СОТВОРЕНИЕ МИРА. САМООРГАНИЗАЦИЯ МАТЕРИИ И ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ

В.Ю.Скосарь, г. Днепропетровск

Введение

Мы продолжаем рассмотрение проблемы происхождения мира. В трех предыдущих статьях мы обсудили:

- некоторые мифы о сотворении мира, указав на сходства и отличия между языческими мифами и Библейским повествованием о сотворении мира и высказав тезис, что языческие космогонии являются искаженными пересказами Божественного откровения, данного человечеству еще от Адама и открытого вторично Моисею для оформления его в Священное Писание и для воспитания еврейского народа, а затем и всех христиан в богопочитании;

- христианское учение о сотворении мира Богом в течение шести дней (Шестоднев), обратив внимание на такие его аспекты, как творение вселенной из ничего, цель творения мира, основные этапы творения и затронув проблему возникновения законов природы;

- современную космологическую гипотезу "Большого Взрыва" и гипотезу образования Солнечной системы, кратко изложив историю космологической мысли, проведя небольшой сравнительный анализ этих гипотез с христианским учением о сотворении мира, а также показав, что между современными научными гипотезами и Божественным откровением о сотворении мира имеются некоторые согласия, но в целом больше противоречий.

Мы не рассматривали проблему возникновения жизни на Земле с точки зрения, доминирующей в современной науке. Настоящая статья призвана восполнить этот пробел; в ней мы обсудим второе начало термодинамики, способность материи к самоорганизации, а также такой важный, хотя и частный ее аспект, как возникновение жизни в первоначально неорганическом мире. Попробуем взглянуть на эту проблему с христианской позиции. Кроме того, в статье мы собираемся поговорить о факторах, благодаря которым однажды мир возник и поддерживает свое существование.

1. Второе начало термодинамики

Свое рассмотрение мы начнем с такого фундаментального закона природы, как второе начало термодинамики, и связанной с этим законом физической величины - энтропии.

Все процессы в природе характеризуются тем или иным направлением своего протекания. Оказывается, направление физических, химических, биологических и других процессов задается таким параметром, как энтропия. Впервые понятие энтропии было введено в термодинамике для определения меры необратимого рассеяния энергии. Энтропия характеризует качество запасенной энергии: если энергия запасена при высокой температуре, то ее энтропия низка, а качество высоко; если та же энергия запасена при низкой температуре, то ее энтропия высока, а качество низко. Позднее в статистической физике было установлено, что энтропия является мерой вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния системы: чем больше термодинамическая вероятность состояния, тем больше энтропия. Было установлено, что энтропия является мерой хаоса, беспорядка: низкая энтропия соответствует локализованной энергии и энергии упорядоченного движения (энергии высокого качества) и, наоборот, высокая энтропия соответствует рассеянной энергии и энергии беспорядочного движения (энергии низкого качества). В теории информации энтропия - мера неопределенности какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы; информация и энтропия тесно связаны. Развитие физики показало, что такой фундаментальный закон, как второе начало термодинамики можно сформулировать строго математически, если энтропию ввести как особую функцию состояния. Тогда второе начало термодинамики формулируется как закон возрастания или сохранения энтропии в замкнутой макроскопической системе при любом протекающем в ней процессе. Если процесс обратимый, что является редким частным случаем, то энтропия системы сохраняется, качество энергии остается неизменным. Если же процесс необратимый, а большинство реальных процессов в природе необратимы, то энтропия при его протекании возрастает, а качество энергии понижается. Таким образом, энтропия определяет направление протекания процессов. Реальные процессы проходят в сторону возрастания энтропии системы, увеличения термодинамической вероятности ее состояния, снижения качества энергии в системе, деградации и рассеяния энергии, утраты упорядоченности в движении носителей энергии, т.е. в сторону увеличения хаоса. При протекании необратимого процесса возрастает общая сумма энтропий всех тел системы, а не обязательно энтропия каждого из них. Термодинамическому равновесию замкнутой (адиабатической) системы соответствует состояние с максимумом энтропии, максимумом хаоса. Энтропия может иметь не один, а несколько максимумов - несколько состояний равновесия в системе. Стабильным будет состояние с наибольшим максимумом энтропии. В любой системе существует возможность флуктуаций, когда процесс протекает в сторону уменьшения энтропии, однако вероятность такого процесса крайне мала и в среднем для макросистем и больших промежутков времени энтропия возрастает. Термодинамика неравновесных процессов позволяет более детально исследовать процесс возрастания энтропии и вычислить величину производства энтропии, т.е. количество образующейся энтропии в системе. В замкнутой системе рано или поздно энтропия достигает максимума, при этом производство энтропии в системе прекращается, что приводит к невозможности каких-либо макроскопических процессов*.

* - В XIX-ом столетии немецким ученым Р.Клаузиусом, одним из основоположников термодинамики, был сделан вывод о неизбежности прекращения макроскопических процессов во вселенной, т.е. "тепловой смерти" вселенной, когда деградация и хаос максимальны. Этот вывод составляет сущность термодинамического парадокса, возникающего в предположении, что вселенная существует вечно. Парадокс снимается в современной космологической гипотезе "Большого Взрыва", а также в концепции сотворения мира.

Общий вывод из второго начала термодинамики состоит в том, что мир самопроизвольно движется в сторону увеличения энтропии, снижения качества энергии, возрастания хаоса и деградации. Именно в этом направлении протекают все необратимые процессы. Таково фундаментальное свойство материи. Этот вывод сделан для замкнутых, адиабатических систем. По-иному выглядит ситуация в открытых системах. В этих системах возможна самоорганизация материи и возникновение некоторых упорядоченных структур, что сопровождается снижением энтропии в системе. Но такое снижение энтропии в открытой системе сопровождается еще большим увеличением энтропии в окружающей среде, так что суммарная энтропия (замкнутой системы, включающей окружающую среду) все равно возрастает.

2. Способность материи к самоорганизации в открытых системах

Под открытыми системами понимают термодинамические системы, которые обмениваются с окружающей средой веществом и энергией. Сюда относятся некоторые физические системы, в которых происходит подвод и отвод тепла, различные химические системы, в которых непрерывно идут реакции, причем извне поступают реагирующие вещества, а продукты реакции отводятся за пределы системы. К открытым системам относятся биологические системы - живые организмы, также обменивающиеся веществом и энергией с окружающей средой. В отличие от замкнутых систем, в которых энтропия возрастает и стремится к равновесному максимальному значению, в открытых системах возможны стационарные неравновесные состояния с постоянной энтропией, при которых хотя и происходит производство энтропии, однако она непрерывно отводится за пределы системы. В стационарных состояниях стационарное значение энтропии не соответствует ее максимуму, в отличие от замкнутых систем. Оказывается, что если в открытых системах происходят нелинейные процессы, то в таких системах могут осуществляться термодинамически устойчивые, в частном случае стационарные состояния, далекие от термодинамического равновесия и характеризующиеся определенной пространственной и/или временной упорядоченностью, т.е. структурой. Такие структуры называют диссипативными, поскольку для их существования требуется непрерывный обмен веществом и энергией с окружающей средой, т.е. диссипация (рассеяние) энергии. Приведем некоторые примеры самоорганизации материи в открытых системах, т.е. примеры образования диссипативных структур:

- в гидродинамике примером является образование в подогреваемой жидкости, начиная с некоторых градиентов температуры, шестигранных призматических ячеек Бенара. Для поддержания ячеистой структуры в жидкости требуется подвод (снизу) и отвод (сверху) тепла. Другим примером из гидродинамики является возникновение тороидальных вихрей Тейлора между вращающимися цилиндрами;

- в химии примером является реакция Белоусова-Жаботинского, представляющая собой периодическую химическую реакцию, сопровождающуюся периодическим изменением цвета реакционной смеси. Эту пульсирующую реакцию еще называют химическим маятником. Для поддержания колебаний химического маятника требуется приток в систему энергии и вещества, при этом в процессе реакции часть вещества выпадает в осадок, т. е. происходит его диссипация. Существует множество других химических реакций, также сопровождающихся образованием в пространстве и/или во времени периодических изменений концентрации веществ, т.е. диссипативных структур. Указанные химические процессы и реакции лежат в основе жизни;

Реакция Белоусова-Жаботинского (Фото с сайта: http://zink0000.narod.ru)

- в биологии примерами являются все живые организмы. Живой организм - это устойчивая саморегулирующаяся открытая система, обладающая высокой организацией на молекулярном и на макроскопическом уровне, в которой протекают нелинейные химические реакции. Поэтому теория открытых систем представляет особый интерес для исследования физико-химических процессов, лежащих в основе жизни;

- в экологии примером является организация сообществ, в частности возникновение периодической во времени численности особей жертвы и хищника. Такая диссипативная структура поддерживает существование за счет поступления растительного питания для жертв и организованного отлова хищников;

- на общебиологическом, экологическом уровнях важнейшей диссипативной структурой является биосфера Земли, как целостная согласованно функционирующая система, получающая энергию, в основном, от Солнца (незначительное поступление энергии идет из земных недр), усваивающая ее в растениях и переизлучающая тепло в космическое пространство. Из всей достигающей поверхности Земли солнечной энергии лишь незначительный процент расходуется на фотосинтез, и этой доли энергии достаточно для обеспечения всего живого вещества планеты и поддержания его состояния с низкой энтропией;

- в космологии примером возникновения диссипативных структур является образование спиральных галактик.

