Biologe Mikhail Nikitin: Wie man beweist, dass das Leben auf der Erde von selbst entstanden ist

Sehr bald wird Mikhail Nikitin auf der Konferenz sprechen "Wissenschaftler gegen Mythen", die organisiert wird von"ANTROPOGENESE.RU». Dort wird der Biologe über die „Silizium-Aliens“ sprechen, die die Entstehung unseres Planeten und das Auftreten von Lebewesen auf ihm beeinflusst haben.

In diesem Zusammenhang haben wir ihn gebeten, unseren Lesern kurz mitzuteilen, welche Ansichten zur Herkunft der Lebenswissenschaftler vertreten werden und warum andere Sichtweisen nicht so konsequent sind.

Was denken Wissenschaftler über den Ursprung des Lebens auf der Erde?

Lassen Sie uns zunächst definieren, was Leben ist. Eine streng eindeutige Definition wie in der Mathematik kann natürlich nicht gegeben werden. Aber die NASA-Expertenkommission, die die Suche nach Leben im Universum leitete, hob die folgende Definition hervor:

Das Leben ist ein chemisches System, das zur darwinistischen Evolution fähig ist.

"Chemisch" bedeutet "aus Atomen und Molekülen bestehen und die Reaktionen zwischen ihnen nutzen". Und die Fähigkeit zur darwinistischen Evolution kennzeichnet das Vorhandensein von vier notwendigen und hinreichenden Bedingungen:

1. Reproduktion.
2. Vererbung (Nachkommen sind den Eltern ähnlich).
3. Mutationen (die Nachkommen sind noch etwas anders als die Eltern).
4. Selektion (die Wahrscheinlichkeit einer weiteren Reproduktion hängt von Mutationen ab).

Zelle

Die Zelle gilt heute als kleinste Elementareinheit des Lebens. Natürlich gibt es Viren, die viel einfacher und kleiner sind und auch zur darwinistischen Evolution fähig sind. Aber sie sind alle parasitär auf Zellen, und in freier Wildbahn können sie nicht getrennt werden.

In diesem Fall ist es logisch anzunehmen, dass das Leben mit dem Aufkommen der Zelle entstanden ist. Jedoch, Biologen Daran bestehen große Zweifel.

RNS

Es wird heute allgemein angenommen, dass es einmal lebende Organismen gab, die noch einfacher als Zellen waren.

Nach dieser Hypothese verwendeten die primitivsten Lebensformen nur eine der existierenden Arten von Biopolymeren - das RNA-Molekül. Zum Vergleich: Für die Arbeit moderner Zellen brauchen sie bereits drei: RNA, DNA und Proteine.

Aber in der vorzellulären Ära mussten alle Funktionen nur von RNA ausgeführt werden. Sie beschleunigte anstelle von Proteinen chemische Reaktionen und fungierte als Aufbewahrungsort für Erbinformationen anstelle von DNA.

So war es, bis einige Lebensformen neue Technologien beherrschten – die Synthese von Proteinen und DNA. Nachdem sie dies getan hatten, wurden sie zu den Zellen, aus denen heute alle Lebewesen (außer Viren) bestehen. Und andere Formen konnten mit ihnen nicht konkurrieren und starben aus.

Chemische Komponenten

Vor der RNA-Welt Erde war nicht zeitgemäß. Einigen Wissenschaftlern gelang es, die Bedingungen zu simulieren, die in diesem Moment herrschten, und die spontane Entstehung des Lebens zu verfolgen.

Eines der ersten Experimente dieser Art war das Miller-Urey-Experiment, das in den 1950er Jahren eingerichtet wurde. Wissenschaftler nahmen eine Mischung aus Gasen – Methan, Ammoniak und Wasserstoff – und trieben sie in eine knifflige Glasinstallation. Auf der einen Seite hatte sie eine Flasche mit erhitztem Wasser, auf der anderen ein Loch, durch das Dampf entweichen konnte. Dort wurden Elektroden angelötet, die blitzähnliche Entladungen durchließen. Der Dampf gelangte dann in den Kühlschrank, wo er kondensieren konnte.

