Temat: „Hipotezy pochodzenia życia”
Niech mój umysł będzie otwarty na wątpliwości
niż ograniczone przekonaniem.
D. Spence'a
Cel: studiować główne aspekty współczesnej teorii pochodzenia życia na Ziemi - hipotezy A.I. Oparina-J. Haldane'a.
Zadania:
Kształtowanie wśród uczniów systemu wiedzy o warunkach i etapach powstawania życia na Ziemi w czasie bio ewolucja chemiczna.
Aby poprawić zdolność uczniów do porównywania i analizowania różnych hipotez, aby poprawnie je określić zgodnie z ich podstawowymi cechami.
Rozbudzenie zainteresowania i pozytywnego nastawienia uczniów do nauk biologicznych oraz poszukiwania całościowej teorii dotyczącej problemu pochodzenia życia na Ziemi.
Przekonaj uczniów o wyjątkowości życia jako sposobu bycia.
Etap orientacyjno-motywacyjny:
Etap aktualizacji wiedzy.
Spróbujmy sformułować pojęcie „życia” z punktu widzenia biologii. Następnie na każdym stole rozkładane są i analizowane arkusze z definicjami życia myślicieli różnych epok.
Życie jest
„odżywianie, wzrost i niedołężność” (Arystoteles)
„trwała jednolitość procesów z różnicą wpływy zewnętrzne” (G. Treviranus)
„zestaw funkcji, które opierają się śmierci” (M. Bisha)
“funkcja chemiczna” (A. Lavoisier)
„złożony proces chemiczny” (I.P. Pavlov)
„szczególna, bardzo złożona forma ruchu materii” (A.I. Oparin)
„sposób istnienia ciał białkowych, których główną cechą jest metabolizm” (F. Engels)
Nauczyciel: Dziś na lekcji proponuję zapoznać się z podstawowymi hipotezami powstania życia na Ziemi.
Nauka nowego materiału:
Zadanie: Na podstawie analizy tekstu ujawnij różnice w podejściu ze stanowiska religijnego i naukowego.
2. Badanie czołowe:
Zadanie: 1. Jakie są główne idee wyjaśniające pochodzenie życia na Ziemi?
Odpowiedź : Metafizyczny (życie jest stworzone przez Boga).
Teoria panspermii (życie sprowadzone z kosmosu).
Teoria generowania spontanicznego.
Hipoteza biochemiczna A.I. Oparina.
Hipoteza geologicznej wieczności życia
Wypełnienie schematu ( podczas rozmowy)
2. Wszelka różnorodność hipotez sprowadza się do dwóch wzajemnie wykluczających się punktów widzenia. Co? Nazwij je. ( Odpowiedź: Biogeneza to „życie z życia”. Abiogeneza - „życie z nieożywionych”.)
3. Jak długo istniały idee dotyczące spontanicznego powstawania organizmów? Jaka jest zasługa Francesco Rediego w tej sprawie? Odpowiedź: Przedstawienia przetrwały do XIX wieku. Ale w XVII i XVIII wieku naukowcy próbowali za pomocą eksperymentów udowodnić niemożność spontanicznego powstania życia. W XVII wieku Francesco Redi przeprowadzał eksperymenty: (Rys. nr 1.)
Surowe mięso w zamkniętym garnku.
Surowe mięso otwierano w czterech naczyniach, w czterech przykrywano muślinem. Kisei (podkreślenie litery „I”) to lekka prześwitująca tkanina bawełniana. Wynik: larwy muchy plujki pojawiały się w naczyniach otwartych, ale w naczyniach zamkniętych nie następowało samoistne generowanie.
Odpowiedź: Nagroda została ustanowiona za próbę rzucenia światła na kwestię pochodzenia życia na Ziemi w nowy sposób. Nagroda została przyznana w 1862 roku Ludwikowi Pasteurowi. Eksperyment Pasteura: w naczyniu z szyjką w kształcie litery S przechowywano bulion przez długi czas i pozostał sterylny, ponieważ mikroorganizmy osiadły na ściankach zakrzywionej rurki i nie dostały się do bulionu. Jednak gdy tylko zgięcie rurki zostało przemyte bulionem, zaczęło się gnicie spowodowane przez mikroorganizmy. L. Pasteur udowodnił niemożność spontanicznego powstania życia.
Odpowiedź: W latach 20. XX wieku. Rosyjski naukowiec A.I. Oparin i Anglik J. Haldane wysunęli hipotezę o powstaniu życia w procesie biochemicznej ewolucji związków węgla, która stanowiła podstawę współczesne idee. Hipoteza ta zyskała wielu zwolenników, ponieważ. otrzymał eksperymentalne potwierdzenie. Stanley Miller symulował warunki, jakie rzekomo panowały w pierwotnej atmosferze Ziemi i pozyskiwał aminokwasy w stworzonej przez siebie instalacji itp.
Instalacja S. Millera
Ziemia w momencie narodzin życia.
Nauczyciel: Reakcja Millera wskazuje tylko możliwa zasada organizacja żywych od nieożywionych. „Chemia życia” tylko na pierwszy rzut oka jest monotonna.
Etap pierwotnego przyswajania wiedzy.
Podsumowanie lekcji(ocena pracy studenta)
Nauczyciel: Zwróć uwagę na słowa zapisane na tablicy?
„Życie jest wieczną wiedzą. Weź swoją laskę i idź”.
Jak rozumiesz znaczenie tego wyrażenia?
Student: Pewnie dlatego, że każdy z nas ma swoją własną drogę w życiu.
Nauczyciel: Tak. Z pewnością! Każdy z was ma swoją własną drogę w życiu. Wszystkie będą inne. A może ktoś z was zostanie biologiem i rozwiąże problem, który próbowaliśmy rozwiązać na tej lekcji. Pragnę przekazać wam słowa pożegnania i wyrazić się słowami Matki Teresy. Matka Teresa (Agnes Gonja Boyadzhiu, ur. w Skopje, dzisiejsza Jugosławia, lata życia 1910-1997) to kobieta, która niestrudzenie angażuje się w działalność charytatywną. Katolicka zakonnica, znana na całym świecie ze swojej pracy misyjnej, została odznaczona w 1979 roku nagroda Nobla. To imię stało się już powszechnie znane. Ale świat o niej pamięta.
Życie jest szansą, wykorzystaj ją
Życie jest pięknem, podziwiaj je
Życie jest marzeniem, spraw, by się spełniło
Życie to gra, graj w nią”.
Praca domowa: przestudiuj § 89-90, opracować i przedstawić schemat przemian na planecie w okresie abiogennego pochodzenia życia.
LEKCJA BIOLOGII 11 KL
Temat: „Główne etapy rozwoju życia na Ziemi”
Suche powietrze do wdychania, wodne
Znajdź nowy dom na suchym lądzie.
E. Darwina
Cel: formułować wyobrażenia o etapach rozwoju życia na Ziemi.
Zadania: 1. Przedstaw hipotezy pochodzenia eukariontów.
2. Kontynuuj rozwijanie umiejętności modelowania, umiejętności analizy obwodów i aktywnej dyskusji nad problemem.
3. Przyczyniać się do kształtowania naukowego obrazu świata w umysłach uczniów.
Podczas zajęć:
Sprawdzenie wiedzy.
Rozmowa na temat:
Dlaczego naukowcy uważają hipotezę o abiogennym powstaniu życia w procesie ewolucji biochemicznej za najbardziej akceptowalną? ( Odpowiedź: więc ona punkt naukowy wzrok jest najbardziej rozwinięty)
Jaki jest najtrudniejszy problem w hipotezie abiogennego pochodzenia życia? ( Odpowiedź: hipoteza nie odpowiada na pytanie - w jaki sposób nastąpił jakościowy skok od nieożywionego do żywego?)
Dlaczego naukowcy uważają, że odkrycia dokonane podczas badania RNA mogą dostarczyć wskazówek do rozwiązania problemu pochodzenia życia? ( Odpowiedź: Niektóre RNA mają wyraźną aktywność katalityczną i są zdolne do samoreprodukcji pod nieobecność enzymów białkowych. To. starożytne RNA mogło łączyć funkcje katalityczne i informacyjno-genetyczne, co zapewniało systemowi makromolekularnemu zdolność do samoreprodukcji. Jeśli to założenie jest słuszne, to oczywiste jest, że dalsza ewolucja poszła w kierunku RNA-białko-DNA).
Nauka nowego materiału.
Etap ewolucji chemicznej (treść ostatniej lekcji);
Etap przed ewolucja biologiczna;
biologiczny etap ewolucji.
Wprowadzenie do koncepcji: Biopoieza to przejście od materii nieożywionej do żywej.
Hipoteza Biopoiesis została sformułowana w 1947 roku przez angielskiego naukowca Johna Bernala.
Główne etapy biopoiezy:(pisz w zeszycie)
tworzenie błon w koacerwatach,
pojawienie się zdolności do samoreprodukcji,
występowanie metabolizmu
zajście fotosyntezy
występowanie oddychania tlenowego.
Ćwiczenia: uczniowie pracują w parach. Nauczyciel podaje listę pytań do każdej tabeli. Każda minigrupa odpowiada na pytania. Odpowiedzi należy szukać w tekście podręcznika.
