CGO pitanje 42

Hipoteze o nastanku života na Zemlji

1. Kreacionizam

2. Spontana (spontana) generacija

3. Hipoteza panspermije

4. Hipoteza biohemijske evolucije

5. Stacionarno stanje

1. kreacionizam. Prema ovom konceptu, život i sve vrste živih bića koje nastanjuju Zemlju rezultat su kreativnog čina višeg bića u nekom određenom trenutku. Glavne odredbe kreacionizma izložene su u Bibliji, u Knjizi postanka. Zamišlja se da se proces božanskog stvaranja svijeta dogodio samo jednom i stoga nepristupačan za promatranje. Ovo je dovoljno da se čitav koncept božanske kreacije izvuče iz okvira naučnog istraživanja. Nauka se bavi samo fenomenima koji se mogu uočiti i stoga nikada neće moći ni dokazati ni odbaciti ovaj koncept.

2. Spontana (spontana) generacija. Ideje o poreklu živih bića iz nežive materije bile su široko rasprostranjene u staroj Kini, Babilonu i Egiptu. Najveći filozof antičke Grčke, Aristotel, sugerirao je da određene "čestice" materije sadrže neku vrstu "aktivnog principa", koji, pod odgovarajućim uslovima, može stvoriti živi organizam.

Van Helmont (1579-1644), holandski liječnik i prirodni filozof, opisao je eksperiment u kojem je navodno stvorio miševe za tri sedmice. Za to je bila potrebna prljava košulja, tamni ormar i šaka pšenice. Van Helmont je ljudski znoj smatrao aktivnim principom u procesu rađanja miša. I sve do pojave sredinom desetog veka rada osnivača mikrobiologije, Louisa Pasteura, ova doktrina je nastavila da nalazi pristalice.

Razvoj ideje spontanog naraštaja odnosi se, u suštini, na doba kada su religijske ideje dominirale javnom svešću. Oni filozofi i prirodoslovci koji nisu hteli da prihvate crkveno učenje o "stvaranju života", sa tadašnjim nivoom znanja, lako su došli na ideju o njegovom spontanom nastanku. U onoj mjeri u kojoj se, za razliku od vjerovanja u stvaranje, naglašavala ideja o prirodnom porijeklu organizama, ideja o spontanom nastanku bila je na određenom stupnju progresivnog značaja. Stoga su se ovoj ideji često suprotstavljali Crkva i teolozi.

3. Hipoteza panspermije. Prema ovoj hipotezi, predloženoj 1865. nemačkog naučnika G. Richtera i konačno formulisan od strane švedskog naučnika Arrheniusa 1895. godine, život bi se mogao doneti na Zemlju iz svemira. Najvjerovatniji udar živih organizama vanzemaljskog porijekla meteoritima i kosmičkom prašinom. Ova pretpostavka se zasniva na podacima o visokoj otpornosti nekih organizama i njihovih spora na zračenje, visoki vakuum, niske temperature i druge uticaje. Međutim, još uvijek nema pouzdanih činjenica koje potvrđuju vanzemaljsko porijeklo mikroorganizama pronađenih u meteoritima. Ali čak i kada bi stigli na Zemlju i pokrenuli život na našoj planeti, pitanje izvornog porijekla života ostalo bi bez odgovora.

4. Hipoteza biohemijske evolucije. Godine 1924. biohemičar AI Oparin, a kasnije i engleski naučnik J. Haldane (1929.), formulisali su hipotezu koja smatra da je život rezultat duge evolucije jedinjenja ugljenika.

Trenutno, u procesu formiranja života, konvencionalno se razlikuju četiri faze:

1. Sinteza organskih jedinjenja male molekularne mase (biološki monomeri) iz gasova primarne atmosfere.

2. Formiranje bioloških polimera.

3. Formiranje fazno razdvojenih sistema organskih supstanci odvojenih od spoljašnje sredine membranama (protobiontima).

4. Pojava najjednostavnijih ćelija sa svojstvima živih, uključujući i reproduktivni aparat, koji osigurava prenos svojstava roditeljskih ćelija na ćelije kćeri.

"PRIMARY SOFT" (opciono)

Godine 1923. ruski naučnik Aleksandar Ivanovič Oparin sugerirao je da su u uvjetima primitivne Zemlje organske tvari nastale iz najjednostavnijih spojeva - amonijaka, metana, vodonika i vode. Energija potrebna za takve transformacije mogla bi se dobiti ili od ultraljubičastog zračenja, ili od čestih munjevitih električnih pražnjenja - munje. Možda su se ove organske supstance postepeno akumulirale u drevnom okeanu, formirajući primordijalnu supu u kojoj je nastao život.

Prema hipotezi A. I. Oparina, u primarnoj juhi molekuli proteina nalik dugim nitima mogli bi se savijati u kuglice, "zalijepiti" se jedna uz drugu, postajući sve veće. Zahvaljujući tome, postali su otporni na destruktivno djelovanje valova i ultraljubičastog zračenja. Desilo se nešto slično onome što se može uočiti izlivanjem žive iz razbijenog termometra na tanjir: živa se, raspadajući se u mnogo malih kapljica, postepeno skuplja u malo veće kapi, a zatim u jednu veliku kuglu. Proteinske "kuglice" u "primarnom bujonu" privukle su na sebe, vezane molekule vode, kao i masti. Masti su se taložile na površini proteinskih tijela, obavijajući ih slojem čija je struktura nadaleko podsjećala na ćelijsku membranu. Oparin je ovaj proces nazvao koacervacija (od latinskog coacervus - "ugrušak"), a nastala tijela nazvana su koacervatne kapi ili jednostavno koacervati. S vremenom su koacervati apsorbirali sve više i više dijelova tvari iz otopine koja ih okružuje, njihova struktura je postajala sve složenija sve dok se nisu pretvorile u vrlo primitivne, ali već žive stanice.

5. Stacionarno stanje

Prema teoriji stabilnog stanja, Zemlja nikada nije nastala, već je postojala zauvek; oduvijek je bio sposoban da održi život, a ako se i promijenio, promijenio se vrlo malo. Prema ovoj verziji, vrste također nikada nisu nastale, one su uvijek postojale, a svaka vrsta ima samo dvije mogućnosti - ili promjenu broja ili izumiranje.

Pitanje nastanka života na Zemlji jedno je od najtežih pitanja moderne prirodne nauke, na koje do danas nema jednoznačnog odgovora.

Postoji nekoliko teorija o nastanku života na Zemlji, od kojih su najpoznatije:

• teorija spontane (spontane) generacije;
• teorija kreacionizma (ili kreacije);
• teorija stabilnog stanja;
• teorija panspermije;
• teorija biohemijske evolucije (teorija A.I. Oparina).

Razmotrite glavne odredbe ovih teorija.

Teorija spontane (spontane) generacije

Teorija spontanog nastajanja života bila je široko rasprostranjena u antičkom svijetu - Babilonu, Kini, Starom Egiptu i Staroj Grčkoj (Aristotel se posebno pridržavao ove teorije).

Naučnici antičkog svijeta i srednjovjekovne Evrope vjerovali su da živa bića neprestano nastaju iz nežive materije: crvi iz blata, žabe iz blata, krijesnice iz jutarnje rose itd. Dakle, poznati holandski naučnik iz 17. veka. Van Helmont je u svojoj naučnoj raspravi prilično ozbiljno opisao iskustvo u kojem je dobio miševe u zaključanom tamnom ormaru direktno iz prljave košulje i šake pšenice za 3 sedmice. Po prvi put, italijanski naučnik Francesco Redi (1688) odlučio je da široko prihvaćenu teoriju podvrgne eksperimentalnoj provjeri. U posude je stavio nekoliko komada mesa i neke od njih prekrio muslinom. U otvorenim posudama na površini trulog mesa pojavili su se bijeli crvi - larve muha. U posudama prekrivenim muslinom nije bilo larvi muha. Tako je F. Redi uspio dokazati da se larve muva ne pojavljuju od trulog mesa, već od jaja koja su muhe ponijele na njegovoj površini.

Godine 1765., poznati italijanski naučnik i lekar Lazzaro Spalanzani kuvao je čorbe od mesa i povrća u zatvorenim staklenim bocama. Bujoni u zatvorenim tikvicama nisu se pokvarili. Zaključio je da su pod uticajem visoke temperature umrla sva živa bića koja su sposobna da izazovu kvarenje čorbe. Međutim, eksperimenti F. Redija i L. Spalanzanija nisu uvjerili sve. Vitalistički naučnici (od lat. vita- život) vjerovali da se spontano nastajanje živih bića ne događa u kuhanom bujonu, jer se u njemu uništava posebna „životna sila“ koja ne može prodrijeti u zapečaćenu posudu, jer se prenosi zrakom.

