Хипотези за животот. Потеклото на животот на Земјата: теории, хипотези, концепти

Општинска образовна институција

СОУ бр.45

Теории за потеклото на животот на Земјата

Изведена : ученик од 11 одделение „Б“

Нигматулина Марија

Провеила : наставник по биологија

Трапуева Л.С.

Чељабинск

2010 година

Вовед

Хипотези за потеклото на животот

Генобиоза и холобиоза

Опарин-Халданова теорија

Светот на РНК како претходник на современиот живот

Панспермија

Спонтано генерирање живот

Теорија на стабилна состојба

Креационизам

Теорија на еволуција

Дарвинова теорија

Заклучок

Вовед

Теориите за потеклото на Земјата и животот на неа, а всушност и за целиот универзум, се различни и далеку од веродостојни. Според теоријата на стабилна состојба, универзумот постои одсекогаш. Според други хипотези, Универзумот можел да произлезе од куп неутрони како резултат на „Големата експлозија“, да се родил во една од црните дупки или бил создаден од Создателот. Спротивно на популарното верување, науката не може да ја побие тезата за божественото создавање на Универзумот, исто како што теолошките гледишта не мора да ја отфрлаат можноста животот во процесот на неговиот развој да се здобил со карактеристики кои можат да се објаснат врз основа на законите на природата. .

Хипотези за потеклото на животот

Во различни времиња, беа изнесени следните хипотези во врска со потеклото на животот на Земјата:

Хипотеза за биохемиска еволуција

Хипотеза за панспермија

Хипотеза за стационарна состојба на животот

Хипотеза за спонтано генерирање

Теории спонтано генерирањеИ стабилна состојбасе само од историски или филозофски интерес, бидејќи резултатите од научното истражување се во спротивност со заклучоците од овие теории.

Теорија панспермијане го решава фундаменталното прашање за потеклото на животот, само го турка во уште понебулозното минато на Универзумот, иако не може да се исклучи како хипотеза за почетокот на животот на Земјата.

Генобиоза и холобиоза

Во зависност од тоа што се смета за примарно, постојат два методолошки пристапи кон прашањето за потеклото на животот:

Генобиоза- методолошки пристап кон прашањето за потеклото на животот, заснован на верувањето во приматот на молекуларниот систем со својства на примарен генетски код.

Холобиоза- методолошки пристап кон прашањето за потеклото на животот, заснован на идејата за приматот на структури обдарени со способност за елементарен метаболизам со учество на ензимски механизам.

Опарин-Халданова теорија

Во 1924 година, идниот академик Опарин објави статија „Потеклото на животот“, која беше преведена на англиски во 1938 година и го оживеа интересот за теоријата на спонтано генерирање. Опарин сугерираше дека во растворите на соединенија со висока молекуларна тежина можат спонтаносе формираат зони на зголемена концентрација, кои се релативно одвоени од надворешната средина и можат да одржуваат размена со неа. Тој ги повика Coacervate капки, или едноставно коацервира.

Според неговата теорија, процесот што доведе до појава на живот на Земјата може да се подели во три фази:

Појавата на органски материи

Појавата на протеини

Појавата на протеински тела

Астрономските студии покажуваат дека и ѕвездите и планетарните системи настанале од гас и прашина. Заедно со металите и нивните оксиди, содржеше водород, амонијак, вода и наједноставниот јаглеводород - метан.

Условите за почеток на процесот на формирање на протеински структури беа воспоставени од моментот на појавување на примарниот океан. Во водната средина, јаглеводородните деривати можат да претрпат сложени хемиски промени и трансформации. Како резултат на оваа компликација на молекулите, може да се формираат посложени органски супстанции, имено јаглехидрати.

Науката докажа дека како резултат на употребата на ултравиолетовите зраци, можно е вештачки да се синтетизираат не само амино киселини, туку и други биохемиски супстанции. Според теоријата на Опарин, дополнителен чекор кон појавата на протеински тела може да биде формирање на коацерватни капки. Под одредени услови, водната обвивка од органски молекули доби јасни граници и ја оддели молекулата од околниот раствор. Молекулите опкружени со водена обвивка се обединија, формирајќи мултимолекуларни комплекси - коацервати.

Коацерватните капки може да настанат и од едноставно мешање на различни полимери. Во овој случај, се случи самосклопување на полимерните молекули во мултимолекуларни формации - капки видливи под оптички микроскоп.

Капките беа способни да апсорбираат супстанции однадвор како отворени системи. Кога различни катализатори (вклучувајќи ензими) беа вклучени во коацерватните капки, во нив се случија различни реакции, особено полимеризација на мономерите кои доаѓаат од надворешната средина. Поради ова, капките би можеле да се зголемат во волумен и тежина, а потоа да се поделат на ќеркички формации. Така, коацерватите може да растат, да се размножуваат и да вршат метаболизам.

Слични ставови изрази и британскиот биолог Џон Халдејн.

Теоријата беше тестирана од Стенли Милер во 1953 година во експериментот Милер-Ури. Тој стави мешавина од H 2 O, NH 3, CH 4, CO 2, CO во затворен сад (сл. 1) и почна да поминува низ него електрични празнења. Се покажа дека се формираат амино киселини. Подоцна, други шеќери и нуклеотиди биле добиени под различни услови. Тој заклучил дека еволуцијата може да се случи во фаза одвоена состојба од раствор (коацервати). Сепак, таков систем не може да се репродуцира самиот себе.

Теоријата беше оправдана, освен еден проблем, на кој речиси сите експерти од областа на потеклото на животот одамна замижуваа. Ако спонтано, преку случајни синтези без шаблони, се појавија единечни успешни дизајни на протеински молекули во коацерватот (на пример, ефективни катализатори кои обезбедуваат предност за даден коацерват во растот и репродукцијата), тогаш како би можеле да се копираат за дистрибуција во коацерват, а уште повеќе за пренос на коацервати на потомци? Се покажа дека теоријата не може да понуди решение за проблемот со точната репродукција - во коацерват и во генерации - на единечни, случајно појавувани ефективни протеински структури. Сепак, се покажа дека првите коацервати може да се формираат спонтано од липиди синтетизирани абиогенски, и тие можат да влезат во симбиоза со „живи раствори“ - колонии на самореплицирани молекули на РНК, меѓу кои имало и рибозими кои ја катализираат синтезата на липидите и таква заедница е веќе возможна наречете ја организам.

Александар Опарин (десно) во лабораторија

Светот на РНК како претходник на современиот живот

До 21 век, теоријата на Опарин-Халдан, која го претпоставува првичното појавување на протеините, практично отстапи место на помодерна. Поттик за неговиот развој беше откривањето на рибозими - молекули на РНК со ензимска активност и затоа способни да комбинираат функции кои во реалните клетки главно се извршуваат одделно од протеини и ДНК, односно да катализираат биохемиски реакции и да складираат наследни информации. Така, се претпоставува дека првите живи суштества биле РНК организми без протеини и ДНК, а нивниот прототип би можел да биде автокаталитички циклус формиран од токму тие рибозими способни да ја катализираат синтезата на нивните сопствени копии.

Панспермија

Според теоријата за Панспермија, предложена во 1865 година од германскиот научник Г. Рихтер и конечно формулирана од шведскиот научник Арениус во 1895 година, животот можел да биде донесен на Земјата од вселената. Живите организми од вонземско потекло најверојатно ќе влезат со метеорити и космичка прашина. Оваа претпоставка се заснова на податоци за високата отпорност на некои организми и нивните спори на радијација, висок вакуум, ниски температури и други влијанија. Сепак, сè уште нема сигурни факти кои го потврдуваат вонземското потекло на микроорганизмите пронајдени во метеоритите. Но, дури и да стигнат на Земјата и да доведат до живот на нашата планета, прашањето за првобитното потекло на животот ќе остане неодговорено.

Френсис Крик и Лесли Оргел предложија друга опција во 1973 година - контролирана панспермија, односно намерна „инфекција“ на Земјата (заедно со другите планетарни системи) со микроорганизми испорачани на беспилотни вселенски летала од напредна вонземска цивилизација, која можеби се соочувала со глобална катастрофа или едноставно се надеваше дека ќе тераформира други планети за идна колонизација. Тие дадоа два главни аргументи во корист на нивната теорија - универзалноста на генетскиот код (познатите други варијации на кодот се користат многу поретко во биосферата и малку се разликуваат од универзалната) и значајната улога на молибденот во некои ензими. Молибденот е многу редок елемент низ Сончевиот систем. Според авторите, првобитната цивилизација можеби живеела во близина на ѕвезда збогатена со молибден.

Наспроти приговорот дека теоријата за панспермија (вклучително и контролирана) не го решава прашањето за потеклото на животот, тие го изнесоа следниот аргумент: на планети од друг тип непознат за нас, веројатноста за потеклото на животот првично може да биде многу повисока отколку на Земјата, на пример, поради присуството на специјални минерали со висока каталитичка активност.

Во 1981 година, Ф. Крик ја напиша книгата „Самиот живот: неговото потекло и природа“, во која подетално ја изложува хипотезата за контролирана панспермија отколку во статијата и во популарна форма.

Спонтано генерирање живот

Оваа теорија била вообичаена во Античка Кина, Вавилон и Стар Египет како алтернатива на креационизмот, со кој коегзистирала. Аристотел (384-322 п.н.е.), често поздравуван како основач на биологијата, ја одржувал теоријата за спонтано потекло на животот. Според оваа хипотеза, одредени „честички“ на супстанцијата содржат одреден „активен принцип“ кој, под соодветни услови, може да создаде жив организам. Аристотел бил во право кога верувал дека овој активен принцип е содржан во оплодената јајце клетка, но погрешно верувал дека таа е присутна и во сончева светлина, кал и гнило месо.

Со ширењето на христијанството, теоријата за спонтано потекло на животот падна во немилост, но оваа идеја продолжи да постои некаде во позадина уште многу векови.

Познатиот научник Ван Хелмонт опишал експеримент во кој наводно создал глувци за три недели. За ова ви требаше валкана кошула, темен плакар и грст пченица. Ван Хелмонт сметаше дека човечката пот е активен принцип во процесот на генерирање на глувци.

Во 1688 година, италијанскиот биолог и лекар Франческо Реди поригорозно му пристапил на проблемот со потеклото на животот и ја доведувал во прашање теоријата за спонтано генерирање. Реди открил дека малите бели црви кои се појавуваат на гнило месо се ларви на муви. По спроведувањето на серија експерименти, тој добил податоци кои ја поддржуваат идејата дека животот може да настане само од претходниот живот (концептот на биогенеза).

Овие експерименти, сепак, не доведоа до напуштање на идејата за спонтано генерирање, и иако оваа идеја донекаде избледе во позадина, таа продолжи да биде главната верзија на потеклото на животот.

Додека експериментите на Реди се чинеше дека го негираа спонтано генерирање кај мувите, раните микроскопски студии од Антони ван Леувенхук ја зајакнаа теоријата додека се применуваше на микроорганизмите. Самиот Леувенхук не влегувал во спорови меѓу поддржувачите на биогенезата и спонтаното генерирање, но неговите набљудувања под микроскоп обезбедиле храна за двете теории.

Во 1860 година, францускиот хемичар Луј Пастер се зафатил со проблемот со потеклото на животот. Преку своите експерименти, тој докажал дека бактериите се сеприсутни и дека неживите материјали лесно можат да се контаминираат од живите суштества доколку не се правилно стерилизирани. Научникот варел различни подлоги во вода во кои би можеле да се формираат микроорганизми. Со дополнително вриење, микроорганизмите и нивните спори изумреа. Пастер прикачи запечатена колба со слободен крај на цевка во форма на S. Спорите на микроорганизмите се населиле на закривената цевка и не можеле да навлезат во хранливата средина. Добро сварениот хранлив медиум остана стерилен во него, и покрај тоа што беше обезбеден воздушен пристап.

Како резултат на серија експерименти, Пастер ја докажал валидноста на теоријата за биогенеза и конечно ја побил теоријата за спонтано генерирање.

Теорија на стабилна состојба

Според теоријата за стабилна состојба, Земјата никогаш не настанала, туку постоела засекогаш; отсекогаш бил способен да го поддржи животот, а ако се променил, бил многу малку. Според оваа верзија, видовите исто така никогаш не се појавиле, тие отсекогаш постоеле, а секој вид има само две можности - или промена на бројот или исчезнување.