Einige Wochen nach Beginn des Experiments stellten die Wissenschaftler fest, dass sich im Wasser unter solchen Bedingungen bildete Aminosäuren - Bausteine ​​von Proteinen - und einige andere Moleküle, aus denen lebende Organismen bestehen.

Dies wurde zu einer sehr wichtigen Beobachtung. Doch jetzt wurde seine Bedeutung neu überdacht. Es wird angenommen, dass die Bedingungen, die Miller und Urey reproduzierten, nicht denen der Erde ähneln, sondern denen in der protoplanetaren Wolke, aus der das Sonnensystem entstand. Denn wie wir später erfuhren, hatte die Erde nie eine Atmosphäre aus Methan und Ammoniak.

Übrigens sind die im Miller-Apparat gebildeten Aminosäuren denen sehr ähnlich, die tatsächlich in manchen Meteoriten vorkommen.

Nach dieser Erfahrung versuchten auch andere Wissenschaftler, die Bildung organischer Substanzen aus zu simulieren Kohlendioxid, das die Atmosphäre der alten Erde dominierte und heute in großen Mengen darin vorkommt Atmosphäre Mars und Venus.

Sie experimentierten mit Zinksulfidkristallen, die sich bei Bestrahlung mit Sonnenlicht in Wasser wiederherstellen Kohlendioxid und wandelt es in Ameisen-, Essig-, Äpfelsäure und bei Zugabe von Stickstoff in um Aminosäuren.

Darüber hinaus wurden Experimente durchgeführt, um die Bausteine ​​​​der DNA - Nukleotide und stickstoffhaltige Basen - zu erhalten. Letzteres gelang beispielsweise Carl Sagan in den 1960er Jahren aus Blausäure, einem Stoff, der sich in den sauerstofffreien Atmosphären der alten Erde gebildet hat. Inzwischen ist Blausäure auch im Weltraum weit verbreitet – zum Beispiel in Kometen oder auf dem modernen Titan, einem Trabanten des Saturn.

Chemische Elemente

Diese chemische Elemente, die irdisches Leben nutzen, gehören zu den häufigsten im Universum. Dies sind Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Magnesium, Schwefel, Eisen.

Zusätzlich zu ihnen gelten auch andere drei Elemente, die nicht an der spontanen Entstehung des Lebens auf der Erde beteiligt waren, als häufig. Dies sind Helium und Neon, die zu keiner chemischen Reaktion befähigt sind, sowie Silizium, das erst bei sehr hohen Temperaturen aktiv wird.

Diese chemischen Elemente existierten vor dem Erscheinen der Erde und des Sonnensystems. Ihre Zusammensetzung wurde von der ersten Generation von Sternen aufgrund thermonuklearer Reaktionen gebildet. Unmittelbar nach dem Urknall bestand das Universum also nur aus Wasserstoff, Helium und Lithium, und erst dann tauchten schwerere Elemente auf.

Sie interagierten in zufälliger Reihenfolge miteinander und führten zur Bildung chemischer Verbindungen, darunter Aminosäuren und stickstoffhaltige Basen, die wir oben erwähnt haben.

Spontane Erzeugung des Lebens

Im Prozess der Entstehung des Lebendigen aus dem Unbelebten verbanden sich sicherlich Zufall und Regelmäßigkeit. Biologische Evolution funktioniert nur, wenn es sowohl Mutationen als auch gibt natürliche Auslese. Auch das Leben entstand höchstwahrscheinlich spontan nach diesem Prinzip.

Höchstwahrscheinlich gab es vor dem Aufkommen der Fortpflanzung eine Art natürliche Auslese. Beispielsweise heben sich stickstoffhaltige Basen in RNA und DNA wie Adenin, Cytosin, Guanin und Uracil von anderen verwandten Molekülen durch ihre hohe Beständigkeit gegenüber ultravioletter Strahlung ab.