Диссипативные структуры существуют лишь при наличии потока вещества и энергии. Эти структуры распадаются, как только прекращается вещественный и энергетический поток. В таком случае открытая система становится замкнутой, и в ней в полной мере проявляется второе начало термодинамики, ведущее к увеличению хаоса в системе. А теперь посмотрим, как сказанное относится к живым организмам. Солнце имеет высокую температуру, поэтому его энергия обладает низкой энтропией. Растения нуждаются в солнечном свете и влаге для доставки необходимых минеральных веществ. Без солнечного излучения, обладающего высоким качеством энергии, растения не могут поддерживать свое существование и запасать органические вещества с низким уровнем энтропии. Животные организмы и человек нуждаются в питании. Это питание первоначально обеспечивается органическими веществами растительного происхождения (а далее по цепочке жертва-хищник - веществами животного происхождения). И дело тут не только в получении энергии для организма, как например, в случае питания двигателя горючим, но оказывается, что в процессе питания усваиваются вещества, обладающие энергией высокого качества (низкой энтропией), которые затем распадаются в организме, повышают свою энтропию и выводятся, но за счет этого обеспечивают понижение энтропии в организме, а именно - протекание биохимических реакций синтеза необходимых организму белков и др. органических веществ. Так что животные и человек, в конечном счете, поддерживают низкий уровень энтропии своего организма за счет потока солнечного излучения. Это справедливо для большинства организмов, кроме тех редких экосистем в глубинах океана, где жизнь держится не на потоке энергии от Солнца, но на потоке вещества и энергии из земных недр.

Итак, оказывается, что при определенных условиях, а именно - при наличии потоков вещества и энергии (в открытых системах), материя способна к самоорганизации и образованию особых диссипативных структур с низким уровнем энтропии, с высокой упорядоченностью. При этом энтропия, производимая в системе, выводится за ее пределы, увеличивая уровень хаоса в окружающей среде. Т.е. упорядоченность диссипативной структуры обусловлена тем, что где-либо в другом месте порождается еще большая неупорядоченность. Локальный структурный порядок может возникать, если он связан с еще большим беспорядком в другой области. В целом же мир движется к своему вырождению и ухудшению качества энергии. Таковы проявления второго начала термодинамики. Но процессы рассеяния (диссипации) энергии так сложно переплетены друг с другом, что вселенная не деградирует сразу же после своего образования, а в ней создаются и поддерживаются различные диссипативные структуры. Однако диссипативные структуры распадаются, как только прекращается поток вещества-энергии; а животные организмы и человек погибают, если их лишить питания. Не служит ли эта закономерность намеком, указывающим на то, что и вся вселенная в целом для возникновения и поддержания своего существования требует потока неких энергий? Но, мы еще вернемся к этому моменту...

Далее мы коснемся вопроса возникновения жизни на Земле. Упомянем наиболее распространенные гипотезы об условиях зарождения жизни.

3. Возникновение жизни на Земле

Если материя способна к самоорганизации при определенных условиях, то не возникла ли жизнь естественным образом, как диссипативная структура? Секулярная наука (особенно ученые, поддерживающие теорию эволюции) положительно отвечает на этот вопрос. Гипотеза абиогенеза (возникновения живого из неживого) предполагает, что жизнь зародилась на определенном этапе развития материи. Но мы скажем: не исключено и такое, что способность материи к самоорганизации ограничена в пределах неживых структур, и спонтанное возникновение жизни невозможно. С научной точки зрения об этом точно пока неизвестно. Попытки искусственным способом в пробирке воспроизвести зарождение жизни из неживых веществ не удались.

Многие ученые предполагают, что жизнь на Земле возникла довольно давно - 3,9-3,5 млрд. лет назад, считая, что сама Земля возникла 4,6 млрд. лет назад. (Мы не будем здесь дискутировать надежность современных методов датировки, поскольку это отдельная и серьезная тема.)

В настоящее время существует четыре наиболее распространенные гипотезы об условиях возникновения жизни на Земле. Согласно первой из них, самой популярной в научном мире, первые живые существа возникли в неглубоких прудах и на мелководьях теплых морей в условиях умеренного климата. Поток энергии в виде ультрафиолетового излучения от Солнца и грозовых разрядов атмосферы стал причиной синтеза из неорганических веществ аминокислот, белков, фосфатов сахаров - предшественников нуклеиновых кислот.

По другой, "горячей" гипотезе первые органические вещества и жизнь возникли из неорганических веществ (метана и моноокиси углерода) в горячих источниках у подножий непрерывно извергающихся вулканов. На эту мысль навело открытие древнейших организмов - архебактерий, живущих в горячих источниках. Разновидностью "горячей" гипотезы можно считать предположение о возникновении жизни на дне морей и океанов вблизи выхода из недр Земли горячих гидротермальных вод.

Существует, условно говоря, "холодная" гипотеза, согласно которой жизнь могла возникнуть подо льдами, покрывавшими часть Земли. Образование аминокислот и белков при низкой температуре произошло благодаря взаимодействию молекул газов древней атмосферы - формальдегида и аммиака с цианистыми солями. Слой льда выполнял защитную функцию, не пропуская губительное ультрафиолетовое излучение.

Приведенные три гипотезы связывают возникновение жизни с условиями на нашей планете. Четвертая гипотеза, гипотеза панспермии, предполагает, что жизнь была привнесена на Землю из космоса. Это предположение основано на том, что органические вещества обнаруживаются в метеоритах, падающих на Землю.

В приложении к настоящей статье мы собрали некоторые новости науки, где повествуется о процессах самоорганизации материи и синтеза сложных органических веществ в совершенно различных условиях, о гипотезах возникновения жизни, а также о попытках создания искусственной клетки.

А теперь обратимся к наиболее распространенной гипотезе возникновения жизни на мелководьях теплых водных бассейнов. Согласно предположению русского биохимика А.И.Опарина (1924 г.), органические вещества возникли из водяных паров и газов древней атмосферы - аммиака, метана, водорода, причем энергией для такого синтеза был поток ультрафиолетового излучения от Солнца и частые грозовые (электрические) разряды. Образовавшиеся органические вещества (аминокислоты, азотистые основания, сахара и липиды) конденсировались и вымывались из атмосферы осадками и попадали в водную среду, где они защищались водой от разложения солнечным излучением. Происходило накопление синтезированных органических веществ в древнем океане, образуя так называемый "первичный бульон". В "первичном бульоне", когда концентрация органических веществ достигла некоторых определенных значений, образовались коацерватные капли, состоящие из молекул белков, свернутых шариками, покрытые слоем молекул жиров, как бы мембраной. Коацерватные капли поглощали из окружающего раствора вещества и усложняли свою структуру, пока не превратились в примитивные живые клетки. В середине XX-го столетия американский ученый Стэнли Л.Миллер в лабораторной установке воспроизвел предполагаемые условия древней Земли и осуществил синтез сложных органических веществ, в том числе аминокислот и сахаров, пропуская электрические разряды через смесь подогретых водяных паров, метана, аммиака и водорода. Последователи Миллера синтезировали подобным образом простые белки. Многочисленные эксперименты, проведенные в разных лабораториях, показали, что в принципе возможен синтез сложных органических соединений - углеводов, жиров и белков из простых неорганических веществ. Было установлено, что в синтезе органических полимеров могли играть большую роль горные минералы: базальт, глины, песок, на поверхности которых шел этот синтез. Несмотря на некоторые успехи в абиогенном синтезе, нужно отметить, что синтез нуклеиновых кислот до сих пор не удался, а без этого невозможна и жизнь. Кроме того, абиогенный синтез аминокислот идет только в восстановительных условиях, вот почему Опарин полагал атмосферу ранней Земли метаново-аммиачной. Но многие современные геологи считают, что древняя атмосфера состояла из азота и углекислого газа, т.е. ее среда была не восстановительная, а нейтральная. В таких условиях абиогенный синтез практически не происходит. Есть еще одна существенная трудность гипотезы Опарина, связанная с симметрией органических молекул. В белках живых организмов присутствуют молекулы аминокислот, имеющие только левовинтовую симметрию, т.е. которые вращают поляризацию проходящего через них света влево - L-форма. Почему это так, никто не знает. Молекулы с правовинтовой симметрией (D-формой), хотя и химически идентичны левовинтовым, но губительны для организмов. (В очень редких случаях в некоторых организмах встречаются короткие цепочки аминокислот D-форм, которые играют особую роль.) В опытах же, подобных опыту Миллера, где абиотически синтезировались аминокислоты, молекул аминокислот с лево- и правовинтовой симметрией получалось поровну. Непонятно как можно было выделить левовинтовую форму из этой смеси. Аналогичная трудность существует и для сахаров: в живом организме в нуклеиновых кислотах присутствуют сахара только D-формы. Ну и главная проблема гипотезы Опарина состоит в том, что предположение о возникновении живых клеток из коацерватных капель так и осталось предположением. Таким образом, гипотеза Опарина, хотя и получила некоторое экспериментальное подтверждение в плане абиогенного синтеза органических веществ, но однако же не подтверждена в главном - в возможности зарождения живых клеток. Без организации в клетке ее слагаемые: белки, аминокислоты, углеводы, жиры, взятые по отдельности, живыми не будут.

