Fizička hipoteza o poreklu života na Zemlji dokaz. Život na Zemlji

Poreklo života na Zemlji jedan je od najvažnijih problema prirodnih nauka. Još u antičko doba ljudi su se postavljali pitanja odakle je nastala živa priroda, kako je nastao život na Zemlji, gdje je linija prelaska iz beživotnog u život itd. promijenjene, izražene su različite ideje, hipoteze i koncepti. Ovo pitanje zabrinjava čovječanstvo do danas.

Dobile su se neke ideje i hipoteze o nastanku života široku upotrebu V različiti periodi istorija razvoja prirodnih nauka. Trenutno postoji pet hipoteza o nastanku života:

1. Kreacionizam je hipoteza koja kaže da je život stvoren natprirodno biće kao rezultat čina stvaranja, odnosno od Boga.

2. Hipoteza stabilnog stanja, prema kojoj je život oduvijek postojao.

3. Hipoteza o spontanom nastanku života, koja se zasniva na ideji o ponovnom nastanku života iz nežive materije.

4. Hipoteza panspermije, prema kojoj je život na Zemlju donesen iz svemira.

5. Hipoteza istorijskog poreklaživot kroz biohemijsku evoluciju.

Prema kreacionističku hipotezu koja ima najdužu istoriju, stvaranje života je čin božanskog stvaranja. Dokaz za to je prisutnost u živim organizmima posebne sile, "duše" koja kontrolira sve životne procese. Hipoteza kreacionizma inspirisana je religijskim stavovima i nema nikakve veze sa naukom.

Prema hipoteza stabilnog stanja,život nikada nije nastao, već je postojao zauvijek zajedno sa Zemljom, odlikujući se velikom raznolikošću živih bića. Kako su se životni uslovi na Zemlji mijenjali, mijenjale su se i vrste: neke su nestale, druge su se pojavile. Ova hipoteza se uglavnom zasniva na paleontološkim studijama. U svojoj suštini, ova hipoteza se ne odnosi na koncepte nastanka života, budući da suštinski ne utiče na pitanje porekla života.

Hipoteza o spontanom nastanku života je u drevnoj Kini i Indiji izneta kao alternativa kreacionizmu. Ideje ove hipoteze podržali su mislioci antičke Grčke (Platon, Aristotel), kao i naučnici modernog perioda (Galileo, Descartes, Lamarck). Prema ovoj hipotezi, živi organizmi (niži) mogu se pojaviti spontanim nastankom iz nežive materije koja sadrži neku vrstu „aktivnog principa“. Tako, na primjer, prema Aristotelu, insekti i žabe, pod određenim uvjetima, mogu rasti u mulju i vlažnom tlu; crvi i alge u stajaća voda, ali se larve muva nalaze u pokvarenom mesu kada trune.

Međutim, već od početka 17. stoljeća. Ovo shvatanje porekla života počelo je da se dovodi u pitanje. Značajan udarac ovoj hipotezi zadao je italijanski prirodnjak i lekar F. Redi (1626–1698), koji je 1688. otkrio suštinu nastanka života u trulom mesu. F. Redi je formulisao svoj princip: “Sva živa bića potječu od živih bića” i postao je osnivač koncepta biogeneze, koji je tvrdio da život može nastati samo iz prethodnog života.

Francuski mikrobiolog L. Pasteur (1822–1895) je svojim eksperimentima s virusima konačno dokazao nedosljednost ideje o spontanom nastanku života. Međutim, nakon što je opovrgnuo ovu hipotezu, nije predložio svoju i nije rasvijetlio pitanje porijekla života.

Ipak, eksperimenti L. Pasteura bili su od velike važnosti za dobijanje bogatog empirijskog materijala iz oblasti mikrobiologije njegovog vremena.

Hipoteza panspermije– o nezemaljskom poreklu života donošenjem „embriona života“ iz svemira na Zemlju – prvi je izrazio nemački biolog i lekar G. Rihter krajem 19. veka. Koncept panspermije (od grč. pan- sve, sperma– sjeme) dopušta mogućnost nastanka života u drugačije vrijeme V različitim dijelovima Univerzum i njegov prijenos na razne načine na Zemlju (meteoriti, asteroidi, kosmička prašina).

Zaista, sada su dobijeni neki podaci koji ukazuju na mogućnost stvaranja organskih supstanci hemijskim putem u svemirskim uslovima. Tako su 1975. godine pronađeni prekursori aminokiselina lunarno tlo. Najjednostavniji ugljični spojevi, uključujući i one bliske aminokiselinama, otkriveni su u međuzvjezdanim oblacima. U meteoritima su pronađeni aldehidi, voda, alkoholi, cijanovodonična kiselina itd.

Koncept panspermije dijelili su veliki naučnici kasno XIX– početak 20. stoljeća: njemački hemičar i agronom J. Liebig, engleski fizičar W. Thomson, njemački prirodnjak G. Helmholtz, švedski fizikalni hemičar S. Arrhenius. Godine 1907. S. Arrhenius je čak opisao u svojim spisima kako žive spore organizama bježe u svemir s česticama prašine sa drugih planeta. Žureći kroz ogromna prostranstva svemira pod uticajem pritiska zvezdane svetlosti, završili su na planetama i, gde su postojali povoljni uslovi (uključujući i na Zemlji), započeli novi život. Ideje panspermije podržali su i neki ruski naučnici: geofizičar P. Lazarev, biolog L. Berg, biolog zemljišta S. Kostyčev.

Postoji ideja o nastanku života na Zemlji skoro od trenutka njegovog nastanka. Kao što znate, Zemlja je nastala prije oko 5 milijardi godina. To znači da je život mogao nastati tokom formiranja Sunčevog sistema, odnosno u svemiru. Budući da trajanje evolucije Zemlje i života na njoj neznatno varira, postoji verzija da je život na Zemlji nastavak njenog vječnog postojanja. Ova pozicija je bliska teoriji o vječnom postojanju života u Univerzumu. Na skali globalnog evolucijskog procesa, može se pretpostaviti da se pojava života na Zemlji može poklapati sa formiranjem i postojanjem materije. Akademik V. Vernadsky je dijelio ideju vječnosti života ne u kontekstu njegove preraspodjele u prostoru, već u smislu neodvojivosti i međusobne povezanosti materije i života. Napisao je da su “život i materija neodvojivi, međusobno povezani i da između njih nema vremenskog slijeda”. Ruski biolog i genetičar Timofejev-Resovski (1900-1982) takođe ukazuje na istu ideju. U svom kratkom prikazu teorije evolucije (1977.), duhovito je primijetio: „Svi smo mi takvi materijalisti da smo svi ludo zabrinuti kako je život nastao. U isto vrijeme, nije nas briga kako je stvar nastala. Ovdje je sve jednostavno. Materija je vječna, oduvijek je bila i pitanja nisu potrebna. Uvijek je bio. Ali život, vidite, nužno mora nastati. Ili je možda i ona oduvijek bila tu. I nema potrebe za pitanjima, jednostavno je uvijek bilo tu, to je sve.”

Za potkrepljenje panspermije u naučnopopularna literatura Predočavaju se „činjenice“ o neidentifikovanim letećim objektima, dolasku vanzemaljaca na Zemlju, topološkim crtežima stijena.

Međutim, ovaj koncept nema ozbiljne dokaze, a mnogi argumenti mu se protive. Poznato je da je raspon životnih uslova za postojanje živih bića prilično uzak. Stoga je malo vjerovatno da bi živi organizmi preživjeli u svemiru pod utjecajem ultraljubičastih zraka, rendgenskih zraka i kosmičkog zračenja. Ali ne može se isključiti mogućnost unošenja određenih preduvjetnih faktora života na našu planetu iz svemira. Treba napomenuti da to nije od fundamentalne važnosti, jer koncept panspermije suštinski ne rješava problem nastanka života, već ga samo prenosi izvan Zemlje, ne otkrivajući sam mehanizam njegovog nastanka.

Dakle, nijedna od četiri navedene hipoteze do sada nije potvrđena pouzdanim eksperimentalnim studijama.

Peta hipoteza izgleda najuvjerljivije sa stanovišta moderne nauke - hipoteza o nastanku života u istorijskoj prošlosti kao rezultat biohemijske evolucije. Njegovi autori su domaći biohemičar akademik A. Oparin (1923) i engleski fiziolog S. Haldane (1929). O ovoj hipotezi ćemo detaljno raspravljati u sljedećem odjeljku.

Hipoteza o nastanku života u istorijskoj prošlosti kao rezultat biohemijske evolucije A. I. Oparina

Sa stanovišta hipoteze A. Oparina, kao i sa stanovišta moderne nauke, do nastanka života iz nežive materije došlo je kao rezultat prirodnih procesa u Univerzumu kada je duga evolucija stvar. Život je svojstvo materije koje se pojavilo na Zemlji u određenom trenutku njene istorije. To je rezultat procesa koji se najprije odvijaju mnogo milijardi godina na skali Univerzuma, a zatim stotinama miliona godina na Zemlji.

A. Oparin je identifikovao nekoliko faza biohemijske evolucije, čiji je krajnji cilj bio primitivan živa ćelija. Evolucija se odvijala prema sljedećoj shemi:

1. Geohemijska evolucija planete Zemlje, sinteza najjednostavnijih jedinjenja, kao što su CO 2, 1 h[H 3, H 2 0 itd., prelazak vode iz parnog u tečno stanje kao rezultat postepenog hlađenje Zemlje. Evolucija atmosfere i hidrosfere.

2. Obrazovanje od neorganska jedinjenja organske tvari - aminokiseline - i njihovo nakupljanje u primarnom oceanu kao rezultat elektromagnetnog utjecaja Sunca, kosmičkog zračenja i električnih pražnjenja.

3. Postepeno usložnjavanje organskih jedinjenja i formiranje proteinskih struktura.

4. Izolacija proteinskih struktura iz medijuma, formiranje vodenih kompleksa i stvaranje vodene ljuske oko proteina.

5. Fuzija takvih kompleksa i formiranje koacervata (od lat. coacervus– ugrušak, gomila, akumulacija) sposoban za razmjenu materije i energije sa okolinom.

6. Apsorpcija metala koacervatima, što je dovelo do stvaranja enzima koji ubrzavaju biohemijske procese.

7. Formiranje hidrofobnih lipidnih granica između koacervata i spoljašnje sredine, što je dovelo do formiranja polupropusnih membrana, čime je obezbeđena stabilnost funkcionisanja koacervata.

8. Razvoj u toku evolucije u ovim formacijama procesa samoregulacije i samoreprodukcije.

Tako se, prema hipotezi A. Oparina, pojavio primitivni oblik žive materije. To je, po njegovom mišljenju, prebiološka evolucija materije.