Jak powstają błony komórkowe w koacerwatach? Co jest w tym pozytywnego? (Poprzez ułożenie cząsteczek lipidów na powierzchni koacerwatów. Zapewniło to stabilność ich kształtu)
Dlaczego zdolność do samoreprodukcji w koacerwatach stała się możliwa? (Ze względu na włączenie cząsteczek kwasu nukleinowego do koacerwatów)
Jakim pokarmem żywiły się pierwsze stworzenia? Dlaczego? ( Sposób odżywiania jest heterotroficzny, ponieważ w wodach pierwotnego oceanu było wiele gotowych materia organiczna )
Jaki był powód pojawienia się organizmów autotroficznych? ( Wzrosła liczba żywych organizmów i nasiliła się konkurencja. Niektóre organizmy rozwinęły zdolność syntezy substancji organicznych z nieorganicznych. Wykorzystując energię słońca (fotosynteza) lub energię reakcji chemicznej (chemosynteza), powstały autotrofy)
Dlaczego pierwsze żywe organizmy były beztlenowe? ( Prawdopodobnie w środowisko wodne jeszcze nie ma tlenu)
Dlaczego powstało oddychanie tlenowe? ( Oddychanie tlenowe powstało, ponieważ pojawienie się fotosyntezy doprowadziło do gromadzenia się tlenu w atmosferze)
Dlaczego organizmy mogły wydostawać się z wody na ląd? (Początkowo życie rozwinęło się w wodach oceanu, ponieważ promieniowanie ultrafioletowe miało na nie szkodliwy wpływ. A pojawienie się warstwy ozonowej w wyniku nagromadzenia tlenu w atmosferze stworzyło warunki do wyjścia na ląd).
Wykonać zadanie:(pojedyncze arkusze, wzajemna weryfikacja)
Ich pojawienie się w toku ewolucji:
a) fotosynteza;
b) prokariota;
c) oddychanie;
d) chemosynteza;
e) abiogeniczna synteza monomerów;
e) eukarionty;
g) tworzenie błony zewnętrznej;
h) samoreprodukcja cząsteczek;
i) fermentacja.
Zbadaj hipotezy dotyczące pochodzenia eukariontów. Udziel odpowiedzi na pytanie:
Nauka podstawowa.
Praca grupowa. Korzystając z materiałów informacyjnych, wymodeluj komórki eukariotyczne na etapach formowania się:
1 grupa - przez symbiotyczne tworzenie komórek? (patrz rys. 144 na stronie 354 podręcznika).
Grupa 2 - przez inwazję błony komórkowej? (patrz rys. 143 na stronie 354 podręcznika)
Jest opinia: Przejście od nieożywionego do żywego to biopoeza.Żywy co prawda nie wykorzystuje wszystkich istniejących elementów, ale z tych, które „wchodzą do akcji”, potrafi niezwykle przebiegle się nim pozbywać. Ta zgodność i związek między życiem a jego nieożywionym podłożem jest uderzający. Najwyraźniej takie wyrafinowanie zostało stworzone i ulepszone przez miliardy lat ewolucji chemicznej i organicznej. Angielski chemik Peary odzwierciedlił to wizualnym diagramem, na którym ewolucja żywych istot jest przedstawiona w postaci dwóch stożków, przypominających klepsydra. Dolny stożek jest przed życiem z różnorodnością chemiczną pierwiastków, które uczestniczą w nieorganicznej syntezie życia przed życiem z jego strukturalną prostotą. Górne - rozwinięte życie z jego różnorodnością morfologiczną i niewielkim zestawem życiorysów reakcje chemiczne. Pomimo uproszczenia tego schematu, odzwierciedla on jedną z głównych zdolności sposobów formowania się biosfery.
Zwróćmy uwagę na fundamentalną różnicę między żywym a nieożywionym, która wiąże się z symetrią. w 1848 r Louis Pasteur wyprowadził prawo czystości chiralnej: żywa materia składa się z chiralnie czystych struktur. Czystość chiralna – obecność obiektów, które nie są zgodne ze swoim lustrzanym odbiciem (jak np. prawa i lewa ręka, stąd pochodzenie terminu z greckiego – „hiros” – ręka). Żywe białka zbudowane są tylko z „lewych” (polaryzujących światło w lewo) aminokwasów, kwasy nukleinowe zbudowane są wyłącznie z cukrów polaryzujących światło w prawo. Substancje pochodzenia niebiogennego są chiralnie symetryczne - cząsteczki „lewe i prawe” są w nich równo podzielone. Czystość chiralna decyduje o wyjątkowej specyfice życia, jego nieredukowalności do materii nieożywionej. Syntetyzowanie substancji o czystości chiralnej w laboratorium to wciąż nierozwiązany problem technologiczny.
Jak mogłoby istnieć oddzielenie żywych i nieożywionych? Podejście ewolucyjne, z jego twierdzeniem o płynnej i stopniowej zmianie, nie daje odpowiedzi. Bardziej prawdopodobne jest przypuszczenie spazmatycznego („katastroficznego”) charakteru tego wyjątkowego procesu, kiedy to tendencja do ustanowienia lustrzanej symetrii między „prawą a lewą” została naruszona w prebiologicznym stadium ewolucji chemicznej – powstało życie o szczególnej jakości czystość chiralna. Jednocześnie, jak wskazuje na to szerokie rozpiętość geograficzna miejsc, w których znaleziono „pierwsze życie”, zdarzenie takie miało charakter na tyle globalny, wszechobecny, że dla „czasu przestępnego” okazało się, że jest to samo „ powszechne” zjawisko, jak powstawanie kropel deszczu, płatków śniegu, rdzy. Wydarzenie tej wielkości prawdopodobnie miało miejsce pod wpływem czynnika kosmicznego. Pokazały to obliczenia teoretyczne minimalny czas takie przejście od rozkładu jednorodnego (symetria chiralna) i samowzmocnienia (samoorganizacja) do uzyskania czystości chiralnej szacuje się od jednego do 10-15 mln lat, czyli według (zegarów geologicznych) można to nazwać momentem .
Podsumowanie lekcji: Do której hipotezy pochodzenia życia skłaniasz się? Dlaczego?
Wniosek: Współczesna nauka w przekonujący sposób dowodzi fundamentalnej możliwości syntezy podstawowych cząsteczek biologicznych w warunkach odpowiadających początkom historii Ziemi. Jednak przemiana materii nieożywionej w żywą wymaga radykalnej zmiany właściwości materii, a mianowicie zmiany symetrii. Mechanizmy pojawiania się czystości chiralnej w organizmach żywych, nawet na etapie prebiologicznym, nie są jasne i tajemnicze. Należy podkreślić, że nawet etap początkowy proces powstawania cząsteczek życia jest samoorganizujący się. Znajomość początków życia daje klucz do zrozumienia kolejnych etapów rozwoju żyjących.
Hipoteza pochodzenia życia na Ziemi, zaproponowana przez słynnego rosyjskiego biochemika akademika A. I. Oparina (1894-1980) i angielskiego biochemika J. Haldane'a (1892-1964), zyskała największe uznanie i dystrybucję w XX wieku. Istota ich hipotezy, sformułowanej przez nich niezależnie od siebie w latach 1924-1928. i rozwinięta w późniejszym czasie, sprowadza się do istnienia na Ziemi długiego okresu formacji abiogenicznej duża liczba związki organiczne. Te substancje organiczne nasycały wody starożytnych oceanów, tworząc (według J. Haldane'a) tzw. „zupa pierwotna”. Następnie, wskutek licznych procesów lokalnego spłycania i wysychania oceanów, stężenie "zupy pierwotnej" mogło wzrosnąć dziesiątki i setki razy. Procesy te odbywały się na tle intensywnej aktywności wulkanicznej, częstych wyładowań atmosferycznych w atmosferze i silnego promieniowania kosmicznego. W tych warunkach może dochodzić do stopniowego komplikowania cząsteczek substancji organicznych, pojawiania się prostych białek, polisacharydów, lipidów, kwasów nukleinowych. Przez wiele setek i tysięcy lat mogły tworzyć skrzepy materii organicznej (koacerwaty). W warunkach redukujących koacerwaty nie zapadały się, następowało ich stopniowe komplikowanie, aw pewnym momencie rozwoju mogły z nich powstawać pierwsze koacerwaty. prymitywne organizmy(probionty). Hipoteza ta została zaakceptowana i rozwinięta przez wielu naukowców. różne kraje, aw 1947 roku angielski naukowiec John Bernal sformułował hipotezę biopoiezy. Zidentyfikował trzy główne etapy powstawania życia: 1) abiogenne występowanie monomerów organicznych; 2) tworzenie polimerów biologicznych; 3) rozwój struktur błonowych i pierwszych organizmów.
Rozważmy pokrótce procesy i etapy biopoiezy.
Pierwszym etapem biopoezy był szereg procesów zwanych ewolucją chemiczną, które doprowadziły do pojawienia się probiotów – pierwszych żywych istot. Jego czas trwania jest szacowany przez różnych naukowców od 100 do 1000 milionów lat. To prehistoria życia na naszej planecie.
Biosynteza abiogeniczna związków organicznych
Ziemia jako planeta powstała około 4,5 miliarda lat temu (według innych źródeł - około 13 miliardów lat temu, ale nie mają jeszcze solidnych dowodów). Ochładzanie Ziemi rozpoczęło się około 4 miliardów lat temu, a wiek skorupa Ziemska szacuje się na około 3,9 miliarda lat. W tym czasie powstaje również ocean i pierwotna atmosfera Ziemi. Ziemia w tym czasie była dość ciepła z powodu wydzielania ciepła podczas krzepnięcia i krystalizacji składników skorupy oraz aktywnej aktywności wulkanicznej. przez długi czas znajdował się w stanie pary, odparowując z powierzchni Ziemi, skraplając się górne warstwy atmosfery i ponownie spada na gorącą powierzchnię. Wszystko to towarzyszyło niemal ciągłym burzom z potężnymi wyładowaniami elektrycznymi. Później zaczynają się tworzyć zbiorniki i oceany pierwotne. Starożytna atmosfera Ziemi nie zawierała wolnego tlenu i była nasycona gazami wulkanicznymi, w skład których wchodziły tlenki siarki, azotu, amoniaku, tlenki i dwutlenek węgla, para wodna i szereg innych składników. Potężne promieniowanie kosmiczne i słoneczne (w atmosferze nie było jeszcze warstwy ozonowej), częste i silne wyładowania elektryczne, aktywna aktywność wulkaniczna, której towarzyszą emisje duże masy składniki radioaktywne doprowadziły do powstania związków organicznych, takich jak formaldehyd, kwas mrówkowy, mocznik, kwas mlekowy, glicerol, glicyna, niektóre proste aminokwasy itp. Ponieważ w atmosferze nie było wolnego tlenu, związki te nie ulegały utlenieniu i mogły gromadzą się w ciepłych, a nawet wrzących zbiornikach wodnych i stopniowo stają się bardziej złożone w strukturze, tworząc tak zwany „bulion pierwotny”. Czas trwania tych procesów wynosił wiele milionów i dziesiątki milionów lat. W ten sposób zrealizowano pierwszy etap biopoezy - tworzenie i akumulację monomerów organicznych.
