KSE 42. küsimus

Hüpoteesid elu tekke kohta maa peal

1.Kreatsionism

2. Spontaanne (iseeneslik) põlvkond

3. Panspermia hüpotees

4.Biohüpotees keemiline evolutsioon

5. Statsionaarne olek

1. Kreatsionism. Selle kontseptsiooni kohaselt on elu ja kõik Maad asustavad elusolendiliigid mingi kõrgeima olendi loomingulise teo tulemus mingil kindlal ajal. Kreatsionismi peamised põhimõtted on ära toodud Piiblis, 1. Moosese raamatus. Maailma jumaliku loomise protsessi peetakse toimunuks vaid ühe korra ja seetõttu on see vaatlusele kättesaamatu. Sellest piisab, et viia kogu jumaliku loomise kontseptsioon teadusliku uurimistöö raamidest välja. Teadus tegeleb ainult nende nähtustega, mida saab jälgida, ja seetõttu ei suuda ta kunagi seda kontseptsiooni tõestada ega ümber lükata.

2. Spontaanne (spontaanne) põlvkond. aastal levisid laialt ideed elusolendite tekkest elutust ainest Vana-Hiina, Babülon, Egiptus. Vana-Kreeka suurim filosoof Aristoteles väljendas ideed, et aine teatud “osakesed” sisaldavad teatud “aktiivset ainet”, mis sobivates tingimustes võib luua elusorganismi.

Hollandi arst ja loodusfilosoof Van Helmont (1579-1644) kirjeldas katset, mille käigus ta väidetavalt lõi hiired kolme nädalaga. Vaja oli vaid määrdunud särki, tumedat kappi ja peotäit nisu. Van Helmont pidas inimese higi aktiivseks aineks hiire genereerimise protsessis. Ja kuni mikrobioloogia rajaja Louis Pasteuri tööde ilmumiseni 10. sajandi keskel leidis see õpetus jätkuvalt järgijaid.

Spontaanse genereerimise idee areng pärineb sisuliselt ajast, mil avalikkuse teadvuses domineerisid religioossed ideed. Need filosoofid ja loodusteadlased, kes ei tahtnud omaks võtta kiriku õpetust "elu loomisest" tollasel teadmiste tasemel, jõudsid kergesti selle spontaanse põlvkonna ideeni. Kuivõrd vastupidiselt usule loomisesse rõhutati ideed organismide loomulikust päritolust, oli spontaanse genereerimise idee teatud etapis progressiivne. Seetõttu olid kirik ja teoloogid sageli sellele ideele vastu.

3. Panspermia hüpotees. Selle 1865. aastal välja pakutud hüpoteesi kohaselt. Saksa teadlase G. Richteri poolt ja lõpuks sõnastas Rootsi teadlane Arrhenius 1895. aastal, oleks elu võinud Maale tuua kosmosest. Maavälise päritoluga elusorganismid sisenevad kõige tõenäolisemalt koos meteoriitide ja kosmilise tolmuga. See oletus põhineb andmetel mõnede organismide ja nende eoste kõrge vastupidavuse kohta kiirgusele, kõrgele vaakumile, madalatele temperatuuridele ja muudele mõjudele. Siiski pole siiani usaldusväärseid fakte, mis kinnitaksid meteoriitidest leitud mikroorganismide maavälist päritolu. Kuid isegi kui nad jõuaksid Maale ja tekitaksid meie planeedil elu, jääks elu algupära küsimus vastuseta.

4. Biokeemilise evolutsiooni hüpotees. 1924. aastal sõnastasid biokeemik A. I. Oparin ja hiljem inglise teadlane J. Haldane (1929) hüpoteesi, mis pidas elu süsinikuühendite pika evolutsiooni tulemuseks.

Praegu jaguneb elu kujunemise protsess tinglikult neljaks etapiks:

1. Madala molekulmassiga orgaaniliste ühendite (bioloogiliste monomeeride) süntees primaaratmosfääri gaasidest.

2. Bioloogiliste polümeeride teke.

3. Väliskeskkonnast membraanide (protobiontide) abil eraldatud orgaaniliste ainete faasiliselt eraldatud süsteemide teke.

4. Kõige lihtsamate elusolendite omadustega rakkude teke, sealhulgas reproduktiivaparaat, mis tagab vanemrakkude omaduste ülekandumise tütarrakkudele.

"PRIMARY BROW" (valikuline)

1923. aastal tegi vene teadlane Aleksandr Ivanovitš Oparin ettepaneku, et ürgse Maa tingimustes tekkisid orgaanilised ained kõige lihtsamatest ühenditest - ammoniaagist, metaanist, vesinikust ja veest. Sellisteks transformatsioonideks vajalikku energiat võis saada kas ultraviolettkiirgusest või sagedastest äikesetormi elektrilahendustest – välgust. Võib-olla kogunesid need orgaanilised ained järk-järgult iidsesse ookeani, moodustades ürgne puljong, millest sai alguse elu.