Sporovi o mogućnosti spontanog nastajanja života intenzivirali su se u vezi sa otkrićem mikroorganizama. Ako složena živa bića ne mogu spontano da se razmnožavaju, možda mikroorganizmi mogu?

S tim u vezi, Francuska akademija je 1859. godine objavila dodjelu nagrade onome ko konačno odluči o pitanju mogućnosti ili nemogućnosti spontanog generiranja života. Ovu nagradu je 1862. godine primio poznati francuski hemičar i mikrobiolog Louis Pasteur. Baš kao i Spalanzani, kuhao je hranjivu čorbu u staklenoj tikvici, ali tikva nije bila obična, već s vratom u obliku cijevi u obliku 5. Vazduh, a samim tim i "životna sila", mogao je da prodre u tikvicu, ali prašina, a sa njom i mikroorganizmi prisutni u vazduhu, nataložili su se u donjem delu epruvete u obliku 5, a bujon u boci je ostao sterilan. (Sl. 1). Međutim, vrijedilo je slomiti vrat tikvice ili isprati donje koljeno cijevi u obliku 5 sterilnom juhom, jer se juha brzo počela zamutiti - u njoj su se pojavili mikroorganizmi.

Tako je, zahvaljujući radu Louisa Pasteura, teorija spontanog nastajanja prepoznata kao neodrživa i u naučnom svijetu utemeljena teorija biogeneze čija je kratka formulacija - "sve živo je od živih bića."

Rice. 1. Pasterova tikvica

Međutim, ako svi živi organizmi u historijski predvidivom periodu ljudskog razvoja potječu samo od drugih živih organizama, prirodno se postavlja pitanje: kada i kako su se prvi živi organizmi pojavili na Zemlji?

Teorija stvaranja

Teorija stvaranja pretpostavlja da su svi živi organizmi (ili samo njihovi najjednostavniji oblici) stvoreni („dizajnirani“) u određenom vremenskom periodu od nekog natprirodnog bića (božanstva, apsolutne ideje, nadum, supercivilizacija, itd.). Očigledno je da su se sljedbenici većine vodećih svjetskih religija, posebno kršćanske, pridržavali ovog gledišta od davnina.

Teorija kreacionizma je još uvijek prilično raširena, ne samo u vjerskim, već i u naučnim krugovima. Obično se koristi za objašnjenje najsloženijih, neriješenih pitanja biohemijske i biološke evolucije povezanih s pojavom proteina i nukleinskih kiselina, formiranjem mehanizma interakcije između njih, pojavom i formiranjem pojedinačnih složenih organela ili organa (npr. ribosom, oko ili mozak). Djela periodičnog "stvaranja" također objašnjavaju odsustvo jasnih prijelaznih veza iz jedne vrste životinja
drugome, na primjer, od crva do člankonožaca, od majmuna do ljudi, itd. Mora se naglasiti da je filozofski spor o primatu svijesti (nadum, apsolutna ideja, božanstvo) ili materije u osnovi nerješiv, jer pokušaj da se bilo kakve poteškoće moderne biokemije i evolucijske teorije objasne fundamentalno neshvatljivim natprirodnim aktima stvaranja zahtijeva ova pitanja izvan okvira naučnog istraživanja, teorija kreacionizma se ne može pripisati kategoriji naučnih teorija o poreklu života na Zemlji.

Stacionarno stanje i teorije panspermije

Obje ove teorije komplementarni su elementi jedne slike svijeta, čija je suština sljedeća: univerzum postoji zauvijek i život u njemu postoji zauvijek (stacionarno stanje). Život se prenosi sa planete na planet pomoću "sjeme života" koje putuje u svemir, a koje može biti dio kometa i meteorita (panspermija). Slične stavove o porijeklu života imao je, posebno, akademik V.I. Vernadsky.

Međutim, teorija stacionarnog stanja, koja pretpostavlja beskonačno dugo postojanje svemira, nije u skladu s podacima moderne astrofizike, prema kojima je svemir nastao relativno nedavno (prije oko 16 milijardi godina) primarnom eksplozijom. .

Očigledno je da obje teorije (panspermija i stacionarno stanje) uopće ne nude objašnjenje mehanizma primarnog nastanka života, prenoseći ga na druge planete (panspermija) ili pomjerajući ga u beskonačnost u vremenu (teorija stacionarnog država).

Teorija biohemijske evolucije (teorija A.I. Oparina)

Od svih teorija o nastanku života, najčešća i najpriznatija u naučnom svijetu je teorija biohemijske evolucije koju je 1924. godine predložio sovjetski biohemičar akademik A.I. Oparin (1936. detaljno ga je opisao u svojoj knjizi Pojava života).

Suština ove teorije je da biološka evolucija – tj. Nastanku, razvoju i usložnjavanju različitih oblika živih organizama, prethodila je hemijska evolucija - dug period u istoriji Zemlje, povezan sa nastankom, usložnjavanjem i poboljšanjem interakcije između elementarnih jedinica, "cigli" koje čine sva živa bića - organski molekuli.

Prebiološka (hemijska) evolucija

Prema većini naučnika (prvenstveno astronoma i geologa), Zemlja je nastala kao nebesko telo pre oko 5 milijardi godina. kondenzacijom čestica oblaka gasa i prašine koji rotiraju oko Sunca.

Pod utjecajem tlačnih sila, čestice od kojih se formira Zemlja oslobađaju ogromnu količinu topline. Termonuklearne reakcije počinju u utrobi Zemlje. Kao rezultat, Zemlja postaje veoma vruća. Dakle, prije 5 milijardi godina Zemlja je bila vrela lopta koja je jurila kroz svemir, čija je površinska temperatura dostizala 4000-8000°C (smeh. 2).

Postepeno, usled zračenja toplotne energije u svemir, Zemlja počinje da se hladi. Prije otprilike 4 milijarde godina Zemlja se toliko hladi da se na njenoj površini formira tvrda kora; u isto vrijeme, lagane, plinovite tvari izlaze iz njegovih crijeva, dižući se i formirajući primarnu atmosferu. Sastav primarne atmosfere značajno se razlikovao od modernog. Očigledno, u atmosferi drevne Zemlje nije bilo slobodnog kiseonika, a njen sastav je uključivao supstance u redukovanom stanju, kao što su vodonik (H 2), metan (CH 4), amonijak (NH 3), vodena para (H 2 O ), a moguće i dušik (N 2), ugljični monoksid i ugljični dioksid (CO i CO 2).

Redukciona priroda Zemljine primarne atmosfere izuzetno je važna za nastanak života, budući da su supstance u redukovanom stanju visoko reaktivne i, pod određenim uslovima, sposobne da interaguju jedna s drugom, formirajući organske molekule. Nedostatak slobodnog kisika u atmosferi primarne Zemlje (praktički sav Zemljin kisik bio je vezan u obliku oksida) također je važan preduvjet za nastanak života, jer kisik lako oksidira i time uništava organska jedinjenja. Dakle, u prisustvu slobodnog kiseonika u atmosferi, akumulacija značajne količine organske materije na drevnoj Zemlji bila bi nemoguća.

Prije otprilike 5 milijardi godina- nastanak Zemlje kao nebeskog tijela; temperatura površine — 4000-8000°C

Prije otprilike 4 milijarde godina - formiranje zemljine kore i primarne atmosfere

Na 1000°C- u primarnoj atmosferi počinje sinteza jednostavnih organskih molekula

Energiju za sintezu daje:

Temperatura primarne atmosfere je ispod 100°C - formiranje primarnog okeana -

Sinteza složenih organskih molekula - biopolimera iz jednostavnih organskih molekula:

• jednostavni organski molekuli - monomeri
• složeni organski molekuli - biopolimeri

Šema. 2. Glavne faze hemijske evolucije

Kada temperatura primarne atmosfere dostigne 1000°C, u njoj počinje sinteza jednostavnih organskih molekula, kao što su aminokiseline, nukleotidi, masne kiseline, jednostavni šećeri, polihidrični alkoholi, organske kiseline itd. pražnjenja groma, vulkanska aktivnost, zračenje tvrdog svemira i, konačno, ultraljubičasto zračenje Sunca, od kojeg Zemlja još nije zaštićena ozonskim ekranom, a upravo ultraljubičasto zračenje naučnici smatraju glavnim izvorom energije za abiogene (ono je, prolazeći bez učešća živih organizama) sinteza organskih supstanci.