Akademik V. Vernadsky povezao je nastanak života sa snažnim skokom koji je prekinuo beživotnu evoluciju zemljine kore. Ovaj skok (bifurkacija) je uneo toliko kontradiktornosti u evoluciju da su stvorili uslove za nastanak života.

Ideja o životu na Zemlji je dvosmislena. Postoji nekoliko hipoteza o nastanku života na Zemlji.

Kreacionizam – zemaljski život je stvorio Stvoritelj. Ideju o božanskom stvaranju svijeta drže sljedbenici gotovo svih najraširenijih religijskih učenja. Trenutno je nemoguće dokazati ili opovrgnuti kreacionističku koncepciju.

Hipoteza o vječnosti života – život, kao i sam Univerzum, oduvek je postojao, i postojaće zauvek, bez početka i kraja. U isto vrijeme nastaju i umiru pojedina tijela i formacije - galaksije, zvijezde, planete, organizmi, tj. postojanje je vremenski ograničeno. Život bi se mogao širiti iz jedne galaksije u drugu, a ova ideja „donošenja“ života na Zemlju iz svemira se zove panspermija. Ideje o "vječnosti i bespočetnosti" života držali su se mnogi naučnici, među njima i S.P. Kostychev, V.I. Vernadsky.

Hipoteza o spontanom nastanku života iz nežive materije. Ideje o spontanom nastanku života izražene su još od antike. Hiljadama godina su vjerovali u mogućnost stalno spontano nastajanje života, smatrajući to uobičajenim načinom nastanka živih bića iz nežive materije. Prema mnogim srednjovekovnim naučnicima, ribe su se mogle roditi iz mulja, crvi iz zemlje, miševi iz krpa, muhe iz pokvarenog mesa.

U 17. veku Italijanski naučnik F. Redi eksperimentalno je pokazao nemogućnost stalnog spontanog nastajanja živih bića. Stavio je komade mesa u nekoliko staklenih posuda. Neke je ostavio otvorene, a neke prekrio muslinom. Ličinke muva su se pojavile samo u otvorenim posudama; Redijev princip: „Živjeti od življenja“. Verzija o stalnom spontanom stvaranju živih organizama konačno je opovrgnuta sredinom 19. veka V. L. Pasteur. Eksperimenti su uvjerljivo pokazali da u moderno dobaŽivi organizmi bilo koje veličine potiču od drugih živih organizama.

Hipoteza biohemijske evolucije. Prema idejama izraženim 20-ih godina. XX vijek A.I. Oparin, a zatim J. Haldane, život, odnosno živa bića, nastala su iz nežive materije na Zemlji kao rezultat. biohemijska evolucija.

Uslovi za nastanak života tokom biohemijske evolucije

Trenutno su naučnici predložili manje-više vjerovatna objašnjenja kako su se u primarnim uvjetima Zemlje razni oblici života postepeno, korak po korak, razvili iz nežive materije. Nastanak života kroz hemijsku evoluciju je olakšano sledećim uslovima:

— početno odsustvo života;

— prisustvo u atmosferi jedinjenja koja imaju obnavljajuća svojstva(sa skoro potpunim odsustvom kiseonika O 2);

— dostupnost vode i hranljivih materija;

— dostupnost izvora energije (u odnosu na toplota, snažna električna pražnjenja, visoki nivo UV zračenje).

Mehanizam nastanka života

Starost Zemlje je oko 4,6-4,7 milijardi godina. Život ima svoju istoriju, koja je počela, prema paleontološkim podacima, pre 3-3,5 milijardi godina.

Godine 1924. ruski akademik A.I. Oparin izneo hipotezu o mehanizmu nastanka života. Godine 1953. američki naučnici S. Miller I G. Yuri eksperimentalno potvrdio hipotezu o formiranju organskih tvari (monomera) iz plinova prisutnih u primarnoj atmosferi Zemlje.

Sada postoji dosta neospornih dokaza o tome primarna atmosfera Zemlja je bila bez kiseonika i verovatno se sastojala uglavnom od vodene pare H 2 O, vodonika H 2 i ugljen-dioksida CO 2 sa malom primesom drugih gasova (NH 3, CH 4, CO, H 2 S). Život koji je nastao na Zemlji postepeno je promijenio ove uvjete i transformirao hemiju gornjih ljuski planete.

Poreklo života na Zemlji - detalji za upitne umove

Prema biohemijska teorija A.I. Oparina u nedostatku kiseonika i živih organizama, abiogeno sintetizirane su protozoe organska jedinjenja – monomeri, prekursori bioloških makromolekula žive materije i niz drugih organskih jedinjenja.

Mogući izvori energije za stvaranje organskih supstanci bez učešća živih organizama su očigledno bila električna pražnjenja, ultraljubičasto zračenje, radioaktivne čestice, kosmičke zrake, udarni talasi meteorita koji ulaze u Zemljinu atmosferu, toplota od intenzivne vulkanske aktivnosti. U nedostatku kiseonika, koji bi ih mogao uništiti, kao i živi organizmi koji bi ih koristili kao hranu, abiogeno nastaju organska materija akumuliran u Svjetskom okeanu - " primordijalni bujon».

Sljedeći korak je bilo formiranje većih polimeri od malih organskih monomera, opet bez učešća živih organizama. Američki naučnik S. Fox dobio je polipeptide različitih dužina zagrijavanjem mješavine suhih aminokiselina. Zvali su se proteinoidi, tj. proteinske supstance. Očigledno, na primitivnoj Zemlji, formiranje takvih proteinoida i polinukleotida sa slučajni niz aminokiseline ili nukleotidi mogu nastati tokom isparavanja vode u rezervoarima preostalim nakon oseke.

Jednom kada se polimer formira, on je u stanju da utiče na formiranje drugih polimera. Neki proteinoidi su sposobni, poput enzima, da kataliziraju određene hemijske reakcije: Upravo je ta sposobnost bila vjerovatno glavna karakteristika koja je odredila njihovu kasniju evoluciju. Eksperimenti pokazuju da jedan polinukleotid koji nastaje iz mješavine nukleotida može poslužiti kao šablon za sintezu drugog.

Polipeptidi su zbog svoje amfoternosti formirali koloidne hidrofilne komplekse (tj. molekule vode, formirajući ljusku oko proteinskih molekula, izolovale su ih iz celokupne mase vode). U ovom slučaju, pojedinačni kompleksi su povezani jedni s drugima, što je dovelo do stvaranja kapljica izolovanih iz primarne sredine koacervate, sposoban da apsorbuje i selektivno akumulira razne veze . Prirodna selekcija je promovirala opstanak najstabilnijih koacervatnih sistema, sposobnih za daljnje komplikacije.

Daljnja samoorganizacija složenih molekula, do koje je došlo zbog koncentracije molekula lipida na granici između koacervata i vanjskog okruženja, dovela je do formiranja pregrada membranskog tipa. U unutrašnjim šupljinama koacervata, gdje molekule mogu samo selektivno prodrijeti, započela je evolucija od kemijskih reakcija do biokemijskih. Jedna od najvažnijih faza ove teorije bila je kombinacija sposobnosti polinukleotida sa katalitička aktivnost enzimskih proteina.

Tačka gledišta Oparina i njegovih pristalica suštinski je oblikovana hipoteza o holobiozi : strukturnu osnovu pretćelijskog pretka (bioida) čine živi otvoreni (koacervatni) mikrosistemi, poput ćelijskog, sposobni za elementarni metabolizam uz učešće enzimskog mehanizma. Primarna proteinska supstanca.

Hipoteza genobioze : primarni je bio makromolekularni sistem, sličan genu, sposoban za samoreprodukciju. Molekul RNK je prepoznat kao primarni.

Početne faze razvoja života na Zemlji

Moderna ideja o životu na Zemlji svodi se na činjenicu da su se prve primitivne ćelije pojavile u vodenom okruženju Zemlje prije 3,8 milijardi godina - anaerobni, heterotrofni prokarioti , jeli su abiogeno sintetizirane organske tvari ili njihovu manje sretnu braću; energetske potrebe su zadovoljene fermentacijom.

Sa povećanjem broja heterotrofnih prokariotskih ćelija, zalihe organskih jedinjenja u primarnom okeanu su iscrpljene. U ovim uslovima, organizmi su sposobni za autotrofija, tj. na sintezu organskih org. materije iz neorganskih. Očigledno prvi autotrofnih organizama bili hemosintetske bakterije. Sljedeća faza je bio razvoj reakcija korištenjem sunčeve svjetlosti - fotosinteza.

Za prve fotosintetske bakterije izvor elektrona bio je sumporovodik. Mnogo kasnije, cijanobakterije (plavo-zelene alge) razvile su složeniji proces za dobijanje elektrona iz vode. Kao nusproizvod fotosinteze u zemljina atmosfera kiseonik je počeo da se akumulira. To je bio preduslov za nastanak u toku evolucije aerobno disanje. Sposobnost sintetiziranja više ATP-a tokom disanja omogućila je organizmima da brže rastu i razmnožavaju se, kao i da povećaju složenost njihovih struktura i metabolizma.

Vjeruje se da su preci eukariota bili prokariotske ćelije. Prema ćelijska teorija simbiogeneza eukariotska ćelija je složena struktura, koji se sastoji od nekoliko prokariotskih ćelija koje se međusobno nadopunjuju. Brojni podaci ukazuju na porijeklo mitohondrija i hloroplasta, a možda i flagela, iz ranih prokariotskih ćelija koje su postale unutrašnji simbionti veće anaerobne ćelije.

Duboke transformacije u strukturi i funkcioniranju značajno su povećale evolucijske sposobnosti eukariota, koji su, pojavivši se prije samo 0,9 milijardi godina, uspjeli doseći višećelijski nivo i formirati modernu floru i faunu. Poređenja radi, treba reći da je od pojave prvih prokariotskih ćelija (prije 3,8 milijardi godina) do pojave prvih eukariotskih ćelija prošlo 2,5 milijardi godina.