A.I. Oparini hüpoteesi kohaselt võisid ürgses puljongis pikad niidilaadsed valgumolekulid voldida pallideks, üksteisega kokku jääda, muutudes suuremaks. Tänu sellele muutusid nad surfi hävitava toime suhtes vastupidavaks ja ultraviolettkiirgus. Midagi oli juhtumas sarnane sellega, mida saab jälgida katkisest termomeetrist alustassile elavhõbedat valades: paljudeks väikesteks tilkadeks hajutatud elavhõbe koguneb järk-järgult veidi suuremateks tilkadeks ja seejärel üheks suureks palliks. "Esmases puljongis" olevad valgu "pallid" tõmbasid ligi ja sidusid vee- ja rasvamolekule. Rasvad settisid valgukehade pinnale, ümbritsedes need kihiga, mille struktuur meenutas ebamääraselt rakumembraani. Oparin nimetas seda protsessi koatservatsiooniks (ladina keelest coacervus - "klomp") ja saadud kehad - koacervatsiooniks tilkadeks või lihtsalt koatserveerimiseks. Aja jooksul imasid koatservaadid neid ümbritsevast lahusest üha uusi ja uusi aineosakesi, nende struktuur muutus keerukamaks, kuni muutusid väga primitiivseteks, kuid juba elavateks rakkudeks.

5. Statsionaarne olek

Püsiseisundi teooria järgi ei tekkinud Maa kunagi, vaid eksisteeris igavesti; see oli alati võimeline elu toetama ja kui see muutus, siis oli seda väga vähe. Selle versiooni järgi ei tekkinud ka liike, nad olid alati olemas ja igal liigil on ainult kaks võimalust - kas arvukuse muutumine või väljasuremine.

Küsimus elu tekke kohta Maal on üks enim keerulised küsimused kaasaegne loodusteadus, millele pole siiani selget vastust.

Elu tekke kohta Maal on mitu teooriat, millest kuulsaimad on:

• spontaanse (spontaanse) genereerimise teooria;
• kreatsionismi (või loomise) teooria;
• püsiseisundi teooria;
• panspermia teooria;
• biokeemilise evolutsiooni teooria (A.I. Oparini teooria).

Vaatleme nende teooriate põhisätteid.

Spontaanse genereerimise teooria

Elu spontaanse päritolu teooria oli laialt levinud iidses maailmas - Babülonis, Hiinas, Vana-Egiptuses ja Vana-Kreekas (sellest teooriast pidas kinni eelkõige Aristoteles).

Teadlased Vana maailm ja keskaegne Euroopa uskus, et elusolendid tekivad pidevalt elutust ainest: ussid mustusest, konnad mudast, tulikärbsed hommikukastest jne. Seega kuulus Hollandi teadlane 17. sajandist. Van Helmont kirjeldas oma teaduslikus traktaadis üsna tõsiselt kogemust, kus ta sai 3 nädala jooksul hiired otse mustast särgist ja peotäiest nisu lukustatud pimedas kapis. Esmakordselt otsustas Itaalia teadlane Francesco Redi (1688) allutada laialt levinud teooria eksperimentaalsele testimisele. Ta pani mitu lihatükki anumatesse ja kattis osa neist musliiniga. Avatud anumates ilmusid mädanenud liha pinnale valged ussid – kärbsevastsed. Musliiniga kaetud anumates ei olnud kärbsevastseid. Nii suutis F. Redi tõestada, et kärbsevastsed ei teki mitte mädanevast lihast, vaid selle pinnale kärbeste poolt munetud munadest.

1765. aastal keetis kuulus itaalia teadlane ja arst Lazzaro Spalanzani suletud klaaskolbides liha- ja köögiviljapuljonge. Suletud kolbides olevad puljongid ei riknenud. Ta jõudis järeldusele, et kõrge temperatuur tappis kõik elusolendid, kes võisid puljongi rikneda. Kuid mitte kõiki ei veennud F. Redi ja L. Spalanzani katsed. Vitalistlikud teadlased (alates lat. vita- elu) uskusid, et elusolendite spontaanset teket ei toimu keedetud puljongis, kuna eriline “ elujõud", mis ei saa tungida suletud anumasse, kuna seda kantakse õhu kaudu.

Seoses mikroorganismide avastamisega süvenesid vaidlused elu spontaanse tekke võimaluse üle. Kui keerulised elusolendid ei suuda spontaanselt tekkida, siis võib-olla suudavad mikroorganismid?

Sellega seoses kuulutas Prantsuse Akadeemia 1859. aastal välja auhinna sellele, kes otsustab lõpuks küsimuse spontaanse elupõlvkonna võimalikkusest või võimatusest. Selle auhinna pälvis 1862. aastal kuulus prantsuse keemik ja mikrobioloog Louis Pasteur. Nii nagu Spalanzani, keetis ka tema toitainepuljongi klaaskolvis, kuid kolb polnud tavaline, vaid 5-kujulise torukujulise kaelaga. Õhk ja seega ka "elujõud" võisid kolbi tungida, kuid tolm ja koos sellega õhus olevad mikroorganismid settisid 5-kujulise toru sääreosasse ja kolvis olev puljong jäi steriilseks ( joonis 1). Kuid niipea, kui kolvi kael oli katki või 5-kujulise toru sääreosa steriilse puljongiga loputatud, hakkas puljong kiiresti hägunema - sellesse ilmusid mikroorganismid.

Nii tunnistati tänu Louis Pasteuri tööle spontaanse genereerimise teooria vastuvõetamatuks ja teadusmaailmas kehtestati biogeneesi teooria, mille lühike sõnastus on: "Kõik elav on elavatest asjadest."