Dann wurden sie zufällig zu RNA-Ketten kombiniert. Und derjenige, der die Wahrscheinlichkeit ihrer eigenen Nachahmung erhöhen konnte, begann mit Fortpflanzung, natürlicher Auslese und darwinistischer Evolution. Und dann begann die natürliche Komplikation in Richtung der Zellen.

Warum Aliens oder Gott kein Leben erschaffen konnten

Wenn das Leben nicht von selbst entstanden ist, dann könnten ihm beide Zivilisationen dabei helfen Ausländerdie auf der Erde angekommen sind, oder einige übernatürliche Wesen. Zum Beispiel Gott. Lassen Sie uns diese Theorien genauer untersuchen.

Ausländer

Es ist bewiesen, dass der Urknall vor etwa 13,5 Milliarden Jahren stattfand. Das Alter des irdischen Lebens ist ziemlich solide im Vergleich zum Alter des Universums. Die Entwicklung von Mikroben zu fühlenden Wesen, dem Homo sapiens, dauerte ungefähr 4 Milliarden Jahre.

Die Außerirdischen würden wahrscheinlich genauso lange brauchen. Und sie konnten uns kaum überholen. Schließlich erfolgte nach dem Urknall die Ansammlung von Elementen, die schwerer als Helium sind – Kohlenstoff, Wasserstoff, Eisen – nicht sofort. Die Sterne synthetisieren sie seit Milliarden von Jahren. Das heißt, innerhalb der Galaxie haben sich die Bedingungen für die Entstehung von Planetensystemen, auf denen Leben möglich ist, nicht sofort entwickelt, und die Außerirdischen hätten kaum Zeit, es zu werden Raum Zivilisation vor uns.

Aber selbst wenn ihnen das irgendwie gelungen ist, stellt sich natürlich die Frage: Wie ist ihr Leben entstanden? Wenn es sich selbst ist, warum ziehen wir diese Möglichkeit dann nicht in Bezug auf das Leben auf der Erde in Betracht?

Gott

Da wir keine direkten Beweise dafür haben, was Gott tun kann und was nicht, ist es natürlich viel schwieriger, hier Argumente zu finden. Kreationisten werden immer in der Lage sein, eine Option zu finden, für die sie nicht arbeiten werden, weil „die Wege des Herrn unergründlich sind“.

Aber mich persönlich überzeugen zum Beispiel ästhetische Überlegungen. Gott wird als superintelligentes Wesen beschrieben. Gleichzeitig gibt es jedoch viele Details im Gerät lebender Organismen, die von keinem vernünftigen Designer hergestellt werden könnten.

Nur ein Dummkopf würde zum Beispiel das Vorhandensein eines wiederkehrenden Kehlkopfnervs bei Säugetieren zugeben.

Es geht vom Gehirn zu den Kehlkopfmuskeln und macht gleichzeitig eine Schleife, die zuerst zum Herzen hinabsteigt, den Aortenbogen umgeht und wieder aufsteigt. Infolgedessen benötigen Sie beispielsweise für das normale Funktionieren einer Giraffe 5 zusätzliche Meter Nervenfaser. Und gleichzeitig leidet er auch unter einer Verzögerung der Signallaufzeit.

Es ist klar, dass, wenn Tiere von einem vernünftigen Wesen erschaffen worden wären, es keine solche Dummheit begangen hätte. Eine solche Struktur ähnelt viel eher dem Ergebnis der Evolution von Säugetieren aus ihren fischähnlichen Vorfahren. Diese hatten keinen Hals, das Herz befand sich nahe am Kopf und der Blutabfluss aus dem Herzen erfolgte dank mehrerer Kiemengefäßpaare. Daher schien die Verfolgung des Nervs um sie herum normal zu sein und stellte kein Problem dar. Und dann kamen die Fische an Land, verloren ihre Kiemen und einige ihrer Nachkommen hatten einen dünnen, langen Hals. Je weiter, desto mehr begann dieses Design zu stören, aber sie konnten es nicht länger ablehnen.

Einige Kreationisten vertreten eine andere Idee: Gott hat nur den Urknall ausgelöst und dann nicht berührt Universum. Im 17. bis 19. Jahrhundert dachten das auch viele Wissenschaftler. Zum Beispiel, als Napoleon Laplace fragte: „Wo ist Gott in Ihren Theorien?“ - Der Astronom antwortete: "Ich brauche diese Hypothese nicht."