Etap polimeryzacji monomerów organicznych
Znaczna część powstałych monomerów uległa zniszczeniu pod działaniem wysokie temperatury oraz liczne reakcje chemiczne zachodzące w "pierwotnej zupie". Lotne związki przedostały się do atmosfery i praktycznie zniknęły z wód. Okresowe osuszanie zbiorników wodnych prowadziło do wielokrotnego wzrostu stężenia rozpuszczonych związków organicznych. Na tle wysokiej aktywności chemicznej ośrodka zachodziły procesy komplikowania tych związków i mogły one wchodzić ze sobą w związki (reakcje kondensacji, polimeryzacji itp.). Kwas tłuszczowy, łącząc się z alkoholami, może tworzyć lipidy i tworzyć tłuste warstwy na powierzchni zbiorników wodnych. Aminokwasy mogły łączyć się ze sobą, tworząc coraz bardziej złożone peptydy. Mogły powstać również inne rodzaje związków - kwasy nukleinowe, polisacharydy itp. Pierwsze kwasy nukleinowe, jak uważają współcześni biochemicy, były małymi łańcuchami RNA, ponieważ podobnie jak oligopeptydy mogły być syntetyzowane w środowisku o wysoka zawartość składników mineralnych spontanicznie, bez udziału enzymów. Reakcje polimeryzacji mogły być zauważalnie aktywowane przy znacznym wzroście stężenia roztworu (wysuszenie zbiornika) i to nawet w mokrym piasku lub przy całkowitym wyschnięciu zbiorników (możliwość zachodzenia takich reakcji w stanie suchym wykazał amerykański biochemik S. Fox). Kolejne deszcze rozpuszczały cząsteczki syntetyzowane na lądzie i przenosiły je wraz z prądami wodnymi do zbiorników wodnych. Takie procesy mogą być cykliczne, co prowadzi do jeszcze większej komplikacji polimerów organicznych.
Tworzenie koacerwatów
Kolejnym etapem powstawania życia było tworzenie się koacerwatów, czyli tzw duże skupiska złożone polimery organiczne. Przyczyny i mechanizmy tego zjawiska są w dużej mierze niejasne. Koacerwaty z tego okresu były jeszcze mechaniczną mieszaniną związków organicznych, pozbawioną jakichkolwiek oznak życia. W pewnym okresie czasu między cząsteczkami RNA i peptydami powstały wiązania, przypominające reakcje syntezy białek macierzy. Jednak nadal nie jest jasne, w jaki sposób RNA koduje syntezę peptydów. Później pojawiły się cząsteczki DNA, które dzięki obecności dwóch helis i możliwości dokładniejszego (w porównaniu z RNA) samokopiowania (replikacji) stały się głównymi nośnikami informacji o syntezie peptydów, przekazując tę informację do RNA. Takie systemy (koacerwaty) już przypominały, ale jeszcze nimi nie były, ponieważ nie miały uporządkowanej struktury wewnętrznej właściwej organizmom żywym i nie były w stanie się rozmnażać. Przecież pewne reakcje syntezy peptydów mogą zachodzić także w homogenatach niekomórkowych.
Pojawienie się błon biologicznych
Uporządkowane struktury biologiczne są niemożliwe bez błon biologicznych. Dlatego Następny krok w powstawaniu życia właśnie te struktury izolują i chronią koacerwaty przed środowiskiem, przekształcając je w autonomiczne formacje. Membrany mogły powstawać z filmów lipidowych, które pojawiały się na powierzchni zbiorników wodnych. Peptydy przynoszone przez strumienie deszczowe do zbiorników wodnych lub powstające w tych zbiornikach mogą być przyłączane do cząsteczek lipidów. Kiedy zbiorniki wodne zostały naruszone lub opady spadły na ich powierzchnię, mogły pojawić się bąbelki otoczone związkami błonopodobnymi. Dla powstania i ewolucji życia ważne były te pęcherzyki, które otaczały koacerwaty kompleksami białkowo-nukleidowymi. Ale nawet takie formacje nie były jeszcze żywymi organizmami.
Pojawienie się probiotyków - pierwszych samoreprodukujących się organizmów
Tylko te koacerwaty, które były zdolne do samoregulacji i samoreprodukcji, mogły przekształcić się w żywe organizmy. Nie jest jeszcze jasne, w jaki sposób powstały te zdolności. membrany biologiczne zapewnił autonomię i ochronę koacerwatom, co przyczyniło się do powstania znacznego uporządkowania reakcji biochemicznych zachodzących w tych organach. Następny krok pojawienie się samoreprodukcji rozpoczęło się, gdy kwasy nukleinowe (DNA i / lub RNA) zaczęły nie tylko zapewniać syntezę peptydów, ale także regulować procesy samoreprodukcji i metabolizmu za jego pomocą. Tak powstała struktura komórkowa, która ma metabolizm i zdolność do samoreprodukcji. To właśnie te formy były w stanie przetrwać w tym procesie naturalna selekcja. Tak oto koacerwaty przekształciły się w pierwsze organizmy żywe - probiotyki.
Skończył się etap ewolucji chemicznej, a rozpoczął się etap ewolucji biologicznej już żywej materii. Stało się to 3,5-3,8 miliarda lat temu. Pojawienie się żywej komórki jest pierwszą poważną aromorfozą w ewolucji świata organicznego.
Pierwsze żywe organizmy były podobne w budowie do prokariotów, nie miały jeszcze silnego Ściana komórkowa oraz niektóre struktury wewnątrzkomórkowe (były pokryte błoną biologiczną, której wewnętrzne zagięcia pełniły funkcje struktur komórkowych). Być może pierwsze probioty miały materiał dziedziczny reprezentowany przez RNA, a genomy z DNA pojawiły się później w procesie ewolucyjnym. Istnieje opinia, że dalsza ewolucja życia wyszła od wspólnego przodka, od którego wywodzą się pierwsze prokarioty. To właśnie zapewniło wielkie podobieństwo w budowie wszystkich prokariontów, a następnie eukariontów.
Niemożność spontanicznego powstania życia we współczesnych warunkach
Często zadawane jest pytanie: dlaczego obecnie nie ma spontanicznego generowania żywych istot? W końcu, jeśli żywe organizmy nie pojawiają się teraz, to na jakiej podstawie możemy tworzyć hipotezy o pochodzeniu życia w odległej przeszłości? Gdzie jest kryterium prawdopodobieństwa dla tej hipotezy? Odpowiedzi na te pytania mogą brzmieć następująco: 1) powyższa hipoteza biopoezy jest pod wieloma względami tylko konstrukcją logiczną, nie została jeszcze udowodniona, zawiera wiele sprzeczności i niejasności (choć danych jest dużo, zarówno paleontologiczne i eksperymentalne, sugerujące właśnie taki rozwój biopoiezy); 2) hipoteza ta, mimo całej swojej niekompletności, stara się jednak wyjaśnić pojawienie się życia w oparciu o określone warunki ziemskie i to jest właśnie jej wartość; 3) samokształcenie nowych istot żywych na obecny etap rozwój życia jest niemożliwy następujące powody: a) związki organiczne muszą istnieć przez długi czas w postaci klastrów, stopniowo stając się coraz bardziej złożone i przekształcając się; w warunkach utleniającej atmosfery współczesnej Ziemi jest to niemożliwe, zostaną one szybko zniszczone; pne nowoczesne warunki istnieje wiele organizmów, które bardzo szybko potrafią wykorzystać nawet nieznaczne nagromadzenia materii organicznej do swojego odżywiania.
Pochodzenie hipotez życiowych
Pochodzenie życia na ziemi jest jednym z kwestie krytyczne nauki przyrodnicze. Na przestrzeni dziesiątków stuleci zmieniały się poglądy na problem życia, wyrażano różne idee, hipotezy i koncepcje. Niektóre z nich są szeroko stosowane m.in różne okresy historia rozwoju nauk przyrodniczych. Obecnie istnieje pięć hipotez dotyczących pochodzenia życia:
1. Kreacjonizm to hipoteza głosząca, że życie zostało stworzone przez istotę nadprzyrodzoną w wyniku aktu stworzenia. Ma najdłuższą historię. Polega ona na obecności w organizmach żywych szczególnej siły, „duszy”, która kontroluje wszystkie procesy życiowe.
2. Hipoteza stan stabilny, zgodnie z którym życie nigdy nie powstało, ale zawsze istniało. Wraz ze zmianą warunków naturalnych zmieniały się też gatunki: jedne znikały, inne pojawiały się. Na podstawie badań paleontologów.
3. Hipoteza spontanicznego generowania życia, która opiera się na idei ponownego powstawania życia materia nieożywiona, została przedstawiona starożytne Chiny i Indie jako alternatywa dla kreacjonizmu. Hipotezę tę popierali Platon, Arystoteles, Galileusz, Kartezjusz, Lamarck. Istota hipotezy: niższe organizmy żywe powstały z mułu, wilgotnej gleby, gnijącego mięsa. Odrzucając tę hipotezę, F. Redi sformułował zasadę: „Wszystkie żywe istoty pochodzą od żywych istot”, po tym, jak znalazł przyczynę pojawienia się robaków na gnijącym mięsie. L. Pasteur swoimi eksperymentami z wirusami ostatecznie udowodnił niekonsekwencję idei spontanicznego powstania życia.
