Тэорыя паходжання жыцця Дарвіна
Дыскусіі пра паходжанне жыцця часта неправільна разумеюцца як тое ж самае, што і тэорыя эвалюцыі. У гісторыі навукі Чарльз Дарвін (1809–1882) найбольш вядомы тым, што растлумачыў, як разнастайнасць жывых арганізмаў фарміруецца і змяняецца на працягу пакаленняў праз механізм натуральнага адбору. Аднак Дарвін не распрацаваў поўнай тэорыі пра тое, як жыццё ўпершыню ўзнікла з нежывой матэрыі. Тым не менш, ідэі Дарвіна пра эвалюцыю забяспечылі вельмі ўплывовую навуковую аснову для разумення развіцця жыцця пасля таго, як яно ўжо існавала. У гэтым артыкуле разглядаецца «дарвінаўская тэорыя паходжання жыцця» ў яе ўласным сэнсе: што Дарвін растлумачыў, што ён не растлумачыў падрабязна, і як яго мысленне праклала шлях для навуковага вывучэння паходжання жыцця.
Дарвін і галоўны фокус яго тэорыі: эвалюцыя, а не «першае стварэнне»
Дарвін апублікаваў сваю знакавую працу «Паходжанне відаў» (1859), каб вырашыць пытанне паходжання відаў, а не паходжання жыцця з нуля. Калі Дарвін выкарыстаў тэрмін «паходжанне», ён меў на ўвазе паходжанне відаў праз працэс паступовых змен, а не паходжанне першай клеткі. Сутнасць яго тэорыі заключалася ў тым, што папуляцыі арганізмаў праяўляюць зменлівасць, і паколькі рэсурсы абмежаваныя, адбываецца «барацьба за існаванне». Спрыяльныя змены ў навакольным асяроддзі павялічваюць верагоднасць выжывання і размнажэння асобін, так што рысы становяцца больш распаўсюджанымі ў наступных пакаленнях. Гэты механізм ён назваў натуральным адборам.
Іншымі словамі, Дарвін прапанаваў навуковае тлумачэнне таго, як існуючае жыццё можа змяняцца і разгаліноўвацца на мноства формаў, што прыводзіць да разнастайнасці на Зямлі. Ён засяродзіўся на назіраных біялагічных працэсах: зменлівасці, спадчыннасці (хаця сучасная генетыка яшчэ не з'явілася), адаптацыі і доўгатэрміновых зменах.
Ідэя «агульнага продка» і дрэва жыцця
Адным з найвялікшых унёскаў Дарвіна ў паходжанне жыцця была канцэпцыя агульнага паходжання. Дарвін выказаў здагадку, што ўсе арганізмы, верагодна, паходзяць ад адной або некалькіх вельмі простых ранніх формаў жыцця. Ён адлюстраваў гісторыю жыцця як галінастае дрэва: з аднаго сцябла растуць галіны, якія затым разгаліноўваюцца на вядомыя нам групы арганізмаў.
Гэтая канцэпцыя важная, бо яна змяняе погляд чалавека з тэрміна «віды былі створаны асобна» на «віды звязаныя паміж сабой». Такім чынам, калі сапраўды існаваў «пачатак» жыцця, Дарвін выказаў здагадку, што пасля гэтага пачатку наступнае развіццё адбывалася натуральным чынам, без неабходнасці спадзявацца на асобныя падзеі для кожнага віду.
Натуральны адбор як машына для стварэння складанасці
Дарвін таксама растлумачыў, як складаныя структуры могуць узнікаць без прамога праектавання, праз назапашванне невялікіх змен, адфільтраваных натуральным адборам. Напрыклад, вока, якое часта выкарыстоўваецца ў якасці прыкладу складанага органа, тлумачыцца як вынік паступовых змен ад простай, адчувальнай да святла формы да ўсё больш эфектыўных структур. Кожны невялікі крок дае пэўную перавагу, павялічваючы верагоднасць яго захавання ў папуляцыі.
У больш шырокім кантэксце «паходжання» тлумачэнне Дарвіна дае адказ на класічнае пытанне: як узнікае біялагічная складанасць? Адказ Дарвіна: складанасць не абавязкова павінна ўзнікаць адразу; яна можа фармавацца праз паступовы працэс, які выкарыстоўвае натуральную зменлівасць і адбор.
Што казаў Дарвін пра першае жыццё?
Дарвін асцярожна падыходзіў да пытання паходжання жыцця. У яго час хімія і клетачная біялогія былі яшчэ недастаткова развіты, каб растлумачыць працэс, з дапамогай якога жыццё магло ўтварыцца з нежывой матэрыі. Дарвін не распрацаваў падрабязнай, праверанай мадэлі, падобнай да натуральнага адбору. Аднак ён не выключаў магчымасці таго, што жыццё ўзнікла ў выніку натуральных працэсаў.
Адной з ідэй, якую часта прыпісваюць Дарвіну, з'яўляецца здагадка пра «цёплую маленькую сажалку». У асабістым лісце да Джозэфа Далтана Хукера (1871) Дарвін уявіў, што жыццё магло ўзнікнуць у невялікай цёплай сажалцы з хімічнымі рэчывамі, цяплом, электрычнасцю (напрыклад, маланкай) і ўмовамі, спрыяльнымі для ўтварэння складаных злучэнняў. Ён не сцвярджаў, што гэта канчатковая тэорыя, а хутчэй праўдападобная магчымасць. Нягледзячы на спекулятыўны характар, гэтая ідэя мела ўплыў, бо дэманстравала пазіцыю Дарвіна: паходжанне жыцця можна растлумачыць законамі прыроды.