Poreklo života na Zemlji: Glavne faze razvoja biosfere

Eon	Era	Period	Starost (početak), milioni godina	Organski svijet
1	2	3	4	5
kriptozoik	Archaea		4500±100	Obrazovanje Zemlje. Pojava prokariota i primitivnih eukariota.
	Proterozoik		2600±100	Uobičajene su alge, bakterije i sve vrste beskičmenjaka.
Fanerozoik	Paleozoik	Cambrian	570±10	Uspješne alge i vodeni beskičmenjaci.
		Ordovician	495±20
		Silur	418±15	Pojava kopnenih biljaka (psilofita) i beskičmenjaka.
		Devonski	400±10	Flora psilofita je bogata, pojavljuju se mahovine, paprati, pečurke, režnjeve peraje i plućke.
		Karbon	360±10	Obilje paprati, nestanak psilofita. Dominiraju vodozemci, mekušci i ribe; pojavljuju se gmizavci.
		permski	290±10	Bogata flora zeljastih i sjemenskih paprati, pojava golosjemenjača; izumiranje paprati. Dominacija morskih beskičmenjaka, morskih pasa; razvoj reptila; Trilobiti izumiru.
	mezozoik	Trijas	245±10	Drevni golosemenci dominiraju; sjemenke paprati izumiru. Prevladavaju vodozemci i gmizavci; pojavljuju se koščate ribe i sisari.
		Yura	204±5	Dominiraju moderne golosemenke; pojavljuju se prve kritosjemenke; drevne golosemenke izumiru. Dominiraju divovski gmizavci, koštane ribe i insekti.
		Kreda	130±5	Dominiraju moderne angiosperme; Paprati i golosemenčice opadaju. Preovlađuju koštane ribe, praptice i mali sisari; Džinovski reptili izumiru.
	Kenozoik	Paleogen	65±3	Angiosperme, posebno zeljaste, su široko rasprostranjene. Dominiraju sisari, ptice i insekti. Mnogi gmizavci i glavonošci nestaju.
		Neogen	23±1
		antropocen (kvartar)	1,8	Moderno postrojenje i životinjski svijet. Evolucija i ljudska dominacija.

Raznolikost živih organizama je osnova organizacije i

održivost biosfere

Savremena biološka raznolikost: na Zemlji postoji od 5 do 30 miliona vrsta. Biološka raznolikost– kao rezultat interakcije dva procesa – specijacije i izumiranja. Biološka raznolikost je najvredniji „resurs“ na planeti. Biološka raznolikost uključuje dva koncepta: genetsku raznolikost, ili raznolikost genetskih svojstava među jedinkama iste vrste, i raznolikost vrsta, odnosno broj razne vrste unutar zajednice ili cijele biosfere. Biodiverzitet pruža nove izvore hrane, energije, sirovina, hemikalija i medicinskih proizvoda. Genetička raznolikost omogućava vrstama da se poboljšaju, prilagode, koriste potrebne resurse i nađu mjesto u biogeohemijskom ciklusu Zemlje. Biodiverzitet je polisa osiguranja prirode od katastrofa.

Struktura biološka raznolikost. Jedinice sistema su demi i populacije. Genski fond populacije.

Evolucija biološke raznolikosti. Unakrsni evolucijski trend – povećanje raznolikosti, prekinut naglim padom kao rezultatom masovnog izumiranja vrsta.

Ljudski uticaj na biološku raznolikost. Direktna šteta nastala zbog ljudska aktivnost. Indirektna šteta od uticaja koji narušavaju uravnotežene odnose i procese u ekosistemima.

Očuvanje biološke raznolikosti. Popis i zaštita biološke raznolikosti. Kombinacija ljudskih prava sa pravima životinja. Bioetika. Kombinacija etičkih principa i ekonomskih interesa. Očuvanje i prirodna evolucija biološke raznolikosti.

Biodiverzitet kao indikator uticaja. Koriste se i pojedinačne komponente biološke raznolikosti i zbirni indikatori. Povreda strukture funkcije ili sukcesijskog slijeda razvoja ekosistema obično se izražava smanjenjem biološke raznolikosti.

Trenutno je na Zemlji opisano oko 3 miliona vrsta živih organizama. U savremenoj taksonomiji živih organizama postoji sljedeća hijerarhija svojti: carstvo, podjela (vrsta u taksonomiji životinja), klasa, red (red u taksonomiji životinja), porodica, rod, vrsta. Osim toga, razlikuju se srednje taksone: super- i potkraljevstva, super- i pododjele, itd.

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA RUJSKE FEDERACIJE

DRŽAVNI INSTITUT ZA SLUŽBU I EKONOMICU SANKT PETERBURG

Katedra za primijenjenu fiziku

TEST

kurs: “Koncepti modernih prirodnih nauka”

na temu: “Hipoteze o nastanku života”

Završio: student 1. godine

138 grupa

Bykova I.B.

Predavač: Naydenova S.N.

Vyborg

2003

SADRŽAJ :

1. Uvod …………………………………………………………. stranica 1

2. Koncepti o nastanku života……………………………………….. strana 2

3. Hipoteza o nastanku života A.I. Oparina………………………….. strana 5

4. Prirodnonaučne ideje o životu i njegovoj evoluciji... strana 8

5. Geološke ere i evolucija života ………………………… strana 10

6. Korištena literatura……………………………………….. strana 12

UVOD.

Jedno od najtežih i ujedno najzanimljivijih u modernoj prirodnoj nauci je pitanje porijekla života. Teško je jer kada nauka pristupi problemima razvoja kao stvaranju nečeg novog, ona se nađe na granici svojih mogućnosti kao grana kulture zasnovana na dokazima i eksperimentalnoj provjeri tvrdnji.

Naučnici danas nisu u stanju da reproduciraju proces nastanka života sa istom tačnošću kao prije nekoliko milijardi godina. Čak i najpažljivije izveden eksperiment biće samo model eksperiment, lišen niza faktora koji su pratili pojavu života na Zemlji. Metodološka poteškoća leži u nemogućnosti sprovođenja direktnog eksperimenta o nastanku života (jedinstvenost ovog procesa onemogućava upotrebu osnovne naučne metode).

Život na Zemlji predstavljen je velikom raznolikošću oblika, koje karakterizira sve veća složenost strukture i funkcija. Sve žive organizme karakteriziraju dvije karakteristike: integritet i samoreprodukcija. Tokom individualne promjene (ontogeneze), organizmi se prilagođavaju vanjskim uvjetima, a smjena generacija poprima evolutivno-historijski karakter (filogeneza). Organizmi su razvili sposobnost da budu relativno nezavisni od spoljašnje sredine (autonomija). Jedno od glavnih svojstava svakog živog organizma je metabolizam. Uz to, bitni znakovi života su razdražljivost, rast, reprodukcija, varijabilnost i nasljednost. Čini se da svaki živi organizam teži glavnoj stvari - reprodukciji svoje vrste.

2. Koncepti nastanka života.

Postoji pet koncepata o poreklu života:

1. Život je stvorio Stvoritelj u određeno vrijeme - kreacionizam.

2. Život je nastao spontano iz nežive materije (to je držao Aristotel, koji je vjerovao da živa bića mogu nastati i kao rezultat raspadanja tla).

3. Koncept stacionarnog stanja, prema kojem je život oduvijek postojao.

4. Koncept panspermije - vanzemaljsko porijeklo života;

5. Koncept nastanka života na Zemlji u istorijskoj prošlosti kao rezultat procesa podređenih fizičkim i hemijskim zakonima.

Prema kreacionizmu, nastanak života se odnosi na određeni događaj u prošlosti koji se može izračunati. Nadbiskup Usher iz Irske je 1650. godine izračunao da je Bog stvorio svijet u oktobru 4004. godine prije Krista, a u 9 sati ujutro 23. oktobra, čovjeka. Ovaj broj je dobio analizom starosti i porodične veze sve osobe koje se spominju u Bibliji. Međutim, do tada je na Bliskom istoku već postojala razvijena civilizacija, što su dokazala arheološka istraživanja. Međutim, pitanje stvaranja svijeta i čovjeka nije zatvoreno, budući da se biblijski tekstovi mogu tumačiti na različite načine.

Aristotel je, na osnovu podataka o životinjama koji su dolazili od vojnika Aleksandra Velikog i trgovačkih putnika, formulirao ideju ​postupnog i kontinuiranog razvoja živih bića od neživih stvari i stvorio ideju ​​„ljestve prirode“ u odnosu na životinjski svijet. Nije sumnjao u spontano nastajanje žaba, miševa i drugih malih životinja. Platon je govorio o spontanom nastanku živih bića iz zemlje kroz proces propadanja.

Širenjem kršćanstva ideje o spontanom naraštaju proglašene su jeretičkim i dugo se nisu pamtile. Helmont je smislio recept za proizvodnju miševa od pšenice i prljavog veša. Bacon je također vjerovao da je propadanje klica novog rođenja. Ideje spontanog nastajanja podržavali su Galileo, Descartes, Harvey, Hegel i Lamarck.

Godine 1688. talijanski biolog Francesco Redi je nizom eksperimenata sa otvorenim i zatvorenim posudama dokazao da su mali bijeli crvi koji se pojavljuju u trulom mesu larve muha i formulirao je svoj princip: sva živa bića su od živih bića. Godine 1860. Pasteur je pokazao da bakterije mogu biti posvuda i inficirati nežive tvari da bi ih se riješili, potrebna je sterilizacija, tzv pasterizacija .

Teorija panspermija(hipoteza o mogućnosti prenošenja Života u Univerzumu sa jednog kosmičkog tela na drugo) ne nudi nikakav mehanizam koji bi objasnio primarni nastanak života i prenosi problem na drugo mesto u Univerzumu. Liebig je vjerovao da se “atmosfere nebeskih tijela, kao i rotirajuće kosmičke magline, mogu smatrati vječnim spremištima animirane forme, vječnim plantažama organskih embriona”, odakle se život raspršuje u obliku ovih embrija u Univerzumu.

Kelvin, Helmholtz i drugi su razmišljali na sličan način Početkom našeg stoljeća, Arrhenius je došao na ideju o radiopanspermiji. On je opisao kako čestice materije, zrnca prašine i žive spore mikroorganizama bježe u svemir s planeta na kojima žive druga bića. Oni održavaju svoju održivost leteći u svemiru zahvaljujući laganom pritisku. Jednom na planeti sa odgovarajućim uslovima za život, oni započinju novi život na ovoj planeti.

Ovu hipotezu su podržali mnogi, uključujući ruske naučnike akademike Sergeja Pavloviča Kostyčeva (1877-1931), Leva Semenoviča Berga (1876-1950) i Petra Petroviča Lazareva (1878-1942).

Da bi potkrijepili panspermiju, obično koriste pećinske slike koje prikazuju objekte koji izgledaju kao rakete ili astronauti, ili izgled NLO-a. Letenje svemirski brod uništio je vjerovanje u postojanje inteligentnog života na planetama Sunčevog sistema, koje se pojavilo nakon Schiaparellijevog otkrića kanala na Marsu (1877). Ali do sada na Marsu nisu pronađeni tragovi života.

Krajem 60-ih ponovo je poraslo interesovanje za hipoteze o panspermiji. Tako je geolog B.I. Čuvašov (Pitanja filozofije. 1966) napisao da život u svemiru, po njegovom mišljenju, postoji zauvek.