Сепак, хипотезата за стационарна состојба фундаментално е во спротивност со податоците на модерната астрономија, кои укажуваат на конечен животен век на која било ѕвезда и, соодветно, на планетарните системи околу ѕвездите. Според современите проценки, врз основа на земајќи ги предвид стапките на радиоактивното распаѓање, староста на Земјата, Сонцето и Сончевиот систем е ~4,6 милијарди години. Затоа, оваа хипотеза обично не се разгледува од академската наука.

Застапниците на оваа теорија не препознаваат дека присуството или отсуството на одредени фосилни остатоци може да укаже на времето на појавување или исчезнување на одреден вид, а како пример наведуваат претставник на риба со решетки - целакант (коелакант). Според палеонтолошките податоци, животните со лобуси изумреле на крајот од периодот на креда. Сепак, овој заклучок мораше да се преиспита кога беа пронајдени живи претставници на лобус-перки во регионот на Мадагаскар. Застапниците на теоријата за стабилна состојба тврдат дека само со проучување на живите видови и споредување со фосилните остатоци може да се извлече заклучок за истребување, па дури и тогаш е многу веројатно дека тоа ќе биде неточно. Користејќи ги палеонтолошките податоци за поддршка на теоријата за стабилна состојба, нејзините поборници го толкуваат изгледот на фосилите во еколошка смисла. На пример, тие го објаснуваат ненадејното појавување на фосилни видови во одреден слој со зголемување на големината на неговата популација или неговото движење на места поволни за зачувување на остатоците.

Креационизам

Креационизам (од англиски. создавањето- создавање) е религиозен и филозофски концепт во кој целата разновидност на органскиот свет, човештвото, планетата Земја, како и светот во целина, се сметаат за намерно создадени од некое врховно битие или божество. Теорија креационизам, повикувајќи се на одговорот на прашањето за потеклото на животот на религијата (создавањето живот од Бога), според критериумот на Попер е надвор од полето на научното истражување (бидејќи е непобитно: невозможно е со научни методи да се докаже и дека Бог не го создал животот и дека Бог го создал). Дополнително, оваа теорија не дава задоволителен одговор на прашањето за причините за појавата и постоењето на самото врховно битие, обично едноставно постулирајќи ја неговата беспочетност.

Теорија на еволуција

Досега, во научната и општообразовната средина, теоријата на еволуцијата се сметаше за главна теорија за потеклото на животот на Земјата во сета нејзина разновидност. Оваа теорија произлезе од работата на семејството Дарвин: лекарот, натуралистот и поет Еразмо Дарвин (1731-1802), кој ја предложи теоријата на еволуцијата во 1790-тите, а особено неговиот натуралист внук Чарлс Дарвин (1809-1882), кој објави во 1859 година, неговата сега позната книга „За потеклото на видовите со помош на природна селекција или зачувување на омилените раси во борбата за живот“.
Теоријата за еволуција, често наречена Дарвинска теорија или Дарвинизам, не се појавила од никаде. До времето на Дарвин, космолошката теорија на Емануел Кант, со неговиот бесконечен универзум во просторот и времето, подлежен на законите на механиката опишани од Исак Њутн, стана општо прифатена. Покрај тоа, англискиот научник Чарлс Лајел (1797-1875) ја потврди теоријата за таканаречениот униформитаризам, предложена од научникот од 18 век Џејсон Хатон (1726-1797), според која Земјата била формирана во текот на милиони години како резултат на тоа. на бавни и постепени процеси кои се случуваат и денес. Лајел го потврди овој заклучок во 3 тома на „Основи на геологијата“, објавени во 1830-1833 година.
Така, се создаде основата на теоријата на еволуцијата, врз која Чарлс Дарвин го создаде хармоничното здание на својата теорија со објавување на книгите: „Потекло на видовите“, „Промена во домашните животни и култивирани растенија“, „Потеклото на човекот“. и Сексуална селекција“ и други

Дарвинова теорија

Според Дарвин, еволуцијата, т.е. историјата на развојот на органскиот свет на Земјата се изведува како резултат на интеракцијата на три главни фактори: варијабилност, наследност и природна селекција. Благодарение на овие фактори, организмите акумулираат нови адаптивни карактеристики во текот на процесот на развој, што на крајот доведува до формирање на нови видови.
Како поддршка на теоријата на Дарвин, веднаш беа предложени два аргументи: заостанати органи и теоријата на ембрионска рекапитулација.
Така, беше составен список од 180 човечки зачетоци - органи кои ја изгубиле својата намена во процесот на нејзиниот развој од пониски форми, т.е. органи кои на човекот повеќе не му се потребни и може да се отстранат. Меѓутоа, додека ги проучувале овие остатоци (на пример, слепото црево), научниците префрлале орган по орган од списокот додека не прекрстиле сè. По 100 години, физиолозите не сметаат дека ниту еден човечки орган е бескорисен.
Набргу, теоријата за ембрионална рекапитулација, предложена во 1868 година од германскиот зоолог Ернст Хекел, поддржувач и пропагандист на учењата на Дарвин, исто така изумре долго време. Оваа теорија се заснова на очигледната сличност меѓу човечки и кучешки ембриони на возраст од 4 недели, како и присуството на таканаречените „жабрени процепи“ и „опашка“ во човечкиот ембрион.
Всушност, се покажа дека Хекел ги фалсификувал илустрациите (ги ретуширал), за што академскиот совет на Универзитетот во Јена го прогласил Хекел за виновен за научна измама, а неговата теорија е неоснована. Но, во СССР, речиси пред неговиот распад, учебниците упорно прикажуваа слики од ембриони, наводно потврдувајќи ја теоријата за рекапитулација, долго време отфрлена од ембриолозите во остатокот од светот.

Заклучок

Многу од овие „теории“ и нивните предложени објаснувања за постојната разновидност на видовите ги користат истите податоци, но нагласуваат различни аспекти од нив. Научните теории можат да бидат супер-фантастични од една страна, и супер-скептични од друга страна. Теолошките размислувања, исто така, можат да најдат место во оваа рамка, во зависност од религиозните ставови на нивните автори. Една од главните точки на несогласување, дури и во преддарвинско време, беше прашањето за односот помеѓу научните и теолошките погледи за историјата на животот.

(9) животот на Земјатаво историското минато како резултат.. огромен број на различни хипотези и теорииза причината за настанување животот на Земјата, ниту еден од нив...

Животот е најголемото чудо што постои на нашата планета. Проблемите на неговото проучување во моментов се окупирани не само од биолозите, туку и од физичари, математичари, филозофи и други научници. Се разбира, најтешката мистерија е самото потекло на животот на Земјата.

Истражувачите сè уште се расправаат за тоа како се случило тоа. Доволно чудно, филозофијата даде значаен придонес во проучувањето на овој феномен: оваа наука овозможува да се извлечат точни заклучоци со сумирање на огромни количини на информации. Кои верзии ги водат научниците ширум светот денес? Еве ги моменталните теории за потеклото на животот на Земјата:

Концептот на спонтано генерирање.
Креационизам или теорија на божествено создавање.
Принципот на стационарна состојба.
Панспермија, чии поддржувачи тврдат дека е природна „продуктивност“ на која било планета каде што постојат соодветни услови. Конкретно, оваа идеја некогаш беше развиена од добро познатиот академик Вернадски.
Биохемиска еволуција според А.И.

Да ги разгледаме сите овие теории за потеклото на животот на Земјата малку подетално.

Материјализам и идеализам

Назад во средниот век и порано, во арапскиот свет, некои научници, дури и ризикувајќи го сопствениот живот, претпоставуваа дека светот може да се создаде како резултат на некои природни процеси, без учество на божествена суштина. Овие беа првите материјалисти. Според тоа, сите други гледишта кои предвидуваа Божествена интервенција во создавањето на сите нешта се сметаа за идеалистички. Според тоа, сосема е можно да се разгледа потеклото на животот на Земјата од овие две позиции.

Креационистите тврдат дека животот можел да го создаде само Бог, додека материјалистите ја промовираат теоријата за појавата на првите органски соединенија и животот од неоргански материи. Нивната верзија се заснова на сложеноста или неможноста за разбирање на оние процеси што резултирале со животот во неговата модерна форма. Интересно е што модерната Црква само делумно ја поддржува оваа хипотеза. Од гледна точка на најпријателските фигури на научниците, навистина е невозможно да се разбере главниот план на Создателот, но можеме да ги одредиме појавите и процесите поради кои настанал животот. Сепак, ова е сè уште многу далеку од вистински научен пристап.

Во моментов преовладува материјалистичката гледна точка. Сепак, тие не секогаш изнесуваа модерни теории за потеклото на животот. Така, хипотезата дека потеклото и еволуцијата на животот на Земјата настанале спонтано, на почетокот била популарна, а поддржувачите на овој феномен биле пронајдени уште во почетокот на 19 век.

Застапниците на овој концепт тврдеа дека постојат одредени закони од природна природа кои ја одредуваат можноста за произволна транзиција на неоргански соединенија во органски со последователно произволно формирање на живот. Ова ја вклучува и теоријата за создавање на „хомункулус“, вештачка личност. Општо земено, спонтаното потекло на животот на Земјата сè уште се смета сериозно од некои „експерти“... Барем е добро што зборуваат за бактерии и вируси.

Се разбира, подоцна се покажа дека овој пристап е погрешен, но одигра важна улога, обезбедувајќи огромна количина на вреден емпириски материјал. Забележете дека конечното отфрлање на верзијата за независното потекло на животот се случи само во средината на 19 век. Во принцип, неможноста за таков процес ја докажа Луј Пастер. За ова, научникот дури доби и значителна награда од Француската академија на науките. Наскоро главните теории за потеклото на животот на Земјата доаѓаат до израз, кои ќе ги опишеме подолу.

Теоријата на академик Опарин

Модерните идеи за потеклото на животот на Земјата се засноваат на теорија што ја изнесе домашниот истражувач, академик Опарин, уште во 1924 година. Тој го отфрли принципот на Реди, кој зборуваше за можноста само за биогена синтеза на органски материи, посочувајќи дека овој концепт важи само за сегашната состојба на работите. Научникот истакна дека на самиот почеток од своето постоење нашата планета била џиновска карпеста топка, на која, во принцип, немало органска материја.

Хипотезата на Опарин беше дека потеклото на животот на планетата Земја е долгорочен биохемиски процес, чии суровини се вообичаени соединенија кои можат да се најдат на која било планета. Академикот сугерираше дека транзицијата на овие супстанции во посложени е можна под влијание на исклучително силни физички и хемиски фактори. Опарин беше првиот што изнесе хипотеза за континуирана трансформација и интеракција на органски и неоргански соединенија. Тој го нарече „биохемиска еволуција“. Подолу се главните фази на потеклото на животот на Земјата според Опарин.

Фаза на хемиска еволуција

Пред околу четири милијарди години, кога нашата планета беше огромна и безживотна карпа во длабочините на вселената, на нејзината површина веќе беше во тек процесот на небиолошка синтеза на јаглеродни соединенија. Во овој период, вулканите испуштале титански количества лава и топли гасови. Ладејќи се во примарната атмосфера, гасовите се претворија во облаци, од кои непрестајно паѓаа поројни дождови. Сите овие процеси се одвивале во текот на милиони години. Но, извинете, кога започнало потеклото на животот на Земјата?

Во исто време, тушевите доведоа до појава на огромни примарни океани, чии води беа исклучително заситени со соли. Првите органски соединенија стигнаа таму, чие формирање се случи во атмосферата под влијание на силни електрични празнења и УВ зрачење. Постепено нивната концентрација се зголемуваше додека морињата не се претворија во еден вид „чорба“ заситена со пептиди. Но, што се случи потоа и како се појавија првите клетки од оваа „супа“?

Формирање на протеински соединенија, масти и јаглени хидрати

И само во втората фаза се појавуваат вистински протеини и други соединенија од кои се гради живот во „чорбата“. Условите на Земјата омекнаа, се појавија јаглени хидрати, протеини и масти, првите биополимери и нуклеотиди. Така се формирале коацерватни капки, кои биле прототип на вистински клетки. Грубо кажано, ова беше името дадено на капки протеини, масти и јаглехидрати (како во супата). Овие формации можеле да ги апсорбираат и апсорбираат оние супстанции кои биле растворени во водите на примарните океани. Во исто време, се случи еден вид еволуција, чиј резултат беа капки со зголемена отпорност и стабилност на влијанијата од околината.

