Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 3 (страница 83)

"Таковы факты — живое может возникать в результате не только спаривания животных, но и разложения почвы... Так же обстоит дело и у растений: некоторые развиваются из семян, а другие как бы самозарождаются под действием сил природы, возникая из разлагающейся земли или из определенных частей растений"

С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести; ее признавали лишь те, кто верил в колдовство и поклонялся нечистой силе, но эта идея все же продолжала существовать где-то на заднем плане в течение еще многих веков.

Ван Гельмонт (1577-1644), весьма знаменитый и удачливый ученый, описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши ван Гельмонт считал человеческий пот.

24.1. Какое упущение допустил ван Гельмонт в своем эксперименте?

В 1688 г. итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе, — это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждавшие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предсуществующей жизни (концепция биогенеза).

"Убежденность была бы тщетной, если бы ее нельзя было подтвердить экспериментом. Поэтому в середине июля я взял четыре больших сосуда с широким горлом, поместил в один из них змею, в другой — немного рыбы, в третий — угрей из Арно, в четвертый — кусок молочной телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми... Вскоре мясо и рыба в незапечатанных сосудах зачервивели; можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я не видел ни одного червяка, хотя прошло много дней, после того как в них была положена дохлая рыба"

24.2. В чем состояло, по вашему мнению, исходное представление Реди?

Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя эта идея несколько отошла на задний план, она продолжала оставаться главной теорией в неклерикальной среде.

В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергали спонтанное зарождение мух, первые микроскопические исследования Антона ван Левенгука усилили эту теорию применительно к микроорганизмам. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и спонтанного зарождения, однако его наблюдения под микроскопом давали пищу обеим теориям и в конце концов побудили других ученых поставить эксперименты для решения вопроса о возникновении жизни путем спонтанного зарождения.

В 1765 г. Ладзаро Спалланцани провел следующий опыт: подвергнув мясные и овощные отвары кипячению в течение нескольких часов, он сразу же их запечатал, после чего снял с огня. Исследовав жидкости через несколько дней, Спалланцани не обнаружил в них никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая температура уничтожила все формы живых существ и что без них ничто живое уже не могло возникнуть.

24.3. Какая другая причина могла препятствовать росту микроорганизмов в экспериментах Спалланцани?

В 1860 г. проблемой происхождения жизни занялся Луи Пастер. К этому времени он уже многое сделал в области микробиологии и сумел разрешить проблемы, угрожавшие шелководству и виноделию. Он показал также, что бактерии вездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не простерилизовать должным образом.

24.4. В чем состояли главные предположения Пастера относительно возникновения жизни?

В результате ряда экспериментов, в основе которых лежали методы Спалланцани, Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения.

Однако подтверждение теории биогенеза породило другую проблему. Коль скоро для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда же взялся самый первый живой организм? Только теория стационарного состояния не требует ответа на этот вопрос, а во всех других теориях подразумевается, что на какой-то стадии истории жизни произошел переход от неживого к живому. Было ли это первичным самозарождением?

Опыт 24.1. Изучение вопроса о возникновении микроорганизмов: спонтанное зарождение или биогенез?

Цель этого опыта — повторить исследования Спалланцани и Пастера, провести дальнейшие эксперименты с учетом критики применявшихся ими методов и дать объективную оценку теориям самозарождения и биогенеза.

8 термостойких пробирок на 30 мл

Штатив для этих пробирок

120 мл питательного бульона

5 ватных пробок

Алюминиевая фольга

Водяная баня

Прямая стеклянная трубка 0,5 х 6 см

S-образная стеклянная трубка 0,5 х 10 см

Автоклав; термостат (32°С)

1. Простерилизуйте в автоклаве 8 термостойких пробирок

2. Налейте в каждую из этих пробирок (пронумерованных от 1 до 8) по 15 мл питательного бульона.

3. Проведите с пробирками 1-8 следующие процедуры.

Пара А

Пробирка 1: оставьте открытой, не нагревайте,

Пробирка 2: заткните ватной пробкой и оберните верхний конец алюминиевой фольгой; не нагревайте

Пара Б

Пробирка 3: оставьте открытой; нагревайте на кипящей водяной бане 10. мин.

Пробирка 4: заткните ватной пробкой и оберните верхний конец алюминиевой фольгой; нагревайте на кипящей водяной бане 10 мин.

Пара В

Пробирка 5: оставьте открытой; поместите на 20 мин в автоклав при давлении 0,8 атм.

Пробирка 6: заткните ватной пробкой и оберните сверху алюминиевой фольгой; поместите на 20 мин в автоклав при давлении 0,8 атм.

Пара Г

Пробирка 7: оберните прямую стеклянную трубку ватой и заткните ею пробирку; поместите на 20 мин в автоклав при давлении 0,8 атм.

Пробирка 8: оберните S-образную стеклянную трубку ватой и заткните ею пробирку; поместите на 20 мин в автоклав при давлении 0,8 атм.

4. Поместите все пробирки в термостат (32°С).

5. Осматривайте все пробирки каждые 2 дня на протяжении 10 дней. Записывайте результаты в виде таблицы.

6. Спустя 10 дней возьмите из каждой пробирки, соблюдая стерильность, по капле бульона и исследуйте под микроскопом при большом увеличении; запишите результаты в виде таблицы.

7. Сделайте вывод из проведенных наблюдений.

24.5. Четко сформулируйте гипотезу, которая могла бы объяснить появление микроорганизмов в питательном бульоне.

24.6. Перечислите переменные (факторы), которые могут влиять на появление в бульоне микроорганизмов.

24.7. По какому фактору различаются пробирки 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8?

24.8. По какому фактору различаются пары А, Б, В и Г?

24.9. В каких пробирках воспроизводятся эксперименты Спалланцани и Пастера?

24.10. Какие пробирки служат контролем?

24.11. Считаете ли вы, что описанные выше эксперименты отвечают всем требованиям, предъявляемым к научному исследованию? Насколько достоверными вы считаете сделанные вами выводы?

24.1.3. Теория стационарного состояния

Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды также существовали всегда.

Оценки возраста Земли сильно варьировали — от примерно 6000 лет по расчетам архиепископа Ашера до 5000-106 лет по современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада. Более совершенные методы датирования (Приложение 5) дают все более высокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам теории стационарного состояния полагать, что Земля существовала всегда. Согласно этой теории, виды также никогда не возникали, они существовали всегда и у каждого вида есть лишь две возможности — либо изменение численности, либо вымирание.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб — латимерию. По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода, 70 млн. лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, ее немногочисленные сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков. Большая часть доводов в пользу этой теории связана с такими неясными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи, и она наиболее подробно разработана именно в этом направлении.

24.1.4. Теория панспермии

Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как такового; она просто переносит проблему в какое-то другое место во Вселенной.