Учения за произхода на живота на земята. Най-интересните теории за произхода на живота на Земята: основните версии

Животът на Земята е възникнал преди три милиарда години. Оттогава еволюцията стана елементарна едноклетъчни организмив разнообразието от форми, цветове, размери и функции, които виждаме днес. Но как точно се е зародил животът в първичната супа - вода, съдържаща се в плитки извори и наситена с аминокиселини и нуклеотиди?

Има много теоретични отговори на въпроса какво точно е причинило възникването на живота - от удар на мълния до космическо тяло. Ето само няколко от тях.

искра от електричество

Същата метафорична искра на живота може да бъде напълно буквална искра или много искри, чийто източник е мълния. Електрическите искри, падащи във водата, могат да причинят образуването на аминокиселини и глюкоза, превръщайки ги от атмосфера, богата на метан, вода, водород и амоняк. Тази теория дори беше потвърдена експериментално през 1953 г., доказвайки, че мълнията може да бъде много добра причина за образуването на основните елементи, необходими за появата на първите форми на живот.

След провеждането на експеримента учените успяха да докажат, че ранната атмосфера на нашата планета не може да съдържа достатъчно водород, но вулканичните облаци, покриващи повърхността на Земята, могат да включват всички необходими елементи и съответно достатъчно електрони, за да предизвикат мълния.

Подводни хидротермални отвори

Относително силните дълбоководни отвори биха могли да се превърнат в необходим източник на водород за образуването на първите живи организми върху техните скалисти повърхности. Дори днес разнообразни екосистеми се развиват около хидротермалните извори, дори на голяма дълбочина.

глина

Първите органични молекули можеха да се срещнат на глинена повърхност. Глината винаги съдържа достатъчно количество органични компоненти, освен това може да се превърне в своеобразен организатор на тези компоненти в по-сложни и ефективни ДНК-подобни структури.

Всъщност ДНК е вид карта за аминокиселините, показваща как точно те трябва да бъдат организирани в сложни мастни клетки. Група биолози от университета в Глазгоу в Шотландия твърдят, че глината може да бъде такава карта за най-простите полимери и мазнини, стига те да не се научат да се „самоорганизират“.

панспермия

Тази теория повдига въпроси относно възможността за космически произход на живота. Тоест според нейните постулати животът не е възникнал на Земята, а е донесен тук само с помощта на метеорит, например от Марс. На земята бяха открити достатъчно фрагменти, за които се предполага, че са дошли при нас от червената планета. Друг начин за „космическо такси“ за неизвестни форми на живот са кометите, които могат да пътуват между звездни системи.

Дори това да е вярно, панспермията все още не е в състояние да отговори на въпроса как точно е възникнал животът от мястото, където е бил донесен на планетата Земя.

Под леда

Напълно възможно е океаните и континентите да са били покрити с дебел слой лед преди три милиарда години, защото Слънцето не е светело толкова ярко, колкото днес. Ледът може да стане защитен слойза крехко органични молекули, предотвратявайки ултравиолетовите лъчи и космическите тела, които се сблъскват с повърхността, да навредят на първите и най-слабите форми на живот. Освен това по-ниската температура може да предизвика еволюцията на първите молекули в по-силни и по-издръжливи.

РНК свят

Теорията за света на РНК се основава на философски въпросяйца и пилета. Факт е, че за образуването (удвояването) на ДНК са необходими протеини, а протеините не могат да се възпроизвеждат без самата карта, вградена в ДНК. И така, как е възникнал животът, ако едното не може да съществува без другото, но и двете съществуват прекрасно в настоящето? Отговорът може да е РНК - рибонуклеинова киселина, която е в състояние да съхранява информация като ДНК и да служи като протеинови ензими. На базата на РНК се формира по-съвършена ДНК, след което по-ефективни протеини напълно заменят РНК.

Днес РНК съществува и изпълнява няколко функции в сложни организми, например, тя е отговорна за работата на някои гени. Тази теория е съвсем логична, но не отговаря на въпроса какво е послужило като катализатор за формирането на рибонуклеинова киселина. Предположението, че може да се е появило от само себе си, се отхвърля от повечето учени. теоретично обяснениее образуването на най-простите киселини PNA и TNA, които след това се развиват в РНК.

Най-простото начало

Тази теория се нарича холобиоза и идва от идеята, че животът не е започнал от сложни РНК молекули и първичния генетичен код, а от най-простите частици, взаимодействащи една с друга в името на метаболизма. Може би тези частици в крайна сметка са развили защитна обвивка, като мембрана, и след това са еволюирали в един, по-сложен организъм. Този модел се нарича „ензимен модел на метаболизма“, докато теорията за света на РНК се нарича „модел на първичния генетичен код“.

ВЪВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ 1. ОСНОВНИ ТЕОРИИ ЗА ПРОИЗХОДА НА ЖИВОТА НА ЗЕМЯТА.

1.1 Креационизъм.

1.2 Хипотеза за спонтанното зараждане.

1.3 Теория стабилно състояние.

1.4 Хипотеза за панспермия.

РАЗДЕЛ 2. ПРОТЕИН-КОАЦЕРВАТНА ТЕОРИЯ ОПАРИНА.

2.1 Същност на теорията.

2.2 Александър Иванович Опарин.

2.3 Произход химическа еволюция"Първичен бульон".

2.4 Етапи на процеса на възникване на живота.

РАЗДЕЛ 3. НЕОБХОДИМОСТТА ОТ ИЗУЧАВАНЕТО НА ПРОИЗХОДА НА ЖИВОТА.

РАЗДЕЛ 4. СЪВРЕМЕННИ ВЪВЕДЕНИЯ ЗА ПРОИЗХОДА НА ЖИВОТА.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

ЛИТЕРАТУРА.

ВЪВЕДЕНИЕ

Въпросът за произхода на живота на Земята и вероятността за съществуването му на други планети от Вселената отдавна привлича интереса както на учени, така и на философи, и обикновените хора. През последните години вниманието към това вечен проблем“ се е увеличил значително.

Това се дължи на две обстоятелства: първо, значителен напредък в лабораторното моделиране на някои етапи от еволюцията на материята, довели до възникването на живота, и, второ, бързото развитие на космическите изследвания, което прави истинското търсене на всеки живот форми на планетите от слънчевата система все по-реални. , но в бъдещето и отвъд.

Произходът на живота е един от най-мистериозните въпроси, изчерпателен отговор, който едва ли някога ще бъде получен. Много хипотези и дори теории за произхода на живота, обясняващи различни аспекти на това явление, все още не могат да преодолеят основното обстоятелство - експериментално да потвърдят факта на появата на живота. съвременна науканяма преки доказателства за това как и къде е възникнал животът. Има само логически конструкции и косвени доказателства, получени чрез моделни експерименти, както и данни в областта на палеонтологията, геологията, астрономията и др.

В същото време въпросът за произхода на живота все още не е окончателно решен. Има много хипотези за произхода на живота.

В различни времена и в различни култури са били разглеждани следните идеи:

Креационизъм (животът е създаден от Създателя);

Спонтанно генериране (спонтанно генериране; животът възниква многократно от нежива материя);

Хипотеза за стабилно състояние (живот винаги е съществувал);

Хипотеза за панспермия (живот, пренесен на Земята от други планети);

Биохимични хипотези (животът е възникнал в земни условия в хода на процеси, които се подчиняват на физични и химични закони, т.е. в резултат на биохимична еволюция);

Целта на работата е да се разгледат основните теории за произхода на живота на Земята.

Важно е да се отбележи, че за постигане на целта се разглеждат следните задачи:

Прегледайте основните теории

креационизъм

Теория за спонтанното зараждане на живот

Теория на стационарното състояние

Хипотеза за пансермия

За да изследваме основната протеиново-коацерватна теория на A.I. Опарина

Прочетете биографията на A.I. Опарина

Опишете произхода на химическата еволюция "първична супа"

Определете етапите на процеса на възникване на живота на Земята

Необходимостта от изучаване на произхода на живота на Земята

Съвременни възгледи за произхода на живота

Когато вършехме работата, използвахме следните методи: сравнително географски, анализ литературни източници, исторически.

Работата е написана въз основа на такива материали: монографии, преводни издания, статии от сборник с научни статии, компоненти на книги, литература от Интернет.