Изглед на првите клетки

Всушност, во третата фаза, оваа аморфна формација се претвори во нешто по „значајно“. Односно, во жива клетка способна за процес на саморепродукција. Природната селекција на капки, за која веќе разговаравме погоре, стана сè построга. Првите „напредни“ коцервати веќе имаа, иако примитивен, метаболизам. Научниците сугерираат дека капката, откако достигнала одредена големина, се распаднала на помали формации кои ги имале сите карактеристики на матичната „клетка“.

Постепено, слој од липиди се појави околу јадрото на коцерватот, што доведе до полноправна клеточна мембрана. Така настанале примарните клетки, археклетоците. Токму овој момент со право може да се смета за потекло на животот на Земјата.

Дали е реална небиолошката синтеза на органска материја?

Што се однесува до хипотезата за потеклото на животот на Земјата од Опарин... Многу луѓе веднаш имаат прашање: „Колку е реално формирањето на органска материја од неорганска материја во природни услови? Многу истражувачи имале такви размислувања!

Во 1953 година, американскиот научник Милер ја моделира исконската атмосфера на Земјата, со нејзините неверојатни температури и електрични празнења. Во оваа средина беа ставени едноставни неоргански соединенија. Како резултат на тоа, таму беа формирани оцетни и мравја киселини и други органски соединенија. Така настанало настанокот на животот на Земјата. Накратко, овој процес може да се карактеризира со филозофскиот закон за „Премин на квантитет во квалитет“. Едноставно кажано, со акумулација на одредена количина на протеини и други супстанции во примарниот океан, овие соединенија добиваат различни својства и способност за самоорганизирање.

Јаки и слаби страни на теоријата на Опарин

Концептот што го разгледавме има не само силни туку и слаби страни. Силата на теоријата е нејзината логика и експериментална потврда на абиотската синтеза на органски соединенија. Во принцип, ова може да биде потеклото и развојот на животот на Земјата. Огромна слабост е фактот што досега никој не може да објасни како коацерватите можеле да се дегенерираат во сложена биолошка структура. Дури и поддржувачите на теоријата признаваат дека преминот од капка протеин-масти во полноправна клетка е многу сомнителен. Веројатно нешто пропуштаме со тоа што не земаме предвид фактори за нас непознати. Во моментов, сите научници препознаваат дека имало некој вид остар скок, како резултат на што стана можно самоорганизирање на материјата. Како воопшто може да се случи ова? Сè уште е нејасно... Кои други главни теории за потеклото на животот на Земјата постојат?

Теорија на панспермија и стабилна состојба

Како што веќе рековме, едно време оваа верзија беше жестоко поддржана и „промовирана“ од познатиот академик Вернадски. Општо земено, теоријата на панспермија не може да се дискутира изолирано од концептот на стационарна состојба, бидејќи тие го разгледуваат принципот на потеклото на животот од истата гледна точка. Треба да знаете дека овој концепт првпат беше предложен од германскиот Рихтер на крајот на 19 век. Во 1907 година, тој беше поддржан од шведскиот истражувач Арениус.

Научниците кои се придржуваат до овој концепт веруваат дека животот едноставно постоел во Универзумот и секогаш ќе постои. Се пренесува од планета на планета со помош на комети и метеорити, кои играат улога на чудни „семиња“. Недостаток на оваа теорија е што се верува дека самиот универзум се формирал пред приближно 15-25 милијарди години. Воопшто не личи на Вечноста. Имајќи предвид дека планетите потенцијално погодни за формирање на живот се многу пати помали од обичните карпести планетоиди, сосема е логично да се наметнува прашањето: „Кога и каде настанал животот и како се раширил низ Универзумот со таква брзина, земајќи имајќи ги предвид нереалните растојанија?“

Треба да се запомни дека возраста на нашата планета не е повеќе од 5 милијарди години. Кометите и астероидите летаат многу побавно од брзината на светлината, така што тие едноставно нема да имаат доволно време да го засадат „семето“ на животот на Земјата. Застапниците на панспермијата сугерираат дека одредени семиња (на пример, спори на микроорганизми) се транспортираат „на светлосни зраци“ со соодветна брзина... Но, децениите вселенски летала овозможија да се докаже дека има доста слободни честички во вселената. Веројатноста за овој метод на ширење живи организми е премногу мала.

Некои истражувачи денес сугерираат дека секоја планета што е погодна за живот може на крајот да формира протеински тела, но механизмот на овој процес ни е непознат. Други научници велат дека во универзумот, можеби, има некои „лулки“, планети на кои може да се формира живот. Звучи, се разбира, како некаква научна фантастика... Сепак, кој знае. Во последните години, кај нас и во странство, постепено почна да се оформува една теорија, чии одредби говорат за информациите првично кодирани во атомите на супстанциите...

Наводно, овие податоци го даваат самиот поттик што води до трансформација на наједноставните коацервати во археклети. Ако размислуваме логично, тогаш ова е истата теорија за спонтано потекло на животот на Земјата! Генерално, концептот на панспермија е тешко да се смета како целосна научна теза. Нејзините поддржувачи можат само да кажат дека животот е донесен на Земјата од други планети. Но, како се формира таму? Нема одговор на ова.

„Подарок“ од Марс?

Денес со сигурност е познато дека навистина имало вода на Црвената планета и дека постоеле сите услови поволни за развој на протеинскиот живот. Податоците кои го потврдуваат тоа се добиени благодарение на работата на површината на два слетувачи одеднаш: Spirit и Curiosity. Но, научниците сè уште страсно се расправаат: дали имало живот таму? Факт е дека информациите добиени од истите ровери укажуваат на краткорочно (од геолошки аспект) постоење на вода на оваа планета. Колку е голема веројатноста дека, во принцип, таму успеале да се развијат полноправни протеински организми? Повторно, нема одговор на ова прашање. Повторно, дури и ако животот дојде на нашата планета од Марс, ова во никој случај не го објаснува процесот на нејзиниот развој таму (за што веќе пишувавме).

Значи, ги испитавме основните концепти за потеклото на животот на Земјата. Кои од нив се апсолутно вистинити не е познато. Проблемот е што сè уште не постои ниту еден експериментално потврден тест кој би можел да го потврди или побие барем концептот на Опарин, а да не зборуваме за други тези. Да, можеме да синтетизираме протеини без никакви проблеми, но не можеме да добиеме животен век на протеини. Така, научниците чекаат работа уште многу децении.

Има уште еден проблем. Факт е дека ние интензивно бараме живот заснован на јаглерод и се обидуваме да разбереме како точно настанал. Што ако концептот на живот е многу поширок? Што ако може да се базира на силикон? Во принцип, оваа гледна точка не е во спротивност со принципите на хемијата и биологијата. Така, на патот кон наоѓање одговори се среќаваме со се повеќе и повеќе нови прашања. Во моментов, научниците изнесоа неколку фундаментални тези, водени од кои луѓето бараат потенцијално населиви планети. Тука се:

Планетата треба да орбитира во таканаречената „зона на удобност“ околу ѕвездата: нејзината површина не треба да биде премногу топла или премногу студена. Во принцип, најмалку една или две планети во секој ѕвезден систем го исполнуваат ова барање (особено Земјата и Марс).
Масата на такво тело треба да биде просечна (во рамките на еден и пол пати поголема од големината на Земјата). Планетите кои се премногу големи или имаат нереално висока гравитација или се гасни џинови.
Повеќе или помалку високо организиран живот може да постои само во близина на прилично стари ѕвезди (најмалку три до четири милијарди години).
Ѕвездата не треба сериозно да ги менува своите параметри. Бескорисно е да се бара живот во близина на бели џуџиња или црвени џинови: ако беше таму, одамна ќе умреше поради крајно неповолните услови на животната средина.
Пожелно е ѕвездениот систем да биде сингл. Во принцип, современите истражувачи се противат на оваа теза. Можно е бинарен систем со две ѕвезди лоцирани на спротивните краеви да содржи уште повеќе потенцијално населиви планети. Згора на тоа, денес се повеќе се зборува дека некаде на периферијата на Сончевиот систем има облак гас-прашина, претходник на нероденото второ Сонце.

Конечни заклучоци

Значи, што можеме да кажеме како заклучок? Прво, итно ни недостасуваат податоци за точните услови на животната средина на новоформираната Земја. За да се добијат овие информации, идеално треба да се набљудува развојот на планета што е слична на нашата во други аспекти. Покрај тоа, на истражувачите сè уште им е тешко да кажат точно кои фактори ја стимулираат транзицијата на коацерватните архекапели во полноправни клетки. Можеби понатамошни длабински студии на геномот на живите суштества ќе дадат некои одговори.

МИНИСТЕРСТВО ЗА ОБРАЗОВАНИЕ НА РЕПУБЛИКА БЕЛОРУСИЈА

BSPU IM. М. ТЕНК

ДЕФЕКТЕЛОТ ФАКУЛТЕТ

КАТЕДРА ЗА ОСНОВИ НА ДЕФЕКТОЛОГИЈА

Есеј

во дисциплината „Природни науки“

на тема:

„Главните хипотези за потеклото на животот на Земјата“.

Изведено:

Ученик од 1 година од група 101

оддел за кореспонденција (буџетски

форма на обука)

………Ирина Анатолиевна

ВОВЕД………………………………………………………………………………..….1

1. КРЕАЦИОНИЗАМ………………………………………………………………….1

2. ТЕОРИЈА НА стабилна состојба……………………………………..2

3. ТЕОРИЈА НА СПОНТАНО ГЕНЕРАЦИЈА…………..…3

4. ТЕОРИЈА НА ПАНСПЕРМИЈА……………………………………………………………………

5. ТЕОРИЈА НА ОПАРИН…………………………………..……10

6. СОВРЕМЕНИ ПОГЛЕДИ ЗА ПОТЕКЛОТО НА ЖИВОТОТ НА ЗЕМЈАТА………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ЗАКЛУЧОК……………………………………………………………..14

ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………………………………………….

ВОВЕД

Проблемот со потеклото на животот на Земјата и можноста за негово постоење во други области на Универзумот долго време го привлекуваше вниманието и на научниците и филозофите и на обичните луѓе. Во последниве години, интересот за овој „вечен проблем“ значително се зголеми.

Ова се должи на две околности: прво, значителен напредок во лабораториското моделирање на некои фази од еволуцијата на материјата што доведоа до потеклото на животот, и второ, брзиот развој на вселенското истражување, со што се прави директна потрага по какви било форми на живот на планетите на Сончевиот систем се повеќе и пореални, а во иднина и пошироко.

Потеклото на животот е едно од најмистериозните прашања, сеопфатен одговор на кој тешко дека некогаш ќе се добие. Многу хипотези, па дури и теории за потеклото на животот, кои објаснуваат различни аспекти на оваа појава, засега не можат да ја надминат суштинската околност - експериментално го потврдуваат фактот за појавата на животот. Модерната наука нема директни докази за тоа како и каде настанал животот. Постојат само логички конструкции и индиректни докази добиени преку експерименти со модели, и податоци од областа на палеонтологијата, геологијата, астрономијата итн.

Теориите за потеклото на животот на Земјата се различни и далеку од веродостојни. Најчестите теории за потеклото на животот на Земјата се следните:

1. Животот е создаден од натприродно битие (Создател) во одредено време (креационизам).

2. Животот отсекогаш постоел (теорија на стационарна состојба).

3. Животот постојано се појавува од нежива материја (спонтана генерација).

4. Животот е донесен на нашата планета однадвор (панспермија).

5. Животот настанал како резултат на процеси кои ги почитуваат хемиските и физичките закони (биохемиска еволуција).

1. КРЕАЦИОНИЗАМ.

Креационизмот (од латинскиот creaсio - создавање) е филозофски и методолошки концепт во чии рамки целата разновидност на органскиот свет, човештвото, планетата Земја, како и светот како целина, се сметаат за намерно создадени од некое супербитие. (Создател) или божество. Не постои научен доказ за ова гледиште: во религијата вистината се сфаќа преку божественото откровение и вера. Се смета дека процесот на создавање на светот се случил само еднаш и затоа е недостапен за набљудување.

