ТЕОРИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ Теории возникновения жизни на

ТЕОРИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ

Теории возникновения жизни на Земле: • • • креационизм; теория стационарного состояния; спонтанное зарождение; панспермия; биохимическая эволюция. Креационизм: жизнь зародилась благодаря сверхъестественному событию в прошлом (гипотеза основана на вере, присутствует в большинстве мировых религий: христианстве, мусульманстве, иудаизме, буддизме и др. ). о 2

Спонтанное зарождение: теория возникла в древнем Китае, Вавилоне и Греции в качестве альтернативы креационизму ( Аристотель- определённые вещества содержат «активное начало» , которое при подходящих условиях может создать живой организм. Ван Гельмонт: за 3 недели из грязной рубашки и горсти пшеницы в тёмном шкафу появились мыши. Франческо Реди, Луи Пастер и др. исследователи опровергли эту теорию. 3

Теория стационарного состояния: Земля никогда не возникала, а существовала вечно: ископаемые остатки древних животных указывает лишь на то, что в исследуемый период их численность увеличивалась, либо они жили в местах, благоприятных для сохранения остатков. В настоящее время приверженцев этой теории почти не осталось. 4

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ Теория панспермии: жизнь на Землю занесена извне с метеоритами, кометами или даже НЛО. Астрономические исследования показали, что в составе некоторых метеоритов и комет имеются органические соединения (в частности, аминокислоты), которые могли сыграть роль «семян» при падении на Землю. Однако, доводы панспермистов не дают ответа на вопрос, откуда взялась жизнь в других мирах. На найденном в Антарктиде метеорите обнаружены объекты, которые можно идентифицировать как следы жизнедеятельности микроорганизмов из космоса 5

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ • • • Теория биохимической эволюции: Земля возникла около 5 милд лет назад; 1. температура её поверхности была очень высокой; 2. Остывание - образовались твёрдая поверхность (литосфера); 3. Атмосфера ( лёгкие газы - водород, гелий, не могли эффективно удерживаться недостаточно плотной Землёй, и эти газы заменялись более тяжёлыми: водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном; 4. Когда температура Земли опустилась ниже 100° C, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это время из первичных соединений и образовывалась сложные органические вещества; энергию для реакций синтеза доставляли грозовые разряды и интенсивная ультрафиолетовая радиация. Накоплению веществ способствовало отсутствие живых организмов – потребителей органики – и главного окислителя – кислорода. 6

Теория биохимической эволюции В опытах Миллера и Опарина из углекислоты, аммиака, метана, водорода и воды в условиях, приближённых к атмосфере молодой Земли, удалось синтезировать аминокислоты, нуклеиновые кислоты и простые сахара 7

Проблема в современной теории эволюции: является превращение сложных органических веществ в простые живые организмы: 1. белковые молекулы с молекулами воды, образовывали коллоидные гидрофильные комплексы; 2. слияние таких комплексов друг с другом приводило к отделению коллоидов от водной среды (коацервация); 3. на границе между коацерватом и средой выстраивались молекулы липидов – примитивная клеточная мембрана; 4. образовывавшиеся нуклеиновые кислоты научились «запоминать» последовательность аминокислот, находящихся с ними в паре; 5. некоторые учёные считают, что первыми организмами были не гетеротрофы, а хемолитотрофы ( оксилительно-восстановительные химические реакции); 6. выделение молекулярного кислорода в таких реакциях охлаждало протоорганизмы, что способствовало их сохранению; 7. образовывавшиеся углеводороды использовались для роста протоорганизмов. В результате повышения содержания кислорода в атмосфере появились организмы и с другими типами питания. Ряд учёных: «Мысль о возникновении живого в результате описанных выше случайных взаимодействий молекул так же нелепа, как и утверждение о том, что торнадо, пронёсшееся над кучей мусора, способно собрать из неё «Боинг 8 747» .