Riis. 1. Pasteur-kolb

Kui aga kõik elusorganismid inimkonna ajalooliselt ettenähtaval perioodil põlvnevad ainult teistest elusorganismidest, tekib loomulikult küsimus: millal ja kuidas tekkisid Maale esimesed elusorganismid?

Loomise teooria

Loomise teooria eeldab, et kõik elusorganismid (või ainult nende kõige lihtsamad vormid) olid olemas teatud periood aja lõi (“konstrueeris”) mingi üleloomulik olend (jumalus, absoluutne idee, ülimeel, ülitsivilisatsioon jne). On ilmne, et see on seisukoht, millest enamiku maailma juhtivate religioonide, eriti kristliku religiooni järgijad on iidsetest aegadest peale kinni pidanud.

Kreatsionismi teooria on tänapäevalgi üsna laialt levinud mitte ainult religioossetes, vaid ka teadusringkondades. Tavaliselt kasutatakse seda kõige keerulisemate küsimuste selgitamiseks biokeemiliste ja bioloogiline evolutsioon seotud valkude ja nukleiinhapete tekkega, nendevahelise interaktsiooni mehhanismi kujunemisega, üksikute komplekssete organellide või elundite (nagu ribosoom, silm või aju) tekke ja moodustumisega. Perioodilise "loomise" teod selgitavad ka selgete üleminekusidemete puudumist ühte tüüpi loomast
teisele, näiteks ussidest lülijalgseteni, ahvidest inimeseni jne. Tuleb rõhutada, et filosoofilist vaidlust teadvuse (ülemõte, absoluutne idee, jumalus) või mateeria ülimuslikkuse üle ei saa siiski põhimõtteliselt lahendada, kuna püütakse seletada tänapäeva biokeemia raskusi. evolutsiooniteooria põhimõtteliselt arusaamatud üleloomulikud loomisaktid viivad need küsimused kaugemale teaduslikud uuringud, kreatsionismi teooriat ei saa liigitada teaduslikud teooriad elu päritolu Maal.

Püsiseisundi ja panspermia teooriad

Mõlemad teooriad esindavad üksteist täiendavaid elemente ühest maailmapildist, mille olemus on järgmine: universum eksisteerib igavesti ja elu on selles igavesti (statsionaarne olek). Elu kanduvad planeedilt planeedile avakosmoses rändavad “eluseemned”, mis võivad olla osa komeetidest ja meteoriitidest (panspermia). Sarnaseid seisukohti elu tekke kohta pidas eelkõige biosfääri õpetuse rajaja akadeemik V.I. Vernadski.

Püsiseisundi teooria, mis eeldab universumi lõputult pikka eksisteerimist, ei nõustu aga kaasaegse astrofüüsika andmetega, mille kohaselt tekkis universum suhteliselt hiljuti (umbes 16 miljardit aastat tagasi) esmase plahvatuse kaudu.

On ilmne, et mõlemad teooriad (panspermia ja statsionaarne olek) ei paku üldse seletust elu esmase tekkemehhanismile, selle ülekandmisele teistele planeetidele (panspermia) või ajas lõpmatuseni tagasi lükkamisele (statsionaarse oleku teooria) .

Biokeemilise evolutsiooni teooria (A.I. Oparini teooria)

Kõigist elu tekkimise teooriatest on teadusmaailmas kõige levinum ja tunnustatuim biokeemilise evolutsiooni teooria, mille pakkus välja 1924. aastal Nõukogude biokeemik akadeemik A.I. Oparin (1936. aastal kirjeldas ta seda üksikasjalikult oma raamatus "Elu tekkimine").

Selle teooria olemus seisneb selles, et bioloogiline evolutsioon – s.t. tekkimine, areng ja tüsistused erinevaid vorme elusorganismidele eelnes keemiline evolutsioon - pikk periood Maa ajaloos, mis oli seotud elementaarüksuste vahelise interaktsiooni tekkimise, komplitseerimise ja paranemisega, mille "ehituskividest" kõik elusolendid koosnevad - orgaanilised molekulid.

Prebioloogiline (keemiline) evolutsioon

Enamiku teadlaste (peamiselt astronoomide ja geoloogide) arvates tekkis Maa taevakehana umbes 5 miljardit aastat tagasi. Päikese ümber pöörleva gaasi- ja tolmupilve osakeste kondenseerumisel.

Survejõudude mõjul eraldavad osakesed, millest Maa moodustub, tohutul hulgal soojust. Termotuumareaktsioonid algavad Maa sügavustes. Selle tulemusena kuumeneb Maa tugevalt. Seega 5 miljardit aastat nö. Maa oli läbi avakosmose kihutav kuum pall, mille pinnatemperatuur ulatus 4000–8000 °C-ni (naer. 2).

Järk-järgult, tänu soojusenergia kiirgumisele kosmosesse, hakkab Maa jahtuma. Umbes 4 miljardit aastat nn. Maa jahtub nii palju, et selle pinnale tekib tahke koorik; samal ajal purskuvad selle sügavusest välja kerged gaasilised ained, mis tõusevad ülespoole ja moodustavad esmase atmosfääri. Primaarse atmosfääri koostis erines oluliselt tänapäevasest. Ilmselt puudus iidse Maa atmosfääris vaba hapnik ja selle koostis sisaldas redutseeritud olekus aineid, nagu vesinik (H 2), metaan (CH 4), ammoniaak (NH 3), veeaur (H 2 O ), ja võib-olla ka lämmastik (N 2), süsinikmonooksiid ja süsinikdioksiid (CO ja CO 2).