Итак, было установлено, что в открытых системах, где существуют потоки вещества-энергии, возможен абиогенный синтез некоторых сложных органических соединений, из которых состоит жизнь. Но получить саму жизнь - живую клетку - так и не удалось. Поэтому неизвестно, способна ли материя к такой степени самоорганизации, чтобы породить жизнь, или способность материи к самоорганизации ограничена в пределах неживых структур.

4. Существует ли внеземная жизнь?

Необходимо сказать пару слов о возможности существования жизни на других планетах. Если жизнь зародилась на определенном этапе развития материи, т.е. зарождение жизни является закономерным естественным процессом, а именно так утверждает гипотеза абиогенеза, то следует ожидать обнаружить жизнь за пределами земной биосферы. Оценка вероятности и поиск внеземной жизни проводится в основном в предположении, что она, как и жизнь на Земле, основана на органических веществах, на углероде, и использует такой универсальный растворитель как воду, обладающую к тому же уникальными свойствами. Другие формы жизни нам просто неизвестны. Среди ближайших кандидатов на существование жизни в пределах Солнечной системы рассматриваются планеты Марс и спутник Юпитера Европа. Жизнь может существовать в почве Марса и в водном океане Европы, покрытом слоем льда. Не исключена возможность существования жизни в прошлом на Венере. Среди отдаленных местообитаний жизни предполагаются совсем уж экзотические варианты, например, существование жизни и даже разумных цивилизаций в других гипотетических мини-вселенных, хаотически возникающих в разных частях и в разное время. Приводятся различные оценки вероятности существования внеземной жизни, в том числе внеземных цивизаций: от оптимистических до пессимистических. Например, американский ученый Стефан Доул считает, что в нашей Галактике число планет, на которых могла возникнуть жизнь, и которые пригодны для обитания человечества, составляет 600 миллионов, при этом среднее расстояние между такими планетами 24 световых года; вероятность же встретить пригодную для жизни планету в окрестности из 100 близких к Солнцу звезд равна 43%. При этом Доул пессимистически оценивает вероятность существования на этих планетах разумных цивилизаций, т.е. единственной такой цилизацией остается наша человеческая. Российский редактор переведенной на русский язык книги Доула (С.А.Каплин) на основании оценок самого Доула, наоборот, считает, что число планет с разумной цивилизацией в нашей Галактике порядка 100 тысяч, а среднее расстояние между ними 500 световых лет. В обзорной статье в энциклопедии "Физика космоса" дается такой интервал числа внеземных цивилизаций: от одной цивилизации на несколько галактик (кроме нашей) до миллиарда цивилизаций в нашей Галактике. При этом учитываются только живые формы, подобные нашим земным, так что указанная оценка представляется лишь нижним пределом величины. Теоретически возможна жизнь, связанная с другой химической основой. Так при более холодных, чем на Земле условиях, растворителем вместо воды может быть жидкий аммиак. При более горячих, чем на Земле условиях, вместо углерода может быть кремний. У автора нет возможности представить здесь обзор работ по указанной тематике. По имеющимся у автора данным, в настоящее время открыто 118 планетных систем, содержащих 141 планету, но ни одна из этих планетных систем не похожа на Солнечную, ни одна из планет не похожа на Землю. Обнаруженные планеты похожи на Юпитер и имеют либо близкие к светилу орбиты и высокую температуру поверхности, либо вытянутые эллиптические орбиты с резкой сменой климатических сезонов.

Таким образом, в настоящее время наша Земля представляется уникальным явлением во вселенной - единственным местом, где обитает жизнь, и единственным местом, где существуют разумные существа. Солнечная система тоже пока что представляется уникальной.

Этот факт может иметь особое значение в свете христианского мировоззрения, согласно которому материальный мир был сотворен для того, чтобы человек осваивал его, управлял им и познавал и славил Творца. Об этом прямо говорит Священное Писание (Быт. 1: 28) и св.отцы. Вот как эту мысль выражает прп. Симеон Новый Богослов (Слова прп. Симеона Нового Богослова; вып. 2, 2-е изд. М. - 1890.): "Бог вначале создал человека царем всего земного, и не только земного, но и того, что находится под кровом небесным: ибо и солнце, и луна, и звезды созданы для человека". Прп. Антоний Великий утверждает: "Для человека создал Бог небо, украшаемое звездами, для человека создал Он землю - и люди возделывают ее для себя". При таком подходе предпочтительнее думать, что никаких других разумных цивилизаций не существует, ибо Творец един и созданный им человек уникален. Такая позиция не ведет к строгому отрицанию возможности существования внеземной жизни, если эта жизнь неразумна. Внеземная неразумная жизнь также могла быть сотворена Богом для человека, который со временем сможет достичь других планет и начать их осваивать.

Далее мы попытаемся дать христианскую трактовку представленного в настоящей статье материала. Мы собираемся еще раз обсудить такой фундаментальный закон, как второе начало термодинамики, рассмотреть феномен самоорганизации материи, возникновение жизни на Земле и поговорить о факторах, благодаря которым однажды мир возник и поддерживает свое существование.

5. Еще раз о втором начале термодинамики, о способности материи к самоорганизации и о возникновении жизни на Земле

Рассматривая второе начало термодинамики, мы уже говорили, что мир в целом самопроизвольно движется в сторону увеличения энтропии, снижения качества энергии, деградации и возрастания хаоса. Это фундаментальное свойство материи, и этот факт не следует недооценивать. В прошлом материя была более упорядочена, качество энергии в ней было выше. Максимальная упорядоченность и наивысшее качество энергии было при самом начале возникновения мира, придерживаемся ли мы гипотезы "Большого Взрыва" или признаем концепцию творения. Сторонникам "Большого Взрыва" еще надо как-то осмыслить версию о том, что "Взрыв" мог придать материи наивысшую упорядоченность, что звучит весьма неправдоподобно. Для нас же естественнее полагать, что наивысшую упорядоченность и качество энергии Творец в самом начале сообщил Своему творению, творение же, существуя и подчиняясь естественным законам, постепенно деградирует. Можно полагать, что Творец заложил в мир столько качества энергии и упорядочения вещества, сколько необходимо миру до его скончания.

Как мы выяснили, двигаясь к деградации, материя все-таки способна к самоорганизации, и происходит это в открытых системах за счет еще большей деградации окружающей среды. Пока в целом во вселенной возможны потоки вещества-энергии, будут существовать и открытые системы, будет наблюдаться и самоорганизация материи. Если в силу повышения энтропии вселенной в ней начнут затухать макроскопические процессы и исчезнут вещественные и энергетические потоки, то не смогут существовать и упорядоченные диссипативные структуры. Мир для своего возникновения нуждался во Творце. Так утверждает христианское вероучение. Оно же утверждает, что для поддержания своего бытия мир нуждается в Промыслителе. Об этом мы скажем позже. Сейчас же посмотрим найдутся ли в Священном Писании указания на способность материи к самоорганизации? Или самоорганизация материи есть факт исключительно в пользу ненужности Бога, в пользу атеизма?

Согласно христианскому вероучению, Творец создает мир из ничего, и в определенной последовательности актов творения (в течение шести дней) усложняет, дифференцирует и структурирует созданную Им материю, отделяя стихии друг от друга, свет от тьмы, день от ночи, воды под твердью от вод над твердью, сушу от воды; формирует светила, создает жизнь на Земле и, наконец, творит человека (Быт. 1; 2: 7). Таким образом, причиной возникновения и организации материи в начале бытия мира был Бог Творец. Но если Творец вначале создал неживую материю, то в процессе дальнейшего творения Он использует эту материю для созидания жизни:

- в третий день творения Бог повелевает земле произрастить зелень, траву и дерево плодовитое (Быт. 1: 11-12) (зеленые растения, согласно Библейскому Шестодневу, возникают до появления Солнца, созданного на четвертый день творения);

- в пятый день повелевает воде произвести пресмыкающихся, рыб и птиц (Быт. 1: 20-21);

- в шестой день творения дает указание земле произвести скотов, гадов и всех зверей земных. В тот же день Творец создает из праха земного первого человека (Быт. 1: 24-25, 27; 2: 7).

Сотворение мира (мозаика) (Взято с сайта: http://dic.academic.ru)

Почему всесильный Бог решил использовать уже готовую материю для создания жизни вместо того, чтобы создать живые формы из ничего, как это Он сделал с материей неживой? На это есть причины, указанные св.отцами, например, св. Иоанн Златоуст (Творения святого отца нашего Иоанна Златоуста, архиепископа Константинопольского, т. 11, 1905) говорит: "Бог дал нам тело из земли для того, чтобы мы и его возвели на небо, а не для того, чтобы чрез него и душу низвели в землю...". Т.е. человеку поставлена задача одухотворить земное и вознести его к небесному. Можно поискать и другие, более "физические" основания, например, что это было сделано с целью сохранения материального единства вселенной, живой и неживой природы. Выскажем здесь еще одно предположение: Творец впервые установил порядок самоорганизации материи под действием потока энергий, и этот закон возникновения диссипативных структур с тех пор начал и продолжает свое действие, как и все остальные установленные Богом в начале творения законы (см. п. 3 "Возникновение законов природы" в работе, посвященной Шестодневу).

А теперь пристальнее рассмотрим, что говорит нам Священное Писание и св.отцы о возникновении жизни на Земле.

Вот что происходит на третий день творения:

И сказал Бог: да произрастит земля зелень, траву, сеющую семя (по роду и по подобию ее, и) дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле. И стало так (Быт. 1: 11).