Prepoznavanje i široko širenje teorije A.I. Oparinu je uvelike olakšala činjenica da se procesi abiogene sinteze organskih molekula lako reproduciraju u modelskim eksperimentima.

Mogućnost sinteze organskih supstanci iz neorganskih je poznata još od početka 19. stoljeća. Već 1828. godine, izvanredni njemački hemičar F. Wöhler sintetizirao je organsku supstancu - ureu iz neorganskog - amonijum cijanata. Međutim, mogućnost abiogene sinteze organskih supstanci u uslovima bliskim onima na drevnoj Zemlji prvi put je prikazana u eksperimentu S. Millera.

Godine 1953. mladi američki istraživač, diplomirani student na Univerzitetu u Čikagu, Stanley Miller, reproducirao je u staklenoj tikvici sa elektrodama zalemljenim u nju primarnu atmosferu Zemlje, koja se, prema tadašnjim naučnicima, sastojala od vodonika, metan CH 4, amonijak NH i vodena para H 2 0 (slika 3). Kroz ovu gasnu mešavinu, S. Miller je nedelju dana propuštao električna pražnjenja koja simuliraju grmljavinu. Na kraju eksperimenta u tikvici su pronađene α-amino kiseline (glicin, alanin, asparagin, glutamin), organske kiseline (jantarna, mliječna, sirćetna, glikokolna), γ-hidroksimaslačna kiselina i urea. Ponavljajući eksperiment, S. Miller je uspio da dobije pojedinačne nukleotide i kratke polinukleotidne lance od pet do šest karika.

Rice. 3. Instalacija S. Millera

U daljnjim eksperimentima abiogene sinteze koje su provodili različiti istraživači, korišćena su ne samo električna pražnjenja, već i druge vrste energije karakteristične za drevnu Zemlju, kao što su kosmičko, ultraljubičasto i radioaktivno zračenje, visoke temperature svojstvene vulkanskoj aktivnosti, kao i razne vrste energije. opcije za mješavine plina, imitirajući izvornu atmosferu. Kao rezultat, dobiven je gotovo cijeli spektar organskih molekula karakterističnih za živa bića: aminokiseline, nukleotidi, tvari slične mastima, jednostavni šećeri, organske kiseline.

Štaviše, abiogena sinteza organskih molekula može se desiti i na Zemlji u ovom trenutku (na primjer, u toku vulkanske aktivnosti). U isto vrijeme, ne samo cijanovodonična kiselina HCN, koja je prekursor aminokiselina i nukleotida, već i pojedinačne aminokiseline, nukleotidi, pa čak i tako složene organske tvari kao što su porfirini mogu se naći u vulkanskim emisijama. Abiogena sinteza organskih supstanci moguća je ne samo na Zemlji, već iu svemiru. Najjednostavnije aminokiseline nalaze se u meteoritima i kometama.

Kada je temperatura primarne atmosfere pala ispod 100°C, na Zemlju su pale tople kiše i pojavio se primarni okean. Sa potocima kiše, abiogeno sintetizovane organske supstance dospele su u primarni okean, što ga je, po figurativnom izrazu engleskog biohemičara Džona Haldejna, pretvorilo u razblaženu „primarnu supu“. Očigledno, upravo u primordijalnom okeanu počinju procesi formiranja jednostavnih organskih molekula – monomera složenih organskih molekula – biopolimera (vidi sliku 2).

Međutim, procesi polimerizacije pojedinih nukleozida, aminokiselina i šećera su kondenzacijske reakcije, odvijaju se eliminacijom vode, stoga vodeni medij ne doprinosi polimerizaciji, već, naprotiv, hidrolizi biopolimera (tj. , njihovo uništavanje dodatkom vode).

Formiranje biopolimera (posebno proteina iz aminokiselina) moglo bi se odvijati u atmosferi na temperaturi od oko 180°C, odakle su atmosferskim padavinama isprani u primarni okean. Osim toga, moguće je da su na drevnoj Zemlji aminokiseline bile koncentrisane u rezervoarima za isušivanje i polimerizirane u suhom obliku pod utjecajem ultraljubičastog svjetla i topline tokova lave.

Unatoč činjenici da voda potiče hidrolizu biopolimera, sinteza biopolimera u živoj ćeliji odvija se upravo u vodenom mediju. Ovaj proces kataliziraju posebni katalitički proteini - enzimi, a energija neophodna za sintezu oslobađa se prilikom razgradnje adenozin trifosforne kiseline - ATP. Moguće je da je sintezu biopolimera u vodenoj sredini primarnog okeana katalizirala površina određenih minerala. Eksperimentalno je pokazano da otopina amino kiseline alanina može polimerizirati u vodenom mediju u prisustvu posebne vrste glinice. U tom slučaju nastaje peptid polialanin. Reakcija polimerizacije alanina je praćena razgradnjom ATP-a.

Polimerizacija nukleotida je lakša od polimerizacije aminokiselina. Pokazalo se da u otopinama s visokom koncentracijom soli pojedinačni nukleotidi spontano polimeriziraju, pretvarajući se u nukleinske kiseline.

Život svih modernih živih bića je proces kontinuirane interakcije između najvažnijih biopolimera žive ćelije – proteina i nukleinskih kiselina.

Proteini su "radni molekuli", "inženjerski molekuli" žive ćelije. Opisujući njihovu ulogu u metabolizmu, biokemičari često koriste takve figurativne izraze kao što su "protein radi", "enzim vodi reakciju". Najvažnija funkcija proteina je katalitička. Kao što znate, katalizatori su tvari koje ubrzavaju kemijske reakcije, ali sami nisu uključeni u krajnje produkte reakcije. Rezervoari-katalizatori se nazivaju enzimi. Enzimi se savijaju i hiljadama puta ubrzavaju metaboličke reakcije. Metabolizam, a samim tim i život bez njih je nemoguć.

Nukleinske kiseline- to su "molekuli-kompjuteri", molekuli su čuvari nasljednih informacija. Nukleinske kiseline ne pohranjuju informacije o svim supstancama žive ćelije, već samo o proteinima. Dovoljno je da se u ćeliji kćeri reproduciraju proteini karakteristični za majčinu ćeliju kako bi oni precizno rekonstruirali sve kemijske i strukturne karakteristike matične stanice, kao i prirodu i brzinu metabolizma koji joj je svojstven. Same nukleinske kiseline se također reproduciraju zbog katalitičke aktivnosti proteina.

Dakle, misterija nastanka života je misterija nastanka mehanizma interakcije između proteina i nukleinskih kiselina. Koje informacije moderna nauka ima o ovom procesu? Koji su molekuli bili primarna osnova života - proteini ili nukleinske kiseline?

Naučnici vjeruju da uprkos ključnoj ulozi proteina u metabolizmu modernih živih organizama, prvi "živi" molekuli nisu bili proteini, već nukleinske kiseline, odnosno ribonukleinske kiseline (RNA).

Godine 1982. američki biohemičar Thomas Check otkrio je autokatalitička svojstva RNK. Eksperimentalno je pokazao da u mediju koji sadrži visoku koncentraciju mineralnih soli ribonukleotidi spontano (spontano) polimeriziraju, formirajući polinukleotide - RNA molekule. Na originalnim polinukleotidnim lancima RNK, kao na matriksu, kopije RNK nastaju uparivanjem komplementarnih azotnih baza. Reakcija kopiranja RNA šablona je katalizirana originalnim RNA molekulom i ne zahtijeva učešće enzima ili drugih proteina.

Ono što se potom dogodilo prilično je dobro objašnjeno onim što bi se moglo nazvati "prirodnom selekcijom" na molekularnom nivou. Prilikom samokopiranja (samosastavljanja) molekula RNK neminovno nastaju netačnosti i greške. Pogrešne RNK kopije se ponovo kopiraju. Prilikom ponovnog kopiranja mogu se ponovo pojaviti greške. Kao rezultat toga, populacija molekula RNK u određenom dijelu primarnog okeana bit će heterogena.

Budući da se procesi raspada RNK također odvijaju paralelno s procesima sinteze, molekuli s većom stabilnošću ili boljim autokatalitičkim svojstvima će se akumulirati u reakcionom mediju (tj. molekuli koji se brže kopiraju, brže se „množe“).

Na nekim molekulama RNK, kao na matriksu, može doći do samosastavljanja malih proteinskih fragmenata - peptida. Oko molekula RNK formira se proteinski „omot“.

Zajedno sa autokatalitičkim funkcijama, Thomas Check je otkrio fenomen samospajanja u RNA molekulima. Kao rezultat samospajanja, RNA regioni koji nisu zaštićeni peptidima se spontano uklanjaju iz RNK (oni su, takoreći, "izrezani" i "izbačeni"), a preostali RNA regioni koji kodiraju fragmente proteina "rastu zajedno “, tj. spontano spajaju u jedan molekul. Ovaj novi RNA molekul će već kodirati veliki kompleksni protein (slika 4).