Maa primaarse atmosfääri redutseeriv iseloom on elu tekke seisukohalt äärmiselt oluline, kuna redutseeritud olekus ainetel on kõrge reaktsioonivõime ja teatud tingimustel on võimelised üksteisega suhtlema, moodustades orgaanilisi molekule. Elu tekke oluliseks eelduseks on ka vaba hapniku puudumine esmase Maa atmosfääris (peaaegu kogu Maa hapnik oli seotud oksiididena), kuna hapnik oksüdeerub kergesti ja hävitab seeläbi orgaanilised ühendid. Seetõttu koguneb atmosfääris vaba hapniku olemasolu iidne maa märkimisväärses koguses orgaanilist ainet poleks võimalik.

Umbes 5 miljardit aastat jne.— Maa kui taevakeha tekkimine; pinnatemperatuur - 4000-8000°C

Umbes 4 miljardit aastat nn. - maakoore ja primaarse atmosfääri teke

Temperatuuril 1000°C- primaarses atmosfääris lihtsate süntees orgaanilised molekulid

Sünteesiks vajalikku energiat annavad:

Primaarse atmosfääri temperatuur on alla 100 ° C - primaarse ookeani teke -

Keeruliste orgaaniliste molekulide süntees - biopolümeerid lihtsatest orgaanilistest molekulidest:

• lihtsad orgaanilised molekulid – monomeerid
• komplekssed orgaanilised molekulid – biopolümeerid

Skeem. 2. Keemilise evolutsiooni peamised etapid

Kui primaarse atmosfääri temperatuur jõuab 1000°C-ni, algab selles lihtsate orgaaniliste molekulide süntees, nagu aminohapped, nukleotiidid, rasvhapped, lihtsuhkrud, mitmehüdroksüülsed alkoholid, orgaanilised happed jne. Sünteesiks vajalikku energiat annavad pikselahendused, vulkaaniline aktiivsus, kosmosekiirgus ja lõpuks ka Päikese ultraviolettkiirgus, mille eest Maad veel osooniekraan ei kaitse, ning just ultraviolettkiirgust peavad teadlased peamiseks abiogeense (st. toimuvad ilma elusorganismide osaluseta) orgaaniliste ainete süntees.

Tunnustamine ja laialt levinud A.I teooriad. Opariini soodustas suuresti asjaolu, et orgaaniliste molekulide abiogeense sünteesi protsesse on mudelkatsetes lihtne reprodutseerida.

Orgaaniliste ainete sünteesimise võimalus anorgaanilistest on tuntud juba 19. sajandi algusest. Juba 1828. aastal sünteesis väljapaistev Saksa keemik F. Wöhler orgaanilise aine – anorgaanilisest uurea – ammooniumtsüanaadist. Orgaaniliste ainete abiogeense sünteesi võimalust muistse Maa tingimustele lähedastes tingimustes näidati aga esmakordselt S. Milleri katses.

Aastal 1953 reprodutseeris noor Ameerika teadlane, Chicago ülikooli magistrant Stanley Miller klaaskolvis, millesse oli suletud elektroodid, Maa primaarse atmosfääri, mis tolleaegsete teadlaste sõnul koosnes vesinikmetaanist. CH 4, ammoniaak NH ja veeaur H 2 0 (joonis 3). S. Miller lasi selle gaasisegu kaudu nädala jooksul elektrilahendusi, simuleerides äikest. Katse lõpus leiti kolvist α-aminohappeid (glütsiin, alaniin, asparagiin, glutamiin), orgaanilisi happeid (merevaik-, piim-, äädik-, glükoolhape), y-hüdroksüvõihapet ja uureat. Katset korrates suutis S. Miller saada üksikuid nukleotiide ja lühikesi, viiest kuni kuuest ühikust koosnevaid polünukleotiidahelaid.

Riis. 3. S. Milleri paigaldamine

Abiogeense sünteesi edasistes katsetes viidi läbi erinevaid uurijaid, ei kasutatud mitte ainult elektrilahendusi, vaid ka muid iidsele Maale iseloomulikke energialiike - kosmilist, ultraviolett- ja radioaktiivne kiirgus, vulkaanilisele tegevusele omane kõrge temperatuur, aga ka mitmesugused võimalused gaasisegud, mis simuleerib esmast atmosfääri. Selle tulemusena saadi peaaegu kogu elusolenditele iseloomulike orgaaniliste molekulide spekter: aminohapped, nukleotiidid, rasvataolised ained, lihtsuhkrud, orgaanilised happed.

Veelgi enam, praegu võib Maal toimuda orgaaniliste molekulide abiogeenne süntees (näiteks vulkaanilise aktiivsuse protsessis). Samas võib vulkaanilistes heitmetes leida mitte ainult vesiniktsüaniidhapet HCN, mis on aminohapete ja nukleotiidide eelkäija, vaid ka üksikuid aminohappeid, nukleotiide ja isegi selliseid keerulisi orgaanilisi aineid nagu porfüriinid. Orgaaniliste ainete abiogeenne süntees on võimalik mitte ainult Maal, vaid ka avakosmoses. Lihtsamaid aminohappeid leidub meteoriitides ja komeetides.