4. Hipoteza panspermii, według której życie zostało sprowadzone na Ziemię przestrzeń kosmiczna. Po raz pierwszy wyraził to G. Richter pod koniec XIX wieku. Koncepcja ta dopuszcza możliwość powstania życia w różnych okresach różne części Wszechświat i jego przenoszenie na Ziemię na różne sposoby (meteoryty, asteroidy, pył kosmiczny).
5. Hipoteza historycznego pochodzenia życia poprzez ewolucję biochemiczną. Autorami są A. Oparin i S. Haldane. Z punktu widzenia hipotezy A. Oparina, jak również z punktu widzenia nowoczesna nauka pojawienie się życia z materii nieożywionej nastąpiło w wyniku naturalne procesy we Wszechświecie podczas długiej ewolucji materii. A. Oparin wyróżnił kilka etapów ewolucji biochemicznej, której ostatecznym celem był prymitywny żywa komórka. Ewolucja przebiegała według schematu:
A) ewolucja geochemiczna planety Ziemia, synteza najprostszych związków typu CO2, NH3, H2O itp., przejście wody ze stanu pary w stan ciekły w wyniku stopniowego ochładzania się Ziemi. Ewolucja atmosfery i hydrosfery.
B) powstawanie substancji organicznych ze związków nieorganicznych - aminokwasów - i ich gromadzenie się w pierwotnym oceanie w wyniku elektromagnetycznego wpływu Słońca, promieniowania kosmicznego i wyładowań elektrycznych.
C) stopniowe komplikowanie się związków organicznych i tworzenie się struktur białkowych.
D) izolowanie struktur białkowych od otoczenia, tworzenie kompleksów wodnych i tworzenie wodnej otoczki wokół białek.
E) fuzja takich kompleksów i tworzenie koacerwatów zdolnych do wymiany materii i energii środowisko.
E) wchłanianie metali przez koacerwaty, co doprowadziło do powstania enzymów przyspieszających procesy biochemiczne.
G) tworzenie hydrofobowych granic lipidowych między koacerwatami a środowiskiem zewnętrznym, co doprowadziło do powstania błon półprzepuszczalnych, co zapewniało stabilność funkcjonowania koacerwatu.
H) rozwój w toku ewolucji w tych formacjach procesów samoregulacji i samoreprodukcji.
Według akademika V. Vernadsky'ego pojawienie się życia wiąże się z potężnym skokiem, który wprowadził do ewolucji tyle sprzeczności, że stworzył warunki do narodzin żywej materii. Niezwykła złożoność organizacji żywej materii jest dowodem na to, że powstanie życia jest wynikiem długiego procesu ewolucji biologicznej.
6. Współczesna teoria ewolucji biologicznej
Ewolucja rozumiana jest jako jedna z form ruchu, która charakteryzuje się stopniowymi, ciągłymi, kumulującymi się zmianami, prowadzącymi do jakościowych przesunięć w rozwoju przyrody żywej. W procesie kształtowania się paradygmatu ewolucyjnego wyróżnia się trzy główne etapy:
· Etap pierwszy – biologia tradycyjna; jego najjaśniejszym przedstawicielem jest szwedzki naukowiec K. Linneusz.
· Drugi etap to klasyczna teoria ewolucji biologicznej; twórcą jest angielski przyrodnik Ch. Darwin.
· Trzeci etap to syntetyczna teoria ewolucji biologicznej. Jego treść była wypadkową idei Karola Darwina i czeskiego botanika, twórcy genetyki G. Mendla.
Ogólną podstawą teoretyczną tradycyjnej biologii, która dominowała w myśli biologicznej od starożytności aż do XIX wieku, była koncepcja kreacjonizmu, która wywodziła się z idei równoczesnego pojawienia się wszystkich form życia na Ziemi. Zadaniem tradycyjnej biologii było zbudowanie klasyfikacji i systematyzacji wszystkich żywych istot. Najbardziej znaczący wkład w rozwiązanie tego problemu wniósł K. Linneusz, który stworzył system klasyfikacji żywych organizmów, który ujawnił integralność, jedność, wzajemne powiązania i ciągłość organizmów, co z kolei doprowadziło naukowców do idei, że wszystkie różnorodność form dzikiej przyrody jest wynikiem ewolucji biologicznej. Tradycyjna biologia gromadzi swój materiał naukowy poprzez bezpośrednią obserwację żywej przyrody, dlatego w chwili obecnej nadal się rozwija.
Teoria Ch.Darwina była wynikiem uogólnienia ogromna ilość różnorodność faktów. Darwinowskie wyjaśnienie procesu ewolucji można podsumować w następujący sposób:
1. Każda grupa zwierząt i roślin charakteryzuje się zmiennością. Zmienność jest jedną z właściwości właściwych organizmom żywym.
2. Liczba organizmów każdego gatunku, które rodzą się na świecie, jest znacznie większa niż liczba organizmów, które mogą znaleźć pożywienie, przeżyć i wydać potomstwo. Większość potomstwo umiera w każdym pokoleniu.
3. Ponieważ rodzi się więcej osobników, niż jest w stanie przeżyć, istnieje konkurencja, walka o pożywienie i siedlisko.
4. Zmiany dziedziczne ułatwiające organizmowi przetrwanie w określonym środowisku dają ich właścicielom przewagę nad innymi, mniej przystosowanymi organizmami. Osobniki, które przeżyły, dają początek następnemu pokoleniu, a zatem następuje selekcja najlepiej przystosowanych przedstawicieli (selekcja naturalna).
Impulsem do powstania syntetycznej teorii ewolucji było odkrycie prawa dziedziczenia i rozszyfrowanie struktury DNA. Teoria syntetyczna ewolucja w swej treści jest syntezą darwinizmu i osiągnięć biologii molekularnej. Istota teorii polega na przedstawieniu procesu ewolucji jako rywalizacji programów genetycznych, która warunkuje indywidualny rozwój organizmów. I ważna rola w określaniu ogólnego kierunku ewolucji odgrywa główne urządzenie programujące, jakim jest biosfera jako całość. To właśnie biosfera decyduje o szybkości i kierunku ewolucyjnych przemian wchodzących w jej skład gatunków.
Bioetyka
Na pierwszy rzut oka wydaje się, że etyka i biologia nie mają ze sobą nic wspólnego. Etyka jest przecież dziedziną wiedzy społecznej i humanitarnej, która eksploruje idealną sferę nakazów, norm i zasad postępowania człowieka, a biologia jest jedną z nauki przyrodnicze, wiedząc prawdziwe fakty charakteryzuje istotę życia. Niemniej jednak istnieje związek między biologią a etyką. W końcu człowiek jest produktem długiej ewolucji biologicznej. A jedną ze stron ewolucji jest walka o byt, podczas której nie tylko środki fizyczne ale także psychologiczne, w tym normy etyczne.
Bioetyka to nauka o procesy mentalne które powstały we wczesnych stadiach ewolucji istot żywych, stopniowo rozwijały się i doprowadziły do powstania zestawu wymagań i zasad zwanych etyką ludzką. Bioetyka w kierunku swoich zainteresowań najbardziej zbliża się do przedmiotu badań nauk społecznych i humanistycznych, badając następujące główne problemy:
· Problemy głębokiego, biologicznego pochodzenia zasad etycznych postępowania człowieka, przejawy podstaw tych zasad w zachowaniu organizmów żywych są już wczesne stadia ewolucja biologiczna.
· Rozstrzygnięcie na tej podstawie zagadnień korelacji w zasadach etycznych człowieka wrodzonych i nabytych, biologicznych i społecznych oraz nieświadomych.
Opracowanie zestawu nowych norm etycznych, których aktualność wiąże się z możliwością głębokich konsekwencji dla osoby największych odkryć nowoczesna biologia zwłaszcza genetyka.
Złożone programy behawioralne tkwiące w świecie zwierząt i normy etyczne człowieka mają jedno źródło biogeniczne. Opierając się na tym, bioetyka jako centralna idea wysuwa ideę, że zasady ludzkiego zachowania mają nie tylko społeczne, ale także biologiczne przesłanki. Bioetyka odkrywa w nas wewnętrzny świat aw naszym zachowaniu, oprócz form generowanych przez umysł, kulturę, społeczeństwo, istnieją również formy wynikające ze starożytnych programów genetycznych odziedziczonych po naszych zwierzęcych przodkach. Ważnym obszarem współczesnej bioetyki jest poszukiwanie nowych podejść do moralnej oceny takich zjawisk jak eutanazja, naruszenie pewności seksualnej, klonowanie.
Czy znasz pochodzenie życia?
3. Jaka jest podstawowa zasada metody naukowej?
Problem pochodzenia życia na naszej planecie jest jednym z centralnych we współczesnych naukach przyrodniczych. Od czasów starożytnych ludzie próbowali znaleźć odpowiedź na to pytanie.
Kreacjonizm (łac. sgeatio – kreacja).
W różnych czasach różne ludy miały własne wyobrażenia o pochodzeniu życia. Odzwierciedlają się w święte księgi różne religie, które wyjaśniają pojawienie się życia jako akt Stwórcy (wola Boga). Hipotezę o boskim pochodzeniu istot żywych można przyjąć tylko na wiarę, ponieważ nie można jej zweryfikować ani obalić eksperymentalnie. Dlatego nie może być brane pod uwagę naukowy punkty widzenia.
Hipoteza spontanicznego powstania życia.
Od starożytności do połowy XVII wieku. naukowcy nie wątpili w możliwość spontanicznego powstania życia. Uważano, że istoty żywe mogą powstać z materii nieożywionej, np. ryby – z mułu, robaki – z gleby, myszy – ze szmat, muchy – ze zgniłego mięsa, a także, że jedne formy mogą rodzić inne, np. zwierzęta mogą również powstawać z owoców (patrz, s. 343).