РАЗДЕЛ 1. ОСНОВНИ ТЕОРИИ ЗА ПРОИЗХОДА НА ЖИВОТА НА ЗЕМЯТА

1.1креационизъм

Креационизмът (от англ. creation - сътворение) е религиозно-философска концепция, в рамките на която цялото многообразие на органичния свят, човечеството, планетата Земя, както и светът като цяло, се считат за съзнателно създадени от някое върховно същество. или божество. Теорията на креационизма, отнасяща отговора на въпроса за произхода на живота към религията (сътворяването на живот от Бог), според критерия на Попър, е извън полето на научните изследвания (тъй като е неопровержима: научни методиневъзможно е да се докаже нито че Бог е създал живота, нито че Бог го е създал). Освен това тази теория не дава задоволителен отговор на въпроса за причините за възникването и съществуването на самото върховно същество, като обикновено просто постулира неговата безначалност.

1.2Хипотеза за спонтанно генериране

Тази теория придоби популярност Древен Китай, Вавилон и Египет като алтернатива на креационизма, с който съжителства. Религиозните учения на всички времена и всички народи обикновено приписват появата на живот на един или друг творчески акт на божеството. Много наивно решават този въпрос и първите изследователи на природата. Аристотел (384-322 пр. н. е.), който често е приветстван като основател на биологията, се придържа към теорията за спонтанното зараждане на живот. Дори за такъв изключителен ум на древността като Аристотел не е било трудно да приеме идеята, че животните - червеи, насекоми и дори риби - могат да възникнат от кал. Напротив, този философ твърди, че всяко сухо тяло, като стане мокро, и, обратно, всяко мокро тяло, като стане сухо, ражда животни.

Според хипотезата на Аристотел за спонтанното зараждане определени "частици" материя съдържат някакъв вид "активен принцип", който при подходящи условия може да създаде жив организъм. Аристотел беше прав, като смяташе, че този активен принцип се съдържа в оплодената яйцеклетка, но погрешно вярваше, че той присъства и в слънчевия вятър, калта и гниещото месо.

„Това са фактите – живи същества могат да възникнат не само чрез чифтосване на животни, но и чрез разлагане на почвата. Същото е и с растенията: някои се развиват от семена, докато други, като че ли, спонтанно се генерират под действието на цялата природа, произтичаща от разлагащата се земя или определени части от растенията ”(Аристотел).

Авторитетът на Аристотел оказва изключително влияние върху възгледите на средновековните учени. Мнението на този философ в съзнанието им беше странно преплетено с религиозни концепции, често давайки нелепи и дори откровено глупави идеи. модерен видизводи. Приготвянето на жив човек или негово подобие, "хомункулус", в колба чрез смесване и дестилиране на различни химикали през Средновековието се е смятало за много трудно и беззаконно, но без съмнение осъществимо. Получаването на животни от неживи материали изглежда толкова просто и обичайно за учените от онова време, че известният алхимик и лекар Ван Хелмонт (1577-1644) директно дава рецепта, следвайки която мишките могат да бъдат изкуствено приготвени чрез покриване на съд със зърно с мокра и мръсна вода. парцали. Този много успешен учен описва експеримент, в който се твърди, че е създал мишки за три седмици. За това са били нужни мръсна риза, тъмен килер и шепа жито. Ван Хелмонт смята, че човешката пот е активният принцип в процеса на мишката.

Редица източници, датиращи от 16-ти и 17-ти век, описват подробно превръщането на вода, камъни и други неодушевени предмети във влечуги, птици и животни. Гриндел фон Ах дори показва образа на жаби, уж произлизащи от майската роса, а Алдрованд изобразява процеса на прераждане на птици и насекоми от клоните и плодовете на дърветата.

Колкото повече се развива естествената наука, толкова повече по-голяма стойностпо въпроса за познаването на природата, те са придобили точно наблюдение и опит, а не само разсъждения и изтънченост, толкова повече стесняват обхвата на теорията за спонтанното генериране. Още през 1688 г. италианският биолог и лекар Франческо Реди, който живее във Флоренция, подхожда по-строго към проблема за произхода на живота и поставя под въпрос теорията за спонтанното зараждане. Д-р Реди чрез прости експерименти доказа неоснователността на мненията за спонтанното генериране на червеи в гниещото месо. Той установи, че малките бели червеи са ларви на мухи. След провеждане на серия от експерименти той получава данни, потвърждаващи идеята, че животът може да възникне само от предишен живот (концепцията за биогенезата).

„Убеждението би било безсмислено, ако не може да бъде потвърдено чрез експеримент. Така че в средата на юли взех четири големи съда с широки гърла, сложих пръст в един от тях, малко риба в друг, змиорки от Арно в третия, парче млечно телешко месо в четвъртия, затворих ги плътно и ги запечатах. След това поставих същото в четири други съда, като ги оставих отворени... Скоро месото и рибата в незапечатаните съдове бяха обезцветени; можеха да се видят мухи, летящи свободно в и извън съдовете. Но не видях нито един червей в запечатаните съдове, въпреки че бяха минали много дни, след като мъртвата риба беше поставена в тях ”(Реди).

Така по отношение на живите същества, видими с невъоръжено око, предложението за спонтанно зараждане се оказа несъстоятелно. Но в края на XVII век. Кирхер и Льовенхук откриват света на най-малките същества, невидими с просто око и различими само през микроскоп. Тези „най-малки живи животни“ (както Льовенхук нарече откритите от него бактерии и реснички) можеха да бъдат открити навсякъде, където се появи гниене, в отвари и настойки от растения, които са престояли дълго време, в гниещо месо, бульон, в кисело мляко, в изпражнения , в плакета . „В устата ми“, пише Льовенхук, „има повече от тях (микроби), отколкото има хора в Обединеното кралство.“ Човек трябва само да постави нетрайни и лесно гниещи вещества на топло място за известно време, тъй като в тях веднага се развиват микроскопични живи същества, които не са били там преди. Откъде идват тези същества? Дали са произлезли от ембриони, случайно попаднали в гниещата течност? Колко от тези микроби трябва да има навсякъде! Неволно се появи мисълта, че именно тук, в гниещи отвари и настойки, се е случило спонтанното генериране на живи микроби от нежива материя. Това мнение в средата на 18 век получи силно потвърждение в експериментите на шотландския свещеник Нидъм. Нийдъм приемаше месен бульон или смеси растителни вещества, поставят се в добре затворени съдове и се варят за кратко. В същото време, според Needham, всички ембриони трябва да са умрели, докато нови не могат да влязат отвън, тъй като съдовете са плътно затворени. След известно време обаче в течностите се появили микроби. От това споменатият учен заключава, че е присъствал на феномена на спонтанното генериране.

В същото време друг учен, италианецът Spallanzani, се противопостави на това мнение. Повтаряйки експериментите на Needham, той се убеди, че по-продължителното нагряване на съдове, съдържащи органични течности, ги обезводнява напълно. През 1765 г. Лазаро Спаланцани провежда следния експеримент: след като вари бульони от месо и зеленчуци в продължение на няколко часа, той веднага ги затваря, след което ги сваля от огъня. След като изследва течностите няколко дни по-късно, Спаланцани не открива никакви признаци на живот в тях. От това той заключи, че топлинаунищожи всички форми на живи същества и че без тях нищо живо не би могло да възникне.

Избухна ожесточен спор между представители на две противоположни мнения. Spallanzani твърди, че течностите в експериментите на Needham не са били достатъчно нагряти и ембрионите на живи същества са останали там. На това Нидхам възрази, че той не е нагрявал течностите твърде малко, а напротив, Спаланцани ги е нагрявал твърде много и с такъв груб метод унищожава "генериращата сила" на органичните инфузии, която е много капризна и непостоянна.

Следователно всеки от спорещите остана на първоначалните си позиции и въпросът за спонтанното генериране на микроби в разлагащите се течности не беше решен по нито един от начините цял век. През това време са правени много опити емпирично да се докаже или отхвърли спонтанното зараждане, но нито един от тях не е довел до категорични резултати.

Въпросът става все по-объркан и едва в средата на 19 век е окончателно решен благодарение на блестящите изследвания на блестящия френски учен.