Kui primaarse atmosfääri temperatuur langes alla 100 °C, sadas Maale kuuma vihma ja ilmus esmane ookean. Vihma vooluga sisenesid esmasesse ookeani abiogeenselt sünteesitud orgaanilised ained, mis muutis selle inglise biokeemiku John Haldane'i piltlikul väljendil lahjendatud "primaarseks puljongiks". Ilmselt algavad just esmases ookeanis lihtsatest orgaanilistest molekulidest - monomeeridest - keerulistest orgaanilistest molekulidest - biopolümeeridest moodustumise protsessid (vt joonis 2).

Üksikute nukleotiidide, aminohapete ja suhkrute polümerisatsiooniprotsessid on aga kondensatsioonireaktsioonid, mis toimuvad vee elimineerimisega, seetõttu ei soodusta vesikeskkond polümerisatsiooni, vaid vastupidi, biopolümeeride hüdrolüüsi (s.t. nende hüdrolüüsi); hävitamine vee lisamisega).

Biopolümeeride (eelkõige aminohapetest valkude) moodustumine võib toimuda atmosfääris temperatuuril umbes 180 °C, kust need uhuti koos sademetega esmasesse ookeani. Lisaks on võimalik, et iidsel Maal kontsentreeriti aminohappeid kuivamisreservuaaridesse ja polümeriseeriti ultraviolettvalguse ja laavavoogude kuumuse mõjul kuival kujul.

Vaatamata sellele, et vesi soodustab biopolümeeride hüdrolüüsi, toimub elusrakus biopolümeeride süntees just veekeskkonnas. Seda protsessi katalüüsivad spetsiaalsed katalüsaatorvalgud – ensüümid ning sünteesiks vajalik energia vabaneb adenosiintrifosforhappe – ATP – lagunemisel. Võimalik, et biopolümeeride sünteesi ürgookeani vesikeskkonnas katalüüsis mõne mineraali pind. Eksperimentaalselt on näidatud, et aminohappe alaniini lahus võib polümeriseerida vesikeskkonnas spetsiaalset tüüpi alumiiniumoksiidi juuresolekul. See toodab peptiidi polüalaniini. Alaniini polümerisatsioonireaktsiooniga kaasneb ATP lagunemine.

Nukleotiidide polümerisatsioon on lihtsam kui aminohapete polümerisatsioon. On näidatud, et kõrge soolakontsentratsiooniga lahustes polümeriseerivad üksikud nukleotiidid spontaanselt, muutudes nukleiinhapeteks.

Kõigi tänapäevaste elusolendite elu on elusraku kõige olulisemate biopolümeeride – valkude ja nukleiinhapete – pidev interaktsiooni protsess.

Valgud on elusraku "töömolekulid", "insenerimolekulid". Oma rolli iseloomustamisel ainevahetuses kasutavad biokeemikud sageli kujundlikke väljendeid, nagu "valk toimib", "ensüüm juhib reaktsiooni". Oluline funktsioon valk-katalüütiline. Nagu teate, on katalüsaatorid ained, mis kiirendavad keemilisi reaktsioone, kuid ei sisaldu ise reaktsiooni lõppproduktides. Katalüsaatoripaake nimetatakse ensüümideks. Ensüümid painduvad ja kiirendavad metaboolseid reaktsioone tuhandeid kordi. Ainevahetus ja seega ka elu on ilma nendeta võimatu.

Nukleiinhapped - need on "arvutimolekulid", molekulid on päriliku teabe hoidjad. Nukleiinhapped ei salvesta teavet mitte kõigi elusraku ainete, vaid ainult valkude kohta. Piisab, kui paljundada tütarrakus emarakule iseloomulikke valke, et need taaslooksid täpselt kõik emaraku keemilised ja struktuurilised tunnused, samuti talle omase ainevahetuse olemuse ja kiiruse. Nukleiinhapped ise reprodutseeritakse ka tänu katalüütiline aktiivsus valgud.

Seega on elu tekke müsteerium valkude ja nukleiinhapete vastastikuse toimemehhanismi päritolu mõistatus. Millist teavet on kaasaegsel teadusel selle protsessi kohta? Millised molekulid olid elu peamised alused – valgud või nukleiinhapped?

Teadlased usuvad, et hoolimata valkude võtmerollist tänapäevaste elusorganismide ainevahetuses, ei olnud esimesed "elusad" molekulid valgud, vaid nukleiinhapped, nimelt ribonukleiinhapped (RNA).

1982. aastal avastas Ameerika biokeemik Thomas Check RNA autokatalüütilised omadused. Ta näitas eksperimentaalselt, et keskkonnas, mis sisaldab kõrge kontsentratsioon mineraalsoolad ja ribonukleotiidid polümeriseerivad spontaanselt, moodustades polünukleotiide – RNA molekule. RNA algsetel polünukleotiidahelatel, nagu matriitsil, moodustuvad RNA koopiad komplementaarsete lämmastikualuste sidumisel. RNA matriitsi kopeerimisreaktsiooni katalüüsib algne RNA molekul ja see ei nõua ensüümide või muude valkude osalemist.