Кон теоријата на креационизам се придржуваат следбениците на речиси сите најчести религиозни учења (особено христијаните, муслиманите, Евреите). Според оваа теорија, потеклото на животот се однесува на некој специфичен натприроден настан во минатото кој може да се пресмета. Во 1650 година, архиепископот Ашер од Армаг (Ирска) пресметал дека Бог го создал светот во октомври 4004 година п.н.е. д. и ја заврши својата работа на 23 октомври во 9 часот, создавајќи го човекот. Ашер го добил овој датум со собирање на вековите на сите луѓе споменати во библиската генеалогија, од Адам до Христос („кој кого родил“). Од аритметичка гледна точка, ова има смисла, но тоа значи дека Адам живеел во време кога, како што покажуваат археолошките наоди, на Блискиот Исток веќе постоела добро развиена урбана цивилизација.

Традиционалното јудео-христијанско гледиште за создавањето, како што е наведено во Книгата Битие, било и продолжува да биде контроверзно. Сепак, постоечките противречности не го побиваат концептот на создавање. Хипотезата за создавање не може ниту да се докаже ниту да се побие и секогаш ќе постои заедно со научните хипотези за потеклото на животот.

Креационизмот се смета за Божјо создание. Меѓутоа, во моментов, некои го гледаат како резултат на активноста на високо развиена цивилизација, создавајќи различни форми на живот и набљудувајќи го нивниот развој.

2. ТЕОРИЈА НА СТАЦИОНЕРНА СОСТОЈБА.

Според оваа теорија, Земјата никогаш не настанала, туку постоела засекогаш; отсекогаш бил способен да го поддржи животот, а ако се променил, бил многу малку. Според оваа верзија, видовите исто така никогаш не се појавиле, тие отсекогаш постоеле, а секој вид има само две можности - или промена на бројот или исчезнување.

Според современите проценки, врз основа на стапката на радиоактивно распаѓање, староста на Земјата е 4,6 милијарди години. Понапредните методи за датирање обезбедуваат сѐ повисоки проценки за староста на Земјата, што ги наведува поддржувачите на теоријата за стабилна состојба да веруваат дека Земјата отсекогаш постоела.

Беа пронајдени и многу други животни кои се сметаа за исчезнати, на пример, лингулата - мало морско животно, наводно изумрено пред 500 милиони години, денес е живо и како и другите „живи фосили“: солендон - итрица, туатара - гуштер. Со милиони години тие не претрпеле никакви еволутивни промени.

Друг пример за заблуда е Археоптерикс - суштество кое поврзува птици и влекачи, преодна форма на патот кон трансформирање на влекачи во птици. Но, во 1977 година, во Колорадо беа откриени фосили на птици, чија старост е пропорционална, па дури и ја надминува возраста на остатоците од Археоптерикс, т.е. тоа не е преодна форма.

Застапниците на теоријата за стабилна состојба тврдат дека само со проучување на живите видови и споредување со фосилните остатоци може да се извлече заклучок за истребување, па дури и тогаш е многу веројатно дека тоа ќе биде неточно. Користејќи ги палеонтолошките податоци за поддршка на теоријата за стабилна состојба, нејзините поборници го толкуваат изгледот на фосилите во еколошка смисла.

На пример, тие го објаснуваат ненадејното појавување на фосилни видови во одреден слој со зголемување на големината на неговата популација или неговото движење на места поволни за зачувување на остатоците.

Голем дел од аргументите за оваа теорија се поврзани со нејасни аспекти на еволуцијата, како што е значењето на прекините во фосилните записи, и токму по овие линии таа е најопширно развиена.

Хипотезата за стабилна состојба понекогаш се нарекува хипотеза за етернизам (од латинскиот eternus - вечен). Хипотезата за етернизам ја изнесе германскиот научник В. Прејер во 1880 година.

Ставовите на Прејер беа поддржани од академик Владимир Иванович Вернадски (1864 - 1945), автор на доктрината за биосферата. Вернадски верувал дека животот е истата вечна основа на космосот, кои се материјата и енергијата. „Знаеме, и научно го знаеме“, инсистираше тој, „дека Космосот не може да постои без материја, без енергија. И дали има доволно материја, дури и без манифестација на живот, за да се изгради Космосот, тој Универзум што е достапен за човечкиот ум? На ова прашање тој одговори негативно, повикувајќи се конкретно на научни факти, а не на лични симпатии, филозофски или религиозни верувања. „...Можеме да зборуваме за вечноста на животот и за манифестациите на неговите организми, исто како што можеме да зборуваме за вечноста на материјалниот супстрат на небесните тела, нивните топлински, електрични, магнетни својства и нивните манифестации. Од оваа гледна точка, прашањето за почетокот на животот ќе биде подалеку од научните истражувања колку и прашањето за почетокот на материјата, топлината, електричната енергија, магнетизмот и движењето“.

Врз основа на идејата за биосферата како земен, но во исто време и космички механизам, Вернадски го поврза неговото формирање и еволуција со организацијата на Космосот. „Ни станува јасно“, напиша тој, „дека животот е космички феномен, а не чисто земен“. Вернадски ја повтори оваа идеја многупати: „... немаше почеток на животот во Космосот што го набљудуваме, бидејќи немаше почеток на овој Космос. Животот е вечен затоа што Космосот е вечен“.

3. ТЕОРИЈА НА СПОНТАНО ГЕНЕРАЦИЈА.

Оваа теорија била вообичаена во античка Кина, Вавилон и Египет како алтернатива на креационизмот, со кој коегзистирала. Религиозните учења на сите времиња и на сите народи обично го припишуваат изгледот на животот на еден или друг творечки чин на божество. И првите истражувачи на природата многу наивно го решиле ова прашање. Аристотел (384 – 322 п.н.е.), често поздравуван како основач на биологијата, се придржувал до теоријата за спонтаното потекло на животот. Дури и за таков извонреден ум на антиката како Аристотел, не беше особено тешко да се прифати идејата дека животните - црви, инсекти, па дури и риби - можат да настанат од тиња. Напротив, овој филозоф тврдеше дека секое суво тело, кога станува влажно, и, обратно, секое влажно тело, станува суво, ќе раѓа животни.

Според хипотезата на Аристотел за спонтано создавање, одредени „честички“ на материјата содржат одреден „активен принцип“ кој, под соодветни услови, може да создаде жив организам. Аристотел бил во право кога верувал дека овој активен принцип е содржан во оплодената јајце клетка, но погрешно верувал дека таа е присутна и во сончева светлина, кал и гнило месо.

„Тоа се фактите - живите суштества можат да настанат не само преку парење на животните, туку и преку распаѓање на почвата. Истото е случај и со растенијата: некои се развиваат од семиња, додека други се чини дека спонтано генерираат под влијание на сета природа, кои произлегуваат од распаѓање на земјата или одредени делови од растенијата“ (Аристотел).

Авторитетот на Аристотел имаше исклучително влијание врз ставовите на средновековните научници. Мислењето на овој филозоф во нивните умови беше сложено испреплетено со учењата на црковните отци, често давајќи идеи кои беа апсурдни, па дури и смешни во современите очи. Подготовката на жив човек или негова сличност, „хомункулус“, во колба, со мешање и дестилирање на разни хемикалии, се сметало во средниот век, иако многу тешко и незаконски, но, без сомнение, изводливо. Производството на животни од неживи материјали им изгледало толку едноставно и вообичаено за тогашните научници што познатиот алхемичар и лекар Ван Хелмонт (1577 - 1644) директно дава рецепт, по кој можете вештачки да подготвите глувци со покривање сад со жито. со влажни и валкани партали. Овој многу успешен научник опишал експеримент во кој наводно создал глувци за три недели. Се што ти требаше беше валкана кошула, темен плакар и грст пченица. Ван Хелмонт сметаше дека човечката пот е активен принцип во процесот на генерирање на глувци.

Голем број дела кои датираат од 16 и 17 век детално ја опишуваат трансформацијата на вода, камења и други неживи предмети во влекачи, птици и животни. Гриндел фон Ах дури дава слика на жаби кои се формираат од мајската роса, а Алдрованд дава цртежи кои покажуваат како птиците и инсектите се раѓаат од гранките и плодовите на дрвјата.

Колку понатаму се развивала природната наука, толку е поважно точното набљудување и искуство, а не само расудување и филозофирање, стекнати во познавањето на природата, толку повеќе се стеснувал опсегот на примена на теоријата за спонтано генерирање. Веќе во 1688 година, италијанскиот биолог и лекар Франческо Реди, кој живеел во Фиренца, построго му пристапил на проблемот со потеклото на животот и ја доведувал во прашање теоријата за спонтано генерирање. Д-р Реди преку едноставни експерименти ја докажал неоснованоста на мислењата за спонтано создавање на црви во гнили месо. Тој утврдил дека малите бели црви се ларви на муви. По спроведувањето на серија експерименти, тој добил податоци кои ја поддржуваат идејата дека животот може да настане само од претходниот живот (концептот на биогенеза).

„Убедувањето би било залудно ако не може да се потврди со експеримент. Затоа, во средината на јули, зедов четири големи садови со широк усти, во едниот ставив земја, во другиот риба, во третиот јагули од Арно, во четвртиот парче телешко месо, цврсто ги затворив и запечатив. нив. Потоа го ставив истото во четири други садови, оставајќи ги отворени... Наскоро месото и рибата во незапечатените садови беа црвени; можеше да се видат муви како слободно летаат во и надвор од садовите. Но, во запечатените садови не видов ниту еден црв, иако поминаа многу денови откако во нив беа ставени мртвите риби“ (Реди).

Така, во однос на живите суштества видливи со голо око, претпоставката за спонтано генерирање се покажа како неодржлива. Но, на крајот на 17 век. Кирхер и Леувенхук открија свет на ситни суштества, невидливи со голо око и видливи само преку микроскоп. Овие „најмали живи животни“ (како што Леувенхук ги нарече бактериите и цилијатите што ги откри) може да се најдат каде и да се случи распаѓање, во долготрајни лушпи и инфузии од растенија, во гнило месо, супа, во кисело млеко, во измет, во денталниот плак. . „Во мојата уста“, напиша Леувенхук, „има повеќе од нив (микроби) отколку што има луѓе во Обединетото Кралство“. Треба само да се стават лесно расипливи и лесно гнили материи на топло место некое време, а во нив веднаш се развиваат микроскопски живи суштества кои претходно не биле таму. Од каде потекнуваат овие суштества? Дали навистина потекнуваат од ембриони кои случајно паднале во гнила течност? Колку од овие ембриони мора да има насекаде! Мислата неволно се појави дека токму тука, во гнили лушпи и инфузии, се случи спонтано генерирање на живи микроби од нежива материја. Ова е мислењето во средината на 18 век. доби силна потврда во експериментите на шкотскиот свештеник Нидам. Нидам земал супа од месо или лушпи од растителни материи, ги ставал во цврсто затворени садови и ги варел кратко време. Во овој случај, според Нидам, сите ембриони требало да умрат, но новите не можеле да влезат однадвор, бидејќи садовите биле цврсто затворени. Меѓутоа, по некое време во течностите се појавиле микроби. Од ова споменатиот научник заклучил дека е присутен при феноменот на спонтано генерирање.

Сепак, друг научник, Италијанецот Спаланцани, се спротивстави на ова мислење. Повторувајќи ги експериментите на Нидам, тој се уверил дека подолгото загревање на садовите што содржат органски течности целосно ги стерилизира. Во 1765 година, Лазаро Спаланзани го направил следниот експеримент: откако неколку часа ги варел чорбите од месо и зеленчук, веднаш ги запечатил и потоа ги отстранил од огнот. Откако ги прегледал течностите неколку дена подоцна, Спаланзани не нашол знаци на живот во нив. Од ова тој заклучил дека високите температури ги уништуваат сите форми на живи суштества и дека без нив не може да настане ништо живо.