Proučavajući supstancu meteorita i kometa, otkriveno je mnogo "prekursora živih bića" - organska jedinjenja, cijanovodonična kiselina, voda, formaldehid, cijanogeni. Konkretno, formaldehid je pronađen u 60% slučajeva u 22 proučavana regiona, a njegovi oblaci sa koncentracijom od približno 1.000 molekula po kubnom cm ispunjavaju ogromna područja. Godine 1975. u lunarnom tlu i meteoritima pronađeni su prekursori aminokiselina. Zagovornici hipoteze o unošenju života iz svemira smatraju ih "sjemenjem" posijanim na Zemlji.

U idejama o nastanku života kao rezultat fizičkih i hemijskih procesa, evolucija žive planete igra važnu ulogu. Prema mnogim biolozima, geolozima i fizičarima, stanje Zemlje se stalno mijenjalo tokom njenog postojanja. U veoma davna vremena Zemlja je bila vruća planeta, njegova temperatura je dostigla 5-8 hiljada stepeni. Kako se planeta hladila, vatrostalni metali i ugljik su se kondenzovali i formirali zemljinu koru, koja nije bila glatka zbog aktivne vulkanske aktivnosti i svih vrsta kretanja tla koje se formiralo. Atmosfera primordijalne Zemlje bila je veoma različita od moderne. Laki gasovi - vodonik, helijum, azot, kiseonik, argon i drugi - još nisu bili zadržani na nedovoljno gustoj planeti, dok ih je bilo više teška jedinjenja preostali (voda, amonijak, ugljični dioksid, metan). Voda je ostala unutra gasovitom stanju sve dok temperatura ne padne ispod 100oC.

Hemijski sastav naše planete nastao je kao rezultat kosmičke evolucije materije Sunčevog sistema, tokom koje su nastale određene proporcije kvantitativnih odnosa atoma. Stoga su važni savremeni podaci o odnosu atoma hemijskih elemenata. Kosmičko obilje kiseonika i vodonika izraženo je u obilju vode i njenih brojnih oksida. Relativno veća količina ugljika bila je jedan od razloga koji su odredili veću vjerovatnoću nastanka života. Obilje silicijuma, magnezijuma i gvožđa doprinelo je stvaranju zemljine kore i silikatnih meteorita. Izvori informacija o obilju elemenata su podaci o sastavu Sunca, meteorita, površina Mjeseca i planeta. Starost meteorita

Približno starosti Zemljinih stijena, njihov sastav pomaže rekonstruirati prošlu hemiju Zemlje i naglasiti promjene uzrokovane pojavom života na Zemlji.

Naučna formulacija problema porekla života pripada Engelsu, koji je verovao da život nije nastao iznenada, već je nastao tokom evolucije materije. K.A. Timiryazev je govorio u istom duhu: „Primorani smo da priznamo da se živa materija odvijala na isti način kao i svi drugi procesi, kroz evoluciju... Ovaj proces se verovatno odvijao tokom prelaska iz neorganskog sveta u organski“ (1912).

3. Hipoteza o nastanku života A.I. Oparina

Čak je i Čarls Darvin shvatio da život može nastati samo u odsustvu života. Godine 1871. napisao je: „Ali ako bi sada... u nekoj toploj vodi koja sadrži sve potrebne soli amonijuma i fosfora i dostupna je uticaju svetlosti, toplote, elektriciteta, itd., hemijski je formiran protein, sposoban za Dalje, sve složenije transformacije, ta supstanca bi se odmah uništila ili apsorbirala, što je bilo nemoguće u periodu prije pojave živih bića.” Heterotrofni organizmi koji su sada uobičajeni na Zemlji koristili bi novonastalu organsku materiju. Stoga je nastanak života u nama poznatim zemaljskim uslovima nemoguć.

Drugi uslov pod kojim može nastati život je odsustvo slobodnog kiseonika u atmosferi. Ovo važno otkriće napravio je ruski naučnik A.I. Oparin 1924. godine (engleski naučnik J.B.S. Haldane došao je do istog zaključka 1929. godine). A.I. Oparin je sugerirao da se tokom snažnih električnih pražnjenja u Zemljinoj atmosferi, koja se prije 4-4,5 milijardi godina sastojala od dušika, vodika, ugljičnog dioksida, vodene pare i amonijaka, vjerojatno uz dodatak cijanovodične kiseline (otkrivena je u repovima kometa). ), mogla su nastati najjednostavnija organska jedinjenja neophodna za nastanak života. Stoga bi se organske tvari koje nastaju na površini Zemlje mogle akumulirati bez oksidacije. A sada se na našoj planeti akumuliraju samo u uvjetima bez kisika, tako nastaju treset, ugalj i nafta. Tvorac materijalističke hipoteze o nastanku života na Zemlji, ruski biohemičar, akademik Aleksandar Ivanovič Oparin (1894-1980), posvetio je čitav svoj život problemu nastanka živih bića.

Američki biolog J. Loeb je 1912. godine prvi dobio najjednostavniju komponentu proteina - aminokiselinu glicin - iz mješavine plinova pod utjecajem električnog pražnjenja.

Možda je, osim glicina, primao i druge aminokiseline, ali u to vrijeme nije bilo metoda za određivanje njihove male količine.

Loebovo otkriće prošlo je nezapaženo, pa se prva abiogena sinteza organskih supstanci (odnosno koja se odvija bez učešća živih organizama) iz nasumične mješavine plinova pripisuje američkim naučnicima S. Milleru i G. Ureyu. 1953. godine izveli su eksperiment prema programu koji je oparin zacrtao, a pod uticajem električnih pražnjenja napona do 60 hiljada V, simulirajući munje, iz vodonika, metana, amonijaka i vodene pare pod pritiskom od nekoliko Paskala. na t = 80C, složena mješavina više desetina organskih tvari. Među njima su prevladavali organski proizvodi.

(karboksilne) kiseline - mravlja, sirćetna i jabučna, njihovi aldehidi, kao i aminokiseline (uključujući glicin i alanin). Eksperimenti Millera i Ureya više puta su testirani na mješavinama različitih plinova i na različitih izvora energije (sunčeva svetlost, ultraljubičasto i radioaktivnog zračenja i samo toplo). Organska materija se javlja u svim slučajevima. Rezultati do kojih su došli Miller i Urey potaknuli su naučnike iz raznih zemalja da počnu istraživati ​​moguće načine biološka evolucija. 1957. godine u Moskvi je održan prvi međunarodni simpozijum o problemu nastanka života.

Prema nedavno dobijenim podacima naših naučnika, najjednostavnije organske supstance mogu se pojaviti i u svemiru na temperaturama blizu apsolutne nule. U principu, Zemlja je mogla primiti abiogene organske tvari kao miraz po svom nastanku.

Kao rezultat toga, ocean se pretvorio u složenu otopinu organskih tvari (tzv. primarni okean), koji bi u principu mogao hraniti anaerobne bakterije.

(organizmi koji su u stanju da žive i razvijaju se u nedostatku slobodnog kiseonika i dobijaju energiju za život razgradnjom organskih ili neorganskih supstanci). Osim aminokiselina, sadržavao je i prekursore nukleinskih kiselina - purinske baze, šećere, fosfate itd.

Međutim, organske tvari male molekularne težine još nisu život. Osnova života su biopolimeri - dugačke molekule proteina i nukleinskih kiselina, sastavljene od jedinica - aminokiselina i nukleotida. Reakcija polimerizacije primarnih jedinica u vodeni rastvor ne radi, jer kada su dvije aminokiseline ili dva nukleotida međusobno povezane, molekul vode se odvaja. Reakcija u vodi će ići do poleđina. Brzina razgradnje (hidrolize) biopolimera bit će veća od brzine njihove sinteze. U citoplazmi naših stanica, sinteza biopolimera je složen proces koji zahtijeva trošenje ATP energije. Da bi se nastavio, potrebni su DNK, RNK i proteini, koji su i sami rezultat ovog procesa. Jasno je da biopolimeri nisu mogli nastati sami u praokeanu.

Možda se primarna sinteza biopolimera dogodila kada je primarni okean bio zamrznut ili kada je njegov suhi ostatak zagrijan. Američki istraživač S.W. Fox je, zagrijavajući suhu mješavinu aminokiselina na 130C, pokazao da u ovom slučaju dolazi do reakcije polimerizacije (ispari oslobođena voda) i dobivaju se umjetni proteinoidi, slični proteinima, koji imaju do 200 i više aminokiselina u lancu. Otopljeni u vodi, imali su svojstva proteina, davali su hranjivi medij za bakterije, pa čak i katalizirali (ubrzavali) neke kemijske reakcije, poput pravih enzima. Možda su nastali u predbiološkoj eri na vrućim padinama vulkana, a zatim su ih kiše isprale u praokean. Postoji i stanovište da se sinteza biopolimera odvijala direktno u primarnoj atmosferi i da su nastala jedinjenja pala u primarni okean u obliku čestica prašine.

Sljedeća predložena faza u nastanku života su protoćelije. A.I. Oparin je pokazao da u stajaćim otopinama organskih tvari nastaju koacervati - mikroskopske "kapljice" omeđene polupropusnom ljuskom - primarnom membranom. Organske tvari se mogu koncentrirati u koacervatima, u njima se brže odvijaju reakcije i metabolizam sa okolinom, a mogu se čak i dijeliti poput bakterija. Fox je primijetio sličan proces kada je rastvarao umjetne proteine, te je kuglice nazvao mikrosferama.

U protoćelijama kao što su koacervati ili mikrosfere, odvijale su se reakcije polimerizacije nukleotida sve dok se od njih nije formirao protogen - primarni gen sposoban da katalizira pojavu određene sekvence aminokiselina - prvog proteina. Vjerovatno je prvi takav protein bio prekursor enzima koji katalizira sintezu DNK ili RNK. One protoćelije u kojima je nastao primitivni mehanizam naslijeđa i sinteze proteina podijelile su se brže i uzele u sebe sve organske tvari primarnog oceana. U ovoj fazi, prirodna selekcija je već bila u toku za brzinu reprodukcije; bilo kakvo poboljšanje u biosintezi je zabilježeno, a nove protoćelije zamijenile su sve prethodne.

Posljednje faze nastanka života - porijeklo ribozoma i prijenosne RNK, genetski kod i energetski mehanizam ćelije koji koristi ATP—još nisu replicirani u laboratoriji. Sve ove strukture i procesi već su prisutni u najprimitivnijim mikroorganizmima, a princip njihove strukture i funkcionisanja nije se menjao kroz istoriju Zemlje. Stoga, za sada možemo samo okvirno rekonstruirati završnu fazu nastanka života - dok se ne može ponovo stvoriti u eksperimentima.

Za sada možemo samo reći da je za pojavu života na Zemlji trebalo relativno malo vremena – manje od milijardu godina. Već prije 3,8 milijardi godina postojali su prvi mikroorganizmi od kojih je potekla sva raznolikost oblika zemaljskog života.

