სიცოცხლის წარმოშობა

სიცოცხლის წარმოშობა დედამიწაზე

ამ პოსტში მე განვიხილავ ბუნებისმეტყველების ერთ-ერთ უდიდეს პრობლემას-დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის საკითხს და შევეხები იმ თეორიებს, რომლებიც არსებობს მეცნიერებაში ამ პრობლემასთან დაკავშირებით.

ჩემი მიზანია აღვწერო ეს თეორიები და  მკითხველს გარკვეული წარმოდგენა შევუქმნა ამ საკითხთან დაკავშირებით.

როგორც ცნობილია სიცოცხლის წარმოშობა და მისი გავრცელება დედამიწაზე მეცნიერთა შორის მუდმივად იყო დაპირისპირების საგანი. არსებობდა ფსევდომეცნიერული სისტემებიც, რომლებიც ცდილობდნენ აეხსნათ ეს პრობლემა საკუთარი ინტერპრეტაციით. ის ისევ რჩება თანამედროვეობის  ერთ-ერთ აქტუალურ პრობლემად. ამიტომაც მნიშვნელოვანია ამ საკითხის განხილვა.

ნაშრომის ძირითად ნაწილში მოკლედ განვმარტავ იმას, თუ რა არის სიცოცხლე და რა პირობებია საჭირო მისი არსებობისათვის. შევეხები იმ თეორიებს, რომლებიც ცდილობს სიცოცხლის წარმოშობისა და განვითარების ახსნას. დასკვნაში შევაჯამებ ჩემს გამოკვლევას და ვისაუბრებ იმაზე, თუ რა ვიცით დანამდვილებით ამ პრობლემასთან დაკავშირებით.

სიცოცხლე თვითგანახლებადი მატერიის არსებობის უმაღლესი ფორმაა, რომელიც მოითხოვს ბიოქიმიურ საფუძვლებს: ნახშირბადს, წყალბადს, ჟანგბადს, აზოტს, გოგირდს, ფოსფატს. ეს ნივთიერებები სიცოცხლის არსებობისათვის აუცილებელი მთავარი ელემენტებია. მნიშვნელოვანია აგრეთვე წყლისა და სხვა ქიმიური ელემენტების როლი სიცოცხლის არსებობაში. ნახშირბადი ქმნის შენაერთებს აზოტთან, ჟანგბადთან, წყალბადთან, რაც მნიშვნელოვანია სიცოცხლის არსებობისათვის, წყალი და ნახშირბადი ერთად ქმნის სიცოცხლისათვას აუცილებელ ელემენტებს-ცილებს, რომლებიც შედიან რნმ და დნმ მოლეკულებში („ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია“, 1985, ტ. 9,  გვ. 411).

ნაწილაკების შექმნა და მათი სინთეზი გარკვეული ძალის ზემოქმედების შედეგად არის სამყაროსა და სიცოცხლის წარმოშობის პროცესი.

ამგვარად სიცოცხლის მისაღებად ძირითადად ორი პირობის შესრულებაა საჭირო: ქიმიური ელემენტების არსებობა და ენერგია, რომელიც ამ ელემენტების შეერთებას უწყობს ხელს. ასეთი რეაქციის განხორციელებაში კი ენერგიის წყაროს წარმოადგენს მზის რადიაცია, კოსმოსური სხივების მოქმედება და სხვა.

სიცოცხლის პირველი ნიშნები დედამიწაზე დაახლოებით 3-3,5 მლრდ წლის წინათ გაჩნდა გარკვეულ პირობებში, სამყაროს განვითარების პროცესში განიცადა ევოლუცია და დღეს დიდი მრავალფეროვნებითაა წარმოდგენილი. არსებობს მცენარეთა ნახევარი მილიონი და ცხოველთა მილიონნახევარი  სახეობა, აგრეთვე, მიკროორგანიზმთა განუსაზღვრელი რიცხვი.