Изби жестока расправија меѓу претставници на два спротивставени ставови. Спаланзани тврдеше дека течностите во експериментите на Нидам не биле доволно загреани и дека таму останале ембриони на живи суштества. На ова, Нидам се спротивстави дека не тој премалку ги загревал течностите, туку, напротив, Спаланзани премногу ги загревал и со таков груб метод ја уништил „генеративната моќ“ на органските инфузии, која е многу каприциозна и непостојана. .

Така, секој од споровите остана неубеден, а прашањето за спонтано создавање на микроби во течности што гнили не беше решено во ниту една насока цел век. Во тоа време, беа направени многу обиди експериментално да се докаже или побие спонтано генерирање, но ниту еден од нив не доведе до дефинитивни резултати.

Прашањето станувало сè поконфузно, и тоа дури во половината на 19 век. конечно беше решено благодарение на брилијантното истражување на брилијантниот француски научник Пастер.

ЛУИ ПАСТЕР

Луј Пастер го започнал проблемот со потеклото на животот во 1860 година. Во тоа време, тој веќе направи многу на полето на микробиологијата и успеа да ги реши проблемите што му се закануваа на серикултурата и винарството. Тој, исто така, докажа дека бактериите се сеприсутни и дека неживите материјали лесно може да се контаминираат од живите суштества доколку не се правилно стерилизирани. Преку серија експерименти, тој покажа дека насекаде, а особено во близина на човечкото живеалиште, во воздухот лебдат ситни ембриони. Тие се толку лесни што слободно лебдат во воздухот, само многу бавно и постепено паѓаат на земја.

Како резултат на низа експерименти засновани на методите на Спланзани, Пастер ја докажал валидноста на теоријата на биогенезата и конечно ја побил теоријата за спонтано генерирање.

Пастер го објасни мистериозниот изглед на микроорганизмите во експериментите на претходните истражувачи или со нецелосна стерилизација на околината или со недоволна заштита на течностите од пенетрација на бактерии. Ако темелно ја сварите содржината на колбата и потоа ја заштитите од бактерии кои би можеле да навлезат со воздухот што тече во колбата, тогаш во сто случаи од сто, нема да дојде до гниење на течноста и формирање на микроби.

За да го дехидрира воздухот што тече во колбата, Пастер користел различни техники: тој или го калцинирал воздухот во стаклени и метални цевки, или го заштитил вратот на колбата со памучен приклучок, во кој се наоѓаат сите најмали честички суспендирани во воздухот. го задржал, или, конечно, го поминал воздухот низ тенка стаклена цевка, закривена во форма на буквата S - во овој случај, сите ембриони механички се задржувале на влажните површини на свиоците на цевката.

Колби со S-врат користени во експериментите на Луј Пастер:

А – во колба со закривен врат, супата останува транспарентна (стерилна) долго време; Б - по отстранувањето на вратот во форма на S, во колбата се забележува брз раст на микроорганизми (чорбата станува заматена).

Секаде каде што заштитата била доволно сигурна, појавата на микроби во течноста не била забележана. Но, можеби продолженото загревање хемиски ја променило животната средина и ја направило несоодветна за одржување живот? Пастер лесно го отфрли и овој приговор. Тој фрлил памучен приклучок во течноста, лишена од топлина, низ која минувал воздух и кој, според тоа, содржел ембриони - течноста брзо изгние. Следствено, варените инфузии се сосема погодна почва за развој на микроби. Овој развој не се случува само затоа што нема ембрион. Веднаш штом ембрионот ќе влезе во течноста, тој веднаш никнува и дава бујна жетва.

Експериментите на Пастер покажаа несомнено дека спонтано генерирање на микроби не се случува во органски инфузии. Сите живи организми се развиваат од ембриони, односно потекнуваат од други живи суштества. Сепак, потврдата на теоријата на биогенезата доведе до друг проблем. Бидејќи друг жив организам е неопходен за појава на жив организам, тогаш од каде потекнува првиот жив организам? Само теоријата за стабилна состојба не бара одговор на ова прашање, а сите други теории имплицираат дека во некоја фаза од историјата на животот имало премин од неживо кон живеење. Па, како започна животот на Земјата?

4. ТЕОРИЈА НА ПАНСПЕРМИЈА.

Пастер со право се смета за татко на науката за едноставни организми - микробиологија. Благодарение на неговата работа, беше даден поттик за опсежно истражување во светот на најмалите суштества кои ја населуваат земјата, водата и воздухот, невидливи со голо око. Овие студии повеќе не беа насочени, како порано, само да ги опишуваат формите на микроорганизмите; бактерии, квасец, цилијати, амеби итн. беа проучувани од гледна точка на нивните животни услови, нивната исхрана, дишење, репродукција, од гледна точка на промените што ги прават во нивната околина и, конечно, од гледна точка на нивната внатрешна структура, нивната најдобра структура. Колку подалеку одеа овие студии, толку повеќе и повеќе се откриваше дека наједноставните организми воопшто не се толку едноставни како што се мислеше.

Телото на секој организам - растение, полжав, црв, риба, птица, животно, човек - се состои од ситни меурчиња, видливи само преку микроскоп. Таа е составена од овие ќелии од меурчиња, исто како што куќата е составена од тули. Различни органи на различни животни и растенија содржат клетки кои се разликуваат едни од други по изглед. Прилагодувајќи се на работата доделена на даден орган, клетките што го сочинуваат, на овој или оној начин, се менуваат, но во принцип, сите клетки на сите организми се слични една на друга. Микроорганизмите се разликуваат само по тоа што целото нивно тело се состои од само една единствена клетка. Оваа фундаментална сличност на сите организми ја потврдува сега општо прифатената идеја во науката дека сè што живее на Земјата е поврзано, така да се каже, со крв. Покомплексните организми еволуирале од поедноставни, постепено менувајќи се и подобрувајќи. Така, човек треба само да си го објасни формирањето на некој едноставен организам - и потеклото на сите животни и растенија станува јасно.

Но, како што веќе споменавме, дури и наједноставните, кои се состојат од само една клетка, се многу сложени формации. Нивната главна компонента, таканаречената протоплазма, е полутечна, вискозна желатинозна супстанција, заситена со вода, но нерастворлива во вода. Составот на протоплазмата вклучува голем број екстремно сложени хемиски соединенија (главно протеини и нивни деривати), кои ги нема никаде на друго место, само во организмите. Овие супстанции не се само мешани, туку се во посебна, малку проучена состојба, поради што протоплазмата има најдобра структура, тешко да се разликува дури и со микроскоп, но исклучително сложена. Претпоставката дека таква сложена формација со добро дефинирана фина организација може спонтано да се појави во рок од неколку часа во раствори без структура, како што се чорби и инфузии, е подеднакво дива како и претпоставката дека жабите се формираат од мајската роса или глувците од жито.

Исклучителната сложеност на структурата дури и на наједноставните организми толку ги воодушеви умовите на некои научници што дојдоа до заклучок дека постои непрооден јаз помеѓу живите и неживите суштества. Преминот на неживото во живо, организирано им се чинело апсолутно невозможно, било во сегашноста или во минатото. „Неможноста од спонтано генерирање во секое време“, вели познатиот англиски физичар В. Томсон, „треба да се смета за цврсто утврдена како законот за универзална гравитација“.

Но, како тогаш настанал животот на Земјата? На крајот на краиштата, имаше време кога Земјата, според сега општо прифатениот став во науката, беше бело-жешка топка. За тоа зборуваат податоците од астрономијата, геологијата, минералогијата и другите точни науки - ова е сигурно. Тоа значи дека на Земјата постоеле услови во кои животот бил невозможен и незамислив. Дури откако земјината топка изгуби значителен дел од својата топлина, дисипирајќи ја во студениот меѓупланетарен простор, дури откако оладената водена пареа ги формираше првите термални мориња, стана возможно постоењето на организми како оние што сега ги набљудуваме. За да се разјасни оваа противречност, создадена е теорија која носи прилично сложено име - теорија на панспермија (грчки panspermía - мешавина од сите видови семиња, од pán - сите, сите и sérma - семе).

Еден од првите што ја изрази идејата за космички зачетоци беше во 1865 година германскиот лекар Г. Е. Рихтер, кој тврдеше дека животот е вечен и неговите зачетоци може да се пренесат од една планета на друга. Оваа хипотеза е тесно поврзана со хипотезата за стационарна состојба. Врз основа на идејата дека мали честички од цврста материја (космозои), одвоени од небесните тела, лебдат насекаде во космосот, овој автор претпоставил дека истовремено со овие честички, можеби прилепувајќи се за нив, одржливи микроорганизми летаат наоколу. Така, овие ембриони можат да се пренесат од едно небесно тело населено со организми на друго, каде што сè уште нема живот. Ако на ова второто веќе се создадени поволни услови за живот, во смисла на соодветна температура и влажност, тогаш ембрионите почнуваат да ртат, се развиваат и последователно стануваат предци на целиот органски свет на дадена планета.

Оваа теорија доби многу поддржувачи во научниот свет, меѓу кои имаше дури и такви извонредни умови како што се Г. Хелмхолц, С. Арениус, Ј. Томсон, П. П. Лазарев и други од едно до друго небесно тело, што би ја зачувало одржливоста на овие ембриони. Навистина, всушност, на крајот, главното прашање е токму дали една спора може да направи толку долго и опасно патување како да лета од еден свет во друг без да умре, задржувајќи ја способноста да никне и да се развие во нов организам. Дозволете ни да испитаме детално какви опасности се среќаваат на патот на ембрионот.

Како прво, ова е студот на меѓупланетарниот простор (220° под нулата). Откако се одвои од својата матична планета, ембрионот е осуден да лебди многу години, векови, па дури и милениуми на таква застрашувачка температура пред среќната шанса да му даде можност да слета на нова земја. Човек не може да не се сомнева дали ембрионот е способен да издржи таков тест. За да го решиме ова прашање, се свртевме кон проучувањето на отпорноста на студ во современите спори. Експериментите спроведени во оваа насока покажаа дека микроорганизмите на микроорганизми одлично го поднесуваат студот. Тие остануваат одржливи дури и по шест месеци на 200° под нулата. Се разбира, 6 месеци не се 1000 години, но искуството сепак ни дава за право да претпоставиме дека барем некои од ембрионите можат да го преживеат страшниот студ на меѓупланетарниот простор.

Многу поголема опасност за ембрионите е нивниот целосен недостаток на заштита од светлосни зраци. Нивниот пат меѓу планетите е проникнат од сончевите зраци, деструктивни за повеќето микроби. Некои бактерии умираат од директна сончева светлина во рок од неколку часа, други се поотпорни, но многу силно осветлување има негативен ефект врз сите микроби без исклучок. Меѓутоа, овој неповолен ефект е значително ослабен во отсуство на атмосферски кислород и знаеме дека нема воздух во меѓупланетарниот простор и затоа разумно можеме да претпоставиме дека ембрионите на животот ќе го издржат овој тест.

Но, среќната шанса овозможува ембрионот да падне во гравитационата сфера на планета со услови на температура и влажност поволни за развој на живот. Скитникот можел само, послушајќи се на силата на гравитацијата, да падне на својата нова Земја. Но, токму тука, речиси веќе во мирно пристаниште, го чека страшна опасност. Претходно, ембрионот брзаше во безвоздушен простор, но сега, пред да падне на површината на планетата, мора да прелета низ прилично дебел слој на воздух што ја обвива оваа планета од сите страни.

Секој, се разбира, е добро запознаен со феноменот на „ѕвездите што паѓаат“ - метеори. Современата наука го објаснува овој феномен на следниов начин. Во меѓупланетарниот простор, цврсти тела и честички со различни големини брзаат наоколу, веројатно фрагменти од планети или комети кои долетале во нашиот Сончев систем од најоддалечените места во Универзумот. Летајќи блиску до земјината топка, тие се привлечени од ова последново, но пред да паднат на неговата површина, тие мора да летаат низ воздушната атмосфера. Поради триење со воздухот, метеорит што брзо паѓа се загрева до бела топлина и станува видлив во темниот свод на небото. Само неколку од метеоритите стигнуваат до земјата;

Ембрионите мора да доживеат слична судбина. Сепак, различни размислувања покажуваат дека овој вид на смрт не е неопходен. Постои причина да се претпостави дека барем некои од ембрионите кои влегуваат во атмосферата на одредена планета ќе стигнат до нејзината површина остварлива.