Očigledno, u početku su proteinske ovojnice imale prvenstveno zaštitnu funkciju, štiteći RNK od uništenja i na taj način povećavajući njenu stabilnost u otopini (to je funkcija proteinskih ovojnica u najjednostavnijim modernim virusima).

Očigledno je da su u određenoj fazi biohemijske evolucije molekule RNK, koje kodiraju ne samo zaštitne proteine, već i katalitičke proteine ​​(enzime) koji naglo ubrzavaju brzinu kopiranja RNK, stekli prednost. Očigledno, tako je nastao proces interakcije između proteina i nukleinskih kiselina, koji danas nazivamo životom.

U procesu daljeg razvoja, zahvaljujući pojavi proteina sa funkcijama enzima, reverzne transkriptaze, na jednolančanim RNA molekulima, počeli su se sintetizirati molekuli deoksiribonukleinske kiseline (DNK) koji se sastoje od dva lanca. Odsustvo OH grupe na poziciji 2" dezoksiriboze čini molekule DNK stabilnijima u odnosu na hidrolitičko cijepanje u blago alkalnim otopinama, naime, reakcija medija u primarnim rezervoarima je bila blago alkalna (i ova reakcija medija je očuvana u citoplazmi modernih ćelija).

Gdje je došlo do razvoja složenog procesa interakcije između proteina i nukleinskih kiselina? Prema teoriji A.I. Oparin, takozvane koacervatne kapi postale su mjesto rođenja života.

Rice. 4. Hipoteza o nastanku interakcije između proteina i nukleinskih kiselina: a) u procesu samokopiranja RNK akumuliraju se greške (1 - nukleotidi koji odgovaraju originalnoj RNK; 2 - nukleotidi koji ne odgovaraju originalnoj RNK - greške u kopiranju); b) zbog svojih fizičko-hemijskih svojstava, aminokiseline se „lijepe“ za dio molekule RNK (3 - molekula RNK; 4 - aminokiseline), koje se, međusobnu interakciju, pretvaraju u kratke proteinske molekule - peptide. Kao rezultat samospajanja svojstvenog RNA molekulima, dijelovi RNK molekula koji nisu zaštićeni peptidima su uništeni, a preostali "prerastu" u jedan molekul koji kodira veliki protein. Rezultat je molekula RNK prekrivena proteinskim omotačem (najprimitivniji moderni virusi, na primjer, virus mozaika duhana, imaju sličnu strukturu)

Fenomen koacervacije sastoji se u tome što se pod određenim uslovima (na primjer, u prisustvu elektrolita) makromolekularne tvari izdvajaju iz otopine, ali ne u obliku taloga, već u obliku koncentriranije otopine - koacervata. . Kada se protrese, koacervat se raspada u zasebne male kapljice. U vodi su takve kapi prekrivene hidratantnom ljuskom (ljuskom od molekula vode) koja ih stabilizira - sl. 5.

Koacervatne kapi imaju neki privid metabolizma: pod utjecajem čisto fizičkih i kemijskih sila, mogu selektivno apsorbirati određene tvari iz otopine i ispuštati njihove produkte raspadanja u okolinu. Zbog selektivne koncentracije supstanci iz okoline mogu rasti, ali kada dostignu određenu veličinu, počinju da se "množe", pupaju male kapljice, koje, pak, mogu rasti i "pupoljiti".

Kapljice koacervata nastale koncentracijom proteinskih rastvora u procesu mešanja pod dejstvom talasa i vetra mogu biti prekrivene lipidnom ljuskom: jednom membranom koja podseća na micele sapuna (sa jednim odvajanjem kapi od površine prekrivene vode sa lipidnim slojem), ili dvostruka membrana koja liči na ćelijsku membranu (kada kap prekrivena jednoslojnom lipidnom membranom ponovo padne na lipidni film koji prekriva površinu rezervoara – slika 5).

Procesi nastanka kapljica koacervata, njihov rast i „pupanje“, kao i njihovo „oblačenje“ membranom iz dvostrukog lipidnog sloja lako se modeliraju u laboratoriji.

Za kapljice koacervata postoji i proces "prirodne selekcije" u kojem najstabilnije kapljice ostaju u otopini.

Unatoč vanjskoj sličnosti koacervatnih kapi sa živim stanicama, koacervatnim kapima nedostaje glavni znak živog bića - sposobnost precizne samoreprodukcije, samokopiranja. Očigledno, prekursori živih ćelija su bile takve koacervatne kapi, koje su uključivale komplekse molekula replikatora (RNA ili DNK) i proteina koje oni kodiraju. Moguće je da su kompleksi RNA-protein dugo postojali izvan kapljica koacervata u obliku takozvanog „gena slobodnog života“, ili je moguće da se njihovo formiranje odvijalo direktno unutar nekih koacervatnih kapljica.

Mogući put prijelaza od koacervatnih kapi do primitivnih baklji:

a) formiranje koacervata; 6) stabilizacija kapi koacervata u vodenom rastvoru; c) - formiranje dvostrukog lipidnog sloja oko kapi, sličnog ćelijskoj membrani: 1 - koacervatna kap; 2 - monomolekularni sloj lipida na površini rezervoara; 3 — formiranje jednog lipidnog sloja oko kapi; 4 — formiranje dvostrukog lipidnog sloja oko kapi, sličnog ćelijskoj membrani; d) - koacervatna kap okružena dvostrukim lipidnim slojem, sa proteinsko-nukleotidnim kompleksom uključenim u njegov sastav - prototip prve žive ćelije

Sa istorijskog stanovišta, izuzetno složen proces nastanka života na Zemlji, koji moderna nauka nije u potpunosti shvaćen, prošao je izuzetno brzo. Za 3,5 milijardi godina tzv. hemijska evolucija je završila pojavom prvih živih ćelija i započela je biološka evolucija.

Hipoteze o nastanku života na Zemlji

Problem života i življenja predmet je proučavanja mnogih prirodnih disciplina, počevši od biologije pa do filozofije, matematike, koje razmatraju apstraktne modele živog fenomena, kao i fizike, koja život definira sa stanovišta fizičkih zakona. . Stoljetna istraživanja i pokušaji rješavanja ovih pitanja doveli su do različitih hipoteza o nastanku života.

U skladu s dvije svjetonazorske pozicije - materijalističkom i idealističkom - čak su se i u antičkoj filozofiji razvile suprotne koncepcije porijekla života: kreacionizam i materijalistička teorija o poreklu organske prirode od neorganske. Zagovornici kreacionizma tvrde da je život nastao kao rezultat čina božanskog stvaranja, o čemu je dokaz prisustvo posebne sile koja kontrolira sve biološke procese u živim organizmima. Zagovornici porijekla života iz nežive prirode tvrde da je organska priroda nastala djelovanjem prirodnih zakona. Kasnije je ovaj koncept konkretizovan u ideji spontanog nastajanja života.

Dakle, postoje sljedeće hipoteze o nastanku života.

1. kreacionizam . Prema konceptu kreacionizma, život je nastao kao rezultat natprirodnog, odnosno kršenja zakona fizike, događaja u prošlosti. Koncept kreacionizma slijede sljedbenici gotovo svih najčešćih religija. Prema tradicionalnim judeo-kršćanskim idejama o stvaranju svijeta, iznesenim u Knjizi postanka, svijet i sve organizme koji ga nastanjuju stvorio je svemogući Stvoritelj za 6 dana u trajanju od 24 sata. Međutim, trenutno mnogi kršćani ne tretiraju Bibliju kao naučnu knjigu i vjeruju da ona sadrži teološko otkrivenje o stvaranju svih živih bića od strane Boga u obliku razumljivom svim ljudima svih vremena.

Logično, ne može postojati kontradikcija između naučnih i teoloških objašnjenja stvaranja svijeta. ova dva područja mišljenja se međusobno isključuju. Teologija prepoznaje istinu kroz božansko otkrivenje i vjeru i prepoznaje stvari za koje ne postoje dokazi u naučnom smislu te riječi. Nauka uveliko koristi posmatranje i eksperiment, naučna istina uvijek sadrži element hipoteze, dok je za vjernika teološka istina apsolutna. Proces božanskog stvaranja svijeta zamišljen je kao da se dogodio jednom, stoga nije dostupan za posmatranje. Koncept božanskog stvaranja svijeta je izvan okvira naučnog istraživanja, tako da nauka koja se bavi pojavama koje se mogu promatrati nikada ne može dokazati ili opovrgnuti ovaj koncept.