Луи Пастьор се заема с проблема за произхода на живота през 1860 г. По това време той вече е направил много в областта на микробиологията и е успял да реши проблемите, които застрашават бубарството и винопроизводството. Той също така доказа, че бактериите са навсякъде и че неживите материали могат лесно да бъдат замърсени от живи същества, ако не са правилно стерилизирани. В редица експерименти той показа, че навсякъде, и особено в близост до човешкото жилище, най-малките микроби се втурват във въздуха. Те са толкова леки, че се носят свободно във въздуха, като само много бавно и постепенно потъват на земята.

В резултат на поредица от експерименти, базирани на методите на Спаланцани, Пастьор доказва валидността на теорията за биогенезата и накрая опровергава теорията за спонтанното зараждане.

Пастьор обяснява мистериозното появяване на микроорганизми в експериментите на предишни изследователи или с непълното обезкондициониране на средата, или с недостатъчната защита на течностите от проникване на микроби. Ако съдържанието на колбата се свари добре и след това се защити от микроби, които могат да попаднат в колбата с въздух, който тече в колбата, тогава в сто от сто случая течността няма да изгние и няма да се образуват микроби.

Важно е да се отбележи, че Пастьор използва голямо разнообразие от методи за намаляване на налягането на въздуха, който тече в колбата: той или калцинира въздуха в стъклени и метални тръби, или защитава гърлото на колбата с памучна тапа, която задържа всички най-малки частици, суспендирани във въздуха, или накрая пропускат въздух през тънка стъклена тръба, огъната под формата на буквата S; в този случай всички ядра се задържат механично върху мокрите повърхности на завоите на тръбата.

Навсякъде, където защитата е достатъчно надеждна, не се наблюдава появата на микроби в течността. Но може би продължителното нагряване е променило химически околната среда и я е направило неподходяща за живот? Пастьор лесно оборва и това възражение. Той хвърли памучен тампон в изтощената течност, през която минаваше въздух и в резултат на което имаше микроби - течността бързо изгни. Следователно варените инфузии са доста подходяща почва за развитието на микроби. Това развитие не се случва само защото няма зародиш. Веднага след като ембрионът влезе в течността, той веднага покълва и дава буйна реколта.

Експериментите на Пастьор показаха със сигурност, че спонтанното генериране на микроби в органичните инфузии не се случва. Всички живи организми се развиват от ембриони, т.е. произлизат от други живи същества. В същото време потвърждаването на теорията за биогенезата породи друг проблем. Тъй като за появата на жив организъм е необходим друг жив организъм, тогава откъде се е появил първият жив организъм? Само теорията за стационарното състояние не изисква отговор на този въпрос, а във всички останали теории се приема, че на някакъв етап от историята на живота е имало преход от неживо към живо.

1.3Теория на стационарното състояние.

Според тази теория Земята никога не е възниквала, а е съществувала вечно; то винаги е било в състояние да поддържа живота и ако се е променило, то се е променило много малко. Според тази версия видовете също никога не са възниквали, те винаги са съществували и всеки вид има само две възможности - или промяна в числеността, или изчезване.

В същото време хипотезата за стационарно състояние коренно противоречи на данните от съвременната астрономия, които показват крайното време на съществуване на всякакви звезди и съответно на планетарни системи около звезди. от съвременни оценки, въз основа на отчитане на скоростите на радиоактивен разпад, възрастта на Земята, Слънцето, Слънчевата система се оценява на ~ 4,6 милиарда години. Следователно тази хипотеза обикновено не се разглежда от академичната наука.

Привържениците на тази теория не признават, че наличието или отсъствието на определени фосилни останки може да показва времето на появата или изчезването на определен вид и цитират като пример представител на рибата с лобови перки - целакант (целакант). Според палеонтологични данни кръстоносците са изчезнали в края на Креда. В същото време това заключение трябваше да бъде преразгледано, когато в района на Мадагаскар бяха открити живи представители на crossopterygians. Привържениците на теорията за стационарното състояние твърдят, че само чрез изучаване на живи видове и сравняването им с останки от вкаменелости може да се заключи за изчезване и в този случай е много вероятно това да се окаже погрешно. Използвайки палеонтологични данни в подкрепа на теорията за стационарното състояние, нейните поддръжници интерпретират появата на вкаменелости през екологичен аспект. Така например внезапната поява на изкопаем вид в определен слой се обяснява с увеличаване на популацията му или преместването му на места, благоприятни за запазване на останки.

1.4Хипотеза за пансермия

Хипотезата за появата на живот на Земята в резултат на пренасянето на определени зародиши на живот от други планети се нарича теория за пансермията (от гръцки παν – всички, всеки и σπερμα – семе). Тази хипотеза е в съседство с хипотезата за стационарно състояние. Неговите привърженици поддържат идеята за вечното съществуване на живота и излагат идеята за неговия внезапен произход. Един от първите, които изразиха идеята за космически (внезапен) произход на живота, беше немският учен Г. Рихтер през 1865 г. Според Рихтер животът на Земята не е възникнал от Не органична материя, но е донесен от други планети. В тази връзка възникнаха въпроси доколко е възможно такова прехвърляне от една планета на друга и как може да се осъществи. Отговорите бяха търсени преди всичко във физиката и не е изненадващо, че първите защитници на тези възгледи бяха представителите на тази наука, изключителните учени Г. Хелмхолц, С. Арениус, Дж. Томсън, П.П. Лазарев и др.

Според идеите на Томсън и Хелмхолц, спори на бактерии и други организми биха могли да бъдат донесени на Земята с метеорити. Лабораторните изследвания потвърждават високата устойчивост на живите организми към неблагоприятни въздействия, по-специално към ниски температури. Например спорите и семената на растенията не умират дори след продължително излагане на течен кислородили азот.

Съвременните привърженици на концепцията за пансермия (включително лауреат Нобелова наградаАнглийският биофизик Ф. Крик) смятат, че животът е донесен на Земята случайно или умишлено космически извънземни. Гледната точка на астрономите C. Wickramasingh (Шри Ланка) и F. Hoyle (Великобритания) се присъединява към хипотезата за пансермията. Те смятат, че в космическото пространство, главно в газови и прахови облаци, микроорганизмите присъстват в големи количества, където според учените те се образуват. Освен това тези микроорганизми се улавят от комети, които след това, преминавайки близо до планетите, "посяват зародишите на живота".

РАЗДЕЛ 2. ПРОТЕИН-КОАЦЕРВАТНА ТЕОРИЯ ОПАРИНА

2.1Същността на теорията

първият научна теорияотносно произхода на живите организми на Земята е създадена от съветския биохимик А.И. Опарин (1894-1980). През 1924 г. той публикува трудове, в които очертава идеи за това как животът би могъл да възникне на Земята. Според тази теория животът е възникнал при специфични условия древна земяи се счита от Опарин за естествен резултат от химическата еволюция на въглеродните съединения във Вселената.

Според Опарин процесът, довел до появата на живота на Земята, може да бъде разделен на три етапа:

Появата на органична материя.

Образуването на биополимери (протеини, нуклеинови киселини, полизахариди, липиди и др.) От по-прости органични вещества.

Появата на примитивни самовъзпроизвеждащи се организми.

Теорията за биохимичната еволюция има най-голямото числоподдръжници сред съвременните учени. Земята е възникнала преди около пет милиарда години; Първоначално повърхностната му температура е била много висока (до няколко хиляди градуса). При охлаждането се образува твърда повърхност (земната кора - литосферата).

Атмосферата, която първоначално се е състояла от леки газове (водород, хелий), не може да бъде ефективно задържана от недостатъчно плътната Земя и тези газове са заменени от по-тежки газове: водна пара, въглероден двуокис, амоняк и метан. Когато температурата на Земята падна под 100 градуса по Целзий, водните пари започнаха да кондензират, за да образуват световните океани. По това време, в съответствие с идеите на A.I. Опарин, се проведе абиогенен синтез, т.е. в първичния земните океани, наситени с различни прости химични съединения, "в първичната супа" под въздействието на вулканична топлина, гръмотевични разряди, интензивно ултравиолетово лъчение и други фактори на околната среда, започва синтезът на по-сложни органични съединения, а след това и биополимери. Образуването на органични вещества се улеснява от липсата на живи организми - консуматори на органични вещества - и основния окислител - кислород. Комплексните аминокиселинни молекули произволно се комбинират в пептиди, които от своя страна създават оригиналните протеини. От тези протеини са синтезирани първичните живи същества с микроскопични размери.

