Wiadomość o pochodzeniu życia na ziemi. Raport: Pojawienie się życia na ziemi. Wygląd istot żywych

1. W prowadzenie.

2. F

3. P problem pochodzenia życia.

4. T Teoria pochodzenia życia na Ziemi AI Oparina.

5. I używana literatura.

W prowadzenie

Istnieje wiele hipotez wyjaśniających pochodzenie życia na Ziemi. Ale w skrócie omówię niektóre z nich szczegółowo. Ogólnie rzecz biorąc, następujące pojęcia są uważane za podstawowe:

1. Kreacjonizm. Twierdzi, że życie było istotą nadprzyrodzoną, czyli bogiem.

2. Pokolenie spontaniczne. Życie powstało z materia nieożywiona.

3. Teoria stan stabilny. Życie istniało zawsze i będzie istnieć wiecznie.

4. Życie jest sprowadzane z zewnątrz.

5. Ewolucja biochemiczna. Życie powstało w wyniku procesów zgodnych ze zjawiskami biochemicznymi. Autor teorii Oparin A.I.

Jeśli chodzi o hipotezę 2, fakt, że jest ona nie do utrzymania, udowodnił Francesco Redi. Jeśli chodzi o wprowadzenie życia z zewnątrz, o jego niekonsekwencji świadczy fakt, że nic żywego nie może przeniknąć przez ekran ozonowy. Najbardziej spójna teoria bio ewolucja chemiczna. Popiera to wielu czołowych badaczy: Miller, Urey.

Według naukowców zajmujących się dziedziną astronomii Ziemia i inne planety Układ Słoneczny powstał około 4,5 miliarda lat temu ze specjalnej materii gazowej i pyłowej. Taka materia nadal znajduje się w przestrzeni międzygwiezdnej, a dominującym elementem tej materii jest wodór. Wodór jest przekształcany w węgiel w reakcji syntezy jądrowej. Następnie w wyniku tej reakcji powstał tlen i inne pierwiastki. Pod wpływem wysokich temperatur i kompresji grawitacyjnej, które powstały w wyniku obrotu chmury wokół własnej osi, powstały substancje chemiczne, które stanowiły podstawę planet i gwiazd, a także ich atmosfery.

Do dalszego rozwoju na drodze do powstania życia konieczne były warunki planetarne i kosmiczne. Przede wszystkim są to: wielkość planet, masa planet nie powinna być szczególnie duża i niezbyt mała. Ruch planet wokół gwiazd musi być albo kołowy, albo zbliżony do niego; ponieważ to właśnie ten ruch zapewnia równomierne ogrzewanie planety. Planeta musi również stale promieniować energią.

Właśnie te wszystkie warunki spełnia Ziemia, dlatego powstało i rozwinęło się na niej życie. Bardziej szczegółowo omówię ten proces w kolejnych rozdziałach streszczenia.

F kształtowanie się idei dotyczących istoty życia.

Idealistyczna koncepcja życia, zwana witalistyczną, ma swoje korzenie w głębi wieków. Za jej założyciela uważa się Arystotelesa, który przekonywał, że „życie to odżywianie, wzrost i niedołężność, których przyczyną jest entelechia – zasada mająca cel sama w sobie”.

Witalizm zawsze reprezentował antynaukowy nurt w biologii, którego głównym stanowiskiem było uznanie szczególnej siła życiowa lub „dusza”, nieodłącznie związana ze wszystkimi ciałami żywej natury. Siła życiowa, jako szczególna substancja niematerialna, została uznana za niezależną od formy materialnej. Dlatego konsekwentni zwolennicy koncepcji witalistycznej uważali ją za przejaw boskiego pierwiastka. Stąd idea nieśmiertelności duszy, granicząca z wierzeniami religijnymi w życie pozagrobowe.

W przeciwieństwie do witalizmu powstał mechanistyczny pogląd na przyrodę organiczną, który rozpowszechnił się w XVIII wieku pod wpływem francuskich materialistów. Zwolennicy tego poglądu podjęli próbę sprowadzenia wszystkich procesów życiowych jedynie do chemicznego i chemicznego zmiany fizyczne. Z tego zrodziła się jednostronna idea organizmów jako ciał, które różnią się od ciał nieożywionych nie jakościową oryginalnością, ale jedynie złożonością ich struktury. Taka koncepcja okazała się bezsilna w rozwiązywaniu problemu istoty życia, ponieważ jej twórcy nie dostrzegali specyfiki żywych ciał przyrody.

Po raz pierwszy zasady podejścia do wyjaśniania istoty życia z pozycji materializm dialektyczny zostały sformułowane przez Fryderyka Engelsa w pracach „Dialektyka natury” i „Anty-Dühring”. Engels postrzegał życie jako specjalny formularz ruch żywej materii. Z tego punktu widzenia ważne wydaje się ustalenie, czym jest jedność materii nieożywionej i żywej.

Jedność natury organicznej i nieorganicznej dowodzi przede wszystkim analiza chemiczna. Ciała przyrody ożywionej i nieożywionej składają się z tych samych pierwiastków, ale w systemach żywych 98% przypada na następujące cztery pierwiastki: wodór, węgiel, tlen, azot; a ciała przyrody nieożywionej składają się w 98% z żelaza, krzemu, aluminium, magnezu.

Każdy organizm w budowie swojego ciała jest zależny od przyrody nieożywionej i żywej. Organizmy są zdolne do odżywiania autotroficznego, budują swój organizm z substancji o charakterze nieorganicznym, podczas gdy pozostałe wykorzystują produkty przemiany materii z form autotroficznych.