Antropski princip, formulisan 70-ih godina našeg veka, govori u prilog neslučajnoj prirodi procesa nastanka i razvoja života. Njegova suština leži u činjenici da čak i mala odstupanja u vrijednosti bilo koje od fundamentalnih konstanti dovode do nemogućnosti pojave u Univerzumu visoko uređenih struktura i, posljedično, života. Dakle, povećanje Planckove konstante za 10% onemogućava spajanje protona sa neutronom, tj. onemogućava nukleosintezu. Smanjenje Planckove konstante za 10% dovelo bi do stvaranja stabilnog izotopa 2 He, što bi rezultiralo sagorijevanjem cijelog vodonika u ranim fazama širenja Univerzuma. Neslučajna priroda vrijednosti osnovnih konstanti može ukazivati ​​na prisustvo „kreativnog plana“ od samog početka formiranja Univerzuma, što podrazumijeva prisustvo Stvoritelja, autora ovog plana.

2. Hipoteza o spontanom nastanku života . Prema Aristotelu, određene "čestice" materije sadrže neku vrstu "aktivnog principa", koji, pod odgovarajućim uslovima, može stvoriti živi organizam.

Hipoteza o spontanom nastanku života bila je široko rasprostranjena u staroj Kini, Babilonu i Egiptu kao alternativa kreacionizmu. Nakon Empedokla, jednog od prvih koji je izrazio ideju organske evolucije, Aristotel se držao koncepta spontanog nastanka života, povezujući sve organizme u jednu "ljestvicu prirode". Prema Aristotelu, određene "čestice" materije sadrže neku vrstu "aktivnog principa", koji, pod odgovarajućim uslovima, može stvoriti živi organizam. Ovaj početak, prema Aristotelu, prisutan je u oplođenom jajetu, u sunčevoj svjetlosti, blatu i trulom mesu. Godine 1688. talijanski liječnik Francesco Redi doveo je u pitanje teoriju spontanog nastajanja života i izveo niz eksperimenata u kojima je pokazao da život može nastati samo iz prethodnog života (koncept biogeneze). Louis Pasteur (1860) je konačno opovrgnuo teoriju o spontanom nastanku života i dokazao valjanost teorije biogeneze. Eksperimenti L. Pasteura su pokazali da se mikroorganizmi pojavljuju u organskim otopinama zbog činjenice da su njihovi embrioni prethodno uneseni tamo. Ako je posuda s hranjivom podlogom zaštićena od ulaska mikroba u nju, tada ne dolazi do spontanog stvaranja života.

Koncept spontane generacije, iako pogrešan, odigrao je pozitivnu ulogu; eksperimenti osmišljeni da to potvrde pružili su bogat empirijski materijal za biološku nauku u razvoju. Konačno odbacivanje ideje o spontanom naraštaju dogodilo se tek u 19. veku.

Potvrda teorije biogeneze dovela je do problema prvog živog organizma iz kojeg su proizašli svi ostali. U svim teorijama (osim teorije stacionarnog stanja) implicira se da je u nekoj fazi istorije života došlo do prelaska iz neživog u živo. Kako se to dogodilo?

3. Hipoteza stabilnog stanja . Prema ovoj hipotezi, Zemlja nikada nije nastala, već je postojala zauvek; Zemlja je oduvijek bila sposobna da podrži život. Vrste su oduvijek postojale, svaka vrsta ima samo dvije mogućnosti: promjenu broja ili izumiranje.

4. Hipoteza panspermije tvrdi da je život mogao nastati jednom ili više puta u različito vrijeme i na različitim mjestima u svemiru. Ova hipoteza je nastala 60-ih godina XIX vijeka i povezana je s imenom njemačkog naučnika G. Richtera. Kasnije su koncept panspermije dijelili tako istaknuti naučnici kao što su S. Arrhenius, G. Helmholtz, V.I. Vernadsky. Da bi se potkrijepila ova teorija, koriste se viđenja NLO-a, slike drevnih, raketolikih i vanzemaljaca, itd. Sovjetska i američka svemirska istraživanja omogućavaju nam da smatramo da je vjerovatnoća pronalaska vanzemaljskog života unutar Sunčevog sistema zanemarljiva, ali ne daju osnove za potvrdu ili opovrgavanje postojanja života izvan njega. Prilikom proučavanja materijala meteorita i kometa, u njima su pronađeni mnogi "prekursori živog" (cijanogeni, cijanovodična kiselina itd.), koji bi mogli igrati ulogu "sjeme" života. Kako god bilo, teorija panspermije nije teorija o poreklu života kao takvog; jednostavno prenosi problem porijekla života na drugo mjesto u svemiru.

Početkom XX veka. Ideju o kosmičkom poreklu bioloških sistema na Zemlji i večnosti postojanja života u svemiru razvio je ruski naučnik akademik V.I. Vernadsky.

5. Hipoteza o vječnom postojanju života . Predstavljen je u 19. veku. Pretpostavlja se da život postoji u svemiru i da putuje s jedne planete na drugu.

6. Hipoteza biohemijske evolucije. Starost Zemlje procjenjuje se na 4,5-5 milijardi godina. U dalekoj prošlosti, temperatura na površini naše planete bila je 4000-8000 stepeni Celzijusa. Kako se hladio, ugljenik i još vatrostalniji metali su se kondenzovali i formirali zemljinu koru; kao rezultat vulkanske aktivnosti, kontinuiranih kretanja kore i kompresije uzrokovane hlađenjem, došlo je do stvaranja nabora i ruptura. Atmosfera Zemlje u drevnim vremenima očito se reducirala (u najstarijim stijenama Zemlje postoje metali u reducirajućem obliku, na primjer, obojeno željezo, mlađe stijene sadrže metale u oksidiranom obliku, na primjer, željezo željezo). U atmosferi praktično nije bilo kiseonika. Pojava života usko je povezana s nastankom Zemljinih okeana, koji se dogodio prije oko 3,8 milijardi godina. Paleontološki podaci govore da temperatura vode u njima nije bila preniska, ali nije prelazila 58 °C. U slojevima su pronađeni tragovi najstarijih organizama čija se starost procjenjuje na 3,2-3,5 milijardi godina.

Hipotezu o biohemijskoj evoluciji izneo je akademik A.I. Oparin (1894-1980) u knjizi "Postanak života", objavljenoj 1924. godine. Iznio je izjavu da Redi princip, koji uvodi monopol na biotičku sintezu organskih supstanci, vrijedi samo za moderno doba postojanje naše planete. Na početku svog postojanja, kada je Zemlja bila beživotna, na njoj se odvijala abiotička sinteza ugljikovih spojeva i njihova kasnija prebiološka evolucija.

Suština Oparinove hipoteze je sljedeća: nastanak života na Zemlji dug je evolucijski proces formiranja žive tvari u dubinama nežive tvari. To se dogodilo kemijskom evolucijom, uslijed koje su najjednostavnije organske tvari nastale od neorganskih pod utjecajem snažnih fizičko-hemijskih faktora.

Pojava života A.I. Oparin ga je smatrao jedinstvenim prirodnim procesom koji se sastojao od početne hemijske evolucije koja se odvijala u uslovima rane Zemlje, koja je postepeno prešla na kvalitativno novi nivo - biohemijsku evoluciju. Razmatrajući problem nastanka života biohemijskom evolucijom, Oparin razlikuje tri stadijuma prelaska iz nežive u živu materiju.

prva faza - hemijska evolucija . Kada je Zemlja još bila beživotna (prije oko 4 milijarde godina), na njoj se odvijala abiotička sinteza ugljikovih spojeva i njihova kasnija prebiološka evolucija. Ovaj period evolucije Zemlje obilježile su brojne vulkanske erupcije uz oslobađanje ogromne količine usijane lave. Kako se planeta hladila, vodena para u atmosferi se kondenzovala i padala na Zemlju u pljuskovima, formirajući ogromne vodene površine (primarni okean). Ovi procesi su nastavljeni milionima godina. U vodama primarnog okeana rastvorene su različite neorganske soli. Osim toga, u okean su ušla i različita organska jedinjenja koja se kontinuirano formiraju u atmosferi pod uticajem ultraljubičastog zračenja, visoke temperature i aktivne vulkanske aktivnosti. Koncentracija organskih jedinjenja se stalno povećavala i, na kraju, vode okeana su postale " bujon» od supstanci sličnih proteinima - peptida.