Най-трудният проблем в съвременната теория на еволюцията е превръщането на сложни органични вещества в прости живи организми. Опарин смята, че решаващата роля в превръщането на неживото в живо принадлежи на протеините. Очевидно протеинови молекули, привличайки водни молекули, образува колоидни хидрофилни комплекси. По-нататъшното сливане на такива комплекси един с друг доведе до отделяне на колоиди от водната среда (коацервация). На границата между коацервата (от лат. Coacervus - съсирек, купчина) и околната среда се подреждат липидни молекули - примитив клетъчната мембрана. Предполага се, че колоидите могат да обменят молекули с заобикаляща среда(прототип на хетеротрофно хранене) и натрупват определени вещества. Друг тип молекула осигурява способността да се самовъзпроизвежда. Системата от възгледи на A.I. Опарин е наречен "коацерватна хипотеза".

Хипотезата на Опарин е само първата стъпка в развитието на биохимичните идеи за произхода на живота. Следващата стъпка бяха експериментите на L.S. Милър, който през 1953 г. показа как от неорганичните компоненти на първичната земна атмосфера под въздействието на електрически разряди и ултравиолетова радиациямогат да се образуват аминокиселини и други органични молекули.

Академик на Руската академия на науките V.N. Пармон и редица други учени предлагат различни модели, за да обяснят как могат да възникнат автокаталитични процеси в среда, наситена с органични молекули, възпроизвеждайки някои от тези молекули. Някои молекули се репликират по-успешно от други. Това дава началото на процеса на химическа еволюция, който предхожда биологичната еволюция.

Днес сред биолозите преобладава хипотезата за света на РНК, която твърди, че между химическата еволюция, в която отделните молекули са се размножавали и конкурирали, и пълноценния живот, основан на модела на ДНК-РНК-протеин, е имало междинен етап, на който отделните молекули са се размножавали и се състезаваха помежду си.РНК молекули. Вече има изследвания, които показват, че някои РНК молекули имат автокаталитични свойства и могат да се възпроизвеждат без участието на сложни протеинови молекули.

Съвременната наука все още е далеч от изчерпателното обяснение докъде точно е достигнала неорганичната материя високо нивоорганизация, характерна за жизнените процеси. Ясно е обаче, че това е многоетапен процес, по време на който степента на организация на материята нараства стъпка по стъпка. Възстановяването на специфичните механизми на това поетапно усложнение е задача на бъдещето научно изследване. Това изследване следва две основни области:

Отгоре надолу: анализ на биологични обекти и изследване на възможните механизми за образуване на отделните им елементи;

Отдолу нагоре: усложнението на "химията" - изучаването на все по-сложни химични съединения.

Досега не е било възможно да се постигне пълноценна комбинация от тези два подхода. Въпреки това биоинженерите вече са успели „според чертежите“, тоест според известния генетичен код и структурата на протеиновата обвивка, да сглобят най-простия жив организъм – вируса – от най-простите биологични молекули. Така се доказва, че не е необходимо свръхестествено влияние, за да се създаде жив организъм от нежива материя. Така че е необходимо само да се отговори на въпроса как този процес би могъл да се осъществи без участието на човека, в естествената среда.

Съществува широко разпространено „статистическо“ възражение срещу абиогенния механизъм на произхода на живота. Например през 1996 г. немският биохимик Шрам изчислява, че вероятността за случайна комбинация от 6000 нуклеотида в РНК вируса на тютюневата мозайка: 1 шанс на 102 000. Това е изключително ниска вероятност, което показва пълната невъзможност за случайно образуване на такива РНК. Всъщност обаче това възражение е конструирано неправилно. Той изхожда от предположението, че вирусната РНК молекула трябва да се формира "от нулата" от различни аминокиселини. В случай на стъпаловидно усложняване на химични и биохимични системи, вероятността се изчислява по съвсем различен начин. Освен това не е необходимо да получите точно такъв вирус, а не друг. Като се вземат предвид тези възражения, се оказва, че оценките за вероятността от синтез на появата на вирусна РНК са подценени до пълна неадекватност и не могат да се считат за убедително възражение срещу абиогенната теория за произхода на живота.

2.2 Александър Иванович Опарин и неговата теория за произхода на живота

От началото на 1935 г. започва работа Институтът по биохимия на Академията на науките на СССР, основан от Опарин заедно с А.Н. Бах. От самото основаване на института Опарин ръководи Лабораторията по ензимология, която в бъдеще се трансформира в лаборатория по еволюционна биохимия и субклетъчни структури. До 1946 г. е заместник-директор, след смъртта на А.Н. Бах е директор на този институт.

На 3 май 1924 г. на заседание на Руското ботаническо дружество той изнася доклад „За произхода на живота“, в който предлага теория за произхода на живота от бульон от органични вещества. В средата на 20 век експериментално са получени сложни органични вещества чрез преминаване на електрически заряди през смес от газове и пари, която хипотетично съвпада със състава на атмосферата на древната Земя. Опарин разглежда коацерватите като проклети - органични структуризаобиколен от мастни мембрани.

След смъртта през 1951 г. S.I. Вавилова А.И. Опарин става вторият председател на управителния съвет на Всесъюзното образователно дружество „Знание“. Той остава на този пост до 1956 г., когато M.B. Митин.

През 1970 г. Междунар научно обществоза изследване на произхода на живота (Международно общество за изследване на произхода на живота), чийто първи президент, а след това и почетен президент беше Опарин. Изпълнителният комитет на ISSOL е създаден през 1977 г златен медалкръстен на A.I. Опарин (англ. Oparin Medal), награден за най-значимите експериментални изследвания в тази област.

2.3 Произходът на химическата еволюция "Първична супа"

Въпреки някои пропуски в познанията ни за първия етап от възникването на живота, ние сме в състояние да направим доста категорични заключения. В крайна сметка знаем, че синтезът на съединения, съдържащи до 24 въглеродни и азотни атома, е възможен в рамките на Слънчевата система. Може би синтез на повече сложни връзки, включително полимери, въпреки че няма данни за съществуването на полимери с подредена последователност. Това е всичко, което можем да кажем за състава на средата, известна като " първичен бульон».

С натрупването на нова информация става все по-очевидно, че продуктите на първичния синтез от молекули на прости хибриди задължително ще се образуват при подходящи условия. Тези условия могат да бъдат изключително разнообразни, поради което разглежданите синтези не са свързани с някакво строго определено време и място.

Факти, експерименти и наблюдения говорят за възможността да се синтезират доста сложни химични съединения в близост до всяка звезда, при наличие на достатъчно количество "суровини" - прах и газове. По този начин първият етап е не толкова възникването на живота, колкото подготовката за него. Всичко започва с материали, образувани от нормални астрофизични процеси; по-нататъшните трансформации се извършват в пълно съответствие със законите на химията, без да се включват нови принципи. В същото време вече на този етап има определен предварителен подбор на тези видове съединения, които впоследствие ще бъдат използвани за изграждане на живи същества. Следователно, тъй като процесите, протичащи на този първи етап, засягат целия последващ ход на биосинтезата, те самите зависят от специфичните условия, съществуващи на планетите. Ето защо Земята - единствената планета в Слънчевата система, която има океани на повърхността си - се оказа едновременно и единствената планетас напреднал живот.

2.4 Етапи на възникване на живота

Етап 1. Този етап съответства на нарастващата сложност на молекулите и молекулярните системи, които в крайна сметка са били предназначени да бъдат включени в живите системи. На първия етап се извършва образуването на молекули на предорганизма от хибриди на въглерод, азот и кислород (т.е. от метан, амоняк и вода). Тези газове се намират в молекулярна форма в космоса (в по-студените части на Вселената) дори и сега. Изглежда очевидно, че първият етап може да се проведе на много места - от които знаем със сигурност само Земята и метеорити с астероиден произход. Такова място може да бъде и първичен полеви облак. Освен това се оказва възможно тези процеси да се симулират в лабораторията, което е направено от Милър и неговите последователи. В тези експерименти са получени най-важните биологични молекули: някои органични основи (например адеин), които са част от протеините; някои захари, по-специално рабоза и техните фосфати, и накрая някои по-сложни азотсъдържащи съединения, като порфирини, които служат като важен интегрална частокислителни ензими и енергийни носители.