Tak więc wielki Arystoteles, badając węgorze, stwierdził, że wśród nich nie ma osobników z kawiorem ani mlekiem. Na tej podstawie zasugerował, że węgorze rodzą się z „kiełbas” mułu, powstałych w wyniku tarcia dorosłej ryby o dno.
Pierwszy cios zadany koncepcji samoistnego rodzenia zadały eksperymenty włoskiej uczonej Franceski Redi, która w 1668 r. dowiodła niemożliwości samoistnego rodzenia się much w gnijącym mięsie.
Mimo to idee spontanicznego generowania życia przetrwały do połowy XIX wieku. Dopiero w 1862 roku francuski naukowiec Louis Pasteur ostatecznie obalił hipotezę spontanicznego powstania życia.
Dzieła Mistrza pozwoliły stwierdzić, że zasada „Wszystkie żywe istoty - od żywych istot” jest prawdziwa dla wszystkich znanych organizmy na naszej planecie, ale nie rozwiązały kwestii pochodzenia życia.
Hipoteza panspermii.
Dowód na niemożność samoistnego powstania życia rodził inny problem. Jeśli do powstania żywego organizmu potrzebny jest inny żywy organizm, to skąd wziął się pierwszy żywy organizm? Dało to impuls do powstania hipotezy panspermii, która miała i ma wielu zwolenników, w tym wśród wybitnych naukowców, którzy wierzą, że po raz pierwszy życie nie powstało na Ziemi, ale zostało w jakiś sposób wprowadzone na naszą planetę.
Jednak hipoteza panspermii jedynie próbuje wyjaśnić pojawienie się życia na Ziemi. Nie odpowiada na pytanie, jak zaczęło się życie.
Negowanie faktu samoistnego powstania życia w chwili obecnej nie jest sprzeczne z poglądami o fundamentalnej możliwości rozwoju życia w przeszłości z materii nieorganicznej.
Hipoteza ewolucji biochemicznej.
W latach dwudziestych rosyjski naukowiec A. I. Oparin i Anglik J. Haldane wysunęli hipotezę o powstaniu życia w procesie biochemicznym ewolucja związki węgla, które stanowiły podstawę nowoczesnych pomysłów.
W 1924 r. AI Oparin opublikował główne założenia swojej hipotezy pochodzenia życia na Ziemi. Wyszedł z faktu, że w nowoczesnych warunkach pojawienie się żywych istot przyroda nieożywiona niemożliwe. Abiogeniczne (tj. bez udziału żywych organizmów) pojawienie się żywej materii było możliwe tylko w warunkach antycznej atmosfery i braku żywych organizmów.
Według A. I. Oparina w pierwotnej atmosferze planety, nasyconej różnymi gazami, z silnymi wyładowaniami elektrycznymi, a także pod działaniem promieniowanie ultrafioletowe(w atmosferze nie było tlenu, a co za tym idzie, nie było ochronnego ekranu ozonowego, atmosfera się redukowała) i przy wysokim promieniowaniu mogły tworzyć się związki organiczne, które gromadziły się w oceanie, tworząc „pierwotną zupę”.
Wiadomo, że w stężonych roztworach substancji organicznych (białek, kwasów nukleinowych, lipidy) w pewnych warunkach mogą tworzyć się skrzepy zwane kroplami koacerwatu lub koacerwatami. Koacerwaty nie rozpadały się w atmosferze redukującej. Z rozwiązania, które otrzymali substancje chemiczne, nastąpiła w nich synteza nowych związków, w wyniku czego rosły i stawały się bardziej złożone.
Koacerwaty już przypominały żywe organizmy, ale jeszcze nimi nie były, ponieważ nie miały uporządkowanej struktury wewnętrznej właściwej organizmom żywym i nie były zdolne do rozmnażania się. Koacerwaty białkowe były uważane przez A.I., Oparina za probioty - prekursory żywego organizmu. Przyjął, że na pewnym etapie probiotyki białkowe zawierają kwasy nukleinowe, tworząc pojedyncze kompleksy.
Interakcja białek i kwasów nukleinowych doprowadziła do pojawienia się takich żywych właściwości, jak samoreprodukcja, zachowanie informacji dziedzicznej i przekazywanie jej kolejnym pokoleniom.
Probionty, u których połączono metabolizm ze zdolnością do samoreprodukcji, można już uznać za prymitywne prokomórki.
W 1929 r. angielski naukowiec J. Haldane również wysunął hipotezę o abiogennym pochodzeniu życia, ale zgodnie z jego poglądami pierwotnym nie był układ koarcerwatowy zdolny do wymiany substancji z otoczeniem, ale układ makrocząsteczkowy zdolny do samoistnego reprodukcja. Innymi słowy, AI Oparin dał pierwszeństwo białkom, a J. Haldane - kwasom nukleinowym.
Hipoteza Oparina-Holdeina zyskała wielu zwolenników, ponieważ uzyskała eksperymentalne potwierdzenie możliwości abiogennej syntezy biopolimerów organicznych.
W 1953 roku amerykański naukowiec Stanley Miller w stworzonej przez siebie instalacji (ryc. 141) symulował warunki, jakie przypuszczalnie panowały w pierwotnej atmosferze Ziemi. W wyniku eksperymentów otrzymano aminokwasy. Podobne eksperymenty powtarzane wielokrotnie w różnych laboratoriach pozwoliły wykazać fundamentalną możliwość syntezy praktycznie wszystkich monomerów głównych biopolimerów w takich warunkach. Następnie stwierdzono, że w pewnych warunkach możliwa jest synteza bardziej złożonych biopolimerów organicznych z monomerów: polipeptydów, polinukleotydów, polisacharydów i lipidów.
Ale hipoteza Oparina-Haldane'a również ma słaba strona wskazywali jej przeciwnicy. W ramach tej hipotezy nie jest możliwe wyjaśnienie głównego problemu: w jaki sposób nastąpił jakościowy skok od nieożywionego do żywego. Rzeczywiście, do samoreprodukcji kwasów nukleinowych potrzebne są białka enzymatyczne, a do syntezy białek kwasy nukleinowe.
Kreacjonizm. Pokolenie spontaniczne. Hipoteza panspermii. Hipoteza ewolucji biochemicznej. koacerwaty. Probionty.
1. Dlaczego pomysł boskie pochodzenieżycia nie można ani potwierdzić, ani zaprzeczyć?
2. Jakie są główne założenia hipotezy Oparina-Haldane'a?
3. Jakie dowody eksperymentalne można podać na korzyść tej hipotezy?
4. Jaka jest różnica między hipotezą A. I. Oparina a hipotezą J. Haldane'a?
5. Jakich argumentów podają przeciwnicy krytykując hipotezę Oparina-Haldane'a?
Podaj możliwe argumenty „za” i „przeciw” hipotezie panspermii.
Ch. Darwin pisał w 1871 r.: „Ale teraz… w jakimś ciepłym zbiorniku zawierającym wszystkie niezbędne sole amonowe i fosforowe oraz dostępne dla światła, ciepła, elektryczności itp. białko zdolne do dalszych, coraz bardziej złożonych przemian, wówczas substancja ta zostałaby natychmiast zniszczona lub wchłonięta, co było niemożliwe w okresie przed pojawieniem się istot żywych.
Potwierdź lub odrzuć to stwierdzenie Karola Darwina.
W zrozumieniu istoty życia i jego pochodzenia w kulturze cywilizacji ludzkiej od dawna istnieją dwie idee - biogeneza i abiogeneza. Idea biogenezy (pochodzenie żywych istot z żywych istot) wywodzi się ze starożytnych wschodnich konstrukcji religijnych, dla których powszechna była idea braku początku i końca. Zjawiska naturalne. Rzeczywistość życie wieczne dla tych kultur jest logicznie akceptowalna, podobnie jak wieczność materii, Kosmos.
Pomysł alternatywny - abiogeneza (pochodzenie żywych istot z nieożywionych) sięga cywilizacji, które istniały na długo przed naszą erą w dolinach rzek Tygrys i Eufrat. Teren ten był nieustannie zalewany i nic dziwnego, że stał się kolebką katastrofizmu, który poprzez judaizm i chrześcijaństwo wpłynął na cywilizację europejską. Katastrofy niejako przerywają połączenie, łańcuch pokoleń, sugerują jego powstanie, ponowne pojawienie się. Pod tym względem wiara w okresowe spontaniczne generowanie się organizmu pod wpływem przyczyn naturalnych lub nadprzyrodzonych była szeroko rozpowszechniona w kulturze europejskiej.
Kamensky AA, Kriksunov EV, Pasechnik VV Biologia klasa 10
Przesłane przez czytelników ze strony internetowej
Komitet Państwowy Federacja Rosyjska wyższa edukacja
Rosyjska Akademia Ekonomiczna im. G.V. Plechanow
Wydział Chemii
Temat „Pojęcia nowoczesne nauki przyrodnicze" na temat
„Koncepcje pochodzenia życia na ziemi”
studentka 1 roku
Wydział Ogólnoekonomiczny
Grupa nr 9109 (oddział dzienny)
ZADKOVA E.N.
Dyrektor naukowy
Moskwa 1999
Wstęp ……………………………………………………………………2
Pojęcie kreacjonizmu ……………………………………………..2
Koncepcja spontanicznego powstania życia ………………………..2
Pojęcie stanu stacjonarnego ……………………………….4
Pojęcie panspermii ………………………………………………..4
Pojęcie ewolucji biochemicznej ……………………………….4
Czy życie na Ziemi jest teraz możliwe? …………….8
Spis wykorzystanej literatury ………………………………10
Wstęp
Pytania o pochodzenie przyrody i istotę życia od dawna są przedmiotem zainteresowania człowieka w jego pragnieniu zrozumienia otaczającego go świata, zrozumienia siebie i określenia swojego miejsca w przyrodzie. Pochodzenie życia jest jednym z trzech najważniejszych problemów światopoglądowych, obok problemu pochodzenia naszego Wszechświata i problemu pochodzenia człowieka.