ინგლისელმა მეცნიერმა ჩარლზ დარვინმა დაამტკიცა, რომ უმეღლესი განვითარების ცხოველები გაჩნდნენ უფრო დაბალორგანიზებული არსებებისგან. თუ უკუსვლით ქვემოთ ჩავალთ, მივალთ იმ დასკვნამდე, რომ ყოველივე ცოცხალს, რაც დედამიწაზე არსებობს, ყავდა ერთი საერთო წინაპარი. პირველი ცოცხალი არსებები წარმოადგენდნენ ნივთიერების უმცირეს გუნდებს, რომლებიც შეგუებულნი იყვნენ ზრდის, განვითარებისა და გამრავლებისადმი, თუმცა ჯერ კიდევ არ გააჩნდათ უჯრედული სტრუქტურა. მათ თანდათან ჩამოუყალიბდათ ცოცხალი სისტემის სტრუქტურული ელემენტები - უჯრედის პლაზმა, ბირთვი და ა.შ. რაც ცოცხალი მატერიის განვითარების შემდეგ მოხდა. სიცოცხლის უფრო რთულ ფორმებში გამრავლებადი უჯრედები ერთიანდებოდნენ და ქმნიდნენ მრავალუჯრედიან სტრუქტურებს. მეცნიერება კი დღემდე ცდილობს გასცეს ყველაზე მთავარ კითხვას პასუხი: როგორ გაჩნდა სიცოცხლე დედამიწაზე?

სიცოცხლის წარმოშობის საკითხი ბიოლოგიის ცენტრალურ პრობლემას წარმოადგენს, რომელზედაც საუკუნეებია გრძელდება დაპირისპირება თეოლოგ-იდეალისტებსა და მატერიალისტებს შორის. იდეალისტები მიიჩნევენ, რომ ცხოველქმედების პროცესის განმსაზღვრელი ფაქტორი არამატერიალური საწყისია, იგი ღმერთის შემოქმედებითი აქტის შედეგია. მატერიალისტები საპირისპიროს ამტკიცებენ და ამბობენ, რომ სიცოცხლე წარმოიქმნა ბუნების კანონების თანახმად და შესაძლოა იგი არაორგანული ნივთიერებების სინთეზის შედეგია.

იდეალისტების შეხედულებებს იზიარებდნენ ვიტალისტებიც, რომლებიც აყალიბებდნენ ორ დებულებას თავიანთი მოსაზრებების დასამტკიცებლად. იგი მდგომარეობს შემდეგში:

1. ორგანული ნივთიერებების სინთეზი მხოლოდ ცოცხალ ორგანიზმებში განსაკუთრებული სასიცოცხლო ძალის მონაწილეობით ხდება. სწორედ ამიტომ ეს ნივთიერებები არ გვხვდება არაცოცხალ ბუნებაში და შეუძლებელია მათი ხელოვნურად მიღება.
2. ენერგიის შენახვის კანონის გამოყენება ცოცხალი ორგანიზმების მიმართ არ ხდება.

თუმცა, გერმანელმა ქიმიკოსმა ველერმა ლაბორატორიულ პირობებში მიიღო ორგანული ნაერთი - შარდოვანა არაორგანული ნივთიერებებისაგან. თანამედროვე ქიმია კი სხვადასხვა არაორგანული ნივთიერებების ხელოვნური სინთეზის შედეგად იღებს ათასობით ორგანულ ნივთიერებას. ამრიგად, უმარტივესი სიცოცხლის ფორმები წარმოიშვნენ არაცოცხალი სტრუქტურებისაგან.

ვიტალისტების მეორე მტკიცება კი უარყო რუსმა მეცნიერმა ტიმირიაზევმა, რომელმაც აღმოაჩინა ფოტოსინთეზის პროცესი მცენარეებში.

ამრიგად, ცოცხალი ორგანიზმები მჭიდროდაა დაკავშირებული არაცოცხალ ბუნებასთან, თუმცა ცოცხალი არაცოცხალი მატერიისაგან განსხვავდება მოძრაობის განსაკუთრებული ფორმით.

ძველი ბერძენი მეცნიერი არისტოტელე მიიჩნევდა, რომ ზოგიერთი ცოცხალი ორგანიზმი მკვდარი ნივთიერებიდან წარმოიშვება. მაგალითად, მატლი - დამპალი ხორცისაგან, გველ-თევზა - ჭაობისაგან. ამბობდა იმასაც, რომ ვაშლში ან თხილის გულში ჭია თვითჩასახვით ჩნდება. ეს მოსაზრება „სიცოცხლის თვითჩასახვის თეორიის“ სახელითაა ცნობილი (პანოვი, 1962).