Етап 2. Във втория етап полимерите се образуват от компонентите на "първичната супа" на Опарин, която се състои главно от току-що споменатите молекули, както и от по-сложни молекули, чрез комбиниране на подобни или идентични мономери или субмолекули в линейна поръчка. На някакъв решаващ етап от еволюцията на такива полимери, които очевидно са по-прости аналози на съществуващите в момента нуклеинови киселини и протеини, трябва да е възникнал механизмът на строго възпроизвеждане и репликация, който се счита от много биолози за важен. отличителна чертасамия живот. Засега можем само логически да реконструираме онези процеси, които биха могли да доведат до това при условията, които очевидно са съществували на Земята по това време, т.е. в присъствието на свободна вода, както и газови молекули и метални йони в разтвор. Трудно е да си представим, че всичко това може да се случи на такива безводни небесни тела като Луната и още повече на метеорити от астероиден произход, съдържащи вода само в свързано състояние - под формата на хидрати или лед.

РАЗДЕЛ 3. НЕОБХОДИМОСТТА ОТ ИЗСЛЕДВАНИЯ НА ПРОИЗХОДА НА ЖИВОТА

Основният практически мотив за изучаване на произхода на живота е, че без него не можем да разберем модерен живот, и следователно не може да го контролира. Необходимо е да се изучава възникването на живота, за да се разбере неговата същност, неговите възможности и ограничения, а след това само за да се развие първото и да се преодолее второто. В по-широк смисъл изследването на произхода на живота е допълнителен опит да се намери смисълът на живота. От древни времена смисълът на живота се виждаше в различни неща, но с течение на времето фалшивостта на различни пътища за смисъла на живота, техният краен провал става все по-ясна. До Средновековието и дори по-късно целта на живота в общата система на световния ред се смяташе за известна. Различните хора в различните цивилизации решават този въпрос по различни начини, но тези решения са толкова сходни, че могат да се считат за варианти на един и същи отговор - най-простият отговор беше, че животът има смисъл в плановете на един всезнаещ и всемогъщ Бог. Волята на Господ трябва да бъде изпълнена и ако понякога е трудно да се разбере в какво се състои, тогава са разрешени различни тълкувания. Но от всички подобни отговори само един може да бъде верен. А какъв е този отговор - дадено е да го знаят не всички, а само истински вярващите.

Научната революция, започнала през 17 век, постепенно подкопава основите на вярата. Но дори и в съзнанието на тези, които по един или друг начин със своите открития и интелектуални прозрения разрушиха крепостта на вярата (понякога съвсем несъзнателно), вярата продължаваше да съществува. Парадоксално, но колкото по-мощна беше атаката, толкова повече умовете на хората се придържаха към това вярване. Оттук и съпротивата срещу по-нататъшните изследователи, които, естествено, трябваше да сложат край на религиозните възгледи за Вселената. Въпреки че съпротивата срещу новите идеи е престанала да бъде толкова яростна, колкото по времето на Коперник и дори Дарвин, тя все още съществува. И все пак малкото, което се знае за възможния произход на живота, е достатъчно, за да разклати основите на вярата много по-дълбоко, отколкото всяко друго откритие в миналото е успяло да направи. Устройството на Вселената като цяло и процесите, протичащи в нея, започват да ни се изясняват, макар и само в груби очертания, след което нищо не може да остане непроменено.

Необходимостта от митове, обясняващи произхода и съдбата на човека, възниква в зората на историята и много такива митове са известни от древни времена, но досега не се е появило нищо, което по равноще задоволи ума и сърцето. От една страна, вярата била призована да коригира несъвършенството на човешкия ум и неговите наблюдения, а от друга, това, което се смятало за научна картина на Вселената, започнало да изглежда безсмислено, сухо и незадоволително. Сега най-накрая започваме да виждаме желания смисъл и това не се дължи на създаването на „утешителна философия“, а на практика поради намаляването на житейските тежести и увеличаването на човешките възможности.

РАЗДЕЛ 4. СЪВРЕМЕННИ ВЪЗГЛЕДИ ЗА ПРОИЗХОДА НА ЖИВОТА НА ЗЕМЯТА

Теорията на А.И. Опарин и други подобни хипотези имат един съществен недостатък: няма нито един факт, който да потвърди възможността за абиогенен синтез на Земята поне на най-простия жив организъм от безжизнени съединения. Хиляди опити за подобен синтез са правени в множество лаборатории по света. Например американският учен С. Милър, въз основа на предположения за състава на първичната атмосфера на Земята, прекарва електрически разряди през смес от метан, амоняк, водород и водни пари в специално устройство. Той успя да получи молекули от аминокиселини - тези основни "градивни елементи", които съставляват основата на живота - протеини. Тези експерименти бяха повторени многократно, някои от учените успяха да получат доста дълги вериги от пептиди (прости протеини). Но само! Никой не е имал късмета да синтезира дори най-простия жив организъм. Днес сред учените е популярен принципът на Реди: „Живите – само от живите“.

Но да предположим, че подобни опити някой ден ще се увенчаят с успех. Какво ще докаже такъв опит? Само, че човешкият ум е необходим за синтеза на живота, комплекс напреднала наукаи модерни технологии. Нищо от това не е съществувало на първоначалната Земя. освен това, синтезът на сложни органични съединения от прости противоречи на втория закон на термодинамиката, който забранява прехода на материалните системи от състояние на по-голяма вероятност към състояние на по-малка вероятност и развитието от прости органични съединения към сложни, след това от бактерии за хората, се проведе в тази посока. Тук не виждаме нищо друго освен творчески процес. Вторият закон на термодинамиката е неизменен закон, единственият закон, който никога не е бил поставян под въпрос, нарушаван или опроверган. Следователно редът (генната информация) не може спонтанно да възникне от разстройството на случайните процеси, което се потвърждава от теорията на вероятността.

Последен път съкрушителен удархипотезата за абиогенния синтез беше подложена на математически изследвания. Математиците са изчислили, че вероятността от спонтанно генериране на жив организъм от безжизнени блокове е почти нулева. И така, Л. Блуменфелд доказа, че вероятността за произволно образуване на поне една ДНК молекула (дезоксирибонуклеинова киселина - една от най-важните съставни частигенетичен код) е 1/10800. помислете за пренебрежимо малкото количество от това число! Наистина, в знаменателя му има цифра, където след единица има поредица от 800 нули, а това число е невероятен брой пъти повече обща сумавсички атоми във Вселената. Съвременният американски астрофизик C. Wickramasinghe образно изрази невъзможността за абиогенен синтез: случаен процесживотът ще възникне от неговите компоненти.

Противоречат на теорията за абиогенния синтез и геоложките данни. Колкото и да надълбаем геоложка история, не откриваме следи от „азойската ера“, тоест периодът, когато не е съществувал живот на Земята.

Сега палеонтолозите в скали, чиято възраст достига 3,8 милиарда години, тоест близо до времето на формирането на Земята (преди 4-4,5 милиарда години според най-новите оценки), са открили вкаменелости на доста сложно организирани същества - бактерии, сини -зелени водорасли, прости гъбички. В. Вернадски беше сигурен, че животът е геологически вечен, тоест не е имало епоха в геоложката история, когато нашата планета е била безжизнена. „Проблемът с абиогенезата (спонтанното генериране на живи организми)“, пише ученият през 1938 г., „остава безплоден и парализира наистина закъснялата научна работа“.

Сега формата на живот е изключително тясно свързана с хидросферата. Това се доказва поне от факта, че водата е основната част от масата на всеки земен организъм (човек, например, се състои от повече от 70% вода, а организми като медузи - 97-98%). Очевидно животът на Земята се е формирал едва когато на нея се е появила хидросферата и това, според геоложката информация, се е случило почти от началото на съществуването на нашата планета. Много от свойствата на живите организми се дължат именно на свойствата на водата, а самата вода е феноменално съединение. И така, според П. Привалов, водата е кооперативна система, в която всяко действие се разпределя по "щафетен" начин, тоест има "далечно действие".

Някои учени смятат, че цялата хидросфера на Земята по същество е една гигантска „молекула“ вода. Установено е, че водата може да се активира от естествени електромагнитни полета от земен и космически произход (по-специално изкуствени). Неотдавнашното откритие на френски учени за „паметта на водата“ беше изключително интересно. Може би фактът, че биосферата на Земята е единичен суперорганизъм, се дължи на тези свойства на водата? В крайна сметка организмите са съставни части, „капки“ от тази супермолекула на земната вода.