И произвела земля зелень, траву, сеющую семя по роду (и по подобию) ее, и дерево (плодовитое), приносящее плод, в котором семя его по роду его (на земле). И увидел Бог, что это хорошо (Быт. 1: 12).

Св. Василий Великий ("Беседы на Шестоднев") пишет: "Да прорастит земля былие [т.е. зелень]. И земля, соблюдая законы Создателя, начав с ростка, в краткое мгновение времени прошла все виды возрастания, и тотчас довела прозябения до совершенства. Луга наполнились изобильною травою; плодоносные равнины, воздымаясь от жатв, в колебании колосьев сохранили подобие волнующегося моря. Всякая зелень и всякий род овощей, все, что растет кустарником, и что приносит стручковые плоды, во всем изобилии явились тогда на земле... Осуждение еще не препятствовало плодородию земли, все сие было прежде греха, за который осуждены мы в поте лица своего есть хлеб... И древо плодовитое, творящее плод, ему же семя его в нем по роду и по подобию на земли. По сему глаголу сгустились кустарники, выбежали из земли все деревья, обыкновенно достигающие чрезвычайной высоты, - ели, кедры, кипарисы, певги; все мелкие дерева сделались вдруг ветвистыми и густыми; явились употребляемые для венцов растения - розы, мирты и лавры. Ничего этого прежде не было на земле, и все в одно мгновение времени пришло в бытие, с принадлежащим каждому свойством...". Св. Амвросий Медиоланский ("Шесть дней") учит: "Перед тем, как появится свет солнца, да будет произведено былие травное, да будет свет его предшествующим свету солнечному. Да прорастит земля до того, как она испытает воспитывающее попечение солнца, чтобы не было повода к росту человеческих заблуждений. Каждый да будет извещен, что солнце не есть виновник растительности...Солнце моложе зеленого побега, моложе зеленой травы". (Вместо солнечного света первая растительность использовала первоначальный свет, возникший в первый день творения). Что мы видим за этими словами? Мы видим, что Творец дает повеление, которое, вероятно, действует как направленный поток энергии (и информации) к неживой материи - к земле, и земля производит зелень, траву, кустарники и деревья без потока энергии от Солнца. Это пример организации материи, которая в условиях открытой системы (существует поток энергии от Творца) создает диссипативные структуры - живые растения. Мы говорим "организация" вместо "самоорганизация" потому, что используется поток не естественной энергии от окружающей среды, а энергии от Самого Бога.

Вот что происходит на пятый день творения:

И сказал Бог: да произведет вода пресмыкающихся, душу живую; и птицы да полетят над землею, 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, и всякую птицу пернатую по роду ее. И увидел Бог, что это хорошо (Быт. 1: 21).

Св. Иоанн Златоуст ("Беседы на книгу Бытия") говорит: "Как о земле [Творец] сказал только: "да прорастит", - и явилось великое разнообразие цветов, трав и семян, и все произошло по одному слову, так и здесь сказал: "да изведут воды гады душ живых, и птицы летающие по земли, по тверди небесней" и вдруг произошло столько родов пресмыкающихся, такое разнообразие птиц, что и исчислить словами невозможно". Св. Василий Великий ("Беседы на Шестоднев") повествует: "Вышло повеление - и тотчас реки производят, и озера рождают свойственные себе и естественные породы, и море чревоболезнует всякого вида плавающими животными. Где только ни была вода: в болотах и тинистых местах, - она не остается бездейственною и не участвующею в размножении тварей. Ибо нет сомнения, что из воды воскипели жабы, мошки и комары. Видимое ныне служит доказательством и прошедшего. Так, всякая вода спешила исполнить повеление Зиждителя; деятельная и самодвижная жизнь тварей, которых породы даже неисчислимы, немедленно явлена великою и неизреченною Божиею силою, потому что повелением Божиим сообщена водам способность живорождать". Согласно св. Василию Великому, в пятый день были сотворены все водные животные и птицы, а также различные насекомые. (Под словом "пресмыкающиеся" св. Василий понимает не современный класс пресмыкающихся, но всякое животное, влачащее свое тело по воде, либо обитающее преимущественно в воде.) Св. Амвросий Медиоланский ("Шесть дней") пишет: "При этом повелении воды немедленно извели свои порождения. Реки стали родить. Озера принесли свою долю жизни. Само море стало плодить все роды пресмыкающихся... Мы не способны записать множество имен всех тех видов, которые Божественным повелением были приведены к жизни в мгновение времени. В один и тот же миг приведены в бытие вещественная форма и принцип жизни... Кит, так же, как и лягушка, пришли в бытие одно и то же время одной и той же творческой силой". И здесь мы видим, что Творец дает импульс воде порождать жизнь и делает это Он Своим Словом, направленным потоком энергии (и информации). Под действием этого потока неживая материя (вода) снижает свою энтропию, организуется и порождает живые диссипативные структуры.

А вот что происходит на шестой день творения:

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

И создал Бог зверей земных по роду их, и скот по роду его, и всех гадов земных по роду их. И увидел Бог, что это хорошо (Быт. 1: 25).

В шестой день творения были созданы наземные животные. В "Беседах на Шестоднев", св. Василий Великий придерживался мнения, что в шестой день были сотворены, в том числе, различные насекомые. Этот же св.отец подчеркивает, что доминирующая роль в порождении жизни принадлежит не земле, но Божиему повелению: "... не из земли явилась сокрытая в ней душа бессловесных, но произошла вместе с повелением". Преп. Ефрем Сирин ("Толкование на книгу Бытия") пишет: "... земля по Божию повелению немедленно извела гадов, зверей полевых, зверей хищных и скотов, сколько нужно их было на служение... [человеку]". Как следует из выше изложенного, при сотворении наземных животных Бог использует эффект организации материи (земли) под действием потока энергии (и информации).

И создал Господь Бог человека из праха земного, и вдунул в лице его дыхание жизни, и стал человек душею живою (Быт. 2: 7).

Св. Григорий Богослов (Слово 7, О душе) говорит: "Слово, взяв часть новосозданной земли, бессмертными руками составило мой образ". Этот же св.отец учит: "... художническое Слово созидает живое существо, в котором приведены в единство то и другое, то есть невидимое и видимая природа, созидает, говорю, человека; и из сотворенного уже вещества взяв тело, а от Себя вложив жизнь (что в слове Божием известно под именем души и образа Божия), творит как бы некоторый вторый мир, в малом великий..." - человека. Прп. Ефрем Сирин (Творения иже во святых отца нашего Ефрема Сирина, 4-е изд., ч. 4, 1900) пишет: "Хвала Всеблагому, Который по любви Своей открыл славу Свою сынам человеческим! Из персти создал Он бессловесное естество и украсил его душой, обладательницей сокровищ. Перстные уста соделал способными величать Его, чтобы вся тварь воспевала Ему хвалу". Св. Иоанн Златоуст (Творения святого отца нашего Иоанна Златоуста, архиепископа Константинопольского, т. 6, 1900) учит: "... Творя одного человека из земли, [Бог] совещается, рассуждает, делает совет". При создании разумного существа - человека - Творец структурирует прах земной (землю), превращая его в тело, и особым актом вдыхает в него дыхание жизни, как об этом говорит Священное Писание. Вероятно, в случае сотворения человека Бог использует поток энергии высочайшего качества, не такого как при сотворении растений и животных, но значительно выше, что и позволяет достичь предельно низкого уровня энтропии в этом сотворенном существе, созданном из праха земного.

Итак, мы видим, что созданная Богом неживая материя, послушно откликается на Его призыв и участвует в созидании живых форм; при этом материя не сама способна рождать жизнь, но получает такую возможность только благодаря Божиему повелению, благодаря направленному потоку Божественных энергий. По всей видимости этот поток обладал настолько высоким качеством энергии, что неживая материя в своей организации достигла существенно низкого уровня энтропии и породила жизнь. С тех пор был установлен и действует до настоящего времени закон, согласно которому материя организуется под действием потока энергии. Но так как энергия при этом берется от естественных источников, а не от Бога, когда Он творил, то мы говорим о самоорганизации материи.

Теперь можно понять, почему человеку не удается создать живые организмы. Человек, имитируя в лаборатории действия Творца, не имеет источника энергии столь высокого качества, поэтому ему удается абиогенно создать лишь отдельные органические вещества. Но уже и эти достижения приоткрывают завесу тайны сотворения мира. Итак, предположительно мы готовы ответить на ранее поставленный вопрос: способна ли материя к такой степени самоорганизации, чтобы породить жизнь, или способность материи к самоорганизации ограничена в пределах неживых структур? Вероятно, материя способна к организации в живые организмы, но для этого требуется источник энергии очень высокого качества.