Aber selbst wenn der Herr nach dem Urknall wirklich nicht eingegriffen hat, warum widerspricht das dann der Idee der Evolution? Wie unterscheidet sich diese Version des Kreationismus grundlegend von wissenschaftlich Bilder der Welt?

Warum bildet sich jetzt kein Leben auf anderen Planeten?

Erdähnliche Planeten mit fester Steinoberfläche, die nicht auf den Gasriesen Jupiter und Saturn zu finden sind, in Sonnensystem vier: Erde, Venus, Merkur und Mars.

Sowohl jetzt als auch früher war es auf der Venus zu heiß: Dort sind es 450 ° C, und unter solchen Bedingungen schmilzt Blei leicht. Bei solch hohen Temperaturen überleben selbst die extremophilsten Mikroben nicht, und Proteine, RNA und DNA werden sehr schnell zerstört.

Merkur ist tagsüber sehr heiß - bis zu 400 ° C und nachts kalt - bis zu -170 ° C. Es gibt keine Atmosphäre und kein Wasser.

Der moderne Mars ist auch nicht sehr gastfreundlich: Dort ist es kalt wie in Norilsk und trocken wie in der Namib-Wüste, dazu Strahlung. Es gibt jedoch genügend Spuren auf diesem Planeten, dass es in der Antike flüssiges Wasser, eine dichtere Atmosphäre und höhere Temperaturen gab, durchaus bewohnbar.

Tatsache ist, dass alle terrestrischen Planeten durch die Kollision kleinerer Objekte - Planetenembryos - entstanden sind. In diesen Momenten wurde viel Wärme freigesetzt, wodurch ihre Oberflächen sehr heiß waren. Die Erde durchlief auch eine Phase eines Magmaozeans, wonach sie dann für lange Zeit – vielleicht bis zu 300 Millionen Jahre – abkühlte.

Da der Mars kleiner ist, waren seine Kollisionen mit Planetenkeimen nicht so energisch und er kühlte schneller ab.

Unter dem Strich könnte es 100 bis 200 Millionen Jahre früher als unser Planet bewohnbare Bedingungen gegeben haben. Aber es gibt keine direkten Beweise dafür.

Es ist möglich, dass wir Marsmenschen sind. Immerhin erste lebende Formen könnte dort erscheinen, und dann mit Meteoriten zur Erde fliegen.

Jetzt, wo der Mars trocken und kalt ist, gibt es dort entweder überhaupt kein Leben mehr, oder er versteckt sich sehr gut irgendwo in seinen Tiefen, unter der Oberfläche. Einer der Beweise dafür können periodisch in der Atmosphäre auftretende Methanverunreinigungen sein - dies ist ein Gas, das sich in der Atmosphäre schnell zersetzt. Wenn es gefunden wurde, muss es auf dem Planeten eine Art aktiver Quelle geben - zum Beispiel methanogene Mikroben.

Wie kann man sie beschleunigen? Evolution? Dazu muss man eine Art Eiskörper mit einem Durchmesser von etwa 500 km vom Mars auf den Mars werfen. Kuiper-Gürtel. Genügend Wasser würde dorthin gelangen, um einen Ozean zu bilden, und die Energie eines solchen Aufpralls würde möglicherweise den Planeten erwärmen und seine bereits gefrorene geologische Aktivität anregen. Aber es ist klar, dass die Wahrscheinlichkeit dafür vernachlässigbar ist.

Wenn wir den Mars bewohnbar machen wollen, dann müssen wir die Sache selbst in die Hand nehmen und Wasser in Form von kleineren Eiswürfeln und dann künstlich dorthin bringen stellen Sie ein Magnetfeld auf dem Planeten wieder her - ohne es wird es schlecht vor kosmischer Strahlung geschützt und behält ein hohes Maß an Strahlung für Oberflächen.

Genau so klingt es zu fantastisch.