Tak więc ostatecznie wszystkie żywe ciała otrzymują pierwiastki i energię niezbędną do życia z przyrody nieożywionej w złożonym cyklu materii i energii. Po śmierci organizmów pierwiastki, które się w nich znajdowały, ponownie wracają do środowiska nieorganicznego.

Mimo jedności żywa materia jest jakościowo wyjątkowa. Engels widział tę oryginalność w fakcie, że żywe ciała według Natura chemiczna są ciałami białkowymi, które są nieodłącznie związane z wymianą substancji z otaczającą je naturą. Z tego wynika definicja życia sformułowana przez Fryderyka Engelsa w Naturze dialektycznej:

"Życie- istnieje sposób istnienia ciał białkowych, którego istotą jest ciągła wymiana substancji z otaczającą je naturą zewnętrzną, a wraz z ustaniem tego metabolizmu życie również ustaje, co prowadzi do rozkładu białka. Metabolizm organiczny reprezentuje jedność dwóch procesów - asymilacji i dyssymilacji. Pierwszy z nich prowadzi do coraz to nowych syntez materii organicznej – budowy samego żywego organizmu i związanej z tym akumulacji energii potencjalnej zawartej w złożonych materia organiczna Oh. Drugi proces prowadzi do zniszczenia substancji organicznych, w którym uwalniana jest zawarta w nich energia potencjalna, a produkty rozpadu są usuwane z organizmu i uwalniane do środowiska. Wszystkie podstawowe właściwości organizmów żywych wynikają z metabolizmu organicznego: drażliwość, ruchliwość, wzrost, rozwój, reprodukcja, a także dziedziczność i zmienność.

W przyroda nieożywiona To samo istnieje proces metabolizm. Różni się ona jednak od wymiany organicznej, jak zauważył Fryderyk Engels w Anti-Dühring: „inne ciała nieożywione również zmieniają się, rozkładają lub łączą w trakcie naturalny proces ale nie są już tym, czym były kiedyś. Skała, która została zwietrzała, nie jest już skałą; metal utlenia się do rdzy. Ale to, co w martwych ciałach jest przyczyną zniszczenia w białkach, staje się głównym warunkiem istnienia. Gdy tylko ta ciągła przemiana ustanie w ciele białkowym części składowe, Ten ciągła zmiana odżywianie i wydalanie - od tego momentu samo ciało białkowe przestaje istnieć, rozkłada się, to znaczy umiera.

P problem pochodzenia życia.

Problem pochodzenia życia był jednym z najbardziej kontrowersyjnych problemów w biologii. Studium historii religii chrześcijańskiej pokazuje, że biblijna koncepcja nagłego powstania życia powstała w wyniku naiwnych obserwacji. otaczającą przyrodę i ignorancka interpretacja tych obserwacji. Podobnie wielu filozofów starożytna Grecja, w tym Arystoteles, rozpoznali nagłe spontaniczne generowanie istot żywych, zakładając, że robaki, mięczaki i owady rozwijają się z gnijącego mięsa i odchodów pod wpływem szczególnej niematerialnej zasady - środowiska życia.

Zdjęcie spontaniczne pokolenie owady, robaki i inne wielokomórkowe istoty żywe zostały obalone w połowie XVII wieku przez prace włoskiego naukowca Francesco Rediego. Po przeprowadzeniu eksperymentu, w którym mięso w głębokim naczyniu przykryto muślinem (płótnem), Redi wykazał, że larwy much nie rozwijają się z gnijącego mięsa, ale z jaj złożonych przez samice owadów.

Wraz z odkryciem mikroskopu i badaniem mikroskopijnych istot żywych hipoteza spontanicznego generowania przybrała inną postać. W 1745 Needgeem jako pierwszy zasugerował, że małe organizmy, orzęski, które są tworzone przez specjalną siłę wzrostu, rozwijają się same w naparach z siana.

Spór między przyrodnikami w kwestii spontanicznego generowania mikroskopijnych istot żywych trwał do 1862 r., Kiedy to hipoteza została obalona przez eksperymenty Ludwika Pasteura. Pasteur pokazał, że nawet najmniejsze formy

organizmy, a mianowicie bakterie, rodzą się z zarodników, których rozmiar jest tak niepozorny, że powstaje iluzja samoistnego generowania. Wkrótce po tym, jak te dzieła Pasteura stały się znane, zaczęły się rozwijać hipotezy, które potwierdzają wieczność życia. Należą do nich hipoteza kosmicznych podstaw (kosmozeev) i hipoteza panspermii (uniwersalne podstawy).

Ideę kosmicznych podstaw wyraził w 1865 roku niemiecki lekarz G. Richter, który twierdził, że życie jest wieczne, a jego podstawy można przenosić z jednej planety na drugą. Będąc wysoko w powietrzu, zaczątki organizmów mogą przyczepić się do przelatujących obok nich meteorytów i w ten sposób wejść w przestrzeń świata. Meteoryt niosący takie „kosmiczne pierwiastki”, spadając na powierzchnię jakiejś planety, może być na niej źródłem życia. W ten sposób według Richtera sprowadzono również życie na Ziemię.

Hipoteza panspermii została zaproponowana w 1907 roku przez szwedzkiego naukowca Svante Arrheniusa. Uznał za niemożliwe sprowadzenie początków życia na Ziemi za pomocą meteorytów, zakładając, że powierzchnia meteorytu na skutek tarcia o atmosferę nagrzewa się do tego stopnia, że ​​wszelkie znajdujące się na niej zarodki powinny utracić zdolność kiełkowania.