Život je nastao na Zemlji abiogeno. Trenutno, živa bića dolaze samo od živih bića (biogenog porijekla). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na zemlji.

4. Prirodnonaučne ideje o životu i njegovoj evoluciji

Darwin je otvorio pokretačke snage evolucija žive prirode. Pokušao je razumjeti i objasniti stvarnu prirodu unutrašnje kontradikcije organski svijet. Njegova teorija ne samo da objašnjava prirodu ovih kontradikcija, već ukazuje i na načine na koje se one rješavaju u svijetu životinja i biljaka.

Značajno mjesto u svim Darvinovim djelima, a posebno u “Poreklu vrsta”, zauzimaju dokazi o samoj činjenici organske evolucije.

Danas je opšte prihvaćeno da se sva živa bića zasnivaju na sličnim hemijskim jedinjenjima grupe proteina, među kojima poseban položaj imaju nukleoproteini. To su spojevi proteinskih tijela i nukleinskih kiselina. Nukleoproteini čine glavnu komponentu ćelijskog jezgra biljaka i životinja. Istraživanja u molekularnoj biologiji su pokazala da su nukleinske kiseline odgovorne za mnoge važnih procesa vitalna aktivnost organizama. U ovom slučaju posebnu ulogu imaju makromolekule deoksiribonukleinske kiseline (DNK) i ribonukleinske kiseline. (RNA). Molekul DNK, u interakciji s drugim ćelijskim supstancama, određuje sintezu proteina i enzima koji reguliraju metabolizam u tijelu. Proteini i nukleoproteini (posebno DNK i RNA) su bitna komponenta svih bioloških organizama. Shodno tome, sa stanovišta hemijske evolucije, oni su u osnovi života svih bioloških oblika poznatih na Zemlji.

Osim toga, postoji vječna, kontinuirana veza između nežive i žive prirode. “Između inertne i žive materije postoji neprekidna, beskrajna veza, koja se može izraziti kao kontinuirani biogeni tok atoma iz žive materije u inertna supstanca biosfere, i obrnuto. Ovu biogenu struju atoma uzrokuje živa materija. Izražava se u beskrajnom disanju, ishrani, razmnožavanju, itd.”

Na jedinstvo žive prirode ukazuje i diferencijacija tijela životinja i biljaka. Dakle, jedinstvo svijeta organizama očituje se kako u njihovom hemijskom sastavu, tako i u njihovoj strukturi i funkcioniranju. Ova činjenica nije mogla promaknuti pažnji prirodnih naučnika. Ideja o sličnosti živih organizama dovela je J. Cuviera do doktrine o vrstama životinjskog carstva. Kasnije je razvijen u radovima K. Baera, E Haeckel, A. O. Kovalevsky, I. I. Mechnikov, koji su tvrdili da se sličnost životinja ne može objasniti drugačije osim zajedničkom porijeklu.

Na jedinstvo organskog svijeta ukazuje i postojanje takozvanih srednjih oblika, koji uključuju životinje i biljke koje zauzimaju prijelazni, srednji položaj između velikih svojti.

U organskom svijetu ne postoje čvrste granice između njegovih podjela. U isto vrijeme, granice između vrsta su uvijek stvarne. Darwin posvećuje veliku pažnju problemu vrsta i specijacije. Nije slučajno što se u naslovu njegovog rada nalaze riječi “poreklo vrsta”. Kao najvažnija jedinica sistematizacije, vrsta zauzima centralno mjesto u teoriji evolucije. Zadatak evolucijske teorije je da objasni mehanizam nastanka života i promjena u stvarnim vrstama životinja i biljaka koje nastanjuju Zemlju.

Dokaz evolucije je i sličnost životinjskih organa, izražena u njihovom položaju, odnosu u općem planu strukture i u razvoju embrija iz sličnog rudimenta. Slični organi se nazivaju homologni organi. Evolucijska teorija objašnjava sličnost organa zajedničkim porijeklom upoređenih oblika, dok su pristalice kreacionističkih koncepata tu sličnost tumačile kao volju tvorca,

stvaranje grupa životinja prema određenom planu.

Potvrda ideje evolucije je odraz istorije razvoja organizama na njihovu strukturu i na procese embrionalnog razvoja, kao i na geografsku rasprostranjenost organizama.

Posebno mjesto Genetika igra ulogu u razvoju i produbljivanju evolucijskih koncepata. Ideja o nepromjenjivosti gena počela je da se prevazilazi 20-30-ih godina 20. stoljeća. u vezi sa pojavom populacije, evoluciona genetika. Razjašnjenje strukture populacija omogućilo nam je da iznova pogledamo evolucijske procese koji se odvijaju na nivou populacije. Genetika je omogućila praćenje glavnih faza evolucijskog procesa od pojave nove osobine u populaciji do pojave nove vrste. Donijela je precizne eksperimentalne metode u istraživanje na intraspecifičnom, mikroevolucijskom nivou.

elementarna jedinica nasljednost - gen, koji je dio molekule DNK koji određuje razvoj elementarnih karakteristika pojedinca. Elementarna evolucijska jedinica moraju ispunjavati sljedeće zahtjeve: podjela udova;

sposobnost nasljedne promjene u smjeni bioloških generacija; realnost i konkretnost postojanja u prirodnim uslovima. Populacija se smatra takvom jedinicom evolucije - elementarna jedinica evolucijskog procesa, a nasljedna promjena u populaciji je elementarni evolutivni fenomen. To odražava promjenu genotipske strukture populacije. Gen je podložan mutacijama - nasljednim promjenama kod pojedinih jedinki. mutacija - diskretno

promjena koda nasljednih podataka pojedinca. Postoje genske, hromozomske, genomske i ekstranuklearne vrste mutacija.

Proces nastanka mutacije je visoko podržan visok stepen genetska heterogenost prirodnih populacija. Ali, ispunjavajući ulogu “dobavljača” elementarnog materijala, sam proces mutacije ne usmjerava tok evolucijskih promjena, on ima vjerovatnoću, statističku prirodu.

Zakoni evolucije nalaze svoj izraz u životu pojedinca, ali pokretačke snage evolucije sadržane su u sistemu pojedinaca, u u ovom slučaju populacije. Rješavanje kontradikcija populacije služi kao osnova za svu evoluciju i istovremeno određuje transformaciju organizma kao sastavnog dijela populacije. Odnosi između organizama u populaciji su složeni. Njihovo proučavanje je komplikovano činjenicom da pored interakcija unutar populacije, na organizme utiču i druge populacije, druge vrste i, još šire, uslovi životne sredine.

5. Geološke ere i evolucija života

Pod uticajem evolucione teorije, geolozi su morali da preispitaju svoje ideje o istoriji naše planete. Organski svijet se razvijao milijardama godina zajedno sa sredinom u kojoj je morao postojati, tj. zajedno sa Zemljom. Stoga se evolucija života ne može razumjeti bez evolucije Zemlje, i obrnuto. Brat A.O. Kovalevsky Vladimir Kovalevsky (1842-1883) položio evolucionu teoriju osnovu paleontologija– nauka o fosilnim organizmima.

Geolozi otkrivaju prve tragove organskih ostataka u najstarijim sedimentima koji datiraju iz vremena Proterozojska geološka era, koji pokriva ogroman vremenski period - 700 miliona godina. Zemlja je u to vrijeme bila gotovo potpuno prekrivena okeanom. Nastanjivale su ga bakterije, protozojske alge i primitivne morske životinje. Evolucija se tada odvijala tako sporo da su desetine miliona godina prošle prije nego što se organski svijet primjetno promijenio.

IN Paleozoic era(koji traje oko 365 miliona godina), evolucija svih živih bića traje više od brzim tempom. Formirana su velika prostranstva zemlje, na kojima su se pojavila kopnene biljke. Paprati su se posebno brzo razvijale: formirale su divovske guste šume. Morske životinje su se također poboljšale, što je dovelo do formiranja ogromnih oklopnih riba. U periodu karbona (karbona), koji je označio vrhunac paleozojske faune i flore, pojavili su se vodozemci. A u periodu Perma, koji je završio paleozoičku eru i započeo mezozojsku eru (od nas je udaljen 185 miliona godina), pojavili su se gmizavci.

Životinjski i biljni svijet Zemlje počeo se još brže razvijati Mezozojska era. Već na samom početku, reptili su počeli da dominiraju kopnom. Pojavili su se i prvi sisari, tobolčari. Četinari su postali široko rasprostranjeni, a pojavile su se razne ptice i sisari.

Došlo je prije oko 70 miliona godina Kenozojska era. Vrste sisara i ptica nastavile su da se poboljšavaju. U biljnom svijetu dominantna uloga je prešla na cvjetnice. Formirane su vrste životinja i biljaka koje danas žive na Zemlji.

Pojavom čovjeka prije oko 2 miliona godina počinje sadašnji period kenozojske ere – kvartar ili antropogen. Čovjek na geološkoj skali vremena je savršena beba. Na kraju krajeva, 2 miliona godina je izuzetno kratak vremenski period za prirodu. Većina značajan događaj V Kenozojska era postala pojava veliki broj kultivisane biljke i domaće životinje. Svi su oni rezultat kreativna aktivnost osoba, racionalno biće sposobno za svrsishodnu aktivnost.

Ako je Darwin, dok je razvijao teoriju evolucije, proučavao iskustvo uzgajivača, tada su, naoružani znanstvenom teorijom, uzgajivači naučili razvijati nove sorte mnogo brže i svrsishodnije. Ovdje posebna uloga pripada ruskom naučniku N.I.Vavilovu (1887-1943), koji je razvio doktrina o poreklu kultivisanih biljaka. Evolucija živih bića se nastavlja, ali pod uticajem čoveka.

Sada znamo tu svrsishodnost organske forme- to nije nešto unaprijed dato, već rezultat dugog i složenog procesa razvoja materije, pa je stoga svrsishodnost organskih oblika relativna. Osoba sada aktivno vara divlje životinje. Sve veća ljudska intervencija u prirodne procese dovodi do novih ozbiljnih problema koji se mogu riješiti samo ako čovjek sam vodi računa o okolnoj prirodi i očuvanju tih delikatnih

omjeri in biosfera, koji su se u njemu razvili tokom miliona godina evolucije života na Zemlji.

Doktrinu o biosferi stvorio je izuzetni naučnik V.I. Vernadsky (1863-1945). Pod biosferom je naučnik shvatio onu tanku ljusku Zemlje u kojoj se procesi odvijaju pod direktnim uticajem živih organizama.