Stulecia badań i prób rozwiązania tych problemów dały początek różnym koncepcjom pochodzenia życia:
Kreacjonizm jest boskim stworzeniem żywych istot;
koncepcja wielokrotnego spontanicznego (spontanicznego) generowania życia z materii nieożywionej (była wyznawana przez
Arystoteles, który uważał, że istoty żywe mogą powstać także w wyniku rozkładu gleby);
pojęcie stanu ustalonego, zgodnie z którym życie istniało od zawsze;
koncepcja panspermii - pozaziemskiego pochodzenia życia;
5) koncepcja powstania życia na Ziemi w przeszłości historycznej w wyniku procesów podlegających prawom fizycznym i chemicznym.
Koncepcja kreacjonizmu
Według kreacjonizmu pojawienie się życia na Ziemi nie mogło nastąpić w naturalny, obiektywny, regularny sposób; życie jest wynikiem boskiego aktu stwórczego. Pochodzenie życia odnosi się do konkretnego wydarzenia z przeszłości, które można obliczyć. W
1650 Arcybiskup Asher z Irlandii obliczył, że Bóg stworzył świat w październiku 4004 pne, ao godzinie 9 rano 23 października i człowieka. Liczbę tę uzyskał na podstawie analizy wieku i powiązań rodzinnych wszystkich wymienionych w
Biblie osobowe. Jednak do tego czasu na Bliskim Wschodzie istniała już rozwinięta cywilizacja, o czym świadczą badania archeologiczne. Jednak problem stworzenia świata i człowieka nie jest zamknięty, ponieważ teksty Biblii można interpretować na różne sposoby.
Koncepcja spontanicznego powstania życia
Teoria spontanicznego powstania życia powstała w Babilonie, Egipcie i Chinach jako alternatywa dla kreacjonizmu. Opiera się na koncepcji, że pod wpływem czynników naturalnych żywe mogą powstać z nieożywionych, organiczne z nieorganicznych. Wracamy do Empedoklesa i Arystotelesa: pewne „cząsteczki” materii zawierają w sobie jakąś „zasadę alternatywną”, która w pewnych warunkach może stworzyć żywy organizm. Arystoteles uważał, że substancja czynna znajduje się w zapłodnionej komórce jajowej, świetle słonecznym, gnijącym mięsie. Dla Demokryta początek życia był w mule, dla Talesa - w wodzie
Anaksagora wisi w powietrzu.
Arystoteles na podstawie informacji o zwierzętach, które pochodziły od żołnierzy
Aleksander Wielki i podróżnicy kupieccy stworzyli ideę stopniowego i ciągłego rozwoju żywych z nieożywionych i stworzyli ideę „drabiny natury” w odniesieniu do świata zwierząt. Nie wątpił w spontaniczne generowanie żab, myszy i innych małych zwierząt. Platon mówił o spontanicznym powstawaniu żywych istot z ziemi w procesie rozkładu.
Idea spontanicznego generowania rozpowszechniła się w średniowieczu i renesansie, kiedy dopuszczono możliwość spontanicznego generowania nie tylko prostych, ale i raczej wysoce zorganizowanych stworzeń, nawet ssaków.
(na przykład myszy ze szmat). Na przykład w tragedii W. Szekspira „Anthony and
Kleopatra” Leonidas mówi do Marka Antoniusza: „Twoje egipskie gady wyskakują w błocie od promieni twojego egipskiego słońca. Tutaj na przykład krokodyl…”.
Znane są próby opracowania przez Paracelsusa receptur na sztuczną osobę
(homunkulus).
Helmont wymyślił przepis na pozyskanie myszy z pszenicy i brudnej bielizny.
Bacon uważał również, że rozkład jest zarodkiem nowych narodzin. Idee spontanicznego generowania życia popierali Galileusz, Kartezjusz, Harvey, Hegel,
Przeciwko teorii spontanicznego generowania w XVII wieku. wykonane przez florenckiego lekarza
Franciszek Redi. Umieszczając mięso w zamkniętym naczyniu, F. Redi wykazał, że larwy plujek nie rozmnażają się samoistnie w zepsutym mięsie. Zwolennicy teorii samoistnego pokolenia nie poddawali się, przekonywali, że samoistne pokolenie larw nie zachodzi tylko dlatego, że powietrze nie dostaje się do zamkniętego naczynia.
Następnie F. Redi umieścił kawałki mięsa w kilku głębokich naczyniach. Niektóre z nich zostawił otwarte, a niektóre przykrył muślinem. Po pewnym czasie w naczyniach otwartych mięso roiło się od larw much, natomiast w naczyniach pokrytych muślinem w zepsutym mięsie nie było larw.
W XVIII wieku. Niemiecki matematyk i filozof Leibniz nadal bronił teorii spontanicznego powstawania życia. On i jego zwolennicy argumentowali, że w żywych organizmach istnieje szczególna „siła życiowa”. Zdaniem witalistów (z łac. „vita” – życie) „siła życiowa” jest obecna wszędzie. Po prostu wdychaj to, a nieożywione ożywa”.
Mikroskop otworzył ludziom mikroświat. Obserwacje wykazały, że w szczelnie zamkniętej kolbie z bulionem mięsnym lub naparem z siana mikroorganizmy są wykrywane po pewnym czasie. Ale gdy tylko bulion mięsny gotowano przez godzinę i zamknięto szyjkę, nic nie pojawiło się w zapieczętowanej kolbie.
Witaliści sugerowali, że długotrwałe gotowanie zabija
„siłę życiową”, która nie może przeniknąć przez zamkniętą butelkę.
W 19-stym wieku Już Lamarck w 1809 roku pisał o możliwości samoistnego powstawania grzybów.
Wraz z pojawieniem się książki Darwina „O powstawaniu gatunków” ponownie pojawiło się pytanie, w jaki sposób powstało życie na Ziemi. Francuska Akademia Nauk w 1859 roku wyznaczyła nagrodę specjalną za próbę wyjaśnienia w nowy sposób kwestii spontaniczne pokolenie. Nagrodę tę otrzymał w 1862 roku słynny francuski naukowiec Louis Pasteur.
Pasteur przeprowadził eksperyment, który pod względem prostoty dorównywał słynnemu eksperymentowi Rediego. Gotował różne pożywki w kolbie, w której mogły rozwijać się mikroorganizmy. Długotrwałe gotowanie w kolbie zabijało nie tylko mikroorganizmy, ale także ich zarodniki. Pamiętając o twierdzeniu witalistów, że mityczna „siła życiowa” nie może przeniknąć do zapieczętowanej butelki,
Pasteur przymocował do niego rurkę w kształcie litery S z wolnym końcem. Zarodniki mikroorganizmów osadzały się na powierzchni cienkiej zakrzywionej rurki i nie mogły przeniknąć do pożywki. Dobrze wygotowana pożywka pozostawała sterylna; nie zaobserwowano w niej samoistnego tworzenia się mikroorganizmów, chociaż dostęp powietrza (a wraz z nim notoryczne „ siła życiowa") zostało podane.
W ten sposób udowodniono, że w naszych czasach każdy organizm może powstać tylko z innego żywego organizmu.
Koncepcja stanu ustalonego
Zwolennicy teorii wiecznego istnienia życia uważają, że na wiecznie istniejącej Ziemi niektóre gatunki musiały wyginąć lub radykalnie zmienić swoją liczebność w pewnych miejscach na planecie z powodu zmian warunków zewnętrznych. Jasna koncepcja tej ścieżki nie została opracowana, ponieważ istnieją pewne luki i niejasności w zapisie paleontologicznym Ziemi. Z ideą wiecznego istnienia życia we Wszechświecie wiąże się również następująca grupa hipotez.
Koncepcja panspermii
Teoria panspermii (hipoteza o możliwości przeniesienia Życia we Wszechświecie z jednego kosmiczne ciało innym) nie oferuje żadnego mechanizmu wyjaśniającego pierwotne pochodzenie życia i przenosi problem w inne miejsce we wszechświecie. Liebig uważał, że „atmosfera ciała niebieskie, jak również wirujące mgławice kosmiczne, można uważać za odwieczne repozytoria ożywionej formy, niczym wieczne plantacje organicznych zarazków, skąd życie w postaci tych zarazków jest rozpraszane we Wszechświecie.
W 1865 r. niemiecki lekarz G. Richter wysunął hipotezę kosmozoanów
(zarodki kosmiczne), zgodnie z którą życie jest wieczne, a zarodki zamieszkujące przestrzeń świata mogą być przenoszone z jednej planety na drugą. Hipoteza ta została poparta przez wielu wybitnych naukowców. Podobnie myśleli Kelvin, Helmholtz i inni.Na początku naszego stulecia Arrhenius wpadł na pomysł radiopanspermii. Opisał, w jaki sposób cząsteczki materii, cząsteczki pyłu i żywe zarodniki mikroorganizmów opuszczają planety zamieszkałe przez inne stworzenia w przestrzeń świata. Utrzymują swoją żywotność, latając w przestrzeni Wszechświata dzięki lekkiemu ciśnieniu. Gdy znajdą się na planecie z odpowiednimi warunkami do życia, zaczynają nowe życie na tej planecie.
Aby uzasadnić panspermię, zwykle używa się malowideł naskalnych przedstawiających obiekty podobne do rakiet lub astronautów lub wygląd
UFO. Latający statek kosmiczny zniszczył wiarę w istnienie inteligentnego życia na planetach Układ Słoneczny, który pojawił się po odkryciu
Kanały Schiaparelli na Marsie.