Slika 26 - Šema nastanka života prema Oparinu

druga faza - pojava proteina . Kako su uslovi na Zemlji omekšavali, pod uticajem električnih pražnjenja, toplotne energije i ultraljubičastih zraka na hemijske mešavine primarnog okeana, došlo je do stvaranja složenih organskih jedinjenja – biopolimera i nukleotida, koji su se, postepeno kombinujući i sve složenijim, pretvarali u protobiontima (predćelijski preci živih organizama). Rezultat evolucije složenih organskih supstanci bila je pojava koacervata, odnosno kapi koacervata. koacervate - kompleksi koloidnih čestica, čija je otopina podijeljena u dva sloja: sloj bogat koloidnim česticama i tekućina koja je gotovo bez njih. Koacervati su imali sposobnost da apsorbuju različite supstance rastvorene u vodama primarnog okeana. Kao rezultat toga, unutrašnja struktura koacervata se promijenila u smjeru povećanja njihove stabilnosti u uvjetima koji se stalno mijenjaju. Teorija biohemijske evolucije koacervate smatra prebiološkim sistemima, koji su grupe molekula okružene vodenom ljuskom. Tako, na primjer, koacervati mogu apsorbirati tvari iz okoline, međusobno komunicirati, povećavati veličinu itd. Međutim, za razliku od živih bića, koacervatne kapi nisu sposobne za samoreprodukciju i samoregulaciju, pa se ne mogu svrstati u biološke sisteme.

Treća faza je formiranje sposobnosti samoreprodukcije, izgled žive ćelije . U ovom periodu počela je da deluje prirodna selekcija, tj. u masi koacervatnih kapi vršila se selekcija koacervata, najotpornijih na date uslove sredine. Proces selekcije traje mnogo miliona godina. Preživjele kapi koacervata već su posjedovale sposobnost primarnog metabolizma, glavnog svojstva života. Istovremeno, dostigavši ​​određenu veličinu, roditeljska se kapljica raspala na podređene kapljice koje su zadržale karakteristike roditeljske strukture. Dakle, možemo govoriti o sticanju od strane koacervata svojstva samoreprodukcije - jednog od najvažnijih znakova života. Zapravo, u ovoj fazi koacervati su postali najjednostavniji živi organizmi. Dalja evolucija ovih prebioloških struktura bila je moguća samo uz komplikaciju metaboličkih procesa unutar koacervata.

Unutrašnjoj sredini koacervata bila je potrebna zaštita od uticaja okoline. Stoga su oko koacervata, bogatih organskim jedinjenjima, nastali slojevi lipida koji odvajaju koacervate od okolne vodene sredine. U procesu evolucije, lipidi su se transformisali u vanjsku membranu, što je značajno povećalo vitalnost i otpornost organizama. Pojava membrane predodredila je pravac dalje biološke evolucije na putu sve savršenije autoregulacije, koja je kulminirala formiranjem primarne ćelije – arhećelije. Ćelija je elementarna biološka jedinica, strukturna i funkcionalna osnova svih živih bića. Ćelije provode samostalan metabolizam, sposobne su za diobu i samoregulaciju, tj. imaju sva svojstva živih bića. Stvaranje novih ćelija iz nećelijskog materijala je nemoguće, reprodukcija ćelija se dešava samo zbog deobe. Organski razvoj se smatra univerzalnim procesom formiranja ćelija.

U strukturi ćelije postoje: membrana koja omeđuje sadržaj ćelije od spoljašnje sredine; citoplazma, koja je fiziološki rastvor sa rastvorljivim i suspendovanim enzimima i molekulama RNK; jezgro koje sadrži hromozome, koje se sastoji od molekula DNK i proteina vezanih za njih.

Stoga početkom života treba smatrati nastanak stabilnog samoreproducirajućeg organskog sistema (ćelije) sa konstantnim nizom nukleotida. Tek nakon pojave ovakvih sistema možemo govoriti o početku biološke evolucije.

Prijelaz iz neživog u živo dogodio se nakon što su nastali i razvili se rudimenti dva osnovna životna sistema na osnovu prethodnika: sistema metabolizma i sistema reprodukcije materijalnih osnova žive ćelije.

Vjerovatnoća da će se proteinski molekul koji se sastoji od 100 aminokiselina 20 tipova nasumično formirati prema određenom obrascu je 1/20 100 ≈ 1/10 130 . Živa ćelija je kompleks proteina, lipida i nukleotida u interakciji koji formiraju genetski kod. Najjednostavnija ćelija sadrži više od 2000 enzima. Vjerovatnoća slučajnog formiranja tako složenih struktura je mala.

Mogućnost abiogene sinteze biopolimera eksperimentalno je dokazana sredinom 20. stoljeća. Američki naučnik S. Miller je 1953. godine modelirao primarnu atmosferu Zemlje i sintetizirao octenu i mravlju kiselinu, ureu i aminokiseline propuštanjem električnih naboja kroz mješavinu plinova (voda, ugljični dioksid, vodonik, dušik, metan). Tako je pokazano kako je moguća sinteza složenih organskih jedinjenja pod dejstvom abiogenih faktora.

Unatoč teorijskoj i eksperimentalnoj valjanosti, Oparinov koncept ima i prednosti i slabosti. Snaga koncepta je prilično tačna eksperimentalna potpora kemijske evolucije, prema kojoj je porijeklo života prirodni rezultat prebiološke evolucije materije. Uvjerljiv argument u prilog ovom konceptu je i mogućnost eksperimentalne provjere njegovih glavnih odredbi. Slaba strana koncepta je nemogućnost objašnjenja samog trenutka skoka sa složenih organskih jedinjenja na žive organizme.

Jednu od verzija prijelaza s prebiološke na biološku evoluciju nudi njemački naučnik M. Eigen. Prema njegovoj hipotezi, nastanak života objašnjava se interakcijom nukleinskih kiselina i proteina. Nukleinske kiseline su nosioci genetske informacije, a proteini služe kao katalizatori hemijskih reakcija. Nukleinske kiseline se same reproduciraju i prenose informacije proteinima. Pojavljuje se zatvoreni lanac - hiperciklus, u kojem se procesi kemijskih reakcija samoubrzavaju zbog prisustva katalizatora. U hiperciklusima, produkt reakcije istovremeno djeluje i kao katalizator i kao početni reaktant. Takve reakcije se nazivaju autokatalitičkim.

Druga teorija koja može objasniti prijelaz s prebiološke na biološku evoluciju je sinergija . Obrasci otkriveni sinergetikom omogućavaju da se razjasni mehanizam nastanka organske materije iz neorganske materije u smislu samoorganizacije kroz spontano nastajanje novih struktura tokom interakcije otvorenog sistema sa okolinom.

Postoji hipoteza o mogućem unošenju bakterija, mikroba i drugih sićušnih organizama kroz unošenje nebeskih tijela. Organizmi su se razvili i kao rezultat dugotrajnih transformacija, na Zemlji se postepeno pojavio život. Hipoteza razmatra organizme koji mogu funkcionirati čak i u anoksičnom okruženju i na abnormalno visokim ili niskim temperaturama.

To je zbog prisutnosti bakterija migranata na asteroidima i meteoritima, koji su fragmenti sudara planeta ili drugih tijela. Zbog prisustva vanjske ljuske otporne na habanje, kao i zbog sposobnosti usporavanja svih životnih procesa (ponekad se pretvarajući u sporu), ovakav život se može kretati jako dugo i veoma dugo. udaljenosti.

Kada dođu u gostoljubivije uslove, „međugalaktički putnici“ aktiviraju glavne funkcije održavanja života. I ne svjesni, oni 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 materiju (ureu) iz neorganske materije (amonijum cijanat). Zatim su sintetizirani ugljovodonici. Dakle, život na planeti Zemlji vrlo je vjerovatno nastao sintezom iz neorganskog materijala. Kroz abiogenezu se postavljaju teorije o nastanku života.

Budući da glavnu ulogu u strukturi svakog organskog organizma igraju aminokiseline. Bilo bi logično pretpostaviti da su bili uključeni u naseljavanje Zemlje životom. Na osnovu podataka dobijenih eksperimentom Stanleya Millera i Harolda Ureya (formiranje aminokiselina prolaskom električnog naboja kroz plinove), možemo govoriti o mogućnosti nastanka aminokiselina. Na kraju krajeva, aminokiseline su građevni blokovi od kojih su izgrađeni složeni sistemi tijela i bilo kojeg života.