6. Мир возник и поддерживает свое существование благодаря потоку нетварных Божественных энергий

В секулярной науке высказывается тезис о том, что способность материи к самоорганизации и развитию безгранична, поэтому ни сама материя, ни человек не нуждаются в Боге. В качестве веского аргумента в пользу указанного тезиса приводится факт самоорганизации диссипативных структур при наличии потоков вещества-энергии. Однако мы уже говорили, что возможности самоорганизации материи ограничены. Многое зависит от качества энергии. Так для создания и поддержания гидродинамических диссипативных структур требуется всего лишь тепловой поток, а для поддержания живых диссипативных структур, обладающих очень низким уровнем энтропии - животных организмов - требуется поступление сложно структурированных органических веществ, пищи. Ясно, что во втором примере для поддержания более низкого уровня энтропии в системе используются потоки вещества и энергии более высокого качества, чем в первом примере. Ограниченность материи в смысле ее возможностей к самоорганизации заключается еще и в том, что необходимые для этого потоки вещества-энергии не вечны, а связанные с ними макропроцессы еще не затухли. Между тем вселенная в целом движется к деградации, затуханию макроскопических процессов и исчезновению потоков энергии и вещества. На наш взгляд, факт возникновения и существования диссипативных структур, непрерывно поддерживаемых потоками вещества-энергии, научает нас кое-чему другому. Он словно бы иллюстрирует определенное положение христианского вероучения, по которому весь мир нуждается в Боге Творце и Промыслителе для возникновения и поддержания своего существования.

Итак, согласно христианству, мир был создан Творцом из ничего. По окончании процесса сотворения Бог почил от дел творения (Быт. 2: 2), но не прекратил Своего воздействия на вселенную. Об этом свидетельствует Сын Божий, когда говорит: "Отец Мой доныне делает, и Я делаю" (Ин. 5: 17). Постоянное воздействие Бога на вселенную есть Божественный Промысел, попечение о мире и о живых существах, непрестанное действие всемогущества, премудрости и благости Вседержителя, которыми Он сохраняет бытие твари, направляет тварь к благим целям, добру вспомоществует, а зло пресекает или исправляет и обращает к добрым последствиям. Мы вправе задать вопрос: почему тварный мир, созданный из ничего, не исчезает обратно в небытие? Ответ здесь таков: потому что вселенная создана и поддерживает свое существование благодаря причастности Божественным энергиям. Без потока Божественных энергий, пронизывающих весь тварный мир - видимый и невидимый (ибо Бог вездесущ), вселенная прекратила бы свое существование и возвратилась в ничто.

Подтверждение сказанному о творении мы видим в Св. Писании и у св. отцов. "И сказал Бог... и стало так" (Быт.). "Словом Господа сотворены небеса и духом уст Его - все воинство их" (Пс. 32: 6). "Как многочисленны дела Твои, Господи! Все соделал Ты премудро" ("Вся премудростью сотворил еси") (Пс. 103: 24). "Словом Божиим небеса и земля составлены из воды и водою..." (2 Пет. 3: 5). Свт. Василий Великий учит (Беседы на Шестоднев), что "Создатель этой вселенной, имея творческую силу, не для одного только мира достаточную, но в бесконечное число крат превосходнейшую, все величие видимого привел в бытие одним мановением воли". Творение мира Богом есть акт Его воли или, как говорит прп. Иоанн Дамаскин, "действие хотения" (цит. по В.Н.Лосский). Св. праведный Иоанн Кронштадтский (О Боге - Творце и Промыслителе мира) пишет, что Творец "все соделал неисчетною Своею силою и все привел из небытия в бытие множеством милости Своея". Свт. Филарет (Дроздов) учит, что поэтапное творение Богом мира "показывает истинный порядок непосредственных действий Творческой силы" (Толкование на книгу Бытия).

Христос и нетварные Божественные энергии (Взято с сайта: http://forum.lightray.ru)

О сохранении мира и о промысле Божием также говорится в Св. Писании и у св. отцов. "Ты [Господи] поставил землю, и она стоит. По определениям Твоим все стоит доныне, ибо все служит Тебе" (Пс. 118: 90-91). Божественная "премудрость... по чистоте своей сквозь все проходит и проникает. Она есть дыхание силы Божией и чистое излияние славы Вседержителя" (Прем. 7: 24-25), она "быстро распростирается от одного конца до другого и все устрояет на пользу" (Прем. 8: 1). Сын Божий держит все в мире словом силы Своей (Евр. 1: 3). Свт. Кирилл Александрийский (Толкование на Евангелие от Иоанна, кн. 9) пишет: "Бог неизъяснимым образом простирает на все Свою силу, иначе все, что произошло из не-сущего, не могло бы держаться и сохранить свое бытие, тотчас бы все вернулось к своему состоянию, к ничтожеству". Блаж. Августин (из труда "О книге Бытия, буквально", кн. 4, гл. 12) учит: "...могущество Творца и сила Всемогущего и Вседержащего служат причиной существования всей твари; если бы эта сила перестала когда-либо управлять, вместе с тем перестали бы существовать и ее виды, и вся бы природа погибла... Поэтому и сказанное Господом: Отец Мой доселе делает (Иоанн. 5, 17) указывает на некоторую продолжающуюся деятельность Отца, которою поддерживается и управляется вся тварь". Св. Иоанн Златоуст (Беседы на книгу Бытия, Х, 7) говорит, что Бог "указывает нам на непрерывный Его промысел, и деланием называет сохранение существующего, дарование ему продолжения (в бытии) и управление им во все время. В противном случае, как могла бы существовать вселенная, когда бы верховная рука не управляла и не распоряжалась всем видимым и человеческим родом?"

Приведенные высказывания еще раз показывают нам, что Бог творил мир Своими энергиями - действиями, силами, словом, премудростью. Ими же Он сохраняет бытие мира, промышляет о мире.

Своими энергиями Господь сохраняет и питает не только тела, но и души человеческие. "Не хлебом одним будет жить человек, но всяким словом, исходящим из уст Божиих" - говорит Христос (Мф. 4: 4; Втор. 8: 3). Господь сохраняет и питает ангелов, на что указывает прп. Иоанн Дамаскин (Св. Иоанн Дамаскин. Точное изложение православной веры, Кн. 2. Гл. III.): ангелы созерцают Божество "насколько это для них возможно, и это служит им пищей".

Итак, согласно святоотеческим текстам, Бог создал и поддерживает существование мира, причем обеспечивает не только его упорядоченность с помощью установленных Им же физических законов, включая сюда и устойчивое существование диссипативных структур, но обеспечивает и само физическое бытие мира. Современный образованный человек, знающий о законе сохранения массы-энергии, удивится: разве не законы сохранения обеспечивают физическое бытие вселенной? Но может оказаться, что Творцом было создано и теперь существует более фундаментальное физическое взаимодействие, чем известные в настоящее время гравитационные, электрослабые и сильные взаимодействия. И благодаря "включению" этого вида взаимодействия, этого потока энергии, возникли и поддерживают свое существование элементарные частицы материи, а если его "выключить", то материя возвратится в ничто. В любом случае поддержание физического бытия вселенной находится в руках Божиих.

7. Пища для бессмертия

И последнее, что хотелось бы сказать. Мы уже отмечали, что для того, чтобы животные организмы и человек поддерживали в себе низкий уровень энтропии, т.е. чтобы они могли жить, им необходимо питание. Не случайно в молитве Господней есть такие слова: "хлеб наш насущный даждь нам днесь". Священное Писание учит нас тому, что человеку и животным первоначально была дана в снедь растительная пища, непосредственно аккумулирующая солнечную энергию высокого качества (Быт. 1: 29-30). Более того, для поддержания бессмертия первых людей в Раю росло древо жизни, дающее людям свои плоды (Быт. 3: 22). Таков был Божий Промысел. Вероятно, плоды древа жизни давали такую пищу человеку, что все процессы роста энтропии в его организме полностью нейтрализовывались. После грехопадения и изгнания из Рая человечество не имеет доступа к древу жизни. Творец, снисходя к немощи людей, разрешил питаться не только растительной, но и животной пищей (Быт. 9: 1-3). Но вся эта пища не обеспечивает полной нейтрализации роста энтропии в организме, и с тех пор биологическая смерть становится неотступным спутником жизни, и душа вынуждена рано или поздно расставаться с телом. Так Промыслителем был положен предел греху. Но Иисус Христос дал возможность бессмертия и жизни с Богом человеческой душе, а после всеобщего Воскресения и человеческому телу, если мы будем есть Плоть и пить Кровь Его, достойно причащаться Плоти и Крови Христовых (Ин. 6: 32-35; 41-59). Это и есть единственная пища для бессмертия.

Заключение

В работе мы обсудили второе начало термодинамики, показали, что большинство материальных процессов протекает в сторону увеличения хаоса, роста энтропии и снижения качества энергии. Рассмотрели способность материи к самоорганизации и созданию диссипативных структур при наличии потоков вещества и энергии, увидели, что эта способность ограничена. Обсудили секулярную точку зрения на возникновения жизни в первоначально неорганическом мире. Мы сделали попытку взглянуть на эту проблему с христианской позиции, обратив внимание на такую особенность творения, как использование Творцом неживой материи для создания живых форм. Мы показали также, что мир возник и поддерживает свое существование благодаря потокам нетварных Божественных энергий.

Литература

1. Физический энциклопедический словарь. М.: "Советская энциклопедия", 1984. - 944 с.

2. П.Эткинс. Порядок и беспорядок в природе. Пер. с англ. М.: "Мир", 1987. - 224 с.

3. Физика космоса. Маленькая энциклопедия. Изд.-е 2-ое, перераб. и доп. - М.: "Советская энциклопедия", 1986. - 783 с.

4. Энциклопедия для детей. Т. 2. Биология. - 5-е изд. перераб. и доп./ Глав. ред. М.Д.Аксенова. - М.: Аванта +, 2002. - 704 с.

5. С.Доул. Планеты для людей. Пер. с англ. - М.: Изд-во "Наука", 1974. - 199 с.