Obie hipotezy uznają wieczność życia i zamykają drogę do materialistycznego rozwiązania problemu jego pochodzenia na Ziemi. Wyjaśnianie istnienia życia na Ziemi wprowadzeniem embrionów z innych planet oznacza odmowę wyjaśnienia procesu, w wyniku którego powstało życie.

Dialektyczny punkt widzenia na pochodzenie życia sformułował Engels w Dialektyce natury. Wychodzi z podstawowego założenia, że ​​życie jest szczególną formą ruchu materii.

Materia nigdy nie pozostaje w spoczynku, ciągle się porusza, rozwija. W swoim rozwoju przechodzi w coraz to nowe, bardziej złożone formy. Taką szczególnie złożoną formą ruchu materii jest życie. Żywa materia pojawił się jako etap w rozwój historyczny materiał. Był to proces powstawania żywych istot z nieożywionych proces historyczny przeszedł przez szereg etapów.

T teoria pochodzenia życia na ziemi

AI Oparina.

Wśród nowoczesne teorie pochodzenia życia na Ziemi, najbardziej uzasadniona jest teoria akademika A. I. Oparina. Zgodnie z tą teorią proces, który doprowadził do powstania życia na Ziemi można podzielić na trzy etapy:

1. Pojawienie się substancji organicznych;

2. Pojawienie się białek;

3. Pojawienie się ciał białkowych.

Badania astronomiczne pokazują, że zarówno gwiazdy, jak i układy planetarne powstały z materii gazowej i pyłowej. W niektórych przypadkach ta materia gazowa i pyłowa łączy się w gęstą materię, którą można zobaczyć gołym okiem. Badania chemiczne substancji gazowej i pyłowej znajdującej się w galaktyce wykazały, że oprócz metali i ich tlenków znaleziono w niej wodór, amoniak, wodę i najprostszy węglowodór, metan.

Drugim etapem jest pojawienie się białek. Warunki do rozpoczęcia procesu powstawania struktur białkowych zostały stworzone od czasu powstania oceanu pierwotnego. Przede wszystkim w środowisko wodne pochodne węglowodorów mogą podlegać złożonym przemianom i przemianom chemicznym. W wyniku tej komplikacji cząsteczek mogły powstać bardziej złożone substancje organiczne, a mianowicie węglowodany.

Wiadomo, że cząsteczka białka składa się z oddzielnych ogniw - aminokwasów, które są połączone wiązaniami polipeptydowymi. Wykazano, że w wyniku wykorzystania promieni ultrafioletowych możliwa jest sztuczna synteza nie tylko aminokwasów, ale także innych substancji biochemicznych.

Wielkim zwycięstwem współczesnej biochemii jest pierwsza kompletna synteza cząsteczki białka: ixulin-harmone, która kontroluje metabolizm węglowodanów. Wszystkie te eksperymenty potwierdzają poprawność analizowanej teorii.

Zgodnie z teorią Oparina, kolejnym krokiem w kierunku powstania ciałek białkowych mogłoby być tworzenie się kropel koacerwatu, czyli mikroskopijnych kropelek, które wytrącają się po zmieszaniu dwóch roztworów białek. Z tego wynikała nowa prawidłowość, już natury biologicznej, naturalna selekcja kropli koacerwatu. Pod wpływem naturalna selekcja jakość organizacji substancji białkowej zmieniała się cały czas. W rezultacie powstała ta koordynacja procesów syntezy i rozpadu, która doprowadziła do powstania pierwszych żywych organizmów.

I używana literatura.

1. D arwinizm. Prawdin F.N.

2. P pochodzenie życia na ziemi .

Wprowadzenie 3
Ziemia w momencie powstania życia. Początek życia na ziemi. Ewolucja form życia. 4
Warunki powstania życia 4
Koncepcje pochodzenia życia na Ziemi 5
Rozwój życia na Ziemi 13
Referencje 18

Wstęp
Życie wypełnia wszystkie zakątki naszej planety. Oceany, morza, jeziora, rzeki, góry, równiny, pustynie, a nawet powietrze są zamieszkane przez żywe istoty. Od miliardów lat życie krąży po Ziemi jako unikalny, samoorganizujący się system. Znała okresy rozkwitu, historycznych prób i poważnych kryzysów, zanim osiągnęła swój wspaniały majątek w naszych czasach. Dziś nauka zna około 4,5 miliona gatunków zwierząt i roślin. Przyjmuje się, że w całej historii życia na Ziemi istniało około 4,5 miliarda gatunków zwierząt i roślin.
Jak pojawiły się te gatunki? We wszystkich epokach historii Ziemi flora i fauna były takie same jak obecnie?
Dla nauki jest oczywiste, że współczesne zwierzę i świat roślinny to tylko okładka tej wspaniałej książki, którą zajmuje się paleontologia. Skamieniałe szczątki niegdyś żywych stworzeń, które są zawarte w warstwach ziemi, zapisały historię ich ewolucji i jej związek ze zmianami środowisko.
Od niepamiętnych czasów pochodzenie życia było dla ludzkości zagadką. Od momentu pojawienia się, dzięki pracy, człowiek zaczyna wyróżniać się spośród innych żywych istot. Ale umiejętność zadania sobie pytania „skąd jesteśmy?” osoba otrzymuje stosunkowo niedawno - 7-8 tysięcy lat temu, na początku nowej epoki kamienia (neolitu). Pierwsze prymitywne formy wiary w nierzeczywiste, nadprzyrodzone lub boskie siły, które istniały już 35-40 tysięcy lat temu, rozszerzają się i umacniają. Człowiek rozumie, że jest śmiertelny, że jedni się rodzą, a inni umierają, że tworzy narzędzia pracy, uprawia ziemię i otrzymuje jej owoce. A co leży u podstaw wszystkiego, kto jest pierwotnym stwórcą, kto stworzył ziemię i niebo, zwierzęta i rośliny, powietrze i wodę, dzień i noc, wreszcie samego człowieka?