Kosmogonijska hipoteza

Vjerovatno najpopularnija interpretacija od svih, koju zna svaki student. Teorija velikog praska bila je i ostaje vruća tema rasprave. Veliki prasak je došao iz jedinstvene tačke akumulacije energije, usled čega se Univerzum značajno proširio. Nastala su kosmička tela. Uprkos svoj doslednosti, teorija velikog praska ne objašnjava formiranje samog univerzuma. Zapravo, nijedna postojeća hipoteza to 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 leži u obostrano korisnoj kohabitaciji organele sa ćelijom. Što pak sugerira endosimbiozu, kao simbiozu korisnu za obje strane sa formiranjem eukariotskih ćelija (ćelija u kojima je prisutno jezgro). Zatim je uz pomoć prijenosa genetskih informacija između bakterija izvršen njihov razvoj i povećanje 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 se mogla uzeti bez udela skepticizma. Iznenadna pojava vrsta, odnosno formiranje života od neživih stvari, za ljude tog vremena izgledala je kao fantazija. U isto vrijeme, heterogeneza (način razmnožavanja, uslijed kojeg se rađaju jedinke koje su vrlo različite od 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 bilježe pojavu raznolikog života iz vode, pijeska, raspadajućih i trulih biljnih ostataka. Ova vijest ne bi iznenadila starogrčke filozofe. Tamo se vjerovanje o porijeklu života od neživog doživljavalo kao činjenica koja nije zahtijevala potkrepljenje. Veliki grčki filozof Aristotel govorio je o vidljivoj istini na ovaj način: „lisne uši nastaju od trule hrane, krokodil je rezultat procesa u trulim balvanima pod vodom“. Misteriozno, ali uprkos svim vrstama progona od strane crkve, uverenje pod krilima misterije živelo je jedan vek.

Debate o životu na Zemlji ne mogu trajati vječno. Zato je krajem devetnaestog veka francuski mikrobiolog i hemičar Louis Pasteur izvršio svoje analize. Njegovo istraživanje je bilo strogo naučno. Eksperiment je izveden 1860-1862. Zahvaljujući uklanjanju sporova iz uspavanog stanja, Pasteur je uspio riješiti problem spontanog nastajanja života. (Za šta je dobio nagradu Francuske akademije nauka)

Stvaranje egzistencije od obične gline

Zvuči kao ludilo, ali u stvarnosti ova tema ima pravo na život. Uostalom, nije uzalud škotski naučnik A.J. Cairns-Smith iznio proteinsku teoriju o životu. Snažno čineći osnovu sličnih studija, govorio je o interakciji na molekularnom nivou između organskih sastojaka i jednostavne gline... Pod njenim uticajem, komponente su formirale stabilne sisteme u kojima su se dešavale promene u strukturi obe komponente, a zatim i formiranje održivog života. Na tako jedinstven i originalan način, Kearns-Smith je objasnio svoj stav. Kristali gline, sa biološkim inkluzijama u sebi, izrodili su zajednički život, nakon čega je njihova “saradnja” prekinuta.

Teorija trajnih katastrofa

Prema konceptu koji je razvio Georges Cuvier, svijet koji sada možete vidjeti nije uopće primaran. A šta je on, to je samo još jedna karika u stalno pokidanom lancu. 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, došlo je do poplave). 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 sfere i oblasti koje približavaju razumijevanje evolucije, sa stanovišta egzaktnih nauka. (materijalizam je svjetonazor u filozofiji koji otkriva sve uzročne okolnosti, pojave i faktore stvarnosti. Zakoni su primjenjivi na čovjeka, društvo, Zemlju). Teoriju su iznijeli poznati pristaše materijalizma, koji vjeruju da je život na Zemlji nastao transformacijama na nivou hemije. Štaviše, dogodile su se prije skoro 4 milijarde godina. Objašnjenje života je direktno povezano sa DNK, (deoksiribonukleinska kiselina) RNA (ribonukleinska kiselina), kao i sa nekim HMC (spojevima visoke molekularne težine, u ovom slučaju proteinima).

Koncept je formiran kroz naučna istraživanja, otkrivajući suštinu molekularne i genetske biologije, genetike. Izvori su mjerodavni, posebno s obzirom na njihovu mladost. Uostalom, studije hipoteze o svijetu RNK počele su se provoditi krajem dvadesetog stoljeća. Ogroman doprinos teoriji dao je Carl Richard Woese.

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, postavilo je temelje za masovne ateističke pokrete. S druge strane, to je dalo neviđeni poticaj nauci, nepresušno tlo za istraživanje i eksperimentiranje. Suština doktrine bila je opstanak vrsta kroz istoriju, prilagođavanjem organizama lokalnim uslovima, formiranjem novih osobina koje pomažu u konkurentskom okruženju.

Evolucija se odnosi na neke procese koji imaju za cilj promjenu života organizma i samog organizma tokom vremena. Pod nasljednim osobinama podrazumijevaju prijenos bihejvioralnih, genetskih ili druge vrste informacija (prijenos s majke na dijete).

Glavna snaga kretanja 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 u pogledu ekologije, ali i genetike. Nastava zoologije se radikalno promijenila.

Stvaranje Boga

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 razmatra život kao biće koje je stvorio bog stvoritelj. Podaci su preuzeti iz "Starog zavjeta", "jevanđelja" i drugih svetih spisa.

Tumačenja stvaranja života u različitim religijama donekle su slična. Prema Bibliji, Zemlja je stvorena za sedam dana. Nebo, nebesko tijelo, voda i slično, stvoreni su za pet dana. Šestog dana 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 je pozvala Adama da podijeli obrok, čime je prekršila riječ data Bogu (zabranio je dodirivanje zabranjenih plodova).

Prvi ljudi su protjerani u naš svijet, čime je započela historija čitavog čovječanstva i života na Zemlji.

Ciljevi lekcije:

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

Stvaranje problemsko orijentisanog razvojnog okruženja kao uslova za otkrivanje intelektualnog potencijala ličnosti 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. Aktuelizacija znanja.

Razlike između živog i neživog i definicija pojma "život". (kratak razgovor).

2. Uvodna reč nastavnika.

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

Kako je nastao i kako se razvijao život na našoj planeti? Problem porijekla života prikovao je ljudsku misao od pamtivijeka. 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 predložili naučnici, sa rezultatima njihovih istraživanja o ovom pitanju.

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

Zagovornici teorije biogeneze (od grč. bio - život i genesis - porijeklo) vjerovali su da sve živo nastaje samo od živih bića. Njihovi protivnici su branili teoriju abiogeneze, smatrali su mogućim da živo nastane od neživog, odnosno dopuštali su u ovoj ili drugoj mjeri spontano nastajanje života.

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

Poreklo Zemlje

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

Teorija stacionarnog (konstantnog) stanja

Prema Teoriji stabilnog stanja, Zemlja nikada nije nastala, već je postojala zauvek; uslovi životne sredine su uvek bili mogući da podrže život, a ako su se i promenili, onda ne mnogo. Prema ovoj verziji, vrste živih bića također se nikada nisu formirale, one su uvijek postojale, a svaka vrsta ima samo dvije moguće stvarnosti - ili promjenu broja ili izumiranje. Ali hipoteza o stacionarnom stanju u osnovi je u suprotnosti s podacima moderne nauke, posebno astronomije, ovi podaci ukazuju na konačno postojanje životnog vijeka bilo koje zvijezde i, shodno tome, planetarnih sistema oko ovih svjetiljki. Prema savremenim procjenama zasnovanim na stopi radioaktivnog raspada, starost Zemlje, Sunca i Sunčevog sistema je ~4,6 milijardi godina. Stoga akademska nauka obično ne razmatra ovu hipotezu.

Zagovornici ove teorije odbijaju da priznaju da prisustvo ili odsustvo određenih fosilnih ostataka (ostataka) može usmjeriti pažnju na vrijeme pojave ili izumiranja pojedinih, različitih vrsta, te kao primjer navesti predstavnika ribe s režnjevim perajama - koelakant ( celakant).

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 pristalica ove teorije. Njegovi sljedbenici su vjerovali da određene supstance sadrže "aktivni princip", koji, pod pravim uvjetima, može stvoriti živi organizam.

Među nautičarima su bili poznati pogledi na izgled bernakelske guske. Ova guska raste na komadićima bora, jureći kroz morske dubine. U početku 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 izraste perje, a zatim se spusti s komadića kore u vodu i počne plivati. I jednog dana zamahne krilima i odleti.

Mnogo vekova, čvrsto verujući u čin Božanskog stvaranja, ljudi su, osim toga, bili čvrsto uvereni da život stalno nastaje spontano. Čak je i starogrčki filozof Aristotel napisao 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 živi miševi navodno potiču od 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 uspeo da posmatram mikroskopom. Jednog dana sam uzeo kap majske rose i, pažljivo je posmatrajući pod mikroskopom, primetio da se u meni formira neko stvorenje. Pažljivo posmatrajući drugog dana, primetio sam da se torzo već pojavio, ali glava još nije izgledala jasno formirana; Nastavljajući svoja posmatranja 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“, napisao je Aristotel u svom djelu, „živa bića mogu nastati ne samo kao rezultat parenja organizama, već i kao rezultat raspadanja tla, koji se samogenerira pod utjecajem sila. prirode od propadajuće zemlje.”

