Так Пастер опроверг предположение, что гниющие растворы и настои порождают микробов. Само гниение есть результат жизнедеятельности микробов, попавших извне в благоприятную среду.После опытов Пастера теория самозарождения организмов была похоронена.В 1892 году русский ученый Д. И. Ивановский в труде «О двух болезнях табака» впервые открывает так называемых ультрамикробов, или фильтрующихся вирусов. Ими были названы возбудители многих болезней растений, животных и человека. Вирусы устроены проще, чем любые микроорганизмы, некоторые из них имеют длину от 10 до 100 миллимикронов (тысячная доля миллиметра), то есть по размерам они занимают промежуточное положение между крупными молекулами белков и бактериями, и поэтому проникают через особые фарфоровые фильтры, которые задерживают микробов.Имея весьма простое строение, вирусы, как показали многочисленные опыты возникают лишь от вирусов, то есть при заражении.Таким образом, все известные нам организмы возникают в настоящее время только путем рождения от себе подобных.Когда, как и где началась на Земле жизнь? Эта величайшая проблема еще не решена наукой, но уже многое сделано для ее разрешения, для создания правильной материалистической теории происхождения жизни.В настоящее время уже доказана правильность слов Энгельса о том, что «...жизнь, обмен веществ... есть самосовершающийся процесс, присущий, прирожденный своему носителю — белку, процесс, без которого не может быть жизни»1.
1 Ф. Энгельс. Анти-Дюринг. М., Госполитиздат, 1953, стр. 77—78.
Биохимия — наука о химическом составе и химических отправлениях организмов — полностью подтвердила положение Энгельса о том, что в основе жизненных явлений лежит обмен веществ белковых и других сложных органических соединений. Белковые тела — носители жизни, без них ее нет — вот основное положение биологии. Они играют основную роль в обмене веществ организма. Прекращение этого обмена ведет к смерти. Возникновение живого белка было великим скачком в развитии материи на нашей планете, началом жизни на ней.Когда началась жизнь на Земле? Это, казалось бы, наиболее легкий из поставленных нами вопросов. Но и на него, к сожалению, точно ответить мы не можем.Самые древние отложения, относящиеся к так называемой архейской эре, не содержат остатков ископаемых организмов. Но это не значит, что жизни в те времена не было. Тогда жили бесскелетные организмы, от которых ничего не могло остаться: ведь в пластах Земли сохраняются, окаменев, обычно только одни скелеты.Это отсутствие ископаемых организмов в самом начале геологической летописи объясняется и другими обстоятельствами. Если в этих пластах когда-то и были ископаемые, то, находясь на большой глубине, они испытывали давление верхних пластов, соприкасались с изверженной лавой, подвергались воздействию больших температур. Поэтому эти древнейшие пласты претерпели значительные превращения, как говорят геологи, метаморфизировались. Их состав, плотность изменились, и ископаемые в них не могли сохраниться.Древнейшие пласты немы, то есть не несут следов жизни, ничего не говорят о начале и первых путях ее развития. Эти вопросы приходится решать другими путями. Остатки древнейших организмов, в том числе сложного строения, например различных водорослей, губок, членистоногих и других беспозвоночных животных, мы находим в пластах земной коры, возраст которых исчисляют примерно в 700—800 миллионов лет (об исчислении возраста пластов Земли см. стр. 35—40).Итак, если в столь древних пластах мы находим остатки многообразных организмов, то жизнь на Земле началась более миллиарда лет назад, а быть может, и еще раньше.Сейчас многие ученые склоняются к тому, что она началась более двух миллиардов лет назад.Еще труднее ответить на вопросы: как, где и почему началась жизнь на Земле? как и из чего возникли первые живые существа?Эти вопросы в настоящее время решаются целой армией ученых различных специальностей: биологов, геологов, химиков, физиков, астрономов.Очень много сделано для понимания возникновения жизни на Земле советским биохимиком академиком А. И. Опариным.Опираясь на определение Энгельсом жизни как способа существования белковых тел, обладающих обменом веществ, А. И. Опарин предпринял плодотворную попытку воссоздать последовательные этапы возникновения основных органических соединений, из которых состоят живые существа, и в первую очередь белка.Мы уже знаем, что на первобытной Земле были другие, не похожие на современные, условия: иной климат, иная влажность, иной состав воздуха. В те времена могли, очевидно, происходить такие химические процессы, которые теперь в природных условиях уже не происходят. И вот они привели к тому, что на Земле, в каких-то определенных условиях, в результате сложных превращений частички вещества приобрели особое строение. Они стали живыми.