У Земли один спутник Луна. Есть две основные гипотезы ее происхождения. Согласно гипотезе мегаимпакта, с Землей столкнулось тело размером с Марс. При этом произошло разделение вещества Земли, ее верхние оболочки были выброшены на околоземную орбиту. По химико-минеральному составу Луна соответствует земной коре, на ней сравнительно мало металлов. Летучие соединения, которые входили в состав ударника, могли в основном испариться, поэтому Луна достаточно обезвожена. Однако сейчас она уже не считается абсолютно безводным телом: за последние десять лет вблизи полюсов обнаружено значительное количество воды в связанном состоянии. Предполагается, что эта вода была доставлена на Луну при падениях ядер комет и астероидов примитивного состава.
Другая гипотеза принадлежит академику Эрику Галимову. Согласно ей, Земля и Луна формировались практически одновременно из разных частей субпланетного диска. Из его центральной части формировалась Земля, а из внешнего кольца Луна. Эта гипотеза лучше объясняет соотношение изотопов и другие нюансы, которые нельзя объяснить в рамках гипотезы мегаимпакта. Однако, если бы Земля формировалась без внешних воздействий, ось ее вращения была бы перпендикулярна плоскости орбиты. Наклон оси вращения Земли на 23 градуса говорит о том, что какое-то катастрофическое событие имело место.
Научные представления о жизни
Для того, чтобы узнать, как в действительности жизнь могла зародиться на Земле, сначала необходимо определить, что же такое живая материя на самом деле. Современная наука и околонаучные источники имеют весьма широкий спектр мнений по этому поводу. Например, согласно «Википедии», «Жизнь активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования; совокупность физических и химических процессов, протекающих в клетке, позволяющих осуществлять обмен веществ и её деление (вне клетки жизнь не существует, вирусы проявляют свойства живой материи только после переноса генетического материала в клетку). Более или менее точно определить понятие жизнь можно только перечислением качеств, отличающих её от не-жизни. На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако учёные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется: организацией, метаболизмом, ростом, адаптацией, реакцией на раздражители и воспроизводством. Также можно сказать, что жизнь является характеристикой состояния организма».
Вот что писал о жизни Ф. Энгельс в работе «Диалектика природы»: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка. И у неорганических тел может происходить подобный обмен веществ, который и происходит с течением времени повсюду, так как повсюду происходят, хотя бы и очень медленно, химические действия. Но разница заключается в том, что в случае неорганических тел обмен веществ разрушает их, в случае же органических тел он является необходимым условием их существования».
«Жизнь это макромолекулярная система с определённой иерархической организацией, способная к воспроизведению, обмену веществ и регулируемому потоку энергии» (К. Гробстейн, известный американский учёный-биолог).
«Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров белков и нуклеиновых кислот» (М. В. Волькенштейн, советский физико-химик и биофизик, член-корреспондент РАН).
«Жизнь это особая, наиболее сложно организованная форма движения материи, возникшая на определённом этапе её развития, и представленная в виде живых систем организмов» (А. И. Опарин, советский биолог и биохимик, создавший теорию возникновения жизни на Земле из абиотических компонентов, академик АН СССР).
Б. Спиноза, философ-материалист начала эпохи Нового времени: «Опыт показывает, что материи, рассматриваемые нами как инертные и мёртвые, вступая в определённые сочетания, обретают действия, разумения и жизнь».
Э. Шредингер, физик-теоретик, создатель уравнений квантовой механики: «Жизнь это прекраснейший шедевр, когда-либо достигнутый по линии Господней квантовой механики».
Академик В. И. Гольданский: «Жизнь есть форма существования биополимерных тел (систем), способных к саморепликации в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой».
Кибернетик А. А. Ляпунов: «Жизнь это такое высокоустойчивое состояние вещества, которое для выработки сохраняющих реакций использует информацию, кодируемую состоянием отдельных молекул».
Определение Е. А. Мурзина (инженер-изобретатель первого в мире фотоэлектронного синтезатора музыки): «Жизнь в целом исключительно созидающий процесс, процесс созидания невероятных в термодинамическом отношении структур и состояний вещества, основанный на расширенном воспроизводстве информации, организуемый живой материей, в которой информация неотделима от её субстрата, с целью господства в природе».
Теория самозарождения жизни
Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384322 гг. до н.э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался гипотезы спонтанного зарождения жизни. Согласно этой гипотезе, определённые «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворённом яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.
С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни оказалась неугодной, но сама идея всё равно продолжала существовать где-то на задних планах науки и философии в течение ещё многих веков. Вплоть до XIX века в научной среде бытовало представление о «жизненной силе» некой всепроникающей субстанции, заставляющей зарождаться живое из неживого (лягушек из болота, личинок мух из мяса, червей из почвы и т.д.). Известный учёный Ван Гельмонт описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.
В 1668 году итальянский биолог и врач Франческо Реди подошёл к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза). В горшочках с мясом, накрытых марлей, мухи не заводились. Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя эта идея несколько отошла на задний план, она продолжала оставаться одной из главных версий зарождения жизни.
Современные научные представления о зарождении жизни
Химическая эволюция, или пребиотическая эволюция первый этап эволюции жизни, в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли из неорганических молекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу развёртывания процессов самоорганизации, свойственных всем относительно сложным системам, к которым относится большинство углеродсодержащих молекул. Также этими терминами обозначается теория возникновения и развития тех молекул, которые имеют принципиальное значение для возникновения и развития живого вещества.
Впервые получить органические молекулы (аминокислоты) в лабораторных условиях, моделирующих те, что были на первобытной Земле, удалось американскому учёному Стэнли Миллеру в 1952 г. Тогда эти эксперименты стали сенсацией, и их автор получил всемирную известность. В настоящее время он продолжает заниматься исследованиями в области предбиотической (до возникновения жизни) химии в Калифорнийском университете. Установка, на которой был осуществлён первый эксперимент, представляла собой систему колб, в одной из которых можно было получить мощный электрический разряд при напряжении 100 000 В.
Миллер заполнил эту колбу природными газами метаном, водородом и аммиаком, которые присутствовали в атмосфере первобытной Земли. В колбе, расположенной ниже, было небольшое количество воды, имитирующей океан. Электрический разряд по своей силе приближался к молнии, и Миллер ожидал, что под его действием образуются химические соединения, которые, попав затем в воду, прореагируют друг с другом и образуют более сложные молекулы. Результат превзошёл все ожидания. Выключив вечером установку и вернувшись на следующее утро, Миллер обнаружил, что вода в колбе приобрела желтоватую окраску. То, что образовалось, оказалось «бульоном» из аминокислот строительных блоков белков. Таким образом, этот эксперимент показал, как легко могли образоваться первичные ингредиенты живого. Только прежде необходимо было создать соответствующие условия.