ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ СО ВРЕМЕН

ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

СО ВРЕМЕН ГЛУБОКОЙ ДРЕВНОСТИ… Жизнь – одно из сложнейших явлений природы. Она всегда казалась таинственной и непознаваемой – вот почему по вопросам ее происхождения всегда шла борьба между материалистами и идеалистами. .

С накоплением человеком знаний об окружающем мире, развитием естествознания изменялись взгляды на происхождение жизни, выдвигались новые гипотезы. Множество из этих гипотез опровергалось либо они оказывались нежизнеспособны, так как имели мало доказательств.

Выделяют следующее наиболее важные гипотезы происхождения жизни: 1. Креационизм. 2. Гипотезы самопроизвольного зарождения. 3. Гипотеза стационарного состояния. 4. Гипотеза панспермии. 5. Биохимические гипотезы.

Креационизм (от лат. creatio — создание, сотворение) - концепция, трактующая многообразие форм органического мира как результат сотворения их Богом в результате нескольких актов сверхъестественного творения в прошлом. В крайней форме креационизм отрицает изменение видов и их эволюцию. Процесс божественного сотворения мира представляется как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения

Гипотезы самозарождения 1. Концепция абиогенеза. Полагали, что источником спонтанного зарождения служат либо неорганические соединения, либо гниющие органические остатки (Древний Китай, Вавилон, Египет).

Антони ван Левенгук (1632 -1723) Используя микроскоп, открыл организмы, невидимые вообруженным глазом(протисты и бактерии). Он назвал их «анималекулами» и высказал мысль о том, что они происходят от себе подобных.

Франческо Реди (1626 -1697) Подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию Таким образом, Реди зарождения. спонтанного доказал, что белые черви, появляющиеся в мясе 1668 личинки флорентийский змей, - г. – провел следующий опыт: мухи и что если мясо закрыть и Флор предотвратить доступ мух, то оно е мухи нтийские не «произведет» червей. Опровергнув концепцию самозарождения, Реди высказал мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни. Это и является КОНЦЕПЦИЕЙ БИОГЕНЕЗА.

Отрицание гипотез самозарождения: № 1. Ладзаро Спалланцани (1729 -1799) Доказал, что микроорганизмы, часто обнаруживаемые в мясном бульоне, самопроизвольно в нем не зарождаются. q q ОПЫТ: Поместил мясной бульон в сосуды, кипятил эту жидкость на огне, после чего сосуды герметично запаивал. Бульон в сосудах оставался чистым и свободным от микроорганизмов. ИТОГ: Доказал невозможность самопроизвольного зарождения микроорганизмов. АППОЗИЦИОННОЕ МНЕНИЕ: жизнь в колбах не возникала по той причине, что воздух в них во время кипячения портится, поэтому по-прежнему признавали гипотезу самозарождения.

№ 2: Пастер и Тиндаль показали, что бактерии распространяются по воздуху и что если в воздухе, попадающем в колбы с простерилизованным бульоном, их нет, то и в самом бульоне она не возникнут. Луи Пастер (1822 -1895) Джон Тиндаль (1820 -1893) Стерилизовал воздух, пропуская его сквозь пламя или через вату.

Гипотеза стационарного состояния (гипотеза этернизма) Согласно этой теории Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды также существовали всегда. Была выдвинута В. Прайером в 1880 году.

Гипотеза панспермии (от греч. pan – весь, всякий и sperma – семя) Это гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет неких зародышей жизни. Данная гипотезе примыкает к гипотезе стационарного состояния. Её приверженцы поддерживают мысль о вечном существовании жизни и выдвигают идею о внеземном ее происхождении. В. И. Вернадский

Дж. Томсон Г. Гельмгольц По их мнению споры бактерий и других организмов могли быть занесены на Землю с метеоритами.

Другие ученые высказывали мысль о перенесении «спор жизни» на Землю светом.

Современная концепция панспермии Представители: 1. Ф. Крик (биофизик, лауреат Нобелевской премии) – считают, что жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами.