Сейчас мы уже приближаемся к тому времени, когда в наших лабораториях будут воссозданы те условия, в которых когда-то возникла жизнь.Живые организмы не сразу возникли из неживого, неорганического вещества. Возникновению жизни на Земле предшествовало сложное развитие различных органических соединений.Как же современная наука представляет пути развития материи, прежде чем возникла ее высшая форма существования — жизнь?Академик А. И. Опарин различает три основных этапа в возникновении жизни: 1. Возникновение простейших органических веществ. 2. Возникновение белков. 3. Возникновение сложных белковых тел — первых носителей жизни на Земле.Возникновение простейших органических веществ. Химический состав живой и неживой природы одинаков. Ни в одном из живых организмов не обнаружен элемент, которого не было бы в неживой природе. Из 100 известных элементов 60 уже обнаружены в составе организмов. Тело человека весом около 60 килограммов содержит следующие количества различных веществ (в килограммах): кислорода — 36, углерода — 13, водорода — 5, серы — 1,8, азота — 1,45, кальция — 0,84, фосфора — 0,46, магния — 0,3, натрия — 0,18, калия — 0,15, хлора — 0,13, железа — 0,005, иода и мышьяка — по 0,0001 и еще более малые количества других веществ.Все организмы состоят в основном, помимо воды, из сложных органических веществ: белков, углеводов, жиров и др. Химическую основу их составляют четыре элемента: углерод, водород, кислород и азот в белке.Для органических веществ обязательно наличие углерода. Но углерод может входить и в состав неорганических соединений, например в углекислоту, состоящую из углерода и кислорода, в так называемые карбиды — соединения углерода с металлами, нитриды — соединения углерода с азотом. Сейчас доказано, что простые соединения углерода в виде карбидов, нитридов, а также соединений углерода с водородом — углеводородов (например метана) имеются в атмосфере многих звезд, в том числе и Солнца, на поверхности планет, в составе метеоритов.Следовательно, тогда, когда на Земле еще не было живых существ, на ней происходило и, вероятно, происходит сейчас в глубинных недрах образование простейших органических веществ — углеводородов и их производных. Нитриды под действием паров воды образовали аммиак — соединение азота с водородом, — водный раствор которого называется нашатырным спиртом.Возникновение белков. Следовательно, с самого начала существования Земли на ее поверхности, в атмосфере, в водах находились простейшие органические вещества в виде углеводородов и их соединений с кислородом, азотом и другими элементами. Но в течение длительного времени на Земле не было белков. Однако температура древней Земли, освещение, состав атмосферы и другие условия благоприятствовали образованию белков из простейших органических веществ. Многие углеводороды могли легко соединяться с водой и другими веществами, образуя углеводы (сахар, крахмал) целлюлозу, спирты, жиры. Так могли образовываться органические вещества довольно сложного строения. Примеров таких преобразований простых органических веществ в более сложные можно привести много. Еще в 1814 году петербургский химик Кирхгоф выделил из проросшего ячменя органическое вещество, ускоряющее химическую реакцию в организме, — фермент амилазу. При помощи амилазы ему впервые удалось вне организма превратить крахмал в сахар, то есть совершить процесс, который характерен для живых организмов. В 1824 году немецкий химик Вёлер изготовил щавелевую кислоту, а в 1828 году — мочевину. В 1840-х годах были получены искусственные жиры. В 1861 году знаменитый русский химик А. М. Бутлеров искусственно приготовил сахар. Раствор формалина, в специальных условиях опыта, он оставлял в теплой известковой воде. Через некоторое время раствор становился сладким. Оказалось, что 6 молекул формалина соединялись между собой в одну более сложную и крупную молекулу сахара.Сейчас получено уже множество искусственных органических соединений. Белковые молекулы состоят из многих тысяч и десятков тысяч атомов. Они построены из отдельных звеньев, так называемых аминокислот. Аминокислоты — это вещества, содержащие азот с относительно простым строением молекулы. Они легко могут выделяться в кристаллическом виде и хорошо поддаются изучению. В настоящее время науке известно около 30 различных аминокислот.Оказалось, что любой белок состоит из аминокислот. Они представляют как бы кирпичи белковых молекул. В последние годы хими