Ziemia w momencie powstania życia. Początek życia na ziemi. Ewolucja form życia.
Warunki wstępne powstania życia na Ziemi
Aby poprawnie przedstawić proces powstania życia, konieczne jest krótkie rozważenie nowoczesne poglądy o powstaniu Układu Słonecznego i położeniu Ziemi wśród jej planet. Te idee są bardzo ważne, ponieważ pomimo wspólnego pochodzenia planet otaczających Słońce, życie pojawiło się tylko na Ziemi i osiągnęło wyjątkową różnorodność.
W astronomii przyjmuje się, że Ziemia i inne planety Układu Słonecznego powstały z chmury pyłu gazowego około 4,5 miliarda lat temu. Taka gazowo-pyłowa materia znajduje się obecnie w przestrzeni międzygwiezdnej. Wodór jest dominującym pierwiastkiem we wszechświecie. W wyniku reakcji syntezy jądrowej powstaje z niego hel, z którego z kolei powstaje węgiel. Procesy jądrowe wewnątrz chmury trwały długi czas(setki milionów lat). Jądra helu połączyły się z jądrami węgla i utworzyły jądra tlenu, następnie neon, magnez, siarka itp.
Tak więc pod wpływem wysokich temperatur i kompresji grawitacyjnej w wyniku obrotu chmury wokół własnej osi powstają różne pierwiastki chemiczne, które składają się na większość gwiazd, planet i ich atmosfer. Edukacja pierwiastki chemiczne po wystąpieniu układy gwiezdne, w tym takie jak nasz Układ Słoneczny, jest naturalnym zjawiskiem w ewolucji materii. Jednak dla jego dalszego rozwoju na drodze do powstania życia konieczne były pewne warunki kosmiczne i planetarne. Jednym z tych warunków jest wielkość planety. Jego masa nie powinna być zbyt duża, ponieważ energia rozpadu atomowego naturalnych substancji radioaktywnych może doprowadzić do przegrzania planety lub, co ważniejsze, do radioaktywnego skażenia środowiska, niezgodnego z życiem. Małe planety nie są w stanie utrzymać wokół siebie atmosfery, ponieważ ich siła grawitacji jest niewielka. Ta okoliczność wyklucza możliwość rozwoju życia. Przykładem takich planet jest satelita Ziemi - Księżyc. Po drugie nie mniej ważny warunek- ruch planety wokół gwiazdy po orbicie kołowej lub zbliżonej do kołowej, co pozwala stale i równomiernie otrzymywać wymaganą ilość energii. Wreszcie trzeci warunek konieczny dla rozwoju materii i powstania organizmów żywych – stałe natężenie promieniowania luminarza. Ten ostatni warunek jest również bardzo ważny, ponieważ w przeciwnym razie przepływ energii promienistej docierającej do planety nie będzie równomierny. Nierównomierny przepływ energii, prowadzący do gwałtownych wahań temperatury, nieuchronnie uniemożliwiłby powstanie i rozwój życia, ponieważ istnienie żywych organizmów jest możliwe w bardzo ścisłych granicach temperatur. Warto pamiętać, że istoty żywe to w 80-90% woda, a nie gazowa (para wodna) i nie stała (lód), ale płynna. W związku z tym granice temperatury życia są również określone przez stan ciekły woda.
Wszystkie te warunki spełniała nasza planeta - Ziemia. Tak więc około 4,5 miliarda lat temu na Ziemi zostały stworzone warunki kosmiczne, planetarne i chemiczne dla rozwoju materii w kierunku powstania życia.