Koncepcja powstania życia na Ziemi w przeszłości historycznej w wyniku procesów podlegających prawom fizycznym i chemicznym
Obecnie hipoteza o pochodzeniu życia na Ziemi, sformułowana przez radzieckiego naukowca Acada. sztuczna inteligencja
Oparin i angielski naukowiec J. Haldane. Hipoteza ta opiera się na założeniu stopniowego powstawania życia na Ziemi z substancji nieorganicznych poprzez długoterminową abiogenną (niebiologiczną) ewolucję molekularną. Teoria A. I. Oparina jest uogólnieniem przekonujących dowodów na pojawienie się życia na Ziemi w wyniku regularnego procesu przejścia chemicznej formy ruchu materii w biologiczną.
Tworzenie prostych związków organicznych. NA wczesne stadia W swojej historii Ziemia była gorącą planetą. W związku z rotacją o godz Stopniowy spadek temperaturach atomy pierwiastków ciężkich przemieściły się do środka, aw warstwach powierzchniowych skupiły się atomy pierwiastków lekkich (wodoru, węgla, tlenu, azotu), które tworzą ciała organizmów żywych. Wraz z dalszym ochładzaniem Ziemi pojawiły się związki chemiczne: woda, metan, dwutlenek węgla, amoniak, cyjanowodór i wodór cząsteczkowy, tlen, azot. Fizyczne i chemiczne właściwości wody (wysoki moment dipolowy, lepkość, pojemność cieplna itp.) i węgla (trudność w tworzeniu tlenków, zdolność do redukcji i tworzenia związków liniowych) przesądziły o tym, że znajdowały się one u kolebki życia.
W tych początkowych stadiach ukształtowała się pierwotna atmosfera Ziemi, która nie miała charakteru utleniającego, jak obecnie, ale redukującego.
Poza tym była bogata. gazy obojętne(hel, neon, argon). Ta oryginalna atmosfera została już utracona. Na jego miejscu utworzyła się druga atmosfera.
Ziemia, składająca się w 20% z tlenu - jednego z najbardziej reaktywnych gazów. Ta druga atmosfera jest produktem rozwoju życia na Ziemi, jedną z jego globalnych konsekwencji.
Dalszy spadek temperatury doprowadził do przejścia wielu związków gazowych w stan ciekły i stały, a także do powstania skorupy ziemskiej.
Kiedy temperatura powierzchni Ziemi spadła poniżej 100°C, para wodna gęstniała. Długie ulewy z częstymi burzami doprowadziły do powstania dużych zbiorników wodnych. W wyniku aktywnej działalności wulkanicznej z wewnętrznych warstw Ziemi na powierzchnię wyniosła się duża ilość gorącej masy, w tym węglików - związków metali z węglem.
Gdy węgliki wchodziły w interakcję z wodą, wydzielały się związki węglowodorowe.
Gorąca woda deszczowa, jako dobry rozpuszczalnik, zawierała rozpuszczone węglowodory, a także gazy (amoniak, dwutlenek węgla, cyjanowodór), sole i inne związki mogące wchodzić w reakcje chemiczne. Najwyraźniej ze szczególnym powodzeniem procesy wzrostu cząsteczek przebiegały w obecności grupy - N= C= N-. Ta grupa ma duże możliwości rozwoju chemicznego zarówno dzięki dodaniu atomu tlenu do atomu węgla, jak i reakcji z zasadą azotową. Tak więc najprostsze związki organiczne stopniowo gromadziły się na powierzchni młodej planety Ziemi. I gromadzone w dużych ilościach. Z obliczeń wynika, że tylko w wyniku aktywności wulkanicznej na powierzchni Ziemi mogło powstać około 1016 kg cząsteczek organicznych. To tylko 2-3 rzędy wielkości mniej niż masa współczesnej biosfery.
Spektroskopowe badanie atmosfer gwiazd wykazało obecność w nich tak zwanych zimnych gwiazd, do których należą m.in
Słońce, znaczna część węgla wiąże się z wodorem i powstawaniem najprostszego węglowodoru – metyny (CH). Możliwe, że wraz z metiną gwiazdy te zawierają również bardziej złożone związki węglowodorowe.
Tymczasem nie ulega wątpliwości, że związki te powstają abiogenicznie, czyli nie w wyniku działania organizmów żywych.
W miejscach tych stwierdzono również szerokie rozmieszczenie węglowodorów
Wszechświat, w którym temperatura jest bliska zeru bezwzględnemu. Nie ulega wątpliwości obecność metanu (CH4) w atmosferze Jowisza, Saturna, Urana, Neptuna i innych planet, i to w dużych ilościach. Obecność raczej złożonych węglowodorów odnotowano w wielu meteorytach, w których nie można było ustalić śladów obecności istot żywych. Wreszcie syntezę węglowodorów można przeprowadzić eksperymentalnie w obecności kompleksu pewnych fizycznych i warunki chemiczne(temperatura, ciśnienie, pole elektryczne itp.).
Tak więc abiogenne powstawanie związków organicznych – węglowodorów jest nie tylko możliwe, ale i rozpowszechnione we Wszechświecie.
Całkiem logiczne jest założenie, że Ziemia już na początkowych etapach swojego istnienia miała pewną ilość węglowodorów.
Powstawanie złożonych związków organicznych. Drugi etap biogenezy charakteryzował się pojawieniem się w wodach pierwotnego oceanu bardziej złożonych związków organicznych, w szczególności białek. Pod wpływem wysokiej temperatury, wyładowań atmosferycznych, wzmożonego promieniowania ultrafioletowego stosunkowo proste cząsteczki związków organicznych, podczas interakcji z innymi substancjami, stawały się bardziej złożone i tworzyły węglowodany, tłuszcze, aminokwasy, białka i kwasy nukleinowe.
Możliwość takiej syntezy udowodniły eksperymenty A.M. Butlerova, który w połowie ubiegłego wieku pozyskiwał węglowodany z formaldehydu
(cukier). W latach 1953-1957. chemicy różnych krajów (USA, ZSRR, Niemcy) w szeregu eksperymentów z mieszaniną gazów (amoniak, metan, para wodna, wodór) w temperaturze 70-80 ° C i ciśnieniu kilku atmosfer pod wpływem wyładowań elektrycznych z zsyntetyzowano napięcie 60 000 V i promienie ultrafioletowe kwasy organiczne, w tym aminokwasy (glicyna, alanina, asparaginian i Kwas glutaminowy), które są materiałem do tworzenia cząsteczki białka. W ten sposób modelowano warunki panujące w pierwotnej atmosferze Ziemi, w których mogły powstawać aminokwasy, a podczas ich polimeryzacji mogły powstawać także białka pierwotne.
Eksperymenty w tym kierunku okazały się obiecujące. Dalej
(przy zastosowaniu innych proporcji gazów wyjściowych i rodzajów energii) z cząsteczek prostych otrzymywano w reakcji polimeryzacji bardziej złożone cząsteczki: białka, lipidy, kwasy nukleinowe i ich pochodne, a później możliwość syntezy innych złożonych związków biochemicznych, w tym białek cząsteczki (insulina), zasady azotowe nukleotydów. Szczególnie ważne jest to, że eksperymenty laboratoryjne jednoznacznie wykazały możliwość powstawania cząsteczek białka przy braku życia.
Od pewnego etapu w procesie ewolucji chemicznej na Ziemi tlen zaczął brać czynny udział. Może gromadzić się w atmosferze
Ziemia w wyniku rozkładu wody i pary wodnej pod wpływem promieni ultrafioletowych Słońca. (Przekształcenie zredukowanej atmosfery pierwotnej Ziemi w utlenioną zajęło co najmniej 1-1,2 miliarda lat.) Wraz z gromadzeniem się tlenu w atmosferze, zredukowane związki zaczęły się utleniać. Tak więc podczas utleniania metanu powstał alkohol metylowy, formaldehyd, kwas mrówkowy itp. Powstałe związki nie uległy zniszczeniu ze względu na ich lotność. Opuszczając górne warstwy skorupy ziemskiej, wpadły w wilgotną, zimną atmosferę, która uchroniła je przed zniszczeniem.
Następnie substancje te wraz z deszczem dostały się do mórz, oceanów i innych zbiorników wodnych. Gromadząc się tutaj, ponownie weszli w reakcje, w wyniku których więcej złożone substancje(aminokwasy i związki, takie jak zapalenie gruczołu krokowego). Aby pewne substancje rozpuszczone mogły ze sobą oddziaływać, potrzebne jest ich wystarczające stężenie w roztworze. Istotne jest również to, że bardziej złożone związki organiczne są bardziej odporne na niszczące działanie promieniowania ultrafioletowego niż związki proste.
Analiza możliwych szacunków ilości materii organicznej, która nagromadziła się nieorganicznie na wczesnej Ziemi, jest imponująca: według niektórych obliczeń na każdym centymetrze kwadratowym powierzchni Ziemi w ciągu 1 miliarda lat powstało kilka kilogramów związków organicznych.
Gdyby wszystkie zostały rozpuszczone w oceanach świata, stężenie roztworu wyniosłoby około 1%. To dość skoncentrowany „bulion organiczny”. W takim „bulionie” proces powstawania bardziej złożonych cząsteczek organicznych mógłby się rozwijać całkiem pomyślnie. W ten sposób wody pierwotnego oceanu były stopniowo nasycane różnymi substancjami organicznymi, tworząc
„pierwotny bulion”. Do nasycenia takiego „bulionu organicznego” w dużej mierze przyczyniła się działalność podziemnych wulkanów.
„Zupa pierwotna” i powstawanie koacerwatów. Kolejny etap biogenezy związany jest z koncentracją substancji organicznych, pojawieniem się ciał białkowych.
W wodach pierwotnego oceanu stężenie substancji organicznych wzrosło, mieszały się, oddziaływały i łączyły w małe oddzielne struktury roztworu. Takie struktury można łatwo uzyskać sztucznie, mieszając roztwory różnych białek, takich jak żelatyna i albumina. Te organiczne struktury wielocząsteczkowe wyizolowane w roztworze, wybitny rosyjski naukowiec A.I. Oparin zwany kroplami koacerwatowymi lub koacerwatami. Koacerwaty - najmniejsze cząsteczki koloidalne - krople o właściwościach osmotycznych. W słabych roztworach tworzą się koacerwaty. W wyniku oddziaływania przeciwnych ładunków elektrycznych dochodzi do agregacji cząsteczek. Małe sferyczne cząstki powstają, ponieważ cząsteczki wody tworzą interfejs wokół utworzonego agregatu.