Дарвін і адмова ад класічнай тэорыі самазараджэння
У XIX стагоддзі ўсё яшчэ працягваліся спрэчкі аб самазараджэнні: меркаванне, што жывыя істоты могуць проста ўзнікнуць з нежывой матэрыі ў звычайных умовах, гэтак жа, як лічынкі «з'яўляюцца» з гнілога мяса. Пазней даследаванні Луі Пастэра і іншых паказалі, што жыццё (ва ўмовах, якія назіраліся тады) узнікла з раней існуючага жыцця, а не спантанна ў паўсядзённым жыцці.
Дарвін прызнаў, што ва ўмовах Зямлі самазараджэнне не адбываецца, як лічылася раней. Аднак ён пакінуў адкрытай магчымасць таго, што ўмовы на Зямлі настолькі адрозніваліся, што хімічныя рэакцыі, якія зараз рэдка сустракаюцца, маглі адбывацца ў мінулым. Такім чынам, Дарвін адхіліў самазараджэнне як распаўсюджаную з'яву, але не выключыў магчымасці таго, што ў раннія часы Зямлі натуральныя працэсы стварылі простыя формы жыцця.
Роля зменлівасці і спадчыннасці: абмежаванні ў часы Дарвіна
Яшчэ адзін ключавы момант для разумення Дарвіна — гэта абмежаванасць генетычных ведаў таго часу. Дарвін не ведаў пра ДНК або сучасныя механізмы спадчыннасці. Ён разумеў, што рысы перадаюцца ў спадчыну, але механізмы былі незразумелыя. Тым не менш, яго тэорыя заставалася моцнай, бо грунтавалася на назіраннях: асобіны ў папуляцыі адрозніваюцца, і некаторыя адрозненні звязаны з іх шанцамі на выжыванне і размнажэнне.
Гэта абмежаванне ўплывае на дыскусіі аб паходжанні жыцця, бо каб растлумачыць з'яўленне першых формаў жыцця, нам трэба зразумець, як захоўваецца і капіюецца біялагічная інфармацыя. У Дарвіна не было канцэптуальнай асновы для генетычнай інфармацыі. Таму не дзіўна, што ён не прапанаваў падрабязнай тэорыі ўзнікнення першай сістэмы спадчыннасці.
Ад Дарвіна да сучасных тэорый паходжання жыцця
Нягледзячы на тое, што Дарвін не быў аўтарам тэорыі паходжання жыцця ў сучасным хіміка-біялагічным сэнсе, яго ўклад дапамог сфарміраваць навуковае мысленне пра жыццё. Дарвін сцвярджаў, што біялагічныя з'явы можна растлумачыць паслядоўнымі прыроднымі прычынамі, без неабходнасці ўстанаўліваць канкрэтныя ўмяшанні для кожнага арганізма. Гэтая метадалагічная пазіцыя матывавала наступных навукоўцаў працягнуць навуковае вывучэнне паходжання жыцця.
У 20 стагоддзі вывучэнне паходжання жыцця развілося ў асобную вобласць, якую часта называюць абіягенезам або хімічнай эвалюцыяй. Такія эксперыменты, як Мілер-Юры (1953), спрабавалі праверыць, ці могуць простыя арганічныя малекулы ўтварацца з газаў, якія, як мяркуецца, прысутнічалі ў першаснай атмасферы Зямлі. Затым з'явілася гіпотэза "свету РНК", вывучэнне гідратэрмальных крыніц і розныя іншыя мадэлі. Ні адна з гэтых тэорый не паходзіць непасрэдна ад Дарвіна, але ідэя Дарвіна, што паступовыя прыродныя працэсы могуць ствараць складанасць, адпавядае сучасным падыходам.
Выснова
Калі пад «тэорыяй паходжання жыцця Дарвінам» разумець тэорыю пра ўзнікненне першага жыцця з нежывой матэрыі, то Дарвін не даў падрабязнага і канчатковага тлумачэння. Ён у першую чаргу засяродзіўся на паходжанні відаў праз эвалюцыю, у прыватнасці, на механізме натуральнага адбору і ідэі агульнага продка, які ляжыць у аснове дрэва жыцця. Але Дарвін таксама аказаў значны ўплыў: ён умацаваў погляд на тое, што жыццё і яго разнастайнасць можна зразумець праз прыродныя законы, і пакінуў адкрытай магчымасць таго, што першае жыццё магло ўзнікнуць у іншых умовах на першабытнай Зямлі, разважаючы з ідэяй «маленькіх цёплых сажалак».
Такім чынам, уклад Дарвіна ў дыскусію аб паходжанні жыцця заключаецца ў першую чаргу ў яго эвалюцыйнай канцэпцыі і навуковым мысленні, якія стымулявалі далейшыя даследаванні. Дарвін растлумачыў, як жыццё змянялася і развівалася пасля свайго ўзнікнення — тлумачэнне, якое стала асновай сучаснай біялогіі, — у той час як пытанне аб тым, як упершыню ўзнікла жыццё, стала навуковым праектам для наступных пакаленняў.