Järgnev on üsna hästi seletatav protsessiga, mida võiks molekulaarsel tasandil nimetada "looduslikuks valikuks". RNA molekulide isekopeerimisel (isekomplekteerumisel) tekivad paratamatult ebatäpsused ja vead. Vigu sisaldavad RNA koopiad kopeeritakse uuesti. Uuesti kopeerimisel võivad vead uuesti ilmneda. Selle tulemusena on RNA molekulide populatsioon esmase ookeani teatud piirkonnas heterogeenne.

Kuna RNA lagunemisprotsessid toimuvad paralleelselt sünteesiprotsessidega, siis akumuleeruvad reaktsioonikeskkonda molekulid, millel on kas suurem stabiilsus või paremad autokatalüütilised omadused (st molekulid, mis kopeerivad end kiiremini, “paljunevad” kiiremini).

Mõnel RNA molekulil, nagu ka maatriksil, võib toimuda väikeste valgufragmentide – peptiidide – isekoostumine. RNA molekuli ümber moodustub valgu "kate".

Koos autokatalüütiliste funktsioonidega avastas Thomas Check RNA molekulides ise splaissimise nähtuse. Isesplaissimise tulemusena eemaldatakse RNA-st spontaanselt peptiididega kaitsmata RNA lõigud (nad on justkui "lõigatud" ja "väljaviskatud") ning ülejäänud RNA lõigud, mis kodeerivad valku. killud on “sulatatud”, st. ühinevad spontaanselt üheks molekuliks. See uus RNA molekul kodeerib juba suurt keerulist valku (joonis 4).

Ilmselt tehti algselt ennekõike valgukatteid, kaitsefunktsioon, kaitstes RNA-d hävimise eest ja suurendades seeläbi selle stabiilsust lahuses (see on valgukatete funktsioon lihtsaimates kaasaegsetes viirustes).

On ilmne, et teatud biokeemilise evolutsiooni etapis kodeerivad RNA molekulid mitte ainult kaitsvad valgud, aga ka katalüsaatorvalke (ensüüme), mis kiirendavad järsult RNA kopeerimise kiirust. Ilmselt just nii tekkiski valkude ja nukleiinhapete interaktsiooni protsess, mida me praegu nimetame eluks.

Edasise arengu käigus hakati tänu ensüümi - pöördtranskriptaasi funktsioonidega valgu ilmumisele üheahelalistel RNA molekulidel sünteesima kahest ahelast koosnevaid desoksüribonukleiinhappe (DNA) molekule. OH-rühma puudumine desoksüriboosi 2" asendis muudab DNA molekulid nõrgalt aluselistes lahustes hüdrolüütilise lõhustamise suhtes stabiilsemaks, nimelt oli keskkonna reaktsioon primaarsetes reservuaarides nõrgalt aluseline (see keskkonna reaktsioon on säilinud tänapäevaste rakkude tsütoplasmas).

Kus arenes välja valkude ja nukleiinhapete vaheline keeruline interaktsiooni protsess? Vastavalt A.I teooriale. Elu sünnikohaks sai Oparin, nn koacervaadi tilgad.

Riis. 4. Valkude ja nukleiinhapete vahelise interaktsiooni esinemise hüpotees: a) RNA isekopeeriva protsessi käigus kogunevad vead (1 - algsele RNA-le vastavad nukleotiidid; 2 - algsele RNA-le mittevastavad nukleotiidid - kopeerimise vead ); b) RNA molekuli osal tänu selle füüsilised ja keemilised omadused aminohapped “kleepuvad” (3 - RNA molekul; 4 - aminohapped), mis üksteisega suheldes muutuvad lühikesteks valgumolekulideks - peptiidideks. RNA molekulidele iseloomuliku isesplaisingu tulemusena hävivad peptiidide poolt kaitsmata RNA molekuli lõigud ning ülejäänud “kasvavad kokku” ühtseks suurt valku kodeerivaks molekuliks. Selle tulemusena ilmub RNA molekul, mis on kaetud valgukattega (kõige primitiivsematel kaasaegsetel viirustel, näiteks tubaka mosaiikviirusel, on sarnane struktuur)

Koatservatsiooni nähtus seisneb selles, et teatud tingimustel (näiteks elektrolüütide juuresolekul) eraldatakse lahusest suure molekulmassiga ained, kuid mitte sademe, vaid kontsentreerituma lahuse kujul – koatservaadina. . Raputamisel laguneb koatservaat üksikuteks väikesteks tilkadeks. Vees on sellised tilgad kaetud hüdratatsioonikihiga (veemolekulide kest), mis neid stabiliseerib - joon. 5.

Koacervaadi tilkadel on mõningane metabolismi sarnasus: jood, puhtfüüsikaliste ja keemiliste jõudude mõjul, suudavad nad lahusest valikuliselt absorbeerida teatud aineid ja vabastada nende lagunemissaadused keskkonda. Keskkonnast pärinevate ainete selektiivse kontsentratsiooni tõttu võivad nad kasvada ja teatud suuruse saavutamisel hakkavad nad "paljunema", tärkavad väikesed tilgad, mis omakorda võivad kasvada ja "pungata".