Badania wykazały, że koacerwaty mają dość złożoną organizację i szereg właściwości, które zbliżają je do najprostszych systemów żywych. Na przykład są w stanie wchłonąć różne substancje ze środowiska, które wchodzą w interakcje ze związkami samej kropli i powiększają się. Procesy te w pewnym stopniu przypominają pierwotną formę asymilacji. Jednocześnie w koacerwatach mogą zachodzić procesy rozpadu i uwalniania produktów rozpadu. Stosunek tych procesów w różnych koacerwatach nie jest taki sam. Wyodrębnia się osobne dynamicznie bardziej stabilne struktury z przewagą aktywności syntetycznej. Jednak to wszystko nadal nie daje podstaw do przypisywania koacerwatów systemom żywym, ponieważ brakuje im zdolności do samoreprodukcji i samoregulacji syntezy substancji organicznych. Ale warunki wstępne pojawienia się żywych istot były już w nich zawarte.
Koacerwaty wyjaśniają, jak powstały błony biologiczne.
Tworzenie struktury membranowej jest uważane za najtrudniejszy etap chemicznej ewolucji życia. PRAWDA Żyjąca istota(w postaci komórki, nawet najbardziej prymitywnej) nie mógł przybrać kształtu przed pojawieniem się struktury błony i enzymów. Błony biologiczne to agregaty białek i lipidów, które mogą oddzielać substancje od środowiska i wzmacniać upakowanie cząsteczek. Błony mogą powstawać podczas tworzenia koacerwatów.
Zwiększone stężenie substancji organicznych w koacerwatach zwiększało możliwość interakcji między cząsteczkami i komplikacji związków organicznych. Koacerwaty tworzyły się w wodzie w wyniku kontaktu dwóch słabo oddziałujących polimerów.
Oprócz koacerwatów, w „bulionie pierwotnym” gromadzą się polinukleotydy, polipeptydy i różne katalizatory, bez których wykształcenie zdolności do samoreprodukcji i metabolizmu jest niemożliwe.
Katalizatory mogą być substancje nieorganiczne. Tak więc J. Bernal wysunął kiedyś hipotezę, że najbardziej pomyślne warunki pojawienia się życia były w małych, spokojnych, ciepłych lagunach z dużą ilością mułu i gliniastego zmętnienia. W takim środowisku polimeryzacja aminokwasów przebiega bardzo szybko; tutaj proces polimeryzacji nie musi być podgrzewany, ponieważ cząstki osadu działają jak swego rodzaju katalizatory.
Pojawienie się najprostszych form życia. główny problem w doktrynie pochodzenia życia jest wyjaśnienie pojawienia się syntezy białek macierzy. Życie powstało nie wtedy, gdy powstały nawet bardzo złożone związki organiczne, pojedyncze cząsteczki DNA itp., ale kiedy zaczął działać mechanizm konwariantnej reduplikacji. Dlatego zakończenie procesu biogenezy wiąże się z pojawieniem się zdolności do samoreprodukcji w bardziej opornych koacerwatach. części składowe, z przejściem do syntezy białek macierzy, charakterystycznej dla organizmów żywych. W toku selekcji prebiologicznej największe szanse przeżycia miały te koacerwaty, w których zdolność do metabolizowania była połączona ze zdolnością do samoreprodukcji.
Przejście do matrycowej syntezy białek było największym skokiem jakościowym w ewolucji materii. Jednak mechanizm tego przejścia nie jest jeszcze jasny.
Główna trudność polega na tym, że białka enzymatyczne są potrzebne do powielania kwasów nukleinowych, a kwasy nukleinowe są potrzebne do tworzenia białek. Jak przerwać ten „zamknięty łańcuch”? Innymi słowy, konieczne jest wyjaśnienie, w jaki sposób w toku selekcji prebiologicznej zdolności samoreprodukcji polinukleotydów łączą się z aktywnością katalityczną polipeptydów w warunkach przestrzenno-czasowego rozdzielenia produktów reakcji początkowej i końcowej.
Istnieją różne hipotezy na ten temat, ale wszystkie są w jakiś sposób niepełne. Jednak obecnie najbardziej obiecujące są tutaj hipotezy, które opierają się na zasadach teorii samoorganizacji, synergii, na koncepcji hiperprzestrzeni, tj. systemy, które łączą ze sobą samoreprodukujące się (autokatalityczne) jednostki poprzez wiązanie cykliczne. W takich układach produktem reakcji jest jednocześnie jej katalizator lub odczynnik początkowy. Powstaje zatem zjawisko samoodtwarzania, które na początkowych etapach w ogóle nie mogło być dokładną kopią pierwotnej formacji organicznej. Samo istnienie wirusów i fagów, które są najwyraźniej fragmentami form ewolucji prebiologicznej, świadczy o trudnościach w powstawaniu samoreprodukcji.
Następnie prebiologiczna selekcja koacerwatów przebiegała najwyraźniej w kilku kierunkach. Po pierwsze, w kierunku rozwijania zdolności akumulacji specjalnych polimerów białkopodobnych odpowiedzialnych za przyspieszanie reakcji chemicznych. W efekcie struktura kwasów nukleinowych zmieniła się w kierunku dominującego „zwielokrotnienia” układów, w których duplikacja kwasów nukleinowych dokonywała się przy udziale enzymów. Na tej ścieżce powstaje cykliczny metabolizm charakterystyczny dla istot żywych.
Po drugie, w systemie koacerwatów selekcja samych kwasów nukleinowych odbywała się według najbardziej udanej kombinacji sekwencji nukleotydów. Po drodze powstały geny. Samoreprodukujące się systemy z ustaloną stabilną sekwencją nukleotydów w kwasie nukleinowym można już nazwać żywymi.
Nadal istnieje wiele niejasności w problemie pochodzenia życia, wciąż jest on daleki od ostatecznego rozwiązania. Na przykład nie jest jasne, dlaczego wszystkie związki białkowe, które tworzą żywą materię, mają tylko „lewą symetrię”. Jakie mechanizmy ewolucji prebiologicznej mogą do tego doprowadzić?
Pierwsi mieszkańcy naszej planety byli heterotrofami i żywili się substancjami organicznymi rozpuszczonymi w pierwotnym oceanie. Postępujący rozwój pierwotnych organizmów żywych zapewnił następnie tak ogromny skok, jak pojawienie się autotrofów, które wykorzystują energię słoneczną do syntezy związków organicznych z najprostszych związków nieorganicznych. Oczywiście nie stało się to od razu. złożone połączenie jak chlorofil. Początkowo pojawiły się prostsze pigmenty, które przyczyniły się przede wszystkim do wchłaniania substancji organicznych.
Stopniowo w pierwotnym oceanie substancje organiczne zgromadzone w nim abiogenicznie zaczęły wysychać. Pojawienie się organizmów autotroficznych, przede wszystkim roślin zielonych, zapewniło dalszą ciągłą syntezę substancji organicznych, aw konsekwencji istnienie i dalszy rozwój życia.
Po powstaniu życie zaczęło się rozwijać w szybkim tempie (przyspieszenie ewolucji w czasie). Tak więc rozwój od pierwotnych protobiontów do form tlenowych wymagał około 3 miliardów lat, podczas gdy od pojawienia się roślin i zwierząt lądowych minęło około 500 milionów lat; ptaki i ssaki wyewoluowały z pierwszych kręgowców lądowych w ciągu 100 milionów lat, naczelne wyewoluowały w ciągu 12-15 milionów lat, a formowanie się człowieka zajęło około 3 milionów lat.
Czy życie na Ziemi jest teraz możliwe?
Z tego, co wiemy o pochodzeniu życia na Ziemi, jasno wynika, że proces powstawania żywych organizmów z prostych związków organicznych był niezwykle długi. Aby życie powstało na Ziemi, potrzebny był proces ewolucyjny, który trwał wiele milionów lat, podczas którego złożone struktury molekularne, głównie kwasy nukleinowe i białka, zostały wybrane pod kątem stabilności, zdolności do reprodukcji własnego gatunku.
Jeśli teraz na Ziemi gdzieś w obszarach intensywnej aktywności wulkanicznej mogą powstawać dość złożone związki organiczne, to prawdopodobieństwo dłuższego istnienia tych związków jest znikome. Zostaną natychmiast utlenione lub wykorzystane przez organizmy heterotroficzne. Rozumiał to dobrze Ch.
Darwin: w 1871 roku pisał: „Ale teraz… w jakimś ciepłym zbiorniku zawierającym wszystkie niezbędne sole amonowe i fosforowe oraz dostępne dla światła, ciepła, elektryczności itp. białko zdolne do dalszych, coraz bardziej złożonych przemian, wówczas substancja ta zostałaby natychmiast zniszczona lub wchłonięta, co było niemożliwe w okresie przed pojawieniem się istot żywych.
Życie powstało na ziemi w sposób abiogeniczny. Obecnie żywe pochodzi tylko od żywych (pochodzenie biogenne). Możliwość ponownego pojawienia się życia na Ziemi jest wykluczona. Teraz żywe istoty pojawiają się tylko poprzez reprodukcję.
Bibliografia:
1. Naidysz W.M. Koncepcje współczesnej nauki przyrodniczej. - M.: Gardariki,
1999. - 476 s.
2. Slyusarev A.A. Biologia z genetyką ogólną. - M .: Medycyna, 1978. -
3. Biologia / Semenov E.V., Mamontov S.G., Kogan V.L. - M.: absolwent szkoły, 1984. - 352 s.
4. Biologia ogólna / Belyaev D.K., Ruvinsky A.O. – M.: Oświecenie, 1993.