Biosfera se nalazi na spoju svih ostalih ljuski Zemlje - litosfere, hidrosfere i atmosfere i igra se vitalna uloga u metabolizmu između njih. Ogromne količine kiseonik, ugljenik, azot, vodonik i drugi elementi neprestano prolaze kroz žive organizme Zemlje. V.I. Vernadsky je pokazao da praktički ne postoji nijedan element u periodnom sistemu koji ne bi bio uključen živa materija planete i nije se odvojila od nje tokom njenog raspada. Dakle, lice Zemlje kao nebeskog tijela zapravo je oblikovano životom. Vernadsky je prvi pokazao kakvu je odlučujuću geološku ulogu živa materija imala na našoj planeti.

Vernadsky se također fokusirao na ogromnu geološku ulogu čovjeka. Pokazao je da je budućnost biosfere noosfera, tj. sferi uma. Naučnik je vjerovao u moć ljudskog uma, vjerovao je da će sve više uplitanja u prirodne evolucijske procese čovjek moći usmjeriti evoluciju živih bića na način da našu planetu učini još ljepšom i bogatijom.

KORIŠĆENE KNJIGE

1. Udžbenik T.Ya.Dubnischeva „Koncept modernih prirodnih nauka“, M., 2000.

2. S.Kh.Karpenkov “Koncepti moderne prirodne nauke.” M., “Viša škola” 2000

3. A.A. Gorelov “Koncepti moderne prirodne nauke.” M. "Centar" 1998

4. A.I. Oparin "Život, njegova priroda, nastanak i razvoj" M. 1960

5. Ponnamperuma S. “Postanak života”, M., “Mir”, 1977

6. Josip Klechek Svemir i Zemlja – M. Artia 1985

7. Kesarev V.V. Evolucija materije u svemiru - M. Atomizdat 1976

Postoji hipoteza o mogućem unošenju bakterija, mikroba i drugih malih organizama kroz unošenje nebeska tela. Organizmi su se razvili i, kao rezultat dugotrajnih transformacija, na Zemlji se postepeno pojavio život. Hipoteza razmatra organizme koji mogu funkcionirati čak i u sredinama bez kisika i na nenormalno visokim ili niskim temperaturama.

To je zbog prisutnosti migrirajućih bakterija na asteroidima i meteoritima, koji su fragmenti sudara planeta ili drugih tijela. Zbog prisustva vanjske ljuske otporne na habanje, kao i sposobnosti usporavanja svih životnih procesa (ponekad se pretvaraju u sporu), ovakav život je sposoban da se kreće jako dugo i na vrlo velike udaljenosti.

Kada se nađu u gostoprimljivijim uslovima, „međugalaktički putnici“ aktiviraju osnovne funkcije održavanja života. I ne svjesni, vremenom formiraju život na Zemlji.

Živi od neživog

Činjenica postojanja sintetičkih i organskih supstanci danas je neosporna. Štaviše, još u devetnaestom veku, nemački naučnik Friedrich Wöhler sintetizovao je organsku supstancu (ureu) iz neorganske supstance (amonijum cijanat). Zatim su sintetizovani ugljovodonici. Stoga je život na planeti Zemlji vrlo vjerovatno nastao sintezom iz neorganskog materijala. Kroz abiogenezu se postavljaju teorije o poreklu života.

Budući da glavnu ulogu u strukturi svakog organskog organizma igraju aminokiseline. Logično bi bilo pretpostaviti njihovu uključenost u naseljavanje života na Zemlji. Na osnovu podataka dobijenih iz eksperimenta Stanleya Millera i Harolda Ureya (formiranje aminokiselina prolaskom električnog naboja kroz plinove), možemo govoriti o mogućnosti nastanka aminokiselina. Uostalom, aminokiseline su gradivni blokovi uz pomoć kojih se grade složeni sistemi tijela i bilo kojeg života.

Kosmogonijska hipoteza

Vjerovatno najpopularnija interpretacija od svih, koju zna svaki školarac. Teorija velikog praska bila je i ostaje veoma vruća tema za burne rasprave. Veliki prasak se dogodio iz jedinstvene tačke akumulacije energije, usled čijeg oslobađanja Univerzum se značajno proširio. Nastala su kosmička tela. Uprkos svoj svojoj konzistentnosti, teorija velikog praska ne objašnjava formiranje samog Univerzuma. Kao što, u stvari, nijedna postojeća hipoteza ne može objasniti.

Simbioza organela nuklearnih organizama

Ova verzija nastanka života na Zemlji naziva se i endosimbioza. Jasne odredbe sistema sastavio je ruski botaničar i zoolog K. S. Merežkovski. Suština ovog koncepta je obostrano korisna koegzistencija organele sa ćelijom. Što pak sugerira endosimbiozu kao simbiozu koja je korisna za obje strane sa formiranjem eukariotskih ćelija (ćelija u kojima je prisutno jezgro). Zatim koristeći transfer genetske informacije između bakterija, došlo je do njihovog razvoja i povećanja populacije. Prema ovoj verziji, sav daljnji razvoj života i životnih oblika je posljedica prethodnog pretka modernih vrsta.

Spontana generacija

Ovakva izjava u devetnaestom veku nije mogla da se ne percipira bez zrna skepticizma. Iznenadna pojava vrsta, odnosno formiranje života od neživih stvari, ljudima se tog vremena činila fantastičnom. Štaviše, heterogeneza (metod reprodukcije, kao rezultat kojeg se rađaju pojedinci koji su veoma različiti od svojih roditelja) prepoznata je kao razumno objašnjenje života. Jednostavan primjer bi bilo formiranje složenog održivog sistema od raspadajućih supstanci.

Na primjer, u istom Egiptu, egipatski hijeroglifi izvještavaju o nastanku raznolikog života iz vode, pijeska, raspadajućih i trulih biljnih ostataka. Ova vijest uopće ne bi iznenadila starogrčke filozofe. Tamo se vjerovanje o porijeklu života od neživih stvari doživljavalo kao činjenica koja ne zahtijeva opravdanje. Veliki grčki filozof Aristotel govorio je o vidljivoj istini: „Lisne uši nastaju od trule hrane, krokodil je rezultat procesa u trulim balvanima pod vodom.” Tajanstveno je, ali uprkos svim vrstama progona od strane crkve, uverenje, skriveno u krilima tajne, živelo je čitav jedan vek.

Debata o životu na Zemlji ne može se nastaviti zauvijek. Zato je krajem devetnaestog veka francuski mikrobiolog i hemičar Louis Pasteur izvršio svoje analize. Njegovo istraživanje je bilo strogo naučne prirode. Eksperiment je izveden 1860-1862. Zahvaljujući uklanjanju spora iz stanja sna, Pasteur je uspio riješiti pitanje spontanog nastajanja života. (Za šta je dobio nagradu Francuske akademije nauka)

Stvaranje stvari od obične gline

Zvuči suludo, ali u stvarnosti ova tema ima pravo na život. Nije uzalud škotski naučnik A.J. Cairns-Smith iznio proteinsku teoriju života. Čvrsto se oslanjajući na slične studije, govorio je o interakcijama na molekularnom nivou između organskih komponenti i jednostavne gline... Nalazeći se pod njenim uticajem, komponente su formirale stabilne sisteme u kojima su se dešavale promene u strukturi obe komponente, a potom i formiranje imućnog života. Ovako je Kerns-Smith objasnio svoju poziciju na tako jedinstven i originalan način. Kristali gline, sa biološkim inkluzijama u sebi, doveli su do zajedničkog života, nakon čega je njihova “saradnja” prekinuta.

Teorija stalnih katastrofa

Prema konceptu koji je razvio Georges Cuvier, svijet koji se sada može vidjeti nije uopće primaran. Ono što je to samo je još jedna karika u lancu koji se sukcesivno prekida. To znači da živimo u svijetu koji će na kraju doživjeti masovno izumiranje života. Istovremeno, nije sve na Zemlji bilo podvrgnuto globalnom uništenju (na primjer, dogodila se poplava). Neke vrste su u toku svoje prilagodljivosti preživjele i tako naselile Zemlju. Struktura vrsta i života, prema Georgesu Cuvieru, ostala je nepromijenjena.

Materija kao objektivna stvarnost

Glavna tema nastave su različite oblasti i oblasti koje približavaju razumijevanje evolucije sa stanovišta egzaktnih nauka. (materijalizam je pogled na svet u filozofiji koji otkriva sve uzročno-posledične okolnosti, pojave i faktore stvarnosti. Zakoni važe za čoveka, društvo i Zemlju). Teoriju su iznijeli poznati sljedbenici materijalizma, koji vjeruju da je život na Zemlji nastao transformacijama na nivou hemije. Štaviše, dogodile su se prije skoro 4 milijarde godina. Objašnjenje života ima direktnu vezu sa DNK, (deoksi ribonukleinska kiselina) RNA (ribonukleinska kiselina), kao i na neke HMC (jedinjenja visoke molekularne težine, u ovom slučaju proteini).

Koncept je formiran kroz naučna istraživanja koja otkrivaju suštinu molekularne i genetske biologije i genetike. Izvori su ugledni, posebno s obzirom na njihovu mladost. Na kraju krajeva, istraživanja hipoteze o RNK svijetu počela su se provoditi krajem dvadesetog stoljeća. Carl Richard Woese dao je ogroman doprinos teoriji.

Učenje Čarlsa Darvina

Govoreći o porijeklu vrsta, nemoguće je ne spomenuti tako zaista briljantnu osobu kao što je Charles Darwin. Njegovo životno djelo, prirodna selekcija, označilo je početak masovnih ateističkih pokreta. S druge strane, to je dalo neviđeni poticaj nauci, neiscrpno tlo za istraživanje i eksperimentiranje. Suština nastave je bila opstanak vrsta kroz istoriju, kroz prilagođavanje organizama lokalnim uslovima, formiranje novih karakteristika koje pomažu u uslovima takmičenja.

Evolucija se odnosi na određene procese koji imaju za cilj promjenu života organizma i samog organizma tokom vremena. Pod nasljednim osobinama podrazumijevaju prijenos bihevioralnih, genetskih ili drugih vrsta informacija (prijenos s majke na kćer).

Glavna sila evolucije, prema Darwinu, je borba za pravo na postojanje kroz selekciju i varijabilnost vrsta. Pod uticajem darvinističkih ideja, početkom dvadesetog veka, aktivno su se sprovodila istraživanja ekologije, ali i genetike. Nastava zoologije se radikalno promijenila.

Božja kreacija

Mnogi ljudi iz cijelog svijeta još uvijek ispovijedaju vjeru u Boga. Kreacionizam je tumačenje formiranja života na Zemlji. Tumačenje se sastoji od sistema izjava zasnovanih na Bibliji i gleda na život kao na stvorenje koje je stvorio bog stvoritelj. Podaci su preuzeti iz “Starog zavjeta”, “jevanđelja” i drugih svetih spisa.