Koncepcje pochodzenia życia
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:
1) Kreacjonizm – boskie stworzenie żywych;
2) koncepcja wielokrotnego spontanicznego (spontanicznego) generowania życia z materii nieożywionej (był jej wyznawcą Arystoteles, który uważał, że istoty żywe mogą powstać również w wyniku rozkładu gleby);
3) pojęcie stanu stacjonarnego, według którego życie istniało od zawsze;
4) koncepcja panspermii - pochodzenia pozaziemskiegożycie;
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, a o godzinie 9 rano 23 października człowiek. Liczbę tę uzyskał na podstawie analizy wieku i powiązań rodzinnych wszystkich osób wymienionych w Biblii. 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, dla Anaksagorasa w powietrzu.
Opierając się na informacjach o zwierzętach, które pochodziły od żołnierzy Aleksandra Wielkiego i podróżników kupieckich, Arystoteles sformułował ideę stopniowego i ciągłego rozwoju żywych z nieożywionych i stworzył ideę „drabiny natury” w stosunku 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 zrobionych ze szmat). Na przykład w tragedii W. Szekspira „Antony and Cleopatra” Leonid mówi do Marka Antoniusza: „Wasze egipskie gady zaczynają się w błocie od promieni waszego egipskiego słońca. Tutaj na przykład krokodyl…”. Znane są próby opracowania receptur przez Paracelsusa sztuczny człowiek(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, Przeciw teorii spontanicznego generowania życia w XVII wieku. przemówił florencki lekarz Francesco 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 do zapieczętowanej kolby.
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 samorzutnego generowania. 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 kolby, Pasteur przymocował do niej 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 obserwowano w niej spontanicznego tworzenia się mikroorganizmów, chociaż zapewniono dostęp powietrza (a wraz z nim osławionej „siły życiowej”).
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 wierzą, że na zawsze istniejąca ziemia niektóre gatunki musiały wyginąć lub drastycznie zmienić swoją liczebność w niektórych miejscach na planecie z powodu zmian warunki zewnętrzne. 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 „atmosfery ciał niebieskich, jak również wirujące mgławice kosmiczne, można uważać za odwieczne repozytoria ożywionej formy, jak wieczne plantacje organicznych zarazków”, skąd życie rozprasza się w postaci tych zarazków w Wszechświat.
W 1865 r. niemiecki lekarz G. Richter wysunął hipotezę kosmozoanów (kosmicznych zarodków), zgodnie z którą życie jest wieczne, a zarazki 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, które wyglądają jak rakiety lub astronauci, lub wygląd UFO. Latający statek kosmiczny zniszczyła wiarę w istnienie inteligentnego życia na planetach Układu Słonecznego, która pojawiła się po odkryciu kanałów na Marsie przez Schiaparellego.
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. AI 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.
Edukacja prosta związki organiczne. 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. Gdy Ziemia ochładzała się dalej, związki chemiczne: woda, metan, dwutlenek węgla, amoniak, cyjanowodór i wodór cząsteczkowy, tlen, azot. Fizyczne i Właściwości chemiczne woda (wysoki moment dipolowy, lepkość, pojemność cieplna itp.) i węgiel (trudność w tworzeniu tlenków, zdolność do redukcji i tworzenia związków liniowych) zdecydowały, że znajdują 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. W jej miejsce powstała druga atmosfera Ziemi, składająca się w 20% z tlenu - jednego z najbardziej aktywnych chemicznie gazów. Ta druga atmosfera jest produktem rozwoju życia na Ziemi, jedną z jego globalnych konsekwencji.
Dalszy spadek temperatury doprowadził do przejścia szeregu związków gazowych w stan ciekły i stały, a także do powstania skorupa Ziemska. 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.
Badanie spektroskopowe atmosfer gwiazd wykazało obecność w tak zwanych zimnych gwiazdach, do których należy Słońce, znacznej części węgla związanego z wodorem oraz powstawanie 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.
Węglowodory są również szeroko rozpowszechnione w tych częściach Wszechświata, w których temperatura jest bliska zeru absolutnemu. Niewątpliwie 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 (cukier) z formaldehydu. 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. Później (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 warunkach laboratoryjnych wykazano, w tym cząsteczki białek (insuliny), zasad azotowych 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 ziemskiej 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 weszły w reakcje, w wyniku których powstały bardziej złożone substancje (aminokwasy i związki takie jak adenit). 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 destrukcyjne działanie. promieniowanie ultrafioletowe niż proste połączenia.
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 „pierwotną zupę”. 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. Koacerwaty powstają w słabe rozwiązania. 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 z otoczenia różne substancje, które oddziałują ze związkami samej kropli i zwiększają rozmiar. 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. membrany biologiczne- są to agregaty białek i lipidów, które mogą oddzielać substancje od środowiska i nadawać wytrzymałość pakowaniu cząsteczek. Błony mogą powstawać podczas tworzenia koacerwatów.
Zwiększona koncentracja substancje organiczne w koacerwatach zwiększyły 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 w bardziej opornych koacerwatach zdolności do samoreprodukcji części składowych, z przejściem do charakterystycznej dla organizmów żywych syntezy białek macierzy. 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, w ten czy inny sposób, nie są kompletne. 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 do akumulacji specjalnych polimerów białkopodobnych odpowiedzialnych za przyspieszanie reakcje chemiczne. 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 do asymilacji przede wszystkim 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 od pierwszych kręgowców lądowych w ciągu 100 milionów lat, naczelne wyewoluowały w ciągu 12-15 milionów lat, ukształtowanie się człowieka zajęło około 3 milionów lat.