6. Возникновение и развитие жизни на Земле. Биология. Обучающие энциклопедии. http://informika.ru/text/database/biology/data/biology51.html

7. Возможные продуценты органического вещества в первичных экосистемах. VIVOS VOCO: Новости науки в журнале "Природа" - ? 1, 1999 г.

http://srv1.rsl.ru/VV/NEWS/PRIRODA/1999/PR_01_99.HTM#2

8. Великая тайна жизни. Вокруг света, ?3, март 2005.

http://www.vokrugsveta.ru/publishing/vs/archives/?item_id=595

9. М. Е. Акопян. Фотопроцессы и первичные этапы химической эволюции органических молекул на Земле.

http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/704.html

10. Роджер А. Хегстрем, Дилип К. Кондепуди. Зеркальная асимметрия Вселенной

http://rusnauka.narod.ru/lib/biology/asymmetry/asymm.htm

11. В.Фирсов. Жизнь вне Земли. Пер. с англ. - М.: "Мир", 1966. - 387 с.

12. Жизнь зародилась в темноте океанов. MEMBRANA. Мировые новости. http://www.membrana.ru/lenta/index.html?1014

Другой вариант этого сообщения:

Новая теория происхождения жизни на Земле. SOLINTER. Новости.

http://solinter.solvay-pharma.ru/news/new.aspx?id=7201

13. Случайное открытие положит конец спорам о признаках жизни в марсианских метеоритах. @Astera. Новости.

http://www.astera.ru/news/?id=16703

14. Гипотеза о том, что жизнь пришла на Землю из космоса, получает практическое подкрепление. Новости науки от Михаила Висенс.

http://yan-zlobin.nakhodka.ru/science/details.asp?id=346&disview=2

15. Россия: учёные получили молекулы в результате столкновения материи. Аккумулятор новостей. Наука.

http://news.battery.ru/theme/science/?newsId=7364713&from_m=smail

16. Вера и жизнь христианская. По учению святых отцов и учителей Церкви. Составил профессор Николай Сагарда, Москва: "Паломник", 1996.

17. Иерей Олег Давыденков. Догматическое богословие. Часть третья. О Боге в отношении Его к миру и человеку. Раздел I. Бог как Творец и Промыслитель мира. http://www.sedmitza.ru/index.html?sid=239&did=3686

18. Сокровищница духовной мудрости. Антология святоотеческой мысли. Изд. Московской духовной академии и Введенской оптиной пустыни, 2002.

19. Антропология.

http://optina.org.ru/books/sokrovistchnitsa/a/antropologia/alltext.htm

Март 2007 г.

Приложение

1. MEMBRANA. Мировые новости. 4 декабря 2002. Жизнь зародилась в темноте океанов

Выдвинута новая и довольно противоречивая теория зарождения жизни на Земле. Согласно ей, первые живые организмы возникли в так называемых "неорганических инкубаторах"- маленьких пустотах внутри пиритовых пород на дне мирового океана.

Авторы идеи - профессор Уильям Мартин (William Martin) из Университета Дюссельдорфа (Dusseldorf University) и профессор Майкл Рассел (Michael Russel), сотрудник Шотландского центра исследования окружающей среды (Scottish Environmental Research Centre), располагающегося в Глазго.

Как передаёт BBC, с 1930 годов общепринятой считается теория, согласно которой в результате химических реакций в атмосфере древней Земли возникли сложные вещества, так сказать, строительный материал, из которого сформировались первые клеточные структуры.

Однако Мартин и Рассел полагают, что всё было как раз наоборот: клетки образовывались первыми, и лишь потом наполнялись "живыми молекулами". Соответственно, первые клетки представляли собой неорганические образования, возникшие из пирита (сульфида железа). Более того, формировались они не на поверхности планеты, а на дне океанов- в полной темноте.

Жизнь, утверждают учёные, возникла в результате химических реакций, произошедших благодаря конвекционным потокам, проходившим сквозь кору Земли, и в принципе, аналогичный процесс мог бы произойти на любой влажной и каменистой планете.

Естественно, Марс и спутник Юпитера Европа снова оказываются наиболее вероятными кандидатами на роль укрывателей внеземной жизни.

"Гидротермальная жидкость, богатая различными химическими элементами, такими, как водород, цианид, сульфиды и окись углерода, выделялась из земной коры на дне океанов и проникала в крошечные углубления в пиритовых породах.

Таким образом, формировалась благоприятная для химических реакций микросреда. Вследствие этого строительный материал будущей жизни концентрировался в одном месте, а не рассеивался в океане.

Мы полагаем, что углубления в пиритовых скалах- это и есть родина всей жизни на Земле",- заявил профессор Рассел.

Ссылка: http://www.membrana.ru/lenta/index.html?1014

Другой вариант этого сообщения:

SOLINTER. Новости. 11.12.2002. Новая теория происхождения жизни на Земле.

Биологи Вильям Мартин из Германии и Майкл Рассел из Великобритании предложили новую теорию происхождения жизни на Земле. По их мнению, более 4 миллиардов лет назад микроскопические трещины в минералах на океанском дне могли послужить прообразом первых клеток.

При этом они полагают, что идеальным минералом для развития жизни мог стать сульфид железа. Горячие источники на дне океана приводили к появлению на поверхности минерала ячеистых образований. Сульфид железа часто ускоряет реакции между неорганическими и органическими соединениями, и он до сих пор используется в виде кофактора многими ферментами бактерий. Вода из горячих источников, просачиваясь через поры сульфида железа, обогащала его ионами аммония и оксида углерода (I). Согласно новой гипотезе, химические элементы, накопленные внутри "клетки" сульфида железа могли вступать в реакции друг с другом, формируя сложные молекулы, такие как белки и нуклеиновые кислоты. Ученые надеются, что им удастся воссоздать подобные условия в лаборатории.

По их мнению, новая жизненная форма покинула поры минерала после возникновения клеточной стенки. При этом они выдвигают гипотезу о том, что поскольку бактерии и архебактерии обладают такими разными по строению клеточными стенками, то жизнь должна была возникать дважды.

Новая теория сразу же начала подвергаться критике. В частности, некоторые биологи указывают на то, что бактерии и архебактерии обладают большим количеством общих генов, а также одинаковым образом могут встраивать белки в клеточные мембраны.

Авторы теории, в свою очередь, ссылаются на то, что перенос ДНК между неродственными видами бактерий не позволяет нам полагаться в этом случае на генетические доказательства.

Ссылка: http://solinter.solvay-pharma.ru/news/new.aspx?id=7201

2. @Astera. Новости. 02.08.2004. Случайное открытие положит конец спорам о признаках жизни в марсианских метеоритах

Случайное открытие, возможно, даст ключ к пониманию принципов роста трубчатых структур, возникающих в пещерах и в термальных морских источниках. А также положит конец спорам о признаках жизни в марсианских метеоритах. Автор открытия, Дэвид Стоун, проводил стандартную работу по гальваностегии (нанесение металлического покрытия на поверхность металлических изделий методом электролитического осаждения), и случайно наткнулся на способ выращивания трубок, напоминающих образования, встречающиеся в пещерах.

Стоун, бывший скульптор и рабочий на литейном заводе, только недавно вернулся к учебе. Он решил, что сорвал работу, и чуть было не выбросил испорченный образец в мусорный ящик. Но эти трубки так заинтриговали его, что он решил показать их некоторым преподавателям факультета университета Аризоны, включая профессора физики Раймонда Гольдштейна.

Гольдштейн, по его собственным словам, был в шоке, когда увидел эти трубки. Сейчас Гольдштейн вместе со Стоуном (он теперь соискатель докторантуры отделения почвы, экологии и воды университета Аризоны) выясняют, как же образовались эти структуры.

Трубчатые структуры в природе встречаются в самых разных местах - от гигантских гидротермальных источников на дне океана до поверхности железа, подверженного сильной ржавчине. Но механизм образования этих структур остается загадкой.

Стоун и Гольдштейн используют установку, подобную стандартной установке для гальваностегии. Это прямоугольная стеклянная камера высотой 10 см с положительно заряженным железным анодом вверху и отрицательно заряженным железным катодом внизу. Камера наполнялась смесью воды, хлористого аммония, железа и сульфатов и включали перемешивание. Электрический ток разлагает воду на водород и кислород.

Крошечные водородные пузырьки, собранные на отрицательно заряженном электроде, становились большими и отрывались от катода. Но после нескольких десятков минут эксперимента электрод оказался покрыт настоящим лесом маленьких трубок, которые ученые назвали "железнотрубки". Чтобы изучать рост "железнотрубок", исследователи снимали эксперименты на видео.

Видеозапись явно показала, что трубки начинают расти вокруг пузырька. Эти пузырьки имеют диаметр не более 3 мм. Поскольку пузырек растет, тонкая пленка только формируется на пузырьке и затем начинает расти обособленно, поскольку пузырек отрывается.

Эта пленка, тип окиси железа, известная как зеленая ржавчина, формируется, когда газообразный аммиак в пузырьке контактирует с железом, растворенным в окружающей жидкости. Каждый раз, когда пузырек отрывается, на катоде остается немного этой пленки. Так и происходит последующее формирование трубки. Как сказал Гольдштейн, трубка - руководящий принцип для пузырька, а пузырек - матрица для трубки.