Valgulahuste kontsentreerimisel lainete ja tuule mõjul tekkivad koacervatsioonipiisad võivad kattuda lipiidide kestaga: ühekordse kestaga, mis meenutab seebimitselle (kui tilk tõstetakse maha üks kord lipiidikiht) või rakumembraani meenutav topeltkest (kui ühekihilise lipiidmembraaniga kaetud tilk kukub korduvalt reservuaari pinda katvale lipiidkilele – joon. 5).

Koatservaatide tilkade tekkeprotsesse, nende kasvu ja "pungamist", samuti lipiidide kaksikkihi membraaniga "kattumist" on laboritingimustes lihtne simuleerida.

Koacervaadi tilkade puhul on olemas ka "loodusliku valiku" protsess, mille käigus püsivad kõige stabiilsemad tilgad lahuses.

Vaatamata koatservaadi tilkade välisele sarnasusele elusrakkudega ei ole koatservaadi tilkadel peamine omadus elamine - enese täpse reprodutseerimise, kopeerimise võime. Ilmselgelt olid elusrakkude eelkäijad sellised koacerveeritud tilgad, mis sisaldasid replikaatormolekulide (RNA või DNA) komplekse ja nende poolt kodeeritud valke. Võimalik, et RNA-valgu kompleksid eksisteerisid pikka aega väljaspool koatservaadi tilka nn "vabalt elava geeni" kujul või võib-olla toimus nende moodustumine otse mõne koatservaadi tilka sees.

Võimalik üleminekutee koacervaatide tilkadest primitiivsetele sähvatustele:

a) koatservaadi moodustumine; 6) koacervaadi tilkade stabiliseerimine sisse vesilahus; c) - rakumembraanile sarnase topeltlipiidkihi tilga ümber moodustumine: 1 - koatservaadi tilk; 2 - lipiidi monomolekulaarne kiht reservuaari pinnal; 3 – ühe lipiidikihi moodustumine tilga ümber; 4 - kahekordse lipiidikihi moodustumine tilga ümber, sarnane rakumembraaniga; d) - kahekordse lipiidikihiga ümbritsetud koatservaadi tilk, mille koostisse kuulub valgu-nukleotiidi kompleks - esimese elusraku prototüüp

Äärmiselt keeruline elu tekkeprotsess Maal, mida tänapäeva teadus täielikult ei mõista, möödus ajaloolisest vaatenurgast ülikiiresti. Juba 3,5 miljardit aastat nö. keemiline evolutsioon lõppes esimeste elusrakkude ilmumisega ja algas bioloogiline evolutsioon.

Hüpoteesid elu tekke kohta Maal

Elu ja elusolendite probleem on uurimisobjektiks paljudes loodusteadustes, alustades bioloogiast ja lõpetades filosoofiaga, matemaatikaga, mis käsitleb elusolendite fenomeni abstraktseid mudeleid, aga ka füüsikas, mis määratleb elu eluloo vaatenurgast. füüsikalised seadused. Sajandeid kestnud uurimistöö ja katsed neid probleeme lahendada on andnud alust erinevatele hüpoteesidele elu tekke kohta.

Vastavalt kahele ideoloogilised seisukohad– materialistlik ja idealistlik – isegi antiikfilosoofias kujunesid välja vastandlikud arusaamad elu tekkest: kreatsionism ja materialistlik teooria orgaanilise looduse tekkest anorgaanilisest. Kreatsionismi pooldajad väidavad, et elu tekkis jumaliku loomise akti tulemusena, mille tõestuseks on erilise jõu olemasolu elusorganismides, mis kontrollib kõiki. bioloogilised protsessid. Elu elutust loodusest päritolu pooldajad väidavad, et orgaaniline loodus tekkis loodusseaduste toimel. Hiljem konkretiseeriti see kontseptsioon elu spontaanse põlvkonna idees.

Seega on elu tekke kohta järgmised hüpoteesid.

1. Kreatsionism . Kreatsionismi kontseptsiooni järgi tekkis elu üleloomulike, s.o füüsikaseadusi rikkudes, minevikusündmuste tagajärjel. Kreatsionismi kontseptsioonist peavad kinni peaaegu kõigi levinumate religioonide järgijad. Traditsiooniliste juudi-kristlike ideede kohaselt maailma loomise kohta, nagu on sätestatud 1. Moosese raamatus, lõi kõikvõimas Looja maailma ja kõik selles elavad organismid 6 päeva jooksul, mis kestis 24 tundi. Kuid praegu ei käsitle paljud kristlased Piiblit kui teaduslikku raamatut ja usuvad, et see esitab kõigi aegade kõigile inimestele arusaadaval kujul teoloogilist ilmutust Jumala loodud kõigi elusolendite kohta.

Loogiliselt võttes ei saa maailma loomise teaduslike ja teoloogiliste seletuste vahel olla vastuolu, sest need kaks mõtlemisvaldkonda välistavad üksteist. Teoloogia tunneb tõde jumaliku ilmutuse ja usu kaudu ning tunneb ära asju, mille kohta puuduvad tõendid selle sõna teaduslikus tähenduses. Teadus kasutab laialdaselt vaatlust ja eksperimenti, teaduslik tõde sisaldab alati hüpoteesi elementi, samas kui uskliku jaoks on teoloogiline tõde absoluutne. Maailma jumaliku loomise protsessi peetakse ühekordseks, mistõttu on see vaatlusele kättesaamatu. Maailma jumaliku loomise kontseptsioon on väljaspool teadusliku uurimistöö ulatust, mistõttu vaadeldavate nähtustega tegelev teadus ei saa seda kontseptsiooni kunagi tõestada ega ümber lükata.