Rozwój życia na Ziemi
Nikt nie wie dokładnie, kiedy powstała pierwsza żywa komórka. Wiek najwcześniejszych śladów życia (pozostałości bakterii) znalezionych w starożytnych osadach skorupy ziemskiej wynosi około 3,5 miliarda lat. Załóżmy, że wiek życia na naszej planecie wynosi 3 miliardy 600 milionów lat. Dla większej jasności wyobraźmy sobie, że ten ogromny okres mieści się w ciągu jednego dnia.
Teraz na naszym „zegarze” są dokładnie 24 godziny, aw momencie powstania życia wskazywało 0 godzin. Każda godzina zawierała 150 milionów lat, każda minuta - 2,5 miliona lat.
prekambr
Najstarsza epoka w rozwoju życia, prekambr, trwała niewiarygodnie długo: ponad 3 miliardy lat. Lub, według naszej skali, od początku dnia do godziny 20:00. Mówiliśmy już o warunkach, w jakich żyły pierwsze żywe organizmy. Ich pożywieniem była „pierwotna zupa” otaczającego oceanu lub ich mniej szczęśliwe odpowiedniki. Stopniowo jednak przez miliony lat bulion ten stawał się coraz bardziej „rozcieńczony”, aż w końcu zapasy składniki odżywcze wyczerpany.
Rozwój życia stanął w miejscu. Ale ewolucja z powodzeniem znalazła wyjście z tej sytuacji. Pojawiły się pierwsze organizmy (bakterie), zdolne do światło słoneczne przekształcać substancje nieorganiczne w organiczne.
Do budowy swoich organizmów wszystkie żywe istoty potrzebują w szczególności wodoru. Zielone rośliny uzyskują ją poprzez rozszczepianie wody i uwalnianie tlenu. Ale bakterie jeszcze tego nie potrafią. Rozkładają nie wodę, ale siarkowodór, co jest znacznie łatwiejsze. W tym przypadku uwalniany jest nie tlen, ale siarka. (Dlatego na powierzchni niektórych bagien można znaleźć warstewkę siarki). To właśnie zrobiły starożytne bakterie. Ale ilość siarkowodoru na Ziemi była dość ograniczona. Nadszedł nowy kryzys w rozwoju życia.
Niebiesko-zielone algi „znalazły” z tego wyjście. Nauczyli się rozdzielać wodę. Cząsteczka wody nie jest łatwym „orzechem”, ale nie tak łatwo „rozerwać” wodór i tlen. Jest to siedmiokrotnie trudniejsze niż rozszczepianie siarkowodoru. Można powiedzieć, że niebiesko-zielone algi dokonały prawdziwego wyczynu. Stało się to 2 miliardy 300 milionów lat temu (około 9 rano w naszej skali).
Teraz jako produkt uboczny do atmosfery zaczął uwalniać się tlen. Akumulacja tlenu
reprezentowany poważne zagrożenie na życie. Od godziny 11 rano nowe spontaniczne generowanie życia na Ziemi stało się niemożliwe - zawartość tlenu osiągnęła 1% obecnego. A żywe organizmy stanęły przed nowym problemem - jak sobie poradzić z rosnącą ilością tej agresywnej substancji.
Ale ewolucja również zdołała przezwyciężyć tę próbę, odnosząc nowe wspaniałe zwycięstwo. Około godziny 11 na Ziemi pojawił się pierwszy organizm wdychający tlen. W ten sposób powstał oddech.
Do tego momentu żywe organizmy żyły w oceanie, ukrywając się w słupie wody przed ultrafioletem słonecznym, który jest szkodliwy dla wszystkich żywych istot. Teraz dzięki tlenowi w górne warstwy atmosfera, pojawiła się warstwa ozonu, zmiękczająca promieniowanie. Pod ochroną ozonu życie mogło wylądować na lądzie.
Amerykański pisarz science fiction Clifford Simak w opowiadaniu „Kto tam jest w grubości skał?” Tak opisuje wyimaginowaną podróż swojego bohatera w czasie – do Prekambru: „Trudno było oddychać. Wciąż było wystarczająco dużo tlenu, choć z grzechem na pół - z tego powodu oddychał znacznie częściej niż zwykle. Gdyby cofnął się w przeszłość na kolejny milion lat, tlen przestałby mu wystarczać. I cofnij się trochę dalej - i nie byłoby w ogóle wolnego tlenu.
Spoglądając na wybrzeże, zauważył, że jest ono zamieszkane przez wiele maleńkich stworzeń, biegających tam i z powrotem, rojących się w spienionej nadmorskiej ściółce lub wiercących dziury w błocie. Sięgnął w dół i lekko podrapał kamień, na którym siedział. Na kamieniu pojawiła się zielonkawa plama, która natychmiast oddzieliła się i przylgnęła do dłoni grubym filmem, śliskim w dotyku.
Oznacza to, że przed nim było pierwsze życie, które odważyło się wyjść na ląd - stworzenia, które nie były gotowe i nie potrafiły oderwać się od rąbka kochającej matki - woda, która nieprzerwanie pielęgnowała życie od samego początku.
Wiele się tu wydarzyło, co da się odczuć w przyszłości, ale działo się to potajemnie, stopniowo. Biegnące boogery i śliska powłoka na skałach - zwiastuny odległych dni, odważni w swojej głupocie - budzili szacunek ... ”W prekambrze natura stworzyła więcej cała linia wspaniałe wynalazki. Około godziny 14:00 (w naszej skali) komórki otrzymały jądro. Mniej więcej w tym samym czasie było rozmnażanie płciowe co radykalnie przyspieszyło tempo ewolucji.
Pojawiły się pierwsze stworzenia wielokomórkowe. Pod koniec prekambru (jak pamiętamy, jest to godzina 20.00) ziemskie morza zamieszkiwały różnorodne zwierzęta: meduzy, płazińce, gąbki, polipy. Wszystkie były miękkie, pozbawione szkieletu. Pojawienie się u zwierząt szkieletu muszli, muszli itp. oznaczał początek nowego epoka geologiczna.

