Концепция абиогенеза. Теория неравновесной термодинамики. Синергетика и теория самоорганизации

Проблема возникновения жизни на Земле волнует ученых всего мира уже долгие годы. За все это время посвилось большое количество различных теорий, одни из которых говорят о внеземном или божественном происхождении живых существ, а другие утверждают о ключевой роли эволюции макромолекулярных систем, способных поддерживать внутри себя равновесие. На этом фоне выделяется гипотеза Геи, которая появилась только в конце XX века, но успела вызвать ряд дискуссий в научном сообществе.
Концепция Гея-Земли была выдвинута в 70-х годах прошлого столетия британским климатологом Джеймсом Лавлоком и американским микробиологом Линн Маргулис. Согласно данной гипотезе Земля представляет собой огромный суперорганизм, динамичную физиологическую систему, которая при помощи саморегуляции поддерживает жизнь на планете. Однако, идея о Земле, как о живом организме, родилась намного раньше. Ещё в 18 веке Джеймс Хаттон предположил, что наша планета является живым организмом и должна объектом изучения физиологии. Данная гипотеза получила своё название от имени древнегреческой богини Геи, которая является покровительницей жизни на Земле.
Гипотеза зародилась в период начала поиска жизни на других планетах Солнечной системы. Установлено, что земная атмосфера значительно отличается от таковой на других планетах. Именно это факт подтолкнул учёных к созданию концепции Гея-Земли. Согласно ей, биосфера Земли на протяжении многих миллиардов лет стремится не только создать наиболее благоприятные условия, но и поддерживать их устойчивое равновесие, не позволяя газовому составу атмосферы значительно колебаться

. Например, к началу палеозоя содержание кислорода в атмосфере не превышало 10% от современного, но в дальнейшем непрерывно возрастало. Считается, что уровень кислорода в воздухе, близкий к 21%, является наиболее оптимальным для поддержания жизни. Повышение более 21% создает опасность возникновения пожаров даже от небольших вспышек молнии, а снижение ведет к активации анаэробного окисления и брожения, энергетически невыгодных для живых организмов. Они при этом вступают с планетой в некоторую обратную связь, регулируя постоянство условий внешней среды таким образом, чтобы поддерживать свою жизнедеятельность. Ключевую роль в этой взаимосвязи играют микроорганизмы, которые являются связующим звеном между живым и неживым, а также участвуют в круговороте неорганических и минеральных веществ.
-13483262081Рисунок 1. Бактерии Pseudomonas syringae под микроскопом.
Рисунок 1. Бактерии Pseudomonas syringae под микроскопом.
Вполне очевидно, что на момент своего появления гипотеза имела больше противников, нежели сторонников. С критическим анализом выступал в том числе известный ученый Ричард Докинз, который утверждал, что данная концепция ненаучна и противоречит теории Дарвина. Первым серьёзным доказательством гипотезы Гея-Земли стала экспедиция Лавлока, в ходе которой было сделано знаменитое «серное предсказание». До этого не было достоверно известно, каким образом происходит круговорот серы в природе и считалось, что она вымывается из почвы в океан, а затем поступает на сушу в виде сероводорода