Быт. 1:12)

«И сказал Бог: да произведёт вода пресмыкающихся, душу живую; и птицы да полетят над землёю, по тверди небесной. [И стало так.]» (Быт. 1:20)

«И сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся, которых произвела вода, по роду их,..» (Быт. 1:21)

«И сказал Бог: да произведёт земля душу живую по роду её, скотов, и гадов, и зверей земных по роду их. И стало так.» (Быт. 1:24)

• Абиогенез
• Возникновение жизни
• Химическая эволюция
• Гипотеза мира РНК
• Самозарождение