Во исто време, не смееме да заборавиме на оние колосални астрономски временски периоди во кои Земјата може да биде засеана со ембриони од други светови. Овие интервали се пресметуваат во милиони години! Ако за тоа време, од многу милијарди ембриони, барем еден безбедно стигне до површината на Земјата и најде услови погодни за нејзиниот развој, тогаш тоа веќе би било доволно за формирање на целиот органски свет. Оваа можност, со оглед на моменталната состојба на науката, изгледа малку веројатна, но прифатлива; во секој случај, немаме факти кои директно би го спротивставиле.

Меѓутоа, теоријата за панспермија е одговор само на прашањето за потеклото на земниот живот, а воопшто не на прашањето за потеклото на животот воопшто, пренесувајќи го проблемот на друго место во Универзумот.

„Една од двете работи“, вели Хелмхолц. „Органскиот живот или некогаш започнал (потекнал) или постои засекогаш. Ако го признаеме првото, тогаш теоријата за панспермија ја губи сета логична смисла, бидејќи ако животот би можел да потекнува од каде било во Универзумот, тогаш, врз основа на униформноста на светот, немаме причина да кажеме дека тој не би можел да потекнува од Земјата. Затоа, поддржувачите на теоријата што се разгледува ја прифаќаат позицијата на вечноста на животот. Тие признаваат дека „животот само ја менува својата форма, но никогаш не се создава од мртва материја“.

Во доцните 60-ти, популарноста на оваа теорија продолжи. Ова се должи на фактот дека за време на проучувањето на метеорити и комети, беа откриени многу „претходници на живи суштества“ - органски соединенија, цијановодородна киселина, вода, формалдехид, цијаногени. Во 1975 година, прекурсори на амино киселини беа пронајдени во лунарната почва и метеоритите. Застапниците на панспермијата ги сметаат за „семиња посеани на Земјата“. Во 1992 година, се појавија дела на американски научници, каде што, врз основа на студија за материјал собран на Антарктикот, тие го опишуваат присуството во метеоритите на остатоци од живи суштества што личат на бактерии.

Современите приврзаници на концептот на панспермија (вклучувајќи го и добитникот на Нобеловата награда англискиот биофизичар Ф. Крик) веруваат дека животот е донесен на Земјата или случајно или намерно од вселенски вонземјани кои користат авиони. Доказ за тоа се повторените појавувања на НЛО, карпести слики на објекти слични на космодромите, како и извештаите за средби со вонземјани.

Хипотезата за панспермија е поддржана од гледиштето на астрономите Ч. Викрамасинге (Шри Ланка) и Ф. Хојл (Велика Британија). Тие веруваат дека микроорганизмите се присутни во голем број во вселената, главно во облаците со гас и прашина. Потоа, овие микроорганизми се заробени од комети, кои потоа, минувајќи во близина на планетите, „сеат бактерии на животот“.

Други научници ја изразија идејата за пренос на „спори на животот“ на Земјата со светлина (под притисок на светлината).

Општо земено, интересот за теоријата на панспермија не е намален до ден-денес.

5. ТЕОРИЈА НА ОПАРИН.

Првата научна теорија за потеклото на живите организми на Земјата беше создадена од советскиот биохемичар А. И. Опарин (роден 1894 година). Во 1924 година, тој објави дела во кои ги истакна идеите за тоа како би можел да се појави живот на Земјата. Според оваа теорија, животот настанал во специфичните услови на древната Земја и Опарин го смета за природен резултат на хемиската еволуција на јаглеродните соединенија во Универзумот.

Според Опарин, процесот што доведе до појава на живот на Земјата може да се подели во три фази:

1. Појавата на органски материи.

2. Формирање на биополимери (протеини, нуклеински киселини, полисахариди, липиди и сл.) од поедноставни органски материи.

3. Појавата на примитивни организми кои се саморепродуцираат.

Теоријата за биохемиска еволуција има најголем број поддржувачи меѓу современите научници. Земјата настанала пред околу пет милијарди години; Првично, неговата површинска температура беше многу висока (4000 - 80000C). При ладењето се формирала цврста површина (земјена кора - литосфера). Атмосферата, која првично се состоеше од лесни гасови (водород, хелиум), не можеше ефективно да биде содржана од недоволно густата Земја, а овие гасови беа заменети со потешки: водена пареа, јаглерод диоксид, амонијак и метан. Кога температурата на Земјата паднала под 1000C, водената пареа почнала да се кондензира, формирајќи ги светските океани. Во тоа време, во согласност со идеите на А.И. Опарин, се случи абиогена синтеза, односно во првобитните земјини океани, заситени со различни едноставни хемиски соединенија, „во примарната супа“ под влијание на вулканска топлина, молњски празнења, интензивно ултравиолетово зрачење и други фактори животната средина започна синтезата на посложени органски соединенија, а потоа биополимери. Формирањето на органски материи беше олеснето со отсуството на живи организми - потрошувачи на органска материја - и главното... оксидирачко средство... -... кислород. Сложените молекули на амино киселини случајно се комбинираат во пептиди, кои за возврат ги создадоа оригиналните протеини. Од овие протеини се синтетизираа примарни живи суштества со микроскопска големина.

Најтешкиот проблем во современата теорија на еволуцијата е трансформацијата на сложените органски материи во едноставни живи организми. Опарин верувал дека одлучувачката улога во трансформацијата на неживите во живи суштества им припаѓа на протеините. Очигледно, протеинските молекули, привлекувајќи молекули на вода, формираа колоидни хидрофилни комплекси. Понатамошното спојување на таквите комплекси едни со други доведе до одвојување на колоидите од водената средина (коацервација). На границата помеѓу коцерватот (од латинскиот coacervus - згрутчување, грамада) и околината, биле изградени липидни молекули - примитивна клеточна мембрана. Се претпоставува дека колоидите би можеле да разменуваат молекули со околината (прототип на хетеротрофна исхрана) и да акумулираат одредени супстанции. Друг тип на молекула обезбеди способност да се репродуцира.

Системот на гледишта на А. И. Опарин беше наречен „коацерватна хипотеза“.

6. СОВРЕМЕНИ ГЛЕДИ ЗА ПОТЕКЛОТО НА ЖИВОТОТ НА ЗЕМЈАТА.

Теоријата на А.И. Опарин и други слични хипотези имаат еден значаен недостаток: не постои ниту еден факт што би ја потврдил можноста за абиогена синтеза на Земјата дури и на наједноставниот жив организам од безживотни соединенија. Илјадници обиди за таква синтеза се направени во бројни лаборатории ширум светот. Така, на пример, американскиот научник С. Тој успеа да добие молекули на амино киселини - оние основни „градежни блокови“ што ја сочинуваат основата на животот - протеини. Овие експерименти беа повторени многу пати, а некои научници успеаја да добијат прилично долги синџири на пептиди (едноставни протеини). Но само! Никој немал среќа да го синтетизира и наједноставниот жив организам. Во денешно време, принципот на Реди е популарен меѓу научниците: „Живите суштества доаѓаат само од живите суштества“.

Но, да претпоставиме дека таквите обиди еден ден ќе бидат крунисани со успех. Што ќе докаже таквото искуство? Само што за синтеза на животот е потребен човечки ум, сложена, развиена наука и модерна технологија. Ништо од ова не постоело на првобитната Земја. Згора на тоа, синтезата на сложени органски соединенија од едноставни е во спротивност со вториот закон на термодинамиката, кој забранува премин на материјалните системи од состојба со поголема веројатност во состојба со помала веројатност, и развој од едноставни органски соединенија во сложени, потоа од бактерии до луѓето, се случи токму во оваа насока. Овде не набљудуваме ништо повеќе од креативен процес. Вториот закон на термодинамиката е непроменлив закон, единствениот закон кој никогаш не бил доведен во прашање, прекршен или побиен. Затоа, редот (генетската информација) не може спонтано да произлезе од нарушувањето на случајните процеси, што е потврдено со теоријата на веројатност.

Неодамна, математичкото истражување и зададе удар на хипотезата за абиогена синтеза. Математичарите пресметале дека веројатноста за спонтано создавање на жив организам од безживотни блокови е практично нула. Така, Л. Блуменфелд докажа дека веројатноста за случајно формирање на барем една ДНК молекула (деоксирибонуклеинска киселина - една од најважните компоненти на генетскиот код) за време на целото постоење на Земјата е 1/10800 големината на овој број! На крајот на краиштата, во неговиот именител има бројка каде што после еден има ред од 800 нули, а овој број е неверојатен број пати поголем од вкупниот број на сите атоми во Универзумот. Современиот американски астрофизичар Ц. резултат на случаен процес“.

Теориите за абиогена синтеза и геолошките податоци се контрадикторни. Колку и да навлеземе во длабочините на геолошката историја, не наоѓаме траги од „азојската ера“, односно периодот кога не постоел живот на Земјата.

Сега палеонтолозите пронајдоа фосилни остатоци од прилично сложено организирани суштества - бактерии, сино-зелени алги, едноставни габи. В. Вернадски беше сигурен дека животот е геолошки вечен, односно во геолошката историја немаше ера кога нашата планета беше безживотна. „Проблемот со абиогенезата (спонтано генерирање на живи организми)“, напиша научникот во 1938 година, „останува бесплоден и ја парализира навистина итната научна работа“.

Копнената форма на живот е исклучително тесно поврзана со хидросферата. Ова е потврдено со фактот дека водата е главниот дел од масата на секој копнеен организам (лицето, на пример, се состои од повеќе од 70% вода, а организмите како медуза - 97-98%). Очигледно е дека животот на Земјата настанал дури кога на неа се појавила хидросферата, а тоа, според геолошките податоци, се случило речиси од почетокот на постоењето на нашата планета. Многу од својствата на живите организми се одредени токму од својствата на водата, но самата вода е феноменално соединение. Така, според П. Привалов, водата е кооперативен систем во кој секое дејство се шири на „штафетна трка“ на илјадници меѓуатомски растојанија, односно се одвива „дејствие на долг дострел“.

Некои научници веруваат дека целата хидросфера на Земјата е, во суштина, една џиновска „молекула“ на вода. Утврдено е дека водата може да се активира со природни електромагнетни полиња од копнено и космичко потекло (особено вештачко). Неодамнешното откритие на француските научници за „меморијата на водата“ беше исклучително интересно. Можеби фактот дека биосферата на Земјата е единствен суперорганизам се должи на овие својства на водата? На крајот на краиштата, сите организми се компоненти, „капки“ на оваа супермолекула на земната вода.

Иако сè уште го знаеме само копнениот живот протеин-нуклеинска киселина-вода, тоа не значи дека други форми не можат да постојат во безграничниот Космос. Некои научници, особено американските, G. Feinberg и R. Shapiro, ги моделираат следните хипотетички можни опции:

плазмоиди - живот во ѕвездени атмосфери поради магнетни сили поврзани со групи на подвижни електрични полнежи;

radiobs - живот во меѓуѕвездени облаци врз основа на агрегати на атоми кои се во различни состојби на возбудување;

Lavobs - живот базиран на силиконски соединенија, кои можат да постојат во езерата од стопена лава на многу жешки планети;

водни врапчиња - живот што може да постои на ниски температури на планети покриени со „резервоари“ на течен метан и да црпи енергија од трансформацијата на ортоводород во параводород;

Термофагите се вид на вселенски живот кој добива енергија од температурниот градиент во атмосферата или океаните на планетите.

Се разбира, такви егзотични форми на живот моментално постојат само во имагинацијата на научниците и писателите на научна фантастика. Сепак, не може да се исклучи можноста за вистинско постоење на некои од нив, особено плазмоиди. Има некоја причина да се верува дека на Земјата, паралелно со „нашиот“ облик на живот, постои и друг вид на живот, сличен на споменатите плазмоиди. Тие вклучуваат некои видови НЛО (неидентификувани летечки објекти), формации слични на топчести молњи, како и енергетски „групи“ кои летаат во атмосферата невидливи за окото, но снимени со фотографски филм во боја, кои во некои случаи покажале интелигентно однесување.

Така, сега постои причина да се тврди дека животот на Земјата се појавил од самиот почеток на неговото постоење и настанал, според зборовите на Викрамасинг, „од сеопфатен пан-галактички жив систем“.

ЗАКЛУЧОК.