Въпреки че все още познаваме само сухоземния белтъчно-нуклеиново-воден живот, това не означава, че другите му форми не могат да съществуват в безбрежния Космос. Някои учени, по-специално американски, G. Feinberg и R. Shapiro, моделират такива хипотетично възможни варианти на това:

Плазмоиди - животът в звездните атмосфери се дължи на магнитни силисвързани с групи подвижни електрически разряди;

Radiobes - живот в междузвездни облаци, базиран на агрегати от атоми, които са вътре различни състояниявъзбуда;

Lavobs са живот, базиран на силиций, който може да съществува в езера от разтопена лава на много горещи планети;

Водород - живот, който може да съществува при ниски температури на планети, покрити с "резервоари" от течен метан, и черпи енергия от превръщането на ортоводород в параводород;

Термофагите са вид космически живот, който черпи енергия от температурния градиент в атмосферата или океаните на планетите.

Разбира се, такива екзотични форми на живот досега съществуват само във въображението на учени и писатели на научна фантастика. Въпреки това не се изключва възможността за реално съществуване на някои от тях, по-специално плазмоиди. Има някои основания да се смята, че на Земята, паралелно с "нашата" форма на живот, съществува и друг негов вид, подобен на споменатите плазмоиди. Те включват някои видове НЛО (неидентифицирани летящи обекти), образувания, подобни на кълбовидни мълнии, както и невидими за окото, но фиксирани с цветен фотографски филм, енергийни „съсиреци“, летящи в атмосферата, които в някои случаи показват разумно поведение.

Така че сега има основание да се твърди, че животът на Земята се е появил от самото начало на нейното съществуване и е възникнал, според C. Wickramasinghe, „от една всепроникваща обща галактическа жива система“.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Имаме ли логично право да признаем фундаменталната разлика между живото и неживото? Има ли факти в природата около нас, които ни убеждават, че животът съществува вечно и има толкова малко общо с неживата природа, че при никакви обстоятелства не би могъл да се формира, да се открои от нея? Можем ли да разпознаем организмите като образувания, напълно различни от останалия свят?

Биологията на 20-ти век задълбочи разбирането на основните характеристики на живите същества, разкривайки молекулярните основи на живота. В основата на съвременната биологична картина на света е идеята, че живият свят е грандиозна система от високо организирани системи.

Несъмнено нови знания ще бъдат включени в моделите за произхода на живота и те ще бъдат все по-оправдани. Но колкото по-качествено се различава новото от старото, толкова по-трудно е да се обясни неговият произход.

Необходимо е да се изучава възникването на живота, за да се разбере неговата същност, неговите възможности и ограничения, а след това само за да се развие първото и да се преодолее второто.

Животът е едно от най-сложните природни явления. От древни времена то се е възприемало като тайнствено и непознаваемо - затова винаги е имало остра борба между материалисти и идеалисти по въпросите за неговия произход. Някои привърженици на идеалистичните възгледи смятат живота за духовно, нематериално начало, възникнало в резултат на божествено сътворение. Материалистите, напротив, вярват, че животът на Земята е възникнал от нежива материя чрез спонтанно генериране (абиогенеза) или е донесен от други светове, т.е. е продукт на други живи организми (биогенеза).

Според съвременните научни идеиживотът е процес на съществуване на сложни системи, състоящи се от големи органични молекули и неорганични вещества и способни да се самовъзпроизвеждат, саморазвиват и поддържат своето съществуване в резултат на обмена на енергия и материя с околната среда. Така биологичната наука стои на материалистични позиции.

В същото време въпросът за произхода на живота все още не е окончателно решен.

ЛИТЕРАТУРА

1. Опарин А. И. Възникването на живота на Земята. - Тбилиси: Mincebra, 1985. - 270-те.

2. Бернал Д. Възникването на живота Приложение № 1: Опарин А. И. Произходът на живота. - Москва: Мир, 1969. - 365s.

3.Вернадски срещу I. Жива материя. - Москва: Наука, 1978. - 407-и.

4. Найдиш В. М. Концепции на съвременната естествознание - Москва: Наука, 1999. - 215s.

5. обща биология. Изд. Н. Д. Лисова. - Минск, 1999 - 190-те.

6. Ponnamperuma S. Произходът на живота. - Москва: Мир, 1977 г. - 234s.

7. Вологодин А. Г. Произходът на живота на Земята. - Москва: Знание, 1970. - 345s.

8. Игнатов AI Проблемът за произхода на живота. - Москва: Съветска Русия, 1962 г - 538s.

9. Бернал Дж. Възникването на живота. - Москва: Мир, 1969. - 650-те.

Произходът на живота на земята е един от критични въпросиприродни науки. Дори в древни времена хората са си задавали въпроси за това откъде идва дивата природа, как се е появил животът на Земята, къде е линията на прехода от неодушевено към живот и т.н. В течение на десетки векове възгледите за проблема с живота са се променили са изказани различни идеи, хипотези и концепции. Този въпрос тревожи човечеството и до днес.

Някои идеи и хипотези за произхода на живота са получили широко разпространение в различни периоди от историята на развитието на естествените науки. В момента има пет хипотези за произхода на живота:

1. Креационизъм - хипотезата, че животът е създаден от свръхестествено същество в резултат на акт на сътворение, тоест Бог.

2. Хипотезата за стационарно състояние, според която живот винаги е съществувал.

3. Хипотезата за спонтанно генериране на живот, която се основава на идеята за многократното възникване на живот от нежива материя.

4. Хипотезата за панспермията, според която животът е пренесен на Земята от космоса.

5. Хипотезата за историческия произход на живота чрез биохимична еволюция.

Според креационистка хипотеза,който има най-дълга история, създаването на живот е акт на божествено сътворение. Доказателство за това е наличието в живите организми на специална сила, „душа“, която контролира всичко жизнени процеси. Хипотезата за креационизма е вдъхновена от религиозни вярвания и няма нищо общо с науката.

Според хипотеза за стационарно състояние,животът никога не е възниквал, но е съществувал вечно заедно със Земята, отличавайки се с голямо разнообразие от живи същества. С промяната в условията на живот на Земята настъпи и промяна във видовете: някои изчезнаха, други се появиха. Тази хипотеза се основава главно на палеонтологични изследвания. По своята същност тази хипотеза не се отнася до концепциите за произхода на живота, тъй като по същество не засяга въпроса за произхода на живота.

Хипотеза за спонтанно възникване на животе представен в древен Китай и Индия като алтернатива на креационизма. Идеите на тази хипотеза бяха подкрепени от мислители Древна Гърция(Платон, Аристотел) и учени от периодаНово време (Галилей, Декарт, Ламарк). Според тази хипотеза живите организми (нисшите) могат да се появят чрез спонтанно генериране от нежива материя, съдържаща някакъв вид „активен принцип“. Така например, според Аристотел, насекомите и жабите при определени условия могат да започнат в тиня, влажна почва; червеи и водорасли в застояла вода, но ларви на мухи в гнило месо, когато то изгние.

Въпреки това, от началото на XVII век. това разбиране за произхода на живота започва да се поставя под въпрос. Осезаем удар на тази хипотеза нанася италианският натуралист и лекар Ф. Реди (1626–1698), който през 1688 г. разкрива същността на появата на живот в гниещото месо. Ф. Реди формулира своя принцип: „Всичко живо е от живи същества“ и става основател на концепцията за биогенезата, според която животът може да възникне само от предишен живот.

Френският микробиолог Л. Пастьор (1822–1895) чрез своите експерименти с вируси най-накрая доказва несъстоятелността на идеята за спонтанно спонтанно генериране на живот. Въпреки това, след като опроверга тази хипотеза, той не предложи своя собствена, не хвърли светлина върху въпроса за произхода на живота.

Въпреки това експериментите на Л. Пастьор имаха голямо значениев получаването на богат емпиричен материал в областта на микробиологията на своето време.

Хипотеза за панспермия- за неземния произход на живота чрез пренасяне на "зародишите на живота" от космоса на Земята - за първи път е изразено от немския биолог и лекар Г. Рихтер в края на 19 век. Концепцията за панспермия (от гръцки. тиган- всичко, сперма- семена) позволява възможността за възникване на живота в различни моменти в различни частиВселената и пренасянето й на Земята по различни начини (метеорити, астероиди, космически прах).