Tumačenja stvaranja života u različite religije donekle slično. Prema Bibliji, Zemlja je stvorena za sedam dana. Nebo, nebeska svjetla, voda i slično bilo je potrebno pet dana za stvaranje. Šestog, Bog je stvorio Adama od gline. Videvši dosadnog, usamljenog čoveka, Bog je odlučio da stvori još jedno čudo. Uzevši Adamovo rebro, stvorio je Evu. Sedmi dan je priznat kao slobodan dan.

Adam i Eva su živjeli bez problema, sve dok zlonamjerni đavo u obliku zmije nije odlučio da iskuša Evu. Uostalom, usred raja stajalo je drvo spoznaje dobra i zla. Prva majka pozvala je Adama da podijeli obrok, prekršivši time svoju riječ, dato Bogu(zabranio je diranje zabranjenih plodova.)

Prvi ljudi su protjerani u naš svijet, čime počinje historija cijelog čovječanstva i života na Zemlji.

Ciljevi lekcije:

Proširivanje i uopštavanje znanja učenika o različitim pogledima na nastanak života na Zemlji;

Stvaranje problemsko orijentisanog razvojnog okruženja kao uslova za otkrivanje intelektualnog potencijala maturanta.

Oprema:

Portreti istaknutih naučnika i filozofa prošlosti;

Prezentacije: “Kreacionizam”, “Razvoj ideja o nastanku života”;

Kartica za izvođenje laboratorijskih radova: “Analiza i evaluacija različitih hipoteza o nastanku života”;

Kartica “Kratak pojmovnik pojmova”;

Računar, projektor, platno.

Tokom nastave

1. Ažuriranje znanja.

Razlike između živog i neživog i definicija “života”. (kratak razgovor).

2. Uvodna reč nastavnika.

Život na Zemlji postoji 4,5 milijardi godina. Ispunjava sve kutke naše planete. Jezera, rijeke, mora, okeani, planine, ravnice, pustinje, čak i zrak su naseljeni živim bićima. Procjenjuje se da je tokom čitave istorije života na Zemlji bilo oko 4,5 milijardi vrsta životinja i biljaka.

Kako je nastao i kako se razvijao život na našoj planeti? Problem nastanka života dugo je fascinirao ljudska misao. Od davnina do našeg vremena, postavljane su mnoge hipoteze o nastanku života na Zemlji. Ali do danas nema definitivnog odgovora. Istražujući istoriju razvoja ideja o nastanku života, možemo se samo upoznati sa naučnim teorijama koje su naučnici predložili i rezultatima njihovih istraživanja o ovom pitanju.

Od davnina do našeg vremena, postavljane su mnoge hipoteze o nastanku života na Zemlji. Međutim, sva njihova raznolikost svedena je na dva međusobno isključiva gledišta.

Zagovornici teorije biogeneze (od grčkog bio - život i genesis - porijeklo) vjerovali su da sve živo nastaje samo od živih bića. Njihovi protivnici su branili teoriju abiogeneze i vjerovali da je nastanak živih bića od neživih bića moguće, tj. u ovoj ili onoj mjeri dopuštali su spontano nastajanje života.

Možemo uočiti elemente materijalističkih i idealističkih pogleda koji prožimaju čitavu povijest formiranja pogleda na nastanak života od antičkih vremena do danas.

Nastanak Zemlje

Sa stajališta moderne nauke, Sunce i planete nastali su istovremeno iz međuzvjezdane materije - čestica prašine i plina. Ova hladna tvar postepeno je postajala sve gušća, sabijala se, a zatim se raspala u nekoliko nejednakih nakupina. Jedna od njih, najveća, dala je početak Suncu. Njegova supstanca, nastavljajući da se sabija, zagrijala se i oko nje se formirao rotirajući oblak plina i prašine koji je imao oblik diska. Planete su se pojavile iz gustih nakupina ovog oblaka. Zemlja je nastala prije otprilike 4,5 milijardi godina. Naučnici su to utvrdili prema starosti najstarijih stijena.

Teorija stacionarnog (konstantnog) stanja

Kao što teorija stabilnog stanja kaže, Zemlja nikada nije nastala, već je postojala zauvek; uslovi životne sredine su uvek mogli da podrže život, a ako su se menjali, to nije bilo mnogo. Prema ovoj verziji, vrste živih bića također se nikada nisu formirale, one su oduvijek postojale, a svaka vrsta ima samo dvije moguće stvarnosti - ili promjenu broja ili izumiranje. Ali hipoteza o stacionarnom stanju u osnovi je u suprotnosti sa podacima moderne nauke, posebno astronomije, ovi podaci ukazuju na konačno postojanje bilo koje zvezde i, shodno tome, planetarnih sistema oko ovih svetiljki. Prema savremenim procjenama, na osnovu uzimanja u obzir stope radioaktivnog raspadanja, starost Zemlje, Sunca i Sunčevog sistema je ~4,6 milijardi godina. Stoga akademska nauka obično ne razmatra ovu hipotezu.

Zagovornici ove teorije odbijaju priznati da prisustvo ili odsustvo određenih fosilnih ostataka (ostataka) može posebno usmjeriti pažnju na vrijeme nastanka ili izumiranja pojedinih, različitih vrsta, te kao primjer navesti predstavnika ribe s režnjevim perajima - celakant (coelacanth).

Teorija spontanog nastajanja života

Teorija spontane generacije nastala je u drevnoj Kini, Babilonu i Grčkoj kao alternativa kreacionizmu, s kojim je koegzistirala. Aristotel je takođe bio zagovornik ove teorije. Njeni sljedbenici su vjerovali da određene supstance sadrže "aktivni princip" koji, pod odgovarajućim uvjetima, može stvoriti živi organizam.

Među pomorcima su bili poznati pogledi na izgled bernakelske guske. Ova guska raste na komadićima borova, jureći kroz morske dubine. Isprva izgleda kao kap smole. Kljunom se pričvršćuje za drvo i radi sigurnosti luči tvrdu školjku u kojoj živi mirno i bezbrižno. Nakon nekog vremena, guska naraste perje, a zatim komad kore ostavlja u vodu i počinje plivati. I jednog lijepog dana zamahne krilima i odleti.

Tokom dugih vekova, čvrsto vjerujući u čin Božanskog stvaranja, ljudi su, osim toga, bili čvrsto uvjereni da život stalno nastaje spontano. Drevni grčki filozof Aristotel napisao je da se iz vlažnog tla ili trulog mulja mogu roditi ne samo biljke, crvi, insekti, već čak i ribe, žabe i miševi. Holandski naučnik Jan Van Helmont u 17. veku. opisao je svoje iskustvo, tvrdeći da su živi miševi navodno nastali iz prljavog veša i šake pšenice zaključane u ormaru. Drugi prirodnjak, Grindel von Ach, govorio je o spontanom nastanku žive žabe koju je navodno posmatrao: „Želim da opišem rođenje žabe, koju sam mogao da posmatram pomoću mikroskopa. Jednog dana sam uzeo kap majske rose i, pažljivo posmatrajući je pod mikroskopom, primetio da se formira neko stvorenje. Pažljivo posmatrajući drugog dana, primetio sam da se telo već pojavilo, ali glava još uvek nije bila jasno formirana; nastavljajući sa svojim zapažanjima trećeg dana, uverio sam se da stvorenje koje sam posmatrao nije ništa drugo do žaba sa glavom i nogama. Priloženi crtež sve objašnjava.”

„To su činjenice“, pisao je Aristotel u svom djelu, „živa bića mogu nastati ne samo kao rezultat parenja organizama, već i kao rezultat raspadanja tla, spontanog stvaranja pod utjecajem sila prirode iz zemlje koja se raspada.”

4. Komentar nastavnika o procjeni istraživanja problema nastanka života u 18. i 19. vijeku.

Italijanski prirodnjak Francesco Redi suprotstavio se ovom pristupu problemu nastanka života. „Osuda bi bila uzaludna“, napisao je, „ako se ne može potvrditi eksperimentom. Tako sam uzeo 2 posude i stavio jegulju u nju. Jedna posuda je bila zatvorena, a druga je ostala otvorena. Moglo se vidjeti da su se larve muva pojavile samo u otvorenom sudu. To znači da se larve ne rađaju spontano, već iz jaja koja polažu muhe.”

Ali Redijevi protivnici, takozvani vitalisti (od latinskog vitas - život) - pristalice sveprožimajuće vitalne sile - tvrdili su da vazduh ne može ući u zatvoreni lonac, a sa njim i "vitalna sila", dakle muva. larve u zatvorenoj posudi nisu se mogle pojaviti.

Zatim je Redi izveo eksperiment koji je bio briljantan u svojoj jednostavnosti. Mrtve zmije je stavio u 2 posude, jednu je ostavila otvorenu, drugu zatvorila muslinom. Nakon nekog vremena, larve muha pojavile su se samo u otvorenom sudu. Iskustvo nas je uvjerilo da biljke i životinje nastaju samo iz sjemena ili jajašaca koje su stvorile roditeljske jedinke, ali ne mogu nastati iz nežive prirode. Šta je sa mikroorganizmima? Nastavljena je debata između zagovornika biogeneze i abiogeneze.

Godine 1859. Francuska akademija nauka dodijelila je nagradu svakome ko bi stavio tačku na raspravu o spontanom nastajanju života. Godine 1862. Louis Pasteur je dobio nagradu. Izveo je eksperiment koji se po jednostavnosti parirao Redijevom. Kuhao je mesni bujon u tikvicama u kojima su se mogli razviti mikroorganizmi. Kada su prokuhane, one i njihove spore su umrle. Pasteur je pričvrstio zakrivljenu cijev na tikvicu mikrobne spore koje su se smjestile u nju i nisu mogle prodrijeti u hranljivi medij, te je osiguran pristup ozloglašenoj "vitalnoj sili". Hranljivi medij je ostao sterilan, ali čim je epruveta odlomljena, podloga je istrunula. Nakon toga, na osnovu Pasteurovog iskustva, stvorene su metode: pasterizacija, konzervacija, doktrina asepse i antiseptike. Ovo su bili praktični rezultati teorijskog spora.

5. Izlaganja učenika o analizi drugih hipoteza o nastanku života na Zemlji.

Hipoteze o vječnosti života u Univerzumu. Panspermija

L. Pasteurovo pobijanje teorije o spontanom nastanku života odigralo je dvojaku ulogu. S jedne strane, predstavnici idealističke filozofije vidjeli su u njegovim eksperimentima samo direktan dokaz temeljne nemogućnosti prijelaza iz anorganske materije u živa bića kao rezultat djelovanja samo prirodnih sila prirode. To je bilo sasvim u skladu s njihovim mišljenjem da je za nastanak života potrebna intervencija nematerijalnog principa – stvoritelja. S druge strane, neki materijalistički nastrojeni prirodnjaci sada su izgubili priliku da koriste fenomen spontanog nastajanja života kao glavni dokaz svojih stavova. Pojavila se ideja o vječnosti života u svemiru. Tako se pojavila hipoteza o panspermiji, koju je iznio njemački hemičar J. Liebig (1803 - 1873).