Дали имаме логично право да ја препознаеме основната разлика помеѓу живиот и неживот? Дали постојат факти во природата околу нас кои нè убедуваат дека животот постои засекогаш и дека има толку малку заедничко со неживата природа што под никакви околности не може да се формира или одвои од неа? Можеме ли да ги препознаеме организмите како ентитети целосно, фундаментално различни од остатокот од светот?

Биологија на XX век. го продлабочи разбирањето на суштинските карактеристики на живите суштества, откривајќи ја молекуларната основа на животот. Современата биолошка слика на светот се заснова на идејата дека живиот свет е грандиозен Систем на високо организирани системи.

Несомнено, новите сознанија ќе бидат вклучени во моделите за потеклото на животот и ќе стануваат сè повалидни. Но, колку повеќе квалитативно новото се разликува од старото, толку е потешко да се објасни неговото појавување.

Откако ги разгледав главните теории за потеклото на животот на Земјата, теоријата за создавање лично ми се чинеше најверојатна. Библијата вели дека Бог создал сè од ништо. Изненадувачки, модерната наука признава дека сè можело да се создаде од ништо. „Ништо“ во научната терминологија се нарекува вакуум. Вакуум, што е физика од 19 век. се смета за празнина, според современите научни концепти тоа е единствена форма на материја, способна да „раѓа“ материјални честички под одредени услови. Современата квантна механика дозволува вакуумот да дојде во „возбудена состојба“, како резултат на што во него може да се формира поле, а од него - материја.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Bernal D. „The Emergence of Life“ Додаток бр. 1: Oparin A.I. „Потеклото на животот“. - М.: „Мир“, 1969 година.

2. Вернадски В.И. Жива материја. - М., 1978 година.

3. Naydysh V. M. Концепти на модерната природна наука. - М., 1999 година.

4. Општа биологија./ Ед. Н.Д.Лисова. - Мн., 1999 година.

5. Понамперума С. „Потеклото на животот“. - М.: „Мир“, 1977 година.

6. Смирнов И.Н., Титов В.Ф. Филозофија. Учебник за студенти на високообразовни институции. - М.: Руската економска академија именувана по. Плеханов, 1998 година.

Подучување

Ви треба помош за проучување на тема?

Нашите специјалисти ќе советуваат или ќе обезбедат услуги за туторство за теми што ве интересираат.
Поднесете ја вашата апликацијаукажувајќи на темата токму сега за да дознаете за можноста за добивање консултација.

Во моментов, постојат неколку концепти во врска со потеклото на животот на земјата. Да се задржиме само на некои од главните теории кои помагаат да се формира прилично целосна слика за овој сложен процес.

Креационизам (латински sgea - создавање).

Според овој концепт, животот и сите видови на живи суштества што ја населуваат Земјата се резултат на креативен чин на врховното суштество во одредено време.

Главните принципи на креационизмот се наведени во Библијата, во Книгата Битие. Процесот на божествено создавање на светот е замислен како да се случил само еднаш и затоа е недостапен за набљудување.

Ова е доволно за да се извлече целиот концепт на божествено создавање надвор од опсегот на научното истражување. Науката се занимава само со оние појави кои можат да се набљудуваат, и затоа никогаш нема да може ниту да го докаже ниту да го побие концептот.

Спонтано(спонтана) генерација.

Идеите за потеклото на живите суштества од нежива материја биле широко распространети во Античка Кина, Вавилон и Египет. Најголемиот филозоф на Античка Грција, Аристотел, ја изразил идејата дека одредени „честички“ на супстанцијата содржат одреден „активен принцип“, кој, под соодветни услови, може да создаде жив организам.

Ван Хелмонт (1579-1644), холандски лекар и природен филозоф, опишал експеримент во кој тој наводно создал глувци за три недели. Се што ти требаше беше валкана кошула, темен плакар и грст пченица. Ван Хелмонт сметаше дека човечката пот е активен принцип во процесот на генерирање на глувци.

Во 17-18 век, благодарение на напредокот во проучувањето на пониските организми, оплодувањето и развојот на животните, како и набљудувањата и експериментите на италијанскиот натуралист Ф. Реди (1626-1697), холандскиот микроскоп A. Leeuwenhoek ( 1632-1723), и италијанскиот научник Л. Спаланцани (1729-1799), рускиот микроскоп М. М. Тереховски (1740-1796) и други, верувањето во спонтано генерирање беше целосно поткопано.

Сепак, до појавата на делата на основачот на микробиологијата, Луј Пастер, во средината на 10 век, ова учење продолжи да наоѓа приврзаници.

Развојот на идејата за спонтано генерирање во суштина датира од ерата кога религиозните идеи доминираа во јавната свест.

Оние филозофи и натуралисти кои не сакаа да го прифатат црковното учење за „создавањето на животот“, на тогашното ниво на знаење, лесно дојдоа до идејата за неговото спонтано генерирање.

До степен до кој, за разлика од верувањето во создавањето, беше нагласена идејата за природното потекло на организмите, идејата за спонтано генерирање во одредена фаза имаше прогресивно значење. Затоа, Црквата и теолозите често се спротивставувале на оваа идеја.

Хипотеза за панспермија.

Според оваа хипотеза, предложена во 1865 г. од германскиот научник Г. Рихтер и конечно формулиран од шведскиот научник Арениус во 1895 година, животот можел да биде донесен на Земјата од вселената.

Живите организми од вонземско потекло најверојатно ќе влезат со метеорити и космичка прашина. Оваа претпоставка се заснова на податоци за високата отпорност на некои организми и нивните спори на радијација, висок вакуум, ниски температури и други влијанија.

Сепак, сè уште нема сигурни факти кои го потврдуваат вонземското потекло на микроорганизмите пронајдени во метеоритите.

Но, дури и да стигнат на Земјата и да доведат до живот на нашата планета, прашањето за првобитното потекло на животот ќе остане неодговорено.

Хипотеза биохемиска еволуција.

Во 1924 година, биохемичарот А.И.

Современата теорија за потеклото на животот на Земјата, наречена теорија на биопоеза, беше формулирана во 1947 година од англискиот научник Џ. Бернал.

Во моментов, процесот на формирање на живот е конвенционално поделен во четири фази:

1. Синтеза на органски соединенија со мала молекуларна тежина (биолошки мономери) од гасови од примарната атмосфера.
2. Формирање на биолошки полимери.
3. Формирање на фазно одвоени системи на органски материи, одвоени од надворешната средина со мембрани (протобионти).
4. Појавата на наједноставните клетки со својства на живите суштества, вклучително и репродуктивен апарат кој обезбедува пренос на својствата на матичните клетки на ќерките клетки.

Првите три фази припаѓаат на периодот на хемиската еволуција, а од четвртата започнува биолошката еволуција.

Да ги разгледаме подетално процесите како резултат на кои би можел да настане живот на Земјата. Според современите идеи, Земјата е формирана пред околу 4,6 милијарди години. Температурата на нејзината површина беше многу висока (4000-8000 ° C), а како што планетата се ладеше и дејствуваа гравитационите сили, земјината кора беше формирана од соединенија на различни елементи.

Процесите на дегасирање доведоа до создавање на атмосфера збогатена, можеби, со азот, амонијак, водена пареа, јаглерод диоксид и јаглерод моноксид. Таквата атмосфера очигледно се намалуваше, за што сведочи присуството во најстарите карпи на Земјата на метали во редуцирана форма, како што е, на пример, двовалентно железо.

Важно е да се напомене дека во атмосферата имало атоми на водород, јаглерод, кислород и азот, кои сочинуваат 99% од атомите вклучени во меките ткива на кој било жив организам.

Меѓутоа, за атомите да се претворат во сложени молекули, едноставните судири не беа доволни. Потребна била дополнителна енергија, која била достапна на Земјата како резултат на вулканска активност, електрични молњи, радиоактивност и ултравиолетово зрачење од Сонцето.

Отсуството на слободен кислород веројатно не било доволен услов за појава на живот. Ако слободниот кислород би бил присутен на Земјата во периодот на пребиотиците, тогаш, од една страна, тој би ги оксидирал синтетизираните органски материи, а од друга, формирајќи ја озонската обвивка во горниот дел од атмосферата, би апсорбирал високоенергетско ултравиолетово зрачење од Сонцето.

За време на разгледуваниот период на потеклото на животот, кој траеше приближно 1000 милиони години, ултравиолетовото зрачење веројатно беше главниот извор на енергија за синтеза на органски материи.

Опарин А.И.

Од водород, азот и јаглеродни соединенија, во присуство на слободна енергија на Земјата, прво требаше да произлезат едноставни молекули (амонијак, метан и слични едноставни соединенија).

Последователно, овие едноставни молекули во примарниот океан би можеле да реагираат едни со други и со други супстанции, формирајќи нови соединенија.

Во 1953 година, американскиот истражувач Стенли Милер, во серија експерименти, ги симулирал условите што постоеле на Земјата пред приближно 4 милијарди години.

Со поминување на електрични празнења низ мешавина од амонијак, метан, водород и водена пареа, тој добил голем број амино киселини, алдехиди, млечни, оцетни и други органски киселини. Американскиот биохемичар Кирил Понаперума постигнал формирање на нуклеотиди и АТП. За време на овие и слични реакции, водите на примарниот океан би можеле да бидат заситени со различни супстанции, формирајќи ја таканаречената „примарна супа“.

Втората фаза се состоеше од понатамошни трансформации на органски супстанции и формирање абиогенски на посложени органски соединенија, вклучително и биолошки полимери.

Американскиот хемичар С. Фокс подготвил мешавини од аминокиселини, ги подложувал на топлина и добил супстанции слични на протеини. На примитивната земја, синтезата на протеини може да се одвива на површината на земјината кора. Во мали вдлабнатини во зацврстувачката лава, се појавија резервоари со мали молекули растворени во вода, вклучително и амино киселини.

Кога водата испарувала или се распрснала на жешките карпи, амино киселините реагирале и формирале протеноиди. Потоа дождовите ги измиле протеноидите во водата. Доколку некои од овие протеноиди имале каталитичка активност, тогаш би можела да започне синтезата на полимери, односно молекули слични на протеини.

Третата фаза се карактеризираше со ослободување во примарната „хранлива супа“ на специјални коацерватни капки, кои се групи на полимерни соединенија. Во голем број експерименти се покажа дека формирањето на коацерватни суспензии, или микросфери, е типично за многу биолошки полимери во раствор.

Коацерватните капки имаат некои својства карактеристични за живата протоплазма, како што се, на пример, селективно адсорпција на супстанции од околниот раствор и, поради тоа, „растат“ и ја зголемуваат нивната големина.

Поради фактот што концентрацијата на супстанции во коацерватните капки беше десетици пати поголема отколку во околниот раствор, можноста за интеракција помеѓу поединечните молекули значително се зголеми.

Познато е дека молекулите на многу супстанции, особено полипептидите и мастите, се состојат од делови кои имаат различни односи со водата. Хидрофилните делови на молекулите лоцирани на границата помеѓу коцерватите и растворот се свртуваат кон растворот, каде што содржината на вода е поголема.

Хидрофобните делови се ориентирани во внатрешноста на коцерватите, каде што концентрацијата на водата е помала. Како резултат на тоа, површината на коацерватите добива одредена структура и, во врска со тоа, својство да дозволува одредени супстанции да минуваат низ одредена насока, а не други.

Поради ова својство, концентрацијата на некои супстанции во внатрешноста на коцерватите се зголемува уште повеќе, додека концентрацијата на други се намалува, а реакциите помеѓу компонентите на коцерватите добиваат одредена насока. Коацерватните капки стануваат системи изолирани од околината. Се појавуваат протоцели или протобионти.

Важна фаза во хемиската еволуција беше формирањето на структурата на мембраната. Паралелно со појавата на мембраната дошло до подредување и подобрување на метаболизмот. Во понатамошната компликација на метаболизмот во таквите системи, катализаторите требаше да играат значајна улога.

Една од главните карактеристики на живите суштества е способноста да се реплицираат, односно да создаваат копии кои не се разликуваат од матичните молекули. Ова својство го поседуваат нуклеинските киселини, кои, за разлика од протеините, се способни за репликација.