Paleozoik
Era paleozoiczna, która rozpoczęła się 570 milionów lat temu, trwała 340 milionów lat. (To znaczy w naszej skali od początku dziewiątego wieczoru do wpół do dziesiątej.) Naukowcy dzielą go na sześć okresów. Najwcześniejszy z nich to kambr (trwał 70 milionów lat). Jak już powiedzieliśmy, w tym okresie u wielu różnych zwierząt zaczyna rozwijać się szkielet, czy to muszla, muszla, czy po prostu kolce. Najwyraźniej miękkość staje się w tym momencie zbyt niebezpieczna.
Kreatywność natury, która tworzy nowe formy życia, jest w kambrze niezwykle owocna i różnorodna: prawie wszystkie typy królestwa zwierząt otrzymują swoich pierwszych przedstawicieli. Na przykład akordy to stworzenia podobne do współczesnego lanceta. Przepuszczając wodę przez szczeliny skrzelowe, filtrują w ten sposób jadalne cząstki z mułu. Bez względu na to, jak trudno jest nam wyobrazić sobie morza bez ryb, nie istniały one jeszcze w morzach kambru. Morza były gęsto zaludnione przez słynne trylobity - wymarłych przodków pająków, skorpionów i kleszczy.
Po kambrze następuje ordowik (trwał 60 milionów lat). Trylobity nadal żyją w morzu. Pojawiają się pierwsze kręgowce - krewni współczesnych minogów i Maxine. Nie mają jeszcze szczęk, ale budowa pyska pozwala im chwytać żywą zdobycz, co oczywiście jest znacznie bardziej opłacalne niż niekończące się filtrowanie mułu.
W kolejnym okresie, sylurze (30 mln lat), na ląd lądują pierwsze rośliny (psylofity), pokrywając brzegi zielonym dywanem o wysokości do 25 centymetrów. Podążając za nimi, zwierzęta zaczynają przenosić się na ląd, ucząc się oddychać powietrzem atmosferycznym - stonogi, robaki, pająki i skorpiony.
W morzach trylobity są już oblegane przez gigantyczne skorpiony skorupiaków, których długość czasami przekracza 2 metry. Kręgowce mają nowy, nieznany wcześniej narząd -
szczęki rozwinęły się z nieszkodliwych szczelin skrzelowych innych niż czaszkowe (np. lancet). Aby ofiara nie wyślizgnęła się z paszczy, ryby uzyskują jednocześnie sparowane płetwy, które zwiększają manewrowość.
Następnym okresem jest dewon (60 mln lat). Ziemię zamieszkują mchy klubowe, paprocie, skrzypy, mchy. W ich zaroślach mieszkają już pierwsze owady.
Kręgowce również decydują się na lądowanie. Jak i dlaczego tak się dzieje? Klimat w dewonie był suchy, temperatura wahała się gwałtownie przez cały rok. Wiele zbiorników wyschło. Niektóre ryby zaczęły zakopywać się w mule podczas suszy. Aby to zrobić, konieczne było, aby móc oddychać powietrzem atmosferycznym. Ale szczególnie obiecujące na dalsze
ewolucja okazała się grupą ryb płetwiastych. Oprócz oddychanie płucne miały ruchome, muskularne płetwy, które wyglądały jak łapy. Z ich pomocą czołgali się po dnie. Aby nie umrzeć w wyschniętym stawie, ryby płetwiaste wędrowały po lądzie w poszukiwaniu wody. Pokonywali jednak dość duże odległości. Oczywiście ci, którzy lepiej poruszali się na lądzie, przeżyli. To prawda, słabe płuca do oddychania nie wystarczały. Jak inaczej oddychać, jeśli skrzela na lądzie nie są dobre? Tylko przez skórę. Dlatego Rybie łuski ustąpił miejsca gładkiej, wilgotnej skórze.
Tak więc w dewonie ryby płetwiaste stopniowo opuszczały swój rodzimy element i dały początek pierwszym płazom - stegocefalom (muszlogłowym).
Po dewonie nastąpił okres karbonu lub karbonu (65 milionów lat). Po raz pierwszy rozległe połacie ziemi pokryły bagienne lasy drzewiastych paproci, skrzypów i widłaków.
Patrząc na dzisiejsze niewielkie mchy klubowe, trudno uwierzyć, że ich przodkowie (na przykład łuskowate, czy lepidodendron) osiągali 40 metrów wysokości i 6 metrów w obwodzie.
Z pni opadających do wody i stopniowo zamieniających się w węgiel tworzyły się złoża węgla. Najcenniejszy węgiel (antracyt) pozyskiwano ze skupisk wielu zarodników, które ówczesne drzewa wrzucały do ​​wody.
Palenie w piekarniku węgiel, czujemy ciepło słońca, które spadło na Ziemię prawie jedną trzecią miliarda lat temu. Pod nimi wygrzewali się nasi dalecy przodkowie - płazy panujące w karbonie.
Po raz pierwszy życie, opanowawszy wodę i ziemię, zrobiło krok w kierunku trzeciego żywiołu - powietrza. Pierwszymi i jedynymi, które wzbiły się w powietrze w karbońskich lasach były owady. Czasami rosną do niewiarygodnych. Rozpiętość skrzydeł niektórych ważek sięgała 70 centymetrów. A w zaroślach oprócz pająków i skorpionów zaczęły spotykać np. karaluchy (wielkości świnka morska).
Życie udało się w końcu oderwać od żywiołu wody, który je zrodził. Niemal jednocześnie udało się to gadom i paprociom nasiennym, przodkom drzew iglastych. Rośliny rozwinęły nasiona zamiast zarodników, jaja gadów rozwinęły muszle. Zarodki w nasieniu i jaju były chronione przez skorupki i zaopatrzone w pożywienie. Z jaj gadów wykluła się już nie bezradna kijanka, ale mniejsza kopia rodzica.
Gady nie potrzebowały już gołej skóry do oddychania - wystarczyły płuca. Byli „przykuci z powrotem do skorupy” łusek lub rogowych tarcz.
Ostatni okres era starożytnego życia - Perm, czyli okres permu (55 milionów lat). Klimat stał się chłodniejszy i bardziej suchy. Zniknęły podmokłe lasy paproci i widłaków.
Zamiast tego pojawiły się iglaki, które rosły szeroko. Płazy były coraz bardziej oblegane przez gady, maszerujące ku swojej dominacji na planecie.
Era mezozoiczna
Era mezozoiczna rozpoczęła się 230 milionów lat temu i trwała 163 miliony lat. (To znaczy od wpół do dziesiątej wieczorem do wpół do dwunastej w naszej skali.) Dzieli się na 3 okresy: trias (35 milionów lat), Jurę lub okres jurajski (58 milionów lat) i kredę , czyli okres kredowy (70 mln lat).
W morzach, nawet w okresie permu, trylobity ostatecznie wymarły. Ale to nie był zachód słońca bezkręgowców morskich. Wręcz przeciwnie: każda wymarła forma została zastąpiona kilkoma nowymi. W epoce mezozoicznej ziemskie oceany obfitowały w mięczaki: belemnity przypominające kalmary (ich skamieniałe muszle nazywane są „diabelskimi palcami”) oraz amonity. Muszle niektórych amonitów osiągały 3 metry średnicy. Nikt inny na naszej planecie, ani wcześniej, ani później, nie miał tak kolosalnych muszli.
W lasach mezozoiku dominowały drzewa iglaste, podobne do współczesnych sosen i cyprysów, a także sagowce. Jesteśmy przyzwyczajeni do widoku owadów unoszących się nad kwiatami. Ale taki spektakl stał się możliwy dopiero od połowy mezozoiku, kiedy na Ziemi rozkwitł pierwszy kwiat. Przez kredę rośliny kwitnące drzewa iglaste i sagowce już zaczęły się gromadzić.
Mezozoik, zwłaszcza jurajski, można nazwać królestwem gadów. Ale nawet na samym początku mezozoiku, kiedy gady dopiero zmierzały ku swojej dominacji, obok nich pojawiały się małe, futrzane zwierzęta stałocieplne - ssaki. Przez długie 100 milionów lat żyły obok dinozaurów, prawie niewidoczne na ich tle, cierpliwie czekając na skrzydłach.
W okresie jurajskim dinozaury miały także innych ciepłokrwistych rywali – pierwsze ptaki (Acheopteryx). Miały dużo więcej wspólnego z gadami: na przykład szczęki usiane ostre zęby. W okresie kredowym wywodziły się z nich również prawdziwe ptaki.
Pod koniec okresu kredowego klimat na Ziemi stał się chłodniejszy. Natura nie mogła już karmić zwierząt ważących więcej niż dziesięć kilogramów. (To prawda, tam teorie naukowe, inaczej tłumacząc wymieranie dinozaurów.) Rozpoczęło się masowe wymieranie (rozciągające się jednak na miliony lat) gigantów - dinozaurów. Teraz zwolnione miejsce mogły zająć zwierzęta i ptaki.