Биохимическая гипотеза происхождения жизни

Белково-коацерватная теория Опарина-Холдейна Среди современных взгля дов на происхождение жизни важнейшее место занимает биохимическая концепция, которую выдвинул в 1924 г. советский биохимик А. И. Опарин. Согласно этой концепции жизнь возникла в специфических условиях древней Земли. К аналогичным рассуждениям и выводам независимо от Опарина пришел в 1929 г. ученый Дж. Б. Холдейн, в связи с чем в настоящее время эта гипотеза возникновения жизни называется коацерватной гипотезой Опарина—Холдейна.

Этапы процесса возникновения жизни I. Химическая эволюция: 1. Возникновение органических веществ из неорганических абиогенным путем. 2. Образование из более простых органических веществ биополимеров (белков. НК. полисахаридов). 3. Возникновение примитивных самовоспроизводящихся организмов (коацерватов) II. Переход от химической эволюции к биологической: 4. Появление мембранных структур (протобионтов) III. Биологическая эволюция

Химическая эволюция Возраст Земли 4. 5 млрд, лет. Для синтеза органических соединений источником энергии служило УФИ Солнца. Солнечная радиация в то время не задерживалась озоновым слоем, потому что ни озона, ни кислорода в атмосфере древней Земли не было. Аминокислоты, сахара и др. синтезированные органические соединения в течение десятков миллионов лет запасалась в древнем океане. Их накопление в итоге привело к образованию однородной массы, которая называлась «первичным бульоном» . По мнению Опарина именно в «первичном бульоне» зародилась жизнь.

Решающая роль в превращении неживого вещества в живое играют белки, которые способны образовывать коллоидные гидрофильные комплексы (притягивают молекулы воды). Комплексы, сливаясь друг с другом, приводят к образованию коацерватов. Коацерваты – структуры, обособленные от остальной массы воды.

Коацерваты поглощали вещества из окружающей их водной среды, тем самым они увеличивались в размерах. Включение в их состав ионов металлов привело к образованию ферментов. В результате включения в состав коацерватов нуклеиновой кислоты и появлению ферментов сформировались предбиологические системы.

На границе между коацерватами и внешней средой выстраивались молекулы липидов, что привело к образованию примитивной клеточной мембраны, обеспечивающей коацерватам стабильность. С образованием мембраны образуются протобионты (примитивные клетки).

Биологическая эволюция В ходе эволюции наиболее вероятна такая последовательность появления групп организмов: анаэробные гетеротрофы -> фотоавтотрофы -> аэробные гетеротрофы.

Первые организмы были гетеротрофами (прокариоты), окаменелые остатки и следы их жизнедеятельности обнаружены в осадочных породах возрастом около 3. 5 млрд. лет. Запасы органических веществ в «первичном бульоне» уменьшались. В связи с этим возникла автотрофность. Первые автотрофы возникли 3 млрд. лет назад. Это были анаэробные бактерии, осуществалющие одностадийный фотосинтез, при котором кислород не выделяется.

Первыми организмами, осуществляющими двухстадийный фотосинтез с выделением кислорода, были цианобактерии. Постепенно атмосфера насытилась достаточным количеством кислорода (прекратилась химическая эволюция), появилась возможность кислородного типа обмена веществ, что привело к появлению аэробов. Образовался озоновый экран, защищающий живое от губительных космических УФЛ. что способствовало выходу организмов из водной среды на сушу.

Следующий этап - появление одноклеточных эукариот (2. 5 млрд. лет назад) Одноклеточные не могут расти беспредельно, так как при увеличении размеров клетки ее поверхность возрастает в квадратичной зависимости, а объем - в кубической. Поэтому - в одноклеточном организме будет наблюдаться дефицит кислорода и недостаток энергии. Около 1. 6 млрд, лет назад возникли многоклеточные организмы которые усложнялись и сформировали типы животных и отделы растении в течение протерозойской, палеозойское мезозойской и кайнозойская эр.