Во коацервати може да се формира протеноид способен да ја катализира полимеризацијата на нуклеотидите со формирање на кратки РНК синџири. Овие синџири би можеле да послужат и како примитивен ген и како гласник РНК. Ниту ДНК, ниту рибозомите, ниту трансферните РНК, ниту ензимите за синтеза на протеини сè уште не учествувале во овој процес. Сите тие се појавија подоцна.

Веќе во фазата на формирање на протобионти, веројатно се случила природна селекција, т.е., зачувување на некои форми и елиминација (смрт) на други. Така, прогресивните промени во структурата на протобионтите беа фиксирани поради изборот.

Појавата на структури способни за само-репродукција, репликација и варијабилност очигледно ја одредува четвртата фаза во формирањето на животот.

Така, во доцниот археј (пред околу 3,5 милијарди години), на дното на малите резервоари или плитки, топли и богати со хранливи материи мориња, се појавија првите примитивни живи организми, кои беа хетеротрофни во нивниот тип на исхрана, т.е. на готови органски материи, синтетизирани за време на хемиската еволуција.

Нивниот метод на метаболизам веројатно бил ферментација, процес на ензимска трансформација на органски супстанции во кои други органски супстанции служат како акцептори на електрони.

Дел од енергијата што се ослободува во овие процеси се складира во форма на АТП. Можно е некои организми да ја користеле енергијата на редокс реакциите за животни процеси, т.е. тие биле хемосинтетици.

Со текот на времето, резервите на слободна органска материја во околината се намалија и организмите способни да синтетизираат органски соединенија од неоргански добија предност.

На овој начин, веројатно пред околу 2 милијарди години, се појавија првите фототрофни организми како што се цијанобактериите, способни да користат светлосна енергија за да синтетизираат органски соединенија од CO2 и H2O, ослободувајќи слободен кислород.

Преминот кон автотрофична исхрана беше од големо значење за еволуцијата на животот на Земјата, не само од гледна точка на создавање резерви на органска материја, туку и за заситување на атмосферата со кислород. Во исто време, атмосферата почна да добива оксидирачки карактер.

Појавата на озонската обвивка ги заштити примарните организми од штетните ефекти на ултравиолетовите зраци и стави крај на абиогената (небиолошка) синтеза на органски материи.

Ова се современи научни идеи за главните фази на потеклото и формирањето на животот на Земјата.

Визуелен дијаграм на развојот на животот на Земјата (може да се кликне)

Додаток:

Прекрасниот свет на „црните пушачи“

Во науката, долго време се веруваше дека живите организми можат да постојат само од енергијата на Сонцето. Жил Верн во својот роман „Патување до центарот на Земјата“ опишал подземен свет со диносауруси и древни растенија. Сепак, ова е фикција. Но, кој би помислил дека ќе има свет изолиран од енергијата на Сонцето со апсолутно различни живи организми. И тој беше пронајден на дното на Тихиот Океан.

Уште во педесеттите години на дваесеттиот век се веруваше дека живот не може да постои во длабочините на океаните. Пронајдокот на батискафот од Огист Пикард ги отфрли овие сомнежи.

Неговиот син Жак Пикард заедно со Дон Волш се спушти во батискафот Трст во Маријанскиот ров на длабочина од над десет илјади метри. На самото дно, учесниците во нуркањето видоа живи риби.

По ова, океанографски експедиции од многу земји почнаа да ја чешлаат океанската бездна со длабоки морски мрежи и да откриваат нови видови животни, семејства, нарачки, па дури и класи!

Нуркањето во батискаф е подобрено. Жак-Ив Кусто и научници од многу земји направија скапи нуркања до дното на океаните.
Во 70-тите, беше направено откритие што ги промени идеите на многу научници. Во близина на островите Галапагос, откриени се раседи на длабочина од две до четири илјади метри.
А на дното се откриени мали вулкани - хидротерми. Морската вода, паѓајќи во фрактури во земјината кора, испарувала заедно со разни минерали низ мали вулкани високи до 40 метри.
Овие вулкани биле наречени „црни пушачи“ затоа што водата што излегувала од нив била црна.

Сепак, најневеројатно е тоа што во таква вода, исполнета со водород сулфид, тешки метали и разни отровни материи, цвета жив живот.

Температурата на водата што излегува од црните пушачи достигнува 300 ° C. Сончевите зраци не продираат до длабочина од четири илјади метри, и затоа тука не може да има богат живот.
Дури и во помали длабочини, бентосни организми се наоѓаат многу ретко, а камоли во длабоки бездни. Таму животните се хранат со органски отпад што паѓа одозгора. И колку е поголема длабочината, толку помалку сиромашен е животот на дното.
На површините на црните пушачи се пронајдени хемоавтотрофни бактерии кои ги разградуваат сулфурните соединенија избиени од длабочините на планетата. Бактериите ја покриваат долната површина со континуиран слој и живеат во агресивни услови.
Тие станаа храна за многу други животински видови. Вкупно се опишани околу 500 видови животни кои живеат во екстремни услови на „црни пушачи“.

Друго откритие беше vestimentifera, која припаѓа на класата на бизарни животни - pogonophora.

Станува збор за мали цевки од кои на краевите излегуваат долги цевки со пипала. Необичното кај овие животни е тоа што немаат дигестивен систем! Тие влегоа во симбиоза со бактерии. Внатре во вестиментиферата има орган - трофозом, каде што живеат многу сулфурни бактерии.

Бактериите добиваат водород сулфид и јаглерод диоксид доживотно. Покрај тоа, во близина беа пронајдени бивалвни мекотели од родот Calyptogena и Bathymodiolus, кои исто така влегоа во симбиоза со бактерии и престанаа да зависат од потрагата по храна.

Едно од најнеобичните суштества на длабокоморскиот хидротермален свет е помпејанскиот црв Алвинела.

Тие се именувани поради аналогијата со ерупцијата на вулканот Помпеја - овие суштества живеат во зона на топла вода која достигнува 50 ° C, а пепелта од сулфурните честички постојано паѓа врз нив. Црвите, заедно со vestimentifera, формираат вистински „градини“ кои обезбедуваат храна и засолниште за многу организми.

Меѓу колониите на црви vestimentifera и pompeii живеат ракови и декаподи кои се хранат со нив. Исто така, меѓу овие „градини“ има и октоподи и риби од семејството на јагули. Светот на црните пушачи, исто така, имал засолниште одамна изумрени животни кои биле истерани од други делови на океанот, како што се мрсулите на Неолепас.

Овие животни биле широко распространети пред 250 милиони години, но потоа исчезнале. Овде претставниците на мрсулите се чувствуваат смирени.

Откривањето на екосистемите на црн пушач стана најзначајниот настан во биологијата. Вакви екосистеми се откриени во различни делови на Светскиот океан, па дури и на дното на Бајкалското Езеро.

Помпејански црв. Фото: life-grind-style.blogspot.com

Прашањето за потеклото на животот е едно од најтешките прашања во модерната природна наука. Сепак, кон него постојано привлекуваше голем интерес. Тешкотијата за добивање одговор на ова прашање е што е тешко точно да се репродуцираат процесите и феномените што се случиле во Универзумот пред милијарди години. Во исто време, сегашната разновидност на форми и манифестации на живот на Земјата привлекува најголемо внимание на овој проблем. Денес, се разликуваат следните главни хипотези за потеклото на животот.

Креационизам

Според оваа хипотеза, животот и сите видови на живи суштества кои ја населуваат Земјата биле создадени од Бога. Згора на тоа, божественото создавање на светот се случило истовремено, така што самиот процес на создавање живот не е достапен за набљудување на време. Покрај тоа, креационизмот не дава јасно толкување на потеклото на самиот Бог Создател и затоа има карактер на постулат. Познатиот шведски натуралист К. Линеус, како и извонредниот руски хемичар М.В., ја поддржаа оваа догма за потеклото на животот.

Хипотеза за спонтано генерирање

Оваа хипотеза е варијација абиогенеза- потеклото на животот од нежива материја. Оваа хипотеза беше алтернатива на креационизмот, кога акумулираното знаење на луѓето за живата природа го доведе во прашање создавањето живот од Бога. Филозофите од Античка Грција и натуралистите од средновековна Европа верувале во појавата на живи организми од нежива материја. Тие веруваа и се обидоа да докажат дека жабите и инсектите се размножуваат во влажна почва, мувите во расипано месо итн. Ставовите за спонтано потекло на животот беа широко распространети речиси до крајот на 18 век. Само во средината на 19 век. Францускиот научник Луј Пастер докажа дека бактериите се сеприсутни. Освен тоа, сите неживи предмети се „заразуваат“ со нив доколку не се изврши стерилизација. Така, Пастер ја потврди теоријата биогенезата- Животот може да произлезе само од претходниот живот. Научникот конечно го поби концептот за спонтано потекло на животот.

Хипотеза за панспермија

Во 1865 година, германскиот научник Г. Рихтер предложи хипотеза панспермија, според кој можел да биде донесен живот на Земјата од вселената заедно со метеорити и космичка прашина. Поддржувач на оваа хипотеза беше големиот руски научник, креатор на модерната доктрина за биосферата, В.И. Вернадски. Современите истражувања ја потврдуваат високата отпорност на некои микроорганизми и нивните спори на радијација и ниски температури. Неодамна имаше извештаи дека во метеоритите се пронајдени траги од органска материја. При проучувањето на најблиската планета до Земјата, Марс, пронајдени се структури слични на бактерии и траги од вода. Сепак, овие наоди не одговараат на прашањето за потеклото на животот.

Биохемиска хипотеза за потеклото на живототе најчест во моментов. Оваа хипотеза беше предложена во 20-тите години. минатиот век, рускиот биохемичар А.И. Опарин и англискиот биолог Ј.Халдан. Таа ја формираше основата на научните идеи за потеклото на животот.

Суштината на оваа хипотеза е дека во раните фази на развојот на Земјата имаше долг период на абиогенеза. Во него не учествувале живи организми. За синтеза на органски соединенија, извор на енергија беше ултравиолетовото зрачење од Сонцето. Сончевото зрачење не беше задржано од озонската обвивка бидејќи немаше озон или кислород во атмосферата на древната Земја. Синтетизираните амино киселини, шеќери и други органски соединенија биле складирани во древниот океан десетици милиони години. Нивната акумулација на крајот доведе до формирање на хомогена маса, која Опарин ја нарече „примарна супа“. Според Опарин, животот се појавил во „исконската супа“.

Опарин верувал дека одлучувачката улога во трансформацијата на неживите во живи суштества им припаѓа на протеините. Протеините се способни да формираат колоидни комплекси кои привлекуваат молекули на вода. Се формираа такви комплекси, спојувајќи се едни со други коацервира- структури изолирани од останатата водена маса.

Коацерватите имаа некои својства на животот. Тие би можеле селективно да апсорбираат супстанции од околниот раствор и да се зголемат во големина - одредено изглед на исхрана и раст. Кога коацерватите беа згмечени, се формираа нови капки кои ги задржаа основните својства на првобитната формација - привид на репродукција. Но, за да се трансформираат во првите живи организми, на коцерватите им недостасуваа биолошки мембрани и генетски информации за да се обезбеди репродукција.

Следниот чекор во потеклото на животот беше појавата на мембрани. Тие може да се формираат од липидни филмови што ја покриваат површината на водните тела. Потоа, на таквите липидни формации се додаваат протеини растворени во вода. Како резултат на тоа, површината на коцерватите се здоби со структура и својства на биолошка мембрана. Таквата мембрана веќе би можела да дозволи некои супстанции да минуваат низ нив, а не други.

Понатамошната комбинација на коцервати со нуклеински киселини доведе до формирање на саморегулирачки и саморепродуцирани први живи организми - протобионти. Овие примитивни примарни организми биле анаероби и хетеротрофи кои се хранеле со супстанции од „исконската супа“. Така, по 1 милијарда години, според оваа хипотеза, настанокот на животот на Земјата е завршен.

Во моментов, се разликуваат следните главни хипотези за потеклото на животот: хипотезите за креационизам, спонтано генерирање, панспермија и биохемиски. Меѓу современите ставови на научниците за потеклото на животот, биохемиската хипотеза зазема најважно место. Според него, животот на Земјата настанал во подолг временски период во отсуство на кислород во присуство на хемикалии и постојан извор на енергија.