Наистина, в момента са получени някои данни, които показват възможността за образуване на органични вещества химическив космически условия. И така, през 1975 г. бяха открити прекурсори на аминокиселини лунна почва. Най-простите въглеродни съединения, включително тези, близки до аминокиселините, са открити в междузвездните облаци. В състава на метеоритите са открити алдехиди, вода, алкохоли, циановодородна киселина и др.

Концепцията за панспермия беше споделена от водещи учени края на XIX- началото на XX век: немски химик и агроном J. Liebig, английски физик W. Thomson, немски натуралист G. Helmholtz, шведски физикохимик S. Arrhenius. С. Арениус през 1907 г. дори описва в своите писания как живи спори на организми напускат с прахови частици в космоса от други планети. Скитайки се в необятните пространства на космоса под натиска на звездната светлина, те паднаха на планетите и там, където имаше благоприятни условия (включително на Земята), започнаха нов живот. Идеите за панспермията бяха подкрепени и от някои руски учени: геофизикът П. Лазарев, биологът Л. Берг, почвеният биолог С. Костичев.

Има идея за произхода на живота на Земята почти от момента на неговото формиране. Както знаете, Земята се е образувала преди около 5 милиарда години. Това означава, че животът може да е възникнал по време на формирането на Слънчевата система, тоест в космоса. Тъй като продължителността на еволюцията на Земята и живота на нея се различава леко, има версия, че животът на Земята е продължение на нейното вечно съществуване. Тази позиция е близка до теорията за вечното съществуване на живота във Вселената. В световен мащаб еволюционен процесможе да се предположи, че появата на живот на Земята може, очевидно, да съвпадне с образуването и съществуването на материята. Академик В. Вернадски споделя идеята за вечността на живота не в контекста на преразпределението му в пространството, а в смисъла на непрекъснатостта и взаимосвързаността на материята и живота. Той пише, че „животът и материята са неразделни, взаимосвързани и между тях няма времева последователност“. Руският биолог и генетик Тимофеев-Ресовски (1900-1982) изтъква същата идея. В краткото си есе върху теорията на еволюцията (1977) той остроумно отбелязва: „Всички ние сме такива материалисти, че всички сме лудо разтревожени как е започнал животът. В същото време почти не ни интересува как е възникнала материята. Тук всичко е просто. Материята е вечна, в крайна сметка винаги е била и няма нужда от въпроси. Винаги беше. Но животът, разбирате ли, непременно трябва да възникне. Или може би винаги е била. И няма нужда от въпроси, просто винаги е било и това е.

За обосноваване на панспермията при научно-популярна литература„факти“ за неидентифицирани летящи обекти, пристигането на извънземни на Земята, дадени са скални топологични рисунки.

Тази концепция обаче няма сериозни доказателства и много аргументи се противопоставят. Известно е, че диапазонът от жизнени условия за съществуване на живи същества е доста тесен. Следователно е малко вероятно живите организми да оцелеят в космоса под въздействието на ултравиолетовите лъчи, рентгеновите лъчи и космическата радиация. Но не се изключва възможността за донасяне на определени предпоставки за живот на нашата планета от космоса. Трябва да се отбележи, че това няма фундаментално значение, тъй като концепцията за панспермия не решава фундаментално проблема за произхода на живота, а само го пренася извън Земята, без да разкрива самия механизъм на неговото формиране.

Следователно нито една от тези четири хипотези досега не е потвърдена от надеждни експериментални изследвания.

Най-убедителна от гледна точка на съвременната наука е петата хипотеза – хипотезата за произхода на живота в историческото минало в резултат на биохимичната еволюция.Нейни автори са руският биохимик акад. А. Опарин (1923) и английският физиолог С. Халдейн (1929). Ще обсъдим тази хипотеза подробно в следващия раздел.

Хипотеза за произхода на живота в историческото минало в резултат на биохимичната еволюция А. И. Опарина

От гледна точка на хипотезата на А. Опарин, както и от гледна точка на съвременната наука, възникването на живота от нежива материя е настъпило в резултат на естествени процесивъв Вселената по време на дългата еволюция на материята. Животът е свойство на материята, появило се на Земята в определен момент от нейната история. Това е резултат от процеси, протичащи първо в продължение на много милиарди години в мащаба на Вселената, а след това в продължение на стотици милиони години на Земята.

А. Опарин идентифицира няколко етапа на биохимичната еволюция, чиято крайна цел е примитивна жива клетка. Еволюцията вървеше по схемата:

1. Геохимичната еволюция на планетата Земя, синтезът на най-простите съединения, като CO 2,1 h [H 3, H 2 0 и др., Преходът на водата от пара към течно състояние в резултат на постепенно охлаждане на Земята. Еволюция на атмосферата и хидросферата.

2. Образуване от неорганични съединения на органични вещества - аминокиселини - и натрупването им в първичния океан в резултат електромагнитно влияниеСлънце, космическа радиация и електрически разряди.

3. Постепенно усложняване на органичните съединения и образуването на белтъчни структури.

4. Изолиране на протеинови структури от средата, образуване на водни комплекси и създаване на водна обвивка около протеините.

5. Сливането на такива комплекси и образуването на коацервати (от лат. коацервус- съсирек, купчина, натрупване), способни да обменят материя и енергия с околната среда.

6. Абсорбция на метали от коацервати, което води до образуването на ензими, които ускоряват биохимичните процеси.

7. Образуване на хидрофобни липидни граници между коацервати и външна среда, което доведе до образуването на полупропускливи мембрани, които гарантираха стабилността на функционирането на коацервата.

8. Развитие в хода на еволюцията в тези образувания на процесите на саморегулация и самовъзпроизвеждане.

И така, според хипотезата на А. Опарин, се появи примитивна форма на жива материя. Такава според него е предбиологичната еволюция на материята.

Академик В. Вернадски свързва появата на живота с мощен скок, който прекъсва безжизнената еволюция на земната кора. Този скок (бифуркация) въведе толкова много противоречия в еволюцията, че създадоха условия за възникване на живота.

проблем произход на живота на земятаотдавна представлява интерес и загриженост за човека. Има няколко хипотези за произхода на живота на нашата планета:

животът е създаден от Бог;
животът на Земята е донесен отвън;
живите същества на планетата многократно са се генерирали спонтанно от неживи същества;
живот винаги е съществувал;
животът възниква като следствие от биохимичната революция.

Цялото разнообразие от различни хипотези се свежда до две взаимно изключващи се гледни точки. Привържениците на теорията за биогенезата вярваха, че всички живи същества произлизат само от живи същества. Техните противници защитаваха теорията за абиогенезата – смятаха за възможно живите да произлязат от неживите.

Много учени признаха възможността за спонтанно зараждане на живот. Невъзможността за спонтанно възникване на живот е доказана от Луи Пастьор.

Вторият етап е образуването на протеини, мазнини, въглехидрати, нуклеинови киселини от прости органични съединения във водите на първичния океан. Различните молекули на тези съединения бяха концентрирани и образуваха коацервати, действащи като отворени системиспособни да обменят вещества с околната среда и да растат.

Третият етап - в резултат на взаимодействието на коацервати с нуклеинова киселинасе образуват първите живи същества – пробионти, способни освен на растеж и метаболизъм и на самовъзпроизвеждане.

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО НА РЕПУБЛИКА БЕЛАРУС

БГПУ ИМ. М. ТАНКА

ФАКУЛТЕТ ПО СПЕЦИАЛНА ПЕДАГОГИКА

КАТЕДРА ПО ОСНОВИ НА ДЕФЕКТОЛОГИЯТА

Есе

по дисциплина "Природни науки"

по темата за:

„Основни хипотези за произхода на живота на Земята”.

Изпълнено:

Студент 1-ва година от група 101

кореспондентски отдел (бюджет

форма на обучение)

……… Ирина Анатолиевна

ВЪВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..….1

1. КРЕАЦИОНИЗЪМ……………………………………………………….…….1

2. ТЕОРИЯ ЗА СЪСТОЯНИЕТО НА СТАНЦИЯТА…………..……………….….2

3. ТЕОРИЯТА ЗА СПОНТАННОТО ЗАРАЖДАНЕ…………..…3

4. ТЕОРИЯТА ЗА ПАНСПЕРМИЯТА……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………..