Prema hipotezi o panspermiji, život postoji zauvijek i meteoritima se prenosi s planete na planet. Najjednostavniji organizmi ili njihove spore („sjeme života“), koje padaju nova planeta i nakon što su ovde našli povoljne uslove, oni se umnožavaju, što dovodi do evolucije od najjednostavnijih oblika do složenih. Pobornik hipoteze o panspermiji bio je istaknuti ruski prirodnjak V.I. Vernadsky (1863 – 1945)

Švedski fizikalni hemičar S. Arrhenius (1859-1927) bio je posebno aktivan u razvoju teorije panspermije. U eksperimentima ruskog fizičara P.N. Lebedev (1866-1912), koji je otkrio pritisak svetlosnog toka, S. Arrhenius je video dokaze o mogućnosti prenošenja spora mikroorganizama sa planete na planetu. Život se prenosi, sugerirao je, ne u obliku mikroorganizama na meteoritima koji se zagrijavaju pri ulasku u guste slojeve atmosfere – same spore se mogu kretati u kosmičkom prostoru, vođene pritiskom sunčeve svjetlosti!

Ovaj stav je kasnije odbačen. U svemirskim uvjetima počeci života u onim oblicima koji su nam poznati na Zemlji, po svemu sudeći, ne mogu postojati, a svi pokušaji otkrivanja bilo kakvih oblika života u svemiru još uvijek nisu dali pozitivne rezultate. Ipak, neki savremeni naučnici su izneli hipoteze o vanzemaljskog porijeklaživot. Tako američki naučnici F. Crick i L. Orgel smatraju da su Zemlju „zasijala“ neka inteligentna bića, stanovnici tih planetarnih sistema, na kojima je razvoj života bio milijardama godina ispred našeg Sunčevog sistema. Opremivši raketu i stavivši u nju kontejner sa najjednostavnijim organizmima, lansirali su je prema Zemlji, prethodno utvrdivši da postoji neophodne uslove za život. Naravno, to se ne može dokazati i nije moguće kategorički opovrgnuti.

Jedan od dokaza u prilog hipotezi o vanzemaljskom poreklu života bilo je otkriće unutar meteorita, nazvanog ALH 84001, štapićastih formacija koje po obliku nalikuju fosiliziranim bakterijama. Sam meteorit je bio komad marsove kore, koji je bačen u svemir prije 16 miliona godina kao rezultat eksplozije na ovoj planeti. A prije 13 hiljada godina pao je na Zemlju, na Antarktik, gdje je nedavno otkriven. Definitivno odgovoriti na pitanje "Ima li života na Marsu?" će uspjeti u bliskoj budućnosti, kada budu objavljeni izvještaji američke Nacionalne agencije za aeronautiku i svemir NASA. Ova organizacija je lansirala satelit na Mars da uzme uzorke marsovskog tla i sada obrađuje dobijeni materijal. Ako istraživanja pokažu da su mikroorganizmi nastanjivali Mars, onda možemo s više samopouzdanja govoriti o unošenju života iz svemira.

Teorija panspermije nas udaljava od rješavanja pitanja o poreklu života na Zemlji: ako život nije nastao na Zemlji, kako je onda nastao izvan nje? Ova teorija nije naišla na priznanje među mnogim naučnicima (ne objašnjava porijeklo života)

Hipoteza kreacionizma

Hipoteza kreacionizma je pogled na porijeklo života sa stanovišta vjernika. Prema ovoj hipotezi, život je nastao kao rezultat nekog natprirodnog događaja u prošlosti. Njega se pridržavaju sljedbenici svih vjerskih koncesija svijeta - islama, kršćanstva, budizma, judaizma. Sa stanovišta ovih religija, Univerzum se sastoji od materijalnih i duhovnih komponenti. Živu materiju, odnosno životinjski, biljni svijet i čovjeka, stvorila je duhovna komponenta, drugim riječima Bog. Zagovornici ove hipoteze daju primjere osobina žive materije koje moderna nauka ne može objasniti i, sa stanovišta religije, demonstriraju postojanje Vrhovnog Uma. Na primjer: virusi se sastoje od proteinske ljuske i DNK. U ćeliji domaćinu, da bi se razmnožio, virus treba da udvostruči molekulu DNK, ali za to je potrebna ogromna energija ko pokreće ovaj proces? U okviru prirodnih nauka, pitanje je još uvijek bez odgovora.

Znači li to da je stereotipno mišljenje mnogih da su nauka i religija inherentno kontradiktorne ispravno? Mnogi istraživači vjeruju da su nauka i religija načini spoznaje dvije strane jedan svijet- materijalna i duhovna stvarnost. U praksi ih ne treba suprotstavljati, već se međusobno dopunjavati i podržavati. Zato je Albert Ajnštajn rekao: „Nauka bez religije je manjkava, religija bez nauke je slepa. Prezentacija 2

Hipoteza biohemijske evolucije

Teorija biohemijske evolucije ima najveći broj pristalica među savremenim naučnicima. Zemlja je nastala prije oko pet milijardi godina; U početku je temperatura njegove površine bila vrlo visoka. Kako se hladio, formirala se čvrsta površina (litosfera). Atmosferu, koja se prvobitno sastojala od lakih gasova (vodonik, helijum), nije mogla efikasno obuzdati nedovoljno gusta Zemlja, te su te gasove zamenili teži: vodena para, ugljen-dioksid, amonijak i metan. Kada je temperatura na Zemlji pala ispod 100°C, vodena para je počela da se kondenzuje, formirajući svetske okeane. U to vrijeme, složene organske tvari nastaju od primarnih spojeva; Energija za fuzijske reakcije bila je opskrbljena pražnjenjima groma i intenzivnim ultraljubičastim zračenjem. Akumulaciju tvari je olakšano odsustvom živih organizama - potrošača organske tvari - i glavnog oksidacijskog sredstva - kisika.

Primarne organske tvari (proteini) mogu se stvoriti od neorganskih u uvjetima redukcijske atmosfere zahvaljujući energiji snažnih električnih pražnjenja. Zbog amfoternosti, proteinske strukture (protobioti, Oparinovom terminologijom) formirale su koloidne hidrofilne komplekse (privučene molekule vode) sa ukupnim vodena školjka. Ovi kompleksi bi se mogli izdvojiti iz cjelokupne mase vode i spojiti jedan s drugim, formirajući koacervatne kapljice (koacervacija je spontano razdvajanje vodenog rastvora polimera na faze različitih koncentracija). U koacervatima su tvari ulazile u daljnje kemijske reakcije (došlo je do selektivne apsorpcije metalnih jona i stvaranja enzima). Komplikacija protobionata postignuta je odabirom takvih koacervatnih kapljica, koje su imale prednost boljeg iskorištavanja tvari i energije okoliša. Na granici između koacervata i vanjskog okruženja formirala se primitivna membrana od lipida, što je dovelo do nastanka prve stanice.

Moderna nauka razmatra abiogeno porijeklo života na Zemlji, smatrajući ovu teoriju najvjerojatnijom. Abiogeneza se sastoji od tri glavne faze u razvoju života:

1. Abiogena pojava bioloških monomera.

2. Formiranje bioloških polimera.

3. Formiranje membranskih struktura i primarnih organizama (probionta).

Trenutno, problem porijekla života nije riješen. Naučnici nastavljaju da traže načine da ga riješe.

7. Izvođenje laboratorijskih radova

Laboratorijski rad
“Analiza i evaluacija različitih hipoteza o nastanku života”

Svrha studije Karakterizirajte mitološke ideje antičkih naučnika, prve naučne pokušaje da se objasne suštinu i proces nastanka života, okarakterizirajte eksperimentalne dokaze hipoteza: eksperimente F. Redija, stavove V. Harveya, eksperimente L. Pasteur, teorije o vječnosti života, materijalističke ideje o nastanku života na Zemlji. Upoznajte se s izjavama pristalica panspermije, hipoteze o vječnosti života u svemiru. Objasnite zašto ove teorije nisu naišle na prihvatanje među mnogim naučnicima.

Da li su predstavljene hipoteze zasnovane na dokazima? Dopuštaju li oni evolutivni razvoj prirode? Da li se ove hipoteze mogu smatrati naučnim? Označite sa (+) ili (-)

	Hipoteze o nastanku života	Dokaz hipoteze	Evolucijski razvoj	Naučna priroda hipoteze
1	Kreacionizam
2	Vitalizam - teorija spontanog nastajanja života
3	Teorija panspermije
4	Teorija stabilnog stanja
5	Teorija biohemijske evolucije

Na osnovu svoje analize izvucite zaključak o tome koja je hipoteza o nastanku života na Zemlji vjerovatnija.

Terminološki rječnik

Život je jedan od oblika postojanja materije, koji prirodno nastaje pod određenim uslovima u procesu njenog razvoja. Organizmi se od neživih objekata razlikuju po metabolizmu, razdražljivosti, sposobnosti razmnožavanja, rasta, razvoja, regulacije sastava i funkcija, različitim oblicima kretanja, prilagodljivosti okolini itd.

Abiogeneza je teorija da živa bića mogu nastati iz neživih stvari.

IN u širem smislu Abiogeneza je pokušaj da se zamisli nastanak živih bića iz neživih bića.

Biogeneza je teorija da živa bića mogu nastati samo iz živih bića.

Vitalizam je teorija prema kojoj posvuda postoji “životna sila” koju samo trebate “udahnuti”, a neživo će oživjeti.

Kreacionizam je teorija da je život nastao kao rezultat nekog natprirodnog događaja u prošlosti, što najčešće znači božansko stvaranje.

Panspermija je teorija prema kojoj je "sjeme života" doneseno na Zemlju iz svemira zajedno s meteoritima ili kosmičkom prašinom.

Koacervati su proteinski kompleksi, izolovani iz mase vode, sposobni da razmjenjuju tvari sa okolinom i selektivno akumuliraju različite spojeve.

Probionti su primitivni heterotrofni organizmi koji su nastali u "primordijalnom bujonu".

8. Sumiranje

Život je samo iskra u beskrajnoj tami: pojavit će se, zatreperiti i zauvijek nestati.

U poređenju sa beskonačnošću vremena, trajanje ljudskog života je samo jedan nestajući kratak trenutak, ali to je sve što nam je ovde dato.

Stoga svoje živote moramo voditi u svjetlu vječnosti i trošiti svoje vrijeme i talente na stvari od vječne vrijednosti.

Zadaća. Pripremite odgovore na sljedeća pitanja u obliku prezentacije:

1. Koja je vrijednost života?

2. Šta je smisao ljudskog života?

3. Zašto je potrebno zaštititi život?