В природе подобные структуры образуются в течение сотен и даже тысяч лет. Но в лаборатории Стоун и Гольдштейн могут вырастить миниатюрный лес высотой в 2.5 см с диаметром трубок в 3 мм, всего за 1-2 часа. "Это - управляемая система, которая может быть изучена в лаборатории в приемлемых временных масштабах", - сказал Гольдштейн.

Лучшее понимание процесса возникновения таких трубок позволит понять закономерности таких естественных процессов в природе. Так, подобные трубчатые структуры были найдены на некоторых марсианских метеоритах. Как известно, некоторые исследователи представили эту находку как очевидное доказательство наличия марсианской жизни в прошлом. Но открытие Стоуна доказывает, что для возникновения подобных структур живые организмы не нужны. Об этом сообщает NTR.ru.

(Примечание автора: сообщение об образовании трубчатых структур полезно соотнести к предыдущему сообщению о возможности синтеза в них органических веществ и образования живых клеток)

Ссылка: http://www.astera.ru/news/?id=16703

3. Новости науки от Михаила Висенс. Science news by Miguel Vicens. 5 Февраля 2001. Гипотеза о том, что жизнь пришла на Землю из космоса, получает практическое подкрепление

Хорошо известно, что одной из распространенных гипотез о происхождении жизни на Земле является предположение о том, что жизнь была привнесена на нашу планету из космоса. Эта гипотеза всегда оценивалась как одна из возможных, но не самая реальная. Последние же открытия группы ученых из Ames Research Center, расположенном в Сан-Франциско и являющимся подразделением НАСА, и University of California, расположенном в Санта-Круз, опубликованные на днях в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (http://www.pnas.org/), повышают ее вероятность.

Ученым удалось создать биологический строительный материал - мембранные структуры - в псевдо-межзвездном облаке космической пыли. Цель эксперимента состояла в том, чтобы воспроизвести условия такого облака межзвездной пыли, как например Eagle Nebula, где температура опускается почти до абсолютного нуля. Для получения космического льда исследователи использовали смесь воды, аммиака, одноокись углеводорода и другие простые вещества, которые постоянно формируются в плотных молекулярных облаках в межзвездном пространстве. Безусловно, все операции проводились в условиях вакуума. Лед был подвергнут облучению ультрафиолетом, что в свою очередь воспроизводит излучение от звезд. Результат удивил даже самих ученых - они увидели спонтанное рождение сложных органических молекул. Процесс напоминал мыльную пену, а пузырьки походили на внешнюю мембрану живых клеток. Сотни новых соединений поразили ученых своим разнообразием.

Еще одним сюрпризом стал тот факт, что новые сложные молекулы обладали жизненно важной способностью формировать мембрану, отделяющую протоплазму от внешнего мира. Ученым до сих пор неизвестен до конца процесс зарождения жизни, начинается ли она с "обнаженной" рибонуклеиновой кислоты, либо с генетического материала "обрамленного" в мембрану. Но абсолютно точно известно, что мембранная структура очень важна, и в определенный момент играет, по всей видимости, решающую роль для развития жизни.

Соединения, возникшие в псевдо-космическом льде, были схожи со многими соединениями, которые попадают и сейчас на Землю вместе с метеоритами и частицами космической пыли. Результаты указывают на то, что для возникновения жизни не так уж необходимо иметь под рукой сформировавшуюся планету, как считалось до сих пор. Космос начинен химическими соединениями, достаточными для инициирования биологического процесса в благоприятных условиях. Речь идет о том, что если метеорит упадет на планету, окружающая среда которой будет благоприятна для жизни, велика вероятность, что биологическая цепочка сможет начать спонтанно развиваться.

Мы опять возвращаемся к вопросу - одни ли мы во Вселенной? Лидер группы доктор Луис Аламандола вселяет оптимизм в тех, кто испытывающе всматривается в небо: "Наше открытие подразумевает, что жизнь может быть где угодно во Вселенной".

Ссылка: http://yan-zlobin.nakhodka.ru/science/details.asp?id=346&disview=2

4. Аккумулятор новостей. Наука. 3.02.2004. Россия: учёные получили молекулы в результате столкновения материи

Органические молекулы, включая полимерные цепочки, аминокислоты и их фрагменты, могут быть синтезированы в процессах сверхскоростного столкновения материи.

К такому выводу в ходе лабораторных модельных экспериментов пришли учёные под руководством профессора Георгия Манагадзе из Института космических исследований РАН совместно с коллегами из лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory) во главе с доктором Дериком Бринкерхоффом (Derick Brinkerhoff).

Синтез органических веществ происходит в плазменном выбросе, который образуется при ударе, если в сталкивающихся телах имеются атомы углерода и элементы, образующие органические вещества (H, N, O).

Такие сверхскоростные столкновения пылевых частиц постоянно происходят в межзвёздных газопылевых облаках и могли проходить на раннем этапе формирования Земли при метеоритной бомбардировке её поверхности.

Плазменный выброс, идентичный возникающему при ударе о поверхность движущегося со скоростью около 100 км/с микрометеорита, создавался воздействием импульсного лазера.

Синтезированные в плазменном выбросе молекулярные ионы органических веществ: аминокислоты и их фрагменты, карбины (линейно-цепочечный углерод), фуллерены и предположительно образования, подобные нанотрубкам, молекулярным весом до 5000 а.е.м., были зафиксированы с помощью времяпролётного масс-спектрометра.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности синтеза органических веществ в плазменном выбросе, генерированном при сверхскоростном ударе при наличии углеродных атомов в составе сталкивающихся тел.

Синтезированные в ударных процессах органические вещества могли сыграть определяющую роль в процессе зарождения жизни во Вселенной.

Предложенная новая концепция синтеза органических веществ в процессах сверхскоростного удара находится в согласии с наблюдениями учёных из университета Огайо (Ohio University), обнаружившими относительно тяжёлые органические молекулы около звезды солнечного типа, расположенной в туманности Красного Прямоугольника, из ядра которой выбрасываются в космическое пространство большие массы углерода.

News.Battery.Ru - Аккумулятор Новостей, 16:1503.02.2004
Источник: Мembrana

Ссылка: http://news.battery.ru/theme/science/?newsId=7364713&from_m=smail

Вот сообщение о создании "искусственного" вируса. Значит ли это, что удалось искусственно создать ДНК или хотя бы РНК? Ничего подобного. Ученые использовали уже готовые естественный белок и естественную РНК, присоединяя одно к другому.

Портал о здоровье и личностном росте. 04.06.2008 | Источник http://health.unian.net. Создан искусственный вирус, убивающий раковые клетки

Южнокорейские биологи создали искусственный вирус, убивающий раковые клетки. Он способен проникать в раковые клетки и доставлять в них противоопухолевые средства - лекарства и гены. Как известно, большинство раковых заболеваний связаны с генетическими нарушениями в клетках, которые выключают механизмы клеточной смерти, из-за чего начинают неконтролируемо размножаться.

Прервать размножение клеток можно, но главная проблема связана с тем, как доставить лекарство в ядро клетки, где находится ее генетический аппарат.

Специалисты отмечают, что естественные вирусы очень эффективны в доставке генов в клетки для генетической терапии, но они могут спровоцировать иммунную реакцию или вызвать рак. А вот созданный искусственно вирус лишен этих побочных эффектов.

Исследователи под руководством Ли Мен Су использовали новую стратегию, в результате чего удалось создать искусственный вирус определенной формы и размера.

В ходе исследования биологи использовали в качестве шаблона белковую структуру, к которой присоединялись белковые руки, держащие короткие спирали так называемой интерферирующей РНК. Данный тип РНК, по словам ученых, сыграл роль своеобразного ключа, так как он выключил в клетке гены, к которым подходит. В результате синтез соответствующего белка блокировался, что является многообещающей технологией в генной терапии.

Также ученые показали, что созданный ими искусственный вирус может проникать в ядра раковых клеток, где находится сломавшаяся ДНК.

Ссылка: http://zdorovja.com.ua/content/view/465/56/

А вот сообщения о создании "искусственной" клетки. Значит ли это, что удалось из неживых систем типа коацерватных капель Опарина создать живую клетку? Ничего подобного. В первых двух случаях (сообщениях) использованы отдельные естественные компоненты, взятые из живых организмов. А полученные конструкции нельзя назвать живыми. Они представляют собой лишь модели клеток. В третьем случае (сообщении) перепрограммировали живую естественную клетку и превратили ее в стволовую. Можно смело заявить, что никакой искусственной клетки в полном смысле этого слова создать не удалось.

1. MEMBRANA. Люди. Идеи. Технологии. 20 декабря 2004. Биологи собрали искусственную клетку

Альберт Либчейбер (Albert Libchaber) и его коллеги из университета Рокфеллера (Rockefeller University) создали синтетическую клетку, способную к работе с настоящими генами.

Отдельные элементы этих клеток, названных "биореакторами-пузырьками", взяты от живых организмов, однако целое - это всё же синтетическое, сконструированное образование.

Стенки клетки были собраны из жиров яичного белка. Некоторые внутренние молекулярные "запчасти" подарили искусственной клетке бактерии кишечной палочки.

От некоего вируса биоинженеры взяли ферменты, участвующие в чтении генетического кода. Наконец, сам ген, на пробу, внедрили в клетку, позаимствовав его от одной из разновидностей медузы. Это был ген флуоресцентного белка.

Ген прекрасно расшифровался, белок начал синтезироваться, показав, что искусственная клетка заработала, как живая.