იგი მოგვიანებით უარყო ფრანგმა მეცნიერმა ლუი პასტერმა, რომელმაც 1862 წელს ჩაატარა ექსპერიმენტი და დაამტკიცა, რომ ლპობა და დუღილი ბაქტერიების ცხოველქმედების შედეგია. ადუღებულ ორგანულ სითხეში ან მაგალითად დამპალ ხორცში მიკროორგანიზმები თვითჩასახვის გზით კი არ ჩნდებიან, არამედ ისინი ჰაერიდან ხვდებიან სითხეში ან ხორცში და შემდეგ მრავლდებიან. ხოლო, ვაშლში მატლის არსებობა ყვავილობის დროს მოხვედრილი კვერცხის განვითარების შედეგია. ამრიგად, ცოცხალი არსება მხოლოდ ცოცხალისაგან წარმოიშვება.

პასტერის კვლევებით დამტკიცდა სიცოცხლის თვითჩასახვის თეორიის სიცრუე.

ამის შემდეგ გაჩნდა „სიცოცხლის მარადისობის თეორია“, რომლის წარმომადგენლები იყვნენ_რიხტერი, არენიუსი, ჰელმჰოლცი და სხვები. ისინი ამტკიცებდნენ, რომ სიცოცხლე არასდროს წარმოშობილა, იგი ისევე ძველი და მარადიულია, როგორც თვით მატერია (ახალაია, 1962).

რიხტერი ამტკიცებდა იმასაც, რომ სიცოცხლე მარადიულია და გადადის ერთი პლანეტიდან მეორეზე. დედამიწა კი თავდაპირველად უსიცოცხლო იყო და მის ზედაპირზე მოხვდა სპორები სამყაროს სხვა სივრციდან, რამაც გამოიწვია მისი დასახლება მიკროორგანიზმებით და სიცოცხლის განვითარება (ახალაია, 1962).

სიცოცხლის მარადისობის თეორია გაუმართლებელია, რადგანაც იგი უარყოფს სიცოცხლის წარმოშობას და ეწინააღმდეგება თანამედროვე ასტროფიზიკის მონაცემებს, რომლის მიხედვითაც დედამიწა და მთლიანად სამყარო გაჩნდა დიდი აფეთქების შედეგად და სწორედ ამის შემდგომ შეიქმნა სიცოცხლე.

თანამედროვე მეცნიერების აზრით დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენის ორი გზა არსებობს: დედამიწისეული და კოსმოსური.

ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლის გაჩენის დედამიწისეულ აზრს იზიარებს ცნობილი მეცნიერი ა. ოპარინი. მისი თეორიის მიხედვით სიცოცხლე დედამიწაზე გაჩნდა ხანგრძლივი და კანონზომიერი განვითარების შედეგად.ამ განვითარების პროცესში, რომელსაც სიცოცხლის გაჩენა მოჰყვა ოპარინი გამოყოფდა სამ ეტაპს: 1. ორგანული ნივთიერებების აბიოგენური გზით წარმოშობა, 2. ცილების წარმოქმნა და 3. ნივთიერებათა ცვლის უნარის მქონე ცოცხალი ნივთიერების გაჩენა.

ამრიგად, ორგანულ ნივთიერებათა გაჩენას დედამიწაზე წინ უძღოდა ორგანულ-ქიმიური პროცესების ხანგრძლივი განვითარება, რომელსაც მოჰყვა ჯერ ცილებისა და შემდგომ ცოცხალი ნივთიერებების გაჩენა (ოპარინი, 1945).

მან ივარაუდა, რომ ადრეული ატმოსფერო დიდი რაოდენობით შეიცავდა ნახშირორჟანგს, ამიაკს, წყალს, წყალბადს და სხვა ნაერთებს. დედამიწა მაშინ ცხელი წყლით იყო დაფარული. აირებისა და ცხელი წყლის კომბინაციას კი შეეძლო შეექმნა ქიმიური ნაერთებით მდიდარი მასა, რომელიც სიცოცხლისათვის აუცილებელ პირობებს წარმოადგენდნენ. რეაქციები შეეძლო გამოეწვია აქტიურ ვულკანებს ან ჭექა-ქუხილის ელექტროენერგიას.

დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის ოპარინისეული თეორიის მიხედვით ამერიკელმა მეცნიერმა სტენლი მილერმა ჩაატარა ექსპერიმენტი. მან ორი კოლბითა და მინის მილებით ააწყო დედამიწის პირვანდელი მოდელი. ერთ-ერთ კოლბაში მოათავსა იმ ნივთიერებების ნარევი, რომელსაც მაშინდელი ოკეანე შეიცავდა. სითხის ზემოთ სივრცე კი მაშინდელი ატმოსფეროს შესაბამისი აირებით შეავსო. ამ კოლბიდან გამომავალი მილი დაუკავშირა მეორე კოლბას რომელშიც ელექტროდები იყო მოთვსებული. ეს ელექტროდები გამოჰყოფდნენ ნაპერწკლებს. ეს კოლბა კი მეორე მილით კვლავ პირველს უკავშირდებოდა კონდენსატორისა და U-ს მსგავსი ხვეულის გავლით. მილერმა გააცხელა კოლბა, აადუღა შიგთავსი და გარდაქმნა აირად, რომელიც გადავიდა მეორე კოლბაში და ელექტრონაპერწკლის გავლის შემდეგ კვლავ დაკონდენსირდა და ისევ საწყის კოლბას დაუბრუნდა. ეს ექსპერიმენტი ერთი კვირის განმავლობაში მიმდინარეობდა, რომლის შედეგადაც მილერმა მიიღო ნარევი, რომელიც შეიცავდა სამ ამინომჟავას. სწორედ ამ ამინომჟავებისგანაა ცილები აგებული („შემეცნების სამყარო“ 2008 გვ. 1-4).

ექსპერიმენტიდან ნათელი გახდა, რომ ცილებისა და სხვა ბიონაერთების წარმოქმნა შესაძლებელი იყო მილიონობით წლის მანძილზე მიმდინარე რეაქციების შედეგად.

სიცოცხლის გაჩენის სხვა დედამიწისეული თეორიები ამტკიცებენ იმას, რომ დედამიწა თავიდან, გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, წარმოადგენდა გავარვარებულ მასას. ამ პერიოდში კი დედამიწაზე ორგანული ნივთიერებები არ არსებობდა. გავარვარებული პლანეტის თანდათანობითმა გაცივებამ შექმნა ხელსაყრელი პირობები რთული ქიმიური გარდაქმნებისათვის. ატმოსფეროს წყლის ორთქლი იქცა წყლად და წარმოიქმნა მსოფლიო ოკეანე, სადაც უნდა წარმოშობილიყო ყველა იმ ორგანული ნივთიერების რთული ნაერთები, რომლებიც შედიან ცოცხალ ორგანიზმთა შემადგენლობაში.

ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლის წარმოშობის მეორე თეორიის თანახმად სიცოცხლე სხვა ციური სხეულიდან მოხვდა დედამიწაზე. გერმანელმა მეცნიერმა პ. რიხტერმა გამოთქვა მოსაზრება, რომ ცოცხალი არსებანი დედამიწაზე შესაძლოა მოხვდნენ კოსმოსიდან მტვრის, მეტეორიტებისა და სხვა ციური სხეულების დაცემით რომლებსაც შესაძლოა მიკროორგანიზმები შემოჰყოლოდა.

მეცნიერებმა ანტარქტიდაში აღმოაჩინეს კოსმოსიდან დედამიწაზე შემოჭრილი მეტეორი, რომლის გამოკვლევის შედეგად გაირკვა, რომ იგი გამოჰყოფს ამინიუმს-პირველი თვითწარმომქმნელი მოლეკულების ძირითად კომპონენტს, რომლის საფუძველზეც წარმოიქმნა დნმ (http://tbiliselebi.ge/index.php?mas_id=9036&rubr_id=19&jurn_id=11).