ВИДООБРАЗОВАНИЕ – РЕЗУЛЬТАТ МИКРОЭВОЛЮЦИИ 9

Микроэволюция: совокупность эволюц. процессов, протекающих внутри отдельных или смежных популяций вида, приводящих к изменению генетич. структуры этих популяций, возникновению различий между организмами и образованию новых видов. 10

11

12

• Вид –группа особей, свободно скрещивающихся, занимающие одну территорию. • 13

Критерии вида Критерий Характеристика критерия Морфологический Сходство внешнего и внутреннего строения Физиологический Сходство процессов жизнедеятельности Молекулярно-биологический Сходство строения и функций макромолекул Генетический Определенный набор и форма хромосом у особей одного вида, способность особей скрещиваться и давать плодовитое потомство Экологический Обитание в определенной экологической среде Географический Ареал - территория, занимаемая видом в природе 14

Пути видообразования 1. Филетическое (постепенное изменение одного вида без дивергенции): 2. Гибридогенное (синтезогенез - гибридизация двух существующих видов). 3. Дивергентное (кладогенез – разделение одного вида). 15

Пути видообразования. Слева направо – филетическое видообразование; гибридогенное происхождение вида С, дивергентное видообразование 16

Изоляция как пусковой механизм видообразования. Виды изоляции. • экологическая изоляция – особи различных групп предпочитают различные условия местообитания; • сезонная изоляция – оплодотворение у особей разных групп происходит в различное время; • поведенческая изоляция – особи разных групп имеют различные ритуалы ухаживания; • механическая изоляция – репродуктивные органы особей разных групп делают невозможной перекрёстное оплодотворение; 17

Видообразование – разделение (во времени и пространстве) прежде единого вида на два или несколько. Непременное условие: прекращение обмена генами между популяциями. Способы видообразования: 1) Аллопатрическое (от греч. allos – иной, patris родина) - протекает в условиях пространственной разобщённости популяций; 2) Симпатрическое ( от греч. sym – вместе, patrisродина) популяции занимают одну и ту же географическую область. 18

Аллопатрическое: 1. популяции должны долгое время находиться на географически разобщённых территориях; 2. ослабление конкурентного отбора; 3. адаптация к новым условиям; 4. случайный дрейф генов повышение внутривидовой изменчивости; 5. в генотипе популяции изменяются частоты аллелей и генотипов. 19

Наступление моря может привести к изоляции участков суши и популяций, обитающих на них, что является одной из причин образования новых видов (аллопатрическое). 20

Крайние формы в эволюции Дарвиновых вьюрков; Галапагосские острова 21

Разнообразие галапагосских вьюрков 22

Симпатрическое (репродуктивная изоляция может возникнуть в пределах одной территории) 1. популяции обитают на одной территории; 2. появление в популяции нескольких групп, особи которых не могут скрещиваться между собой; 3. изолирующие механизмы; 4. гибридогенное видообразование: А) автополиплоидия – быстрое изменение кариотипа (хризантемы – число хромосом кратно 3, 18, 27, 36, 45, табак и картофель – кратно 12, 24, 48); Б) аллополиплоидия (гибридизация – последующее удвоение числа хромосом) 23

Результат гибридизации: 1. нежизнеспособность гибридов – гибриды погибают в раннем возрасте; 2. стерильность гибридов – гибриды первого поколения не способны производить функциональные гаметы (в частности, из-за наличия в диплоидной клетке нечётного числа хромосом); 3. неполноценность гибридов – гибриды первого поколения способны производить потомство, но следующее поколение либо неполноценно либо стерильно. Мул – гибрид лошади и осла – стерилен 24

Симпатрическое видообразование Разнообразие рыб цихлид озера Виктория. Более 500 видов цихлид произошли от общего предка в течение 12 тыс. лет (Африка). 25

Особый случай симпатрического видообразования наблюдается в случае кольцевых клин, если популяции последовательно друг за другом заселяют какую-либо географическую область, замыкая кольцо. Краевые популяции могут при этом оказаться генетически настолько различными, что будут неспособны образовывать плодовитое потомство. 26

Кольцевая клина. Подвиды 1 и 7, возможно, не смогут скрещиваться между собой 27

28