Era kenozoiczna
Era kenozoiczna, która rozpoczęła się „pół godziny przed północą” (67 milionów lat temu), stała się królestwem ptaków, ssaków, owadów i roślin kwiatowych. Trwa to nawet teraz.
Naukowcy dzielą go na 3 okresy: paleogen, neogen i antropogen. Rozpoczął się ostatni z tych okresów, w których pojawia się osoba (według naszej relacji - 50 sekund temu). A czas istnienia całej cywilizacji ludzkiej (jeśli uznamy, że ma 10 tysięcy lat) w naszej skali to tylko „ćwierć sekundy”

Wniosek
Ponad piętnaście lat temu akademik B.S. Sokołow, mówiąc o czasie istnienia życia na ziemi, nazwał liczbę 4 miliardy 250 milionów lat. To tutaj, zgodnie ze współczesnymi danymi naukowymi, można prześledzić granicę między „nie życiem” a „życiem”. Ta liczba jest bardzo ważna. Okazało się, że najważniejsze wydarzenie w historii życia – pojawienie się jego molekularnych podstaw genetycznych – nastąpiło w skali geologicznej wręcz natychmiastowo: zaledwie 250 milionów lat po narodzinach samej planety i najwyraźniej jednocześnie z powstawanie oceanów. Dalsze badania wykazały, że pierwszy organizmy komórkowe pojawił się na naszej planecie znacznie później – dopiero po około miliardzie lat powstały pierwsze proste organizmy komórkowe ze struktur podobnych do koacerwatów. Znaleziono je w skałach, które mają 3 miliardy lat.
Pierwsi mieszkańcy naszej planety okazali się bardzo małymi „cząsteczkami pyłu”: ich długość wynosi zaledwie 0,7, a szerokość 0,2 mikrometra. Rozwój idei chemicznej ewolucji prebiologicznej, która doprowadziła do powstania formy komórkoweżycia, ujawnił rolę różnych czynników środowiskowych w tym procesie. W szczególności J. Bernal uzasadnił udział osadów ilastych na dnie zbiorników w koncentracji substancji organicznych pochodzenia abiogenicznego. Uważa się również, że we wczesnych stadiach formowania się planety Ziemia przechodziła przez obłoki pyłu w przestrzeni międzygwiezdnej i mogła wychwytywać wraz z pyłem kosmicznym, duża liczba cząsteczki organiczne utworzone w przestrzeni. Według przybliżonych szacunków jest to ilość współmierna do biomasy współczesnej Ziemi.
Bibliografia
1. Naidysz W.M. koncepcje nowoczesne nauki przyrodnicze. – M.: Gardariki, 1999. – 476 s.
2. Slyusarev A.A. Biologia z genetyką ogólną. - M .: Medycyna, 1978. - 472 s.
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. – 271 s.