აქტუალურია ჰიპოთეზა იმის შესახებ, რომ სიცოცხლე დედამიწაზე მარსიანული წარმოშობისაა. ამ ჰიპოთეზის თანახმად, მიკროორგანიზმები მარსიდან ჩვენს პლანეტაზე მეტეორის ჩამოვარდნის შემდეგ მოხვდა. ცნობილია, რომ პლანეტები მზის სისტემაში მზიდან სხვადასხვა მანძილით არიან დაშორებული. მზე წარმოადგენს სიცოცხლისათვის საჭირო სითბოს მომცემ წყაროს. თავდაპირველად კი მზეს ისეთი სიმხურვალე ჰქონდა, რომ ყველა პლანეტა იმყოფებოდა გაზობრივ მდგომარეობაში. შემდეგ კი მისმა სიმხურვალემ დაიწყო კლება, რამაც გამოიწვია ყველაზე შორს მყოფ პლანეტაზე-პლუტონზე ტემპერატურის დაკლება. როდესაც ტემპერატურამ სიცოცხლისათვის საჭირო დონემდე დაიწია პლუტონზე გაჩნდა სიცოცხლე. ამ დროს კი მზესთან უფრო ახლოს მდებარე პლანეტებზე ნორმაზე მაღალი ტემპერატურა იყო. მაგრამ, თანდათანობით მზის ტემპერატურამ იკლო და დადგა მომენტი, როდესაც პლუტონზე მზის ენერგია საკმარისზე ნაკლები იყო, რის გამოც მასზე თანდათანობით შეწყდა სიცოცხლე (ან გადავიდა სიცოცხლისათვის ხელსყრელ სხვა პლანეტაზე). შემდეგ ნეპტუნზე ისე დაიწია ტემპერატურამ, რომ იქ ჩამოყალიბდა სიცოცხლისთვის ხელსაყრელი პირობები და ასე თანდათანობით მოაღწია სიცოცხლემ ჩვენს პლანეტამდე და შესაძლებელია სხვა პლანეტების მზგავსად დედამიწაზეც დადგეს ის დრო, როცა სიცოცხლე აღარ იარსებებს (სონღულაშვილი, 2005).

სამყაროში სიცოცხლის გაჩენის ადგილის შესახებ ორი მოსაზრება არსებობს:

1. სიცოცხლე გაჩნდა სხვადასხვა ადგილებში, ერთმანეთისაგან დამოუკიდებლად
2. სიცოცხლე თავიდან მხოლოდ ერთ ადგილზე გაჩნდა და შემდგომ გავრცელდა სხვა სიცოცხლისათვის ვარგის პლანეტებზე (შესაძლოა სიცოცხლე დედამიწაზე გაჩენილიყო და შემდეგ გავრცელებულიყო სხვა პლანეტებზე).

სიცოცხლის წარმოშობის თეორიები, რომლებიც აქ არის გადმოცემული, ჯერ კიდევ თეორიებად რჩება და შემდგომ გამოკვლევებს სჭიროებს. თუმცა ჩემი ნაშრომით შევეცადე მკითხველისთვის დამენახებინა, რომ სიცოცხლე მარადიული არ არის, მას წარმოშობისა და განვითარების ხანგრძლივი ისტორია აქვს, მისი წარმოშობა დაკავშირებულია მატერიის განვითარებასთან და ევოლუციასთან. თანამედროვე ბუნებისმეტყველების მიღწევები, რომლებიც სიცოცხლის წარმოშობის საკითხს ეხება, იძლევა იმის პირობას, რომ საბოლოოდ გადაიჭრას დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის მეტად რთული და საინტერესო პრობლემა.

გამოყენებული ლიტერატურა:

1.  1985, „ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია“ ტომი 9, თბილისი, 733 გვ.
2. 2008, „შემეცნების სამყარო“, გამომცემლობა „GE FABBRIA EDITIONS”,
3. ა.ი. ოპარინი, 1945, სიცოცხლის წარმოშობა დედამიწაზე, „საქართველოს სსრ. სახელმწიფო გამომცემლობა“, თბილისი, 25გვ.
4. პანოვი ა., 1926, სიცოცხლის წარმოშობა დედა-მიწაზე, გამომცემლობა „შრომა“, ტფილისი, 138 გვ.
5. ახალაია ი., 1962, სიცოცხლის წარმოშობა დედამიწაზე, თბილისი, 27გვ.
6. სონღულაშვილი ლ., 2005, სამყაროსა და სიცოცხლის წარმოშობა, გამომცემლობა „ლეგა“, თბილისი, 353 გვ.
7. ვასაძე ე., 1948, სიცოცხლის წარმოშობა და განვითარება დედამიწაზე, „სახელგამი“, თბილისი, 21 გვ.