4. Komentar nastavnika o procjeni proučavanja problema porijekla života u 18-19 vijeku.

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

Ali Redijevi protivnici, takozvani vitalisti (od latinskog vitas - život) - pristalice sveprodorne životne sile - tvrdili su da zrak ne može ući u zatvoreni lonac, a sa njim i "životnu snagu", dakle, larve muhe u zatvorenoj posudi nisu se pojavile.

Zatim je Redi izveo eksperiment koji je bio briljantan u svojoj jednostavnosti. Mrtve zmije je stavio u 2 posude, jednu ostavio otvorenu, drugu prekrivenu muslinom. Nakon nekog vremena, larve muva pojavile su se samo u otvorenoj posudi. Iskustvo je uvjereno da biljke i životinje nastaju samo iz sjemena ili jaja koje su stvorile roditeljske jedinke, ali ne mogu nastati iz nežive prirode. Ali šta je sa mikroorganizmima? Nastavljena je debata između zagovornika biogeneze i abiogeneze.

Godine 1859. Francuska akademija nauka dodijelila je nagradu nekome ko stavi tačku na raspravu o spontanom nastajanju života. Godine 1862. Louis Pasteur je dobio nagradu. Izveo je eksperiment koji se po jednostavnosti parirao Redijevom. U čuturicama je kuhao mesni bujon u kojem su se mogli razviti mikroorganizmi. Kada su prokuhane, one i njihove spore su umrle. Pasteur je pričvrstio zakrivljenu cijev na tikvicu, mikrobne spore su se smjestile u njoj i nisu mogle prodrijeti u hranjivi medij, a omogućen je pristup ozloglašenoj "životnoj 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 antisepse. Takvi 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 spontanog nastajanja života odigralo je dvostruku ulogu. S jedne strane, predstavnici idealističke filozofije su u njegovim eksperimentima vidjeli samo direktan dokaz temeljne nemogućnosti prijelaza iz anorganske materije u živa bića kao rezultat djelovanja samo prirodnih sila prirode. To se u potpunosti slagalo s njihovim mišljenjem da je za nastanak života potrebna intervencija nematerijalnog principa – tvorca. S druge strane, neki materijalistički misleći 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“), došavši do nove planete i pronalazeći ovdje povoljne uvjete, razmnožavaju se, pokrećući evoluciju 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, sugerisao je, ne u obliku mikroorganizama na meteoritima, zagrejanih pri ulasku u guste slojeve atmosfere – same spore se mogu kretati u svetskom prostoru, vođene pritiskom sunčeve svetlosti!

Kasnije je ovo gledište odbačeno. U uvjetima svemira, 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 iznose hipoteze o vanzemaljskom poreklu života. Tako američki naučnici F. Crick i L. Orgel smatraju da su Zemlju „zasijala“ neka vrsta inteligentnih bića, stanovnika tih planetarnih sistema, razvoj života na kojima je za milijarde godina pretekao naš Sunčev sistem. Opremivši raketu i stavivši u nju kontejner sa najjednostavnijim organizmima, lansirali su je prema Zemlji, prethodno utvrdivši da naša planeta ima potrebne uslove za život. Naravno, to je nemoguće dokazati i 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 izbačen 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. Na kraju odgovorite na pitanje "Ima li života na Marsu?" će uspjeti u bliskoj budućnosti, kada će biti objavljeni izvještaji američke Nacionalne agencije za aeronautiku i svemir NASA. Ova organizacija je lansirala satelit na Mars kako bi uzela uzorke marsovskog tla i sada obrađuje materijal. Ako studije pokažu da su mikroorganizmi nastanjivali Mars, tada će se moći sa većim stepenom sigurnosti govoriti o unošenju života iz svemira.

Teorija panspermije udaljava nas od 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 stvaranja

Kreacionistička hipoteza je pogled na porijeklo života sa stanovišta vjernika. Prema ovoj hipotezi, život je nastao kao rezultat nekog natprirodnog događaja u prošlosti. Prate ga sljedbenici svih vjerskih koncesija svijeta - islama, kršćanstva, budizma, judaizma. Sa stanovišta ovih religija, Univerzum se sastoji od materijalne i duhovne komponente. Živu materiju, odnosno životinjski, biljni svijet i čovjeka, rodila je duhovna komponenta, drugim riječima Bog. Pristalice 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 virus treba da udvostruči molekulu DNK da bi se reprodukovao, 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 gledište inherentno mnogima da su nauka i religija inherentno kontradiktorne istinito? Mnogi istraživači vjeruju da su nauka i religija načini upoznavanja dvije strane jednog svijeta – materijalne i duhovne stvarnosti. 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 da zadrži nedovoljno gusta Zemlja, te su te gasove zamenili teži gasovi: vodena para, ugljen-dioksid, amonijak i metan. Kako je temperatura na Zemlji pala ispod 100°C, vodena para je počela da se kondenzuje da bi formirala svetske okeane. U to vrijeme od primarnih jedinjenja nastaju složene organske tvari; Energija za fuzijske reakcije bila je opskrbljena pražnjenjem groma i intenzivnim ultraljubičastim zračenjem. Akumulaciju tvari je olakšano odsustvom živih organizama - potrošača organske tvari - i glavnog oksidacijskog sredstva - kisika.

Primarne organske supstance (proteini) mogu se stvoriti iz neorganskih supstanci u uslovima redukujuće prirode atmosfere usled energije snažnih električnih pražnjenja. Proteinske strukture (protobioti, prema Oparinovoj terminologiji) su zbog svoje amfoternosti formirale koloidne hidrofilne komplekse (privlačile molekule vode na sebe) sa zajedničkom vodenom ljuskom. Ovi kompleksi bi se mogli odvojiti od cjelokupne mase vode i spojiti jedan s drugim, formirajući koacervatne kapi (koacervacija je spontano razdvajanje vodenog rastvora polimera u 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 formirana je primitivna membrana od lipida, što je dovelo do nastanka prve ćelije.

Moderna nauka smatra 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 to riješe.

7. Izvođenje laboratorijskih radova

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

Svrha studije Za karakterizaciju mitoloških ideja antičkih naučnika, prvi naučni pokušaji da se objasne suština i proces nastanka života, da se okarakterišu eksperimentalni dokazi hipoteza: eksperimenti F. Redija, stavovi V. Harveya, eksperimenti L. Pasteur, teorije o vječnosti života, materijalističke ideje o nastanku života na Zemlji. Da se upoznate sa izjavama pristalica panspermije, hipoteze o vječnosti života u svemiru. Objasnite zašto ove teorije ne prihvataju mnogi naučnici.

Da li su predstavljene hipoteze zasnovane na dokazima? Dopuštaju li oni evolucijski razvoj prirode? Mogu li se ove hipoteze smatrati naučnim? Navedite sa (+) ili (-) znakom

	Hipoteze o poreklu života	Dokaz hipoteze	evolucijski razvoj	Naučna hipoteza
1	kreacionizam
2	Vitalizam - teorija spontanog nastajanja života
3	Teorija panspermije
4	Teorija stabilnog stanja
5	Teorija biohemijske evolucije

Na osnovu izvršene analize donesite zaključak koja je od 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 svom metabolizmu, razdražljivosti, sposobnosti razmnožavanja, rasta, razvoja, regulacije sastava i funkcija, različitim oblicima kretanja, prilagodljivosti okolini itd.

Abiogeneza je teorija da život može nastati iz neživota.

U širem smislu, abiogeneza je pokušaj da se zamisli nastanak živih bića iz neživih bića.

Biogeneza je teorija da život može nastati samo iz života.

Vitalizam je teorija prema kojoj posvuda postoji “životna sila” koja je dovoljna da “diše” i neživo postaje živo.

Kreacionizam - 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.

Probioti su primitivni heterotrofni organizmi koji su nastali u „primordijalnoj juhi“.

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 nestajući kratak trenutak, ali to je sve što nam je ovde dato.

Dakle, čovjek mora voditi svoj život u svjetlu vječnosti, a vrijeme i talente trošiti na djela vječne vrijednosti.

Zadaća. Napravite prezentacije kako biste odgovorili na sljedeća pitanja:

1. Koja je vrijednost života?

2. Šta je smisao ljudskog života?

3. Zašto je potrebno spasiti život?