5. ТЕОРИЯ НА А. И. ОПАРИН…………………………………………………..……10

6. СЪВРЕМЕННИ ВЪЗГЛЕДИ ЗА ПРОИЗХОДА НА ЖИВОТА НА ЗЕМЯТА……………………………………………………………………………...12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………...……..14

ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………………………...15

ВЪВЕДЕНИЕ

Проблемът за произхода на живота на Земята и възможността за съществуването му в други области на Вселената отдавна привлича вниманието както на учени и философи, така и на обикновени хора. През последните години интересът към този „вечен проблем“ се увеличи значително.

Това се дължи на две обстоятелства: първо, значителен напредък в лабораторното моделиране на някои етапи от еволюцията на материята, довели до възникването на живота, и второ, бързото развитие на космическите изследвания, което прави все по-възможно директното търсене на всякакви форми на живот на планетите от слънчевата система и в бъдещето и отвъд.

Произходът на живота е един от най-мистериозните въпроси, чийто изчерпателен отговор едва ли някога ще бъде получен. Много хипотези и дори теории за произхода на живота, обясняващи различни аспекти на това явление, все още не могат да преодолеят основното обстоятелство - експериментално да потвърдят факта на появата на живота. Съвременната наука не разполага с преки доказателства за това как и къде е възникнал животът. Има само логически конструкции и косвени доказателства, получени чрез моделни експерименти, както и данни в областта на палеонтологията, геологията, астрономията и др.

Теориите относно произхода на живота на Земята са разнообразни и далеч от надеждни. Най-често срещаните теории за произхода на живота на Земята са следните:

1. Животът е създаден от свръхестествено същество (Създател) в определено време (креационизъм).

2. Живот винаги е съществувал (теорията за стационарното състояние).

3. Животът възниква многократно от нежива материя (спонтанно генериране).

4. Животът се внася на нашата планета отвън (панспермия).

5. Животът е възникнал в резултат на процеси, които се подчиняват на химични и физични закони (биохимична еволюция).

1. Креационизъм.

Креационизмът (от лат. creaсio - творение) е философско-методологическа концепция, в рамките на която цялото многообразие на органичния свят, човечеството, планетата Земя, както и светът като цяло, се разглеждат като съзнателно създадени от някакво свръхсъщество (Създател ) или божество. Няма научно потвърждение на тази гледна точка: в религията истината се разбира чрез божествено откровение и вяра. Процесът на създаване на света се възприема като извършен само веднъж и следователно недостъпен за наблюдение.

Последователите на почти всички най-разпространени религиозни учения се придържат към теориите на креационизма (особено християни, мюсюлмани, евреи). Според тази теория произходът на живота се отнася до някакво специфично свръхестествено събитие в миналото, което може да бъде изчислено. През 1650 г. архиепископ Ашър от Арма, Ирландия, изчислява, че Бог е създал света през октомври 4004 г. пр.н.е. д. и завърши работата си на 23 октомври в 9 часа сутринта, създавайки човека. Ашер получава тази дата, като събира възрастта на всички хора, споменати в библейската генеалогия, от Адам до Христос („кой кого е родил“). От гледна точка на аритметиката това е разумно, но се оказва, че Адам е живял във време, когато, както е показано археологически находки, в Близкия изток вече е съществувала добре развита градска цивилизация.

Традиционната юдео-християнска идея за сътворението на света, изложена в Книгата на Битие, предизвика и продължава да предизвиква противоречия. Съществуващите противоречия обаче не опровергават концепцията за сътворението. Хипотезата за сътворението не може нито да бъде доказана, нито опровергана и винаги ще съществува заедно с научни хипотезипроизход на живота.

Креационизмът се смята за Божието творение. В момента обаче някои го смятат за резултат от дейността високо развита цивилизация, който създава различни форми на живот и наблюдава тяхното развитие.

2. ТЕОРИЯ ЗА СТАЦИОНАРНО СЪСТОЯНИЕ.

Според съвременни оценки, базирани на скоростта на радиоактивен разпад, възрастта на Земята се оценява на 4,6 милиарда години. Подобрените методи за датиране дават все по-високи оценки за възрастта на Земята, което позволява на привържениците на теорията за стационарното състояние да вярват, че Земята винаги е съществувала.

Привържениците на тази теория не признават, че наличието или отсъствието на определени фосилни останки може да показва времето на появата или изчезването на определен вид и цитират като пример представител на рибите с кръстосани перки - целакант (целакант). Смятало се, че рибата с четкови перки (целакант) е преходна форма от риба към земноводни и е измряла преди 60-90 милиона години (в края на периода Креда). Това заключение обаче трябваше да бъде преразгледано, когато през 1939 г. край бреговете на около. Мадагаскар, беше уловен първият жив целакант, а след това и други екземпляри. Така челакантът не е преходна форма.

Бяха открити много други животни, които се смятаха за изчезнали, например лингула - малко морско животно, за което се твърди, че е изчезнало преди 500 милиона години, все още е живо днес и подобно на други "живи вкаменелости": солендон - земеровки, туатара - гущер. В продължение на милиони години те не са претърпели никакви еволюционни промени.

Друг пример за заблуда е археоптериксът - създание, което връзва птици и влечуги, преходна форма по пътя към превръщането на влечугите в птици. Но през 1977 г. в Колорадо са открити фосили на птици, чиято възраст е съизмерима и дори надвишава възрастта на останките на археоптерикса, т.е. не е преходна форма.

Привържениците на теорията за стационарното състояние твърдят, че само чрез изучаване на живи видове и сравняването им с останки от вкаменелости може да се направи заключение за изчезване и в този случай е много вероятно това да се окаже погрешно. Използвайки палеонтологични данни в подкрепа на теорията за стационарното състояние, нейните поддръжници интерпретират появата на вкаменелости в екологичен смисъл.

Така например внезапната поява на изкопаем вид в определен слой се обяснява с увеличаване на популацията му или преместването му на места, благоприятни за запазване на останки.

Голяма част от аргументите в полза на тази теория са свързани с неясни аспекти на еволюцията, като значението на пропуските във вкаменелостите, и тя е най-сложна в тази посока.

Хипотезата за стационарно състояние понякога се нарича хипотеза на етернизма (от латински eternus - вечен). Хипотезата за етернизма е изложена от немския учен В. Прейер през 1880 г.

Възгледите на Прейер бяха подкрепени от академик Владимир Иванович Вернадски (1864 - 1945), автор на учението за биосферата. Вернадски вярва, че животът е същата вечна основа на космоса, която са материята и енергията. „Ние знаем и знаем това научно“, повтори той, „че Космосът не може да съществува без материя, без енергия. А има ли достатъчно материя и без разкриване на живота – за да изгради Космоса, онази Вселена, която е достъпна за човешкия ум? Той отговори отрицателно на този въпрос, цитирайки научни факти, а не на лични симпатии, философски или религиозни убеждения. „... Можете да говорите за вечността на живота и проявленията на неговите организми, как можете да говорите за вечността на материалния субстрат на небесните тела, тяхната топлинна, електрическа, магнитни свойстваи техните прояви. От тази гледна точка въпросът за началото на живота ще бъде също толкова далеч от научните изследвания, колкото въпросът за началото на материята, топлината, електричеството, магнетизма, движението.

Въз основа на концепцията за биосферата като земна, но в същото време космически механизъм, Вернадски свързва неговото формиране и еволюция с организацията на Космоса. „Става ни ясно“, пише той, „че животът е космическо явление, а не чисто земно“. Вернадски многократно повтаря тази мисъл: „... в Космоса, който наблюдаваме, не е имало начало на живот, тъй като не е имало начало на този Космос. Животът е вечен, защото вечният Космос.

3. ТЕОРИЯ ЗА СПОНТАННОТО ЗАРАЖДАНЕ.

Тази теория е била разпространена в древен Китай, Вавилон и Египет като алтернатива на креационизма, с който е съжителствала. Религиозните учения на всички времена и всички народи обикновено приписват появата на живот на един или друг творчески акт на божеството. Много наивно решават този въпрос и първите изследователи на природата. Аристотел (384-322 пр. н. е.), често приветстван като основател на биологията, се придържа към теорията за спонтанното зараждане на живот. Дори за такъв изключителен ум на древността като Аристотел не е било трудно да приеме идеята, че животните - червеи, насекоми и дори риби - могат да възникнат от кал. Напротив, този философ твърди, че всяко сухо тяло, като стане мокро, и, обратно, всяко мокро тяло, като стане сухо, ражда животни.