Другой внедрённый ген заставил синтетические клетки формировать отверстия в своей оболочке. Либчейбер подчёркивает, что эти клетки - всё же ещё не живые. Они не могут самостоятельно поддерживать своё существование и размножаться. Потому для них и придумали обозначение "биореактор".

Однако эта работа - очень важный шаг в развитии молодой науки - синтетической биологии, цель которой - создание полноценной искусственной жизни.

В дальнейшем автор проекта намерен довести способности своих синтетических клеток до полного воспроизведения и поддержания своего существования.

Когда это осуществится - нам придётся задуматься над определением жизни и нашим пониманием, что это такое.

Ссылка: http://www.membrana.ru/lenta/?4112

Другой вариант этого сообщения:

Кафедва молекулярной биофизики ФМБФ. 21.12.2004. Алина КАЛИНИНА. Ученые создали искусственную клетку

Человечество все ближе к созданию полноценной искусственной формы жизни. Исследователям из Университета Рокфеллера (США) удалось создать подобие клетки, способной производить протеин и обрабатывать информацию, зашифрованную в генах.

Везикулы, или скопления пузырьков, созданные биологами, (сами ученые называют их "везикульными биореакторами") собраны из "запчастей" различного происхождения: например, мягкие стенки клеток состоят из молекул жира, полученных из яичного белка, а наполнены везикулы экстрактом из обычной кишечной палочки E.Coli, лишенной генетического содержания. Синтезированы и везикулы, содержащие флуоресцирующий протеин из организма медуз. Свечение искусственных клеток, по словам исследователей, подтверждает, что синтез протеина идет полным ходом.

Руководитель проекта Альберт Либшабер подчеркивает, что везикулы - это неживые биореакторы, в которых проходят простые химические реакции, подобные тем, что постоянно идут в живых организмах. Эксперименты по созданию биореакторов проводятся в рамках нового направления генной инженерии - синтетической биологии, которая со временем поможет создать биологическую жизнь совершенно нового типа. Даже сами ученые, наверное, не знают, на что будет похожа эта форма жизни. При этом они заверяют, что эксперименты не опасны для человечества - вроде бы, они не угрожают появлением новых вирусов или кровожадных мутантов.

Кстати, два года назад другой группе ученых удалось доказать, что вирус полиомиелита теоретически может воссоздавать себя в пробирке, в которой смешаны его разные компоненты. При этом зараза не опасна, так как может жить только в специальном растворе. Исследователи утверждают, что из отдельных компонентов в дальнейшем можно будет создать гораздо более сложные организмы, чем вирус - как существующие в природе, так и доселе неизвестные.

По словам Альберта Либшарера, синтетическая биология вскоре заставит людей смотреть на свою жизнь и другие биологические процессы совсем по-другому. "Я лично рассматриваю жизнь как механизм с компьютерной программой. Только и всего. Однако не все разделяют такую точку зрения", - признался биолог в интервью ВВС.

Ссылка: http://imb.fizteh.ru/index/NewsMolbio/artificial_cell_21122004.html?&xsl:onlynew=0

2. РИА-НОВОСТИ. www.rian.ru. 16.05.2008. МОСКВА, 16 мая - РИА Новости. Биологи создали искусственную клетку

Биологи из Пенсильванского университета (США) создали искусственную клетку, чтобы с ее помощью лучше понять, как устроены живые клетки.

Команда исследователей сконструировала простую искусственную клетку, чтобы с ее помощью изучить организацию и функции двух из главных компонентов клеток - мембраны и цитоплазмы, студенистой жидкости, которая окружает "внутренние органы" живой клетки. Результаты их работы будут опубликованы в конце мая в Journal of the American Chemical Society.

"Многие ученые пытались понять клетки, "выключая" по одному ее гены и наблюдая, как это сказывается на ее функциях. Но мы пошли противоположным путем", - говорит доцент Кристин Китинг (Christine Keating), которая руководила исследованием. "Мы начали с малого, добавляя компоненты, чтобы найти, что необходимо для стимуляции большинства основных клеточных функций. Наша цель была в том, чтобы выяснить, насколько большая степень сложности может наблюдаться в очень простой "коллекции" молекул", - добавляет она.

Китинг и ее коллеги создали модель клетки, используя в качестве цитоплазмы раствор двух разных полимеров - полиэтиленгликоля и декстрана, полимера глюкозы. Этот раствор был помещен в клеточную мембрану, и поскольку два эти вещества не смешиваются, одно из них окружило другое, подобно тому, как белок в яйце окружает желток. Затем модель клетки была помещена в концентрированный раствор сахара. Благодаря осмосу - физическому процессу, в котором вода проникает через мембрану от менее концентрированного раствора к более концентрированному - вода уходила из относительно разбавленного полимерного раствора внутри клетки к концентрированному раствору сахара снаружи. В результате объем полимерного раствора внутри мембраны уменьшился. Так как клеточная мембрана стала велика для уменьшившегося объема раствора, клетка утратила сферическую форму и приобрела что-то вроде почки. Богатая декстраном смесь заполнила "почку", а смесь полиэтиленгликоля осталась в теле клетки. Этот процесс усложнения клетки представляет собой поляризацию.

"Поляризация критически важна для развития. Это важнейший шаг в развитии сложного многоклеточного организма, такого как человеческое существо, в котором разные клетки выполняют разные функции", - говорит Китинг.

Исследователи намерены добиться последовательной поляризации частей своих моделей клеток. "Путем создания цитоплазмы с различными растворами, мы показали, что мы можем контролировать поведение клеточных мембран. Теперь мы хотим выяснить, что происходит, если мы, например, добавим фермент, активность которого зависит от состава цитоплазмы и клеточной мембраны", - говорит Китинг.

В первой половине 20-го века в Советском Союзе проводились эксперименты, в которых исследователи пытались воспроизвести условия, благодаря которым возникла жизнь. Академик Александр Опарин выдвинул теорию зарождения жизни из так называемого первичного бульона - в ходе химической эволюции молекул, содержащих углерод. Он проводил эксперименты со сложными смесями органических молекул, пытаясь создать структуру, похожие на живые организмы.

Китинг и ее коллеги, хотя и планируют продолжить опыты с моделями клеток, не намерены создавать настоящие. Скорее, мы хотим понять физические принципы, которые управляют биологическими системами", - говорит Китинг. Она говорит, что ее задача - "пытаться понять как потрясающая сложность, наблюдаемая в биологических системах могла бы вырасти благодаря на первый взгляд простым и химическим и физическим принципам".

Ссылка: http://www.rian.ru/science/20080516/107606214.html

или

http://24.ua/news/show/id/44253

3. МЕДИЗВЕСТИЯ. Источник новостей медицины. 3 июня 2009. Alexrod. Биологи создали искусственные стволовые клетки

Группа китайских ученых впервые в лабораторных условиях сумела создать плюрипотентные стволовые клетки свиней, что позволит побороть вирус A/H1N1, вывести новые виды свиней для сельского хозяйства и даже сделать их внутренние органы пригодными для пересадки людям, считают авторы исследования, опубликованного в журнале Journal of Molecular Cell Biology.

В естественных условиях стволовые клетки образуются только на стадии эмбрионального развития организма. Их особенностью является способность превращаться в любой из типов специфических клеток, образующих те или иные ткани организма.

Попытки вернуть уже специализированные клетки в изначальное недиффиренцированное состояние, иначе говоря, создать плюрипотентные стволовые клетки свиней, не отличимые по своим свойствам от эмбриональных стволовых клеток этих животных, ученые безуспешно предпринимали в течение длительного времени.

Впервые получить "искусственные" стволовые клетки свиней удалось доктору Лэй Сяо и коллективу лаборатории Шанхайского института биохимии и клеточной биологии, которой он руководит. Как и в случае плюрипотентных стволовых клеток человека, клетки тканей свиней переходят в недифференцированное состояние под воздействием определенных белков.

Команде Сяо удалось ввести гены этих белков в клетки костного мозга и ушных тканей свиней с помощью безвредных вирусов и доказать, что полученные клетки действительно перепрограммируются в плюрипотентное состояние. По своим свойствам они оказались неотличимы от эмбриональных стволовых клеток и проявили способность превращаться в специфические ткани того или иного типа, присутствующие в организме животных.

Достижение ученых позволит использовать свиней в качестве модельных животных для изучения генетических заболеваний человека, а также создавать генетически модифицированных свиней, устойчивых к заболеваниям. Кроме того, генетически модифицированные свиньи могут стать источниками органов для трансплантации человеку.

"Различные виды свиней биологически очень близки к человеку - даже размеры наших внутренних органов практически совпадают, не говоря уже об их функционировании. Генетическое модифицирование может позволить избежать отторжения тканей при пересадке внутренних органов свиней пациентам, вынужденным иначе годами надеяться на появление подходящего донора", - сказал Сяо, слова которого приводит издательство Oxford University Press, выпускающее журнал.

Кроме того, по мнению авторов исследования, использование стволовых клеток свиней позволит в будущем создавать новые генетически модифицированные виды животных, разведение которых в сельском хозяйстве более выгодно. Сяо надеется, что первые достижения ученых на этом поприще появятся уже через несколько лет.

Источник: medvisnik.com.ua

Ссылка: http://medvisnik.com.ua/2009/06/03/biologi-sozdali-iskusstvennye-stvolovye-kletki.html