Kasuks räägib elu tekke- ja arenguprotsessi mittejuhuslikkus antroopiline põhimõte, sõnastatud meie sajandi 70ndatel. Selle olemus seisneb selles, et isegi väiksemad kõrvalekalded väärtusest mis tahes põhikonstandid viib selleni, et Universumis ei saa tekkida ülikorrastatud struktuurid ja sellest tulenevalt ka elu. Seega võtab Plancki konstandi suurenemine 10% prootonilt võimaluse ühineda neutroniga, s.t. muudab primaarse nukleosünteesi võimatuks. Plancki konstandi vähenemine 10% tooks kaasa stabiilse isotoobi 2 He moodustumise, mille tulemuseks oleks kogu vesiniku põlemine Universumi paisumise algfaasis. Põhikonstantide väärtuste mittejuhuslik olemus võib viidata "loomingulise plaani" olemasolule universumi kujunemise algusest peale, mis eeldab Looja - selle plaani autori - olemasolu.

2. Elu spontaanse päritolu hüpotees . Aristotelese järgi sisaldavad aine teatud "osakesed" teatud "toimeainet", mis sobivates tingimustes võib luua elusorganismi.

Elu spontaanse tekke hüpotees oli laialt levinud Vana-Hiinas, Babüloonias ja Egiptuses alternatiivina kreatsionismile. Järgides Empedoclest, kes oli üks esimesi, kes väljendas orgaanilise evolutsiooni ideed, järgis Aristoteles elu spontaanse tekke kontseptsiooni, ühendades kõik organismid üheks "looduse redeliks". Aristotelese järgi sisaldavad aine teatud "osakesed" teatud "toimeainet", mis sobivates tingimustes võib luua elusorganismi. See põhimõte on Aristotelese sõnul viljastatud munas, in päikesevalgus, muda ja mädanenud liha. 1688. aastal seadis Itaalia arst Francesco Redi kahtluse alla elu spontaanse genereerimise teooria ja viis läbi rea katseid, milles näitas, et elu saab tekkida ainult eelmisest elust (biogeneesi mõiste). Louis Pasteur (1860) lükkas lõpuks ümber elu spontaanse tekke teooria ja tõestas biogeneesi teooria paikapidavust. L. Pasteuri katsed näitasid, et mikroorganismid ilmuvad orgaanilistesse lahustesse tänu sellele, et nende embrüod olid sinna eelnevalt sisse viidud. Kui toitainekeskkonnaga anum on kaitstud mikroobide sinna sattumise eest, siis spontaanset elu teket ei toimu.

Spontaanse põlvkonna kontseptsioon, kuigi ekslik, mängis positiivset rolli; katsed, mille eesmärk oli seda kinnitada, andsid arenemiseks rikkalikku empiirilist materjali bioloogiateadus. Spontaanse põlvkonna idee lõplik tagasilükkamine toimus alles 19. sajandil.

Biogeneesi teooria kinnitamisel tekkis probleem esimese elusorganismi kohta, millest kõik teised tekkisid. Kõik teooriad (välja arvatud püsiseisundi teooria) eeldavad, et mingil eluloo etapil toimus üleminek mitteelusalt elavaks. Kuidas see juhtus?

3. Püsiseisundi hüpotees . Selle hüpoteesi kohaselt ei tekkinud Maa kunagi, vaid eksisteeris igavesti; Maa on alati olnud võimeline elu toetama. Liigid on alati eksisteerinud, igal liigil on ainult kaks võimalust: arvukuse muutumine või väljasuremine.

4. Panspermia hüpotees väidab, et elu võis tekkida üks või mitu korda erinev aeg ja Universumi erinevates kohtades. See hüpotees tekkis 60ndatel aasta XIX sajandil ja on seotud saksa teadlase G. Richteri nimega. Hiljem jagasid panspermia mõistet sellised silmapaistvad teadlased nagu S. Arrhenius, G. Helmholtz, V.I. Vernadski. Selle teooria põhjendamiseks kasutatakse UFO-vaatlusi, kaljumaalinguid iidsetest, raketilaadsetest ja tulnukatest jne. Nõukogude ja Ameerika kosmoseuuringud viitavad sellele, et maavälise elu avastamise tõenäosus Päikesesüsteemi sees on tühine, kuid ei anna alust kinnitada ega ümber lükata elu olemasolu väljaspool selle piire. Meteoriitide ja komeetide materjali uurides avastati neis palju “elu eelkäijaid” (tsüanogeenid, vesiniktsüaniidhape jne), mis võiksid mängida elu “seemnete” rolli. Olgu kuidas on, panspermia teooria ei ole teooria elu kui sellise tekke kohta; see lihtsalt kannab elu tekkeprobleemi teise kohta Universumis.

20. sajandi alguses. idee kosmiline päritolu bioloogilised süsteemid Maal ja elu igavik kosmoses töötas välja vene teadlane akadeemik V.I. Vernadski.

5. Elu igavese olemasolu hüpotees . See esitati 19. sajandil. On väidetud, et elu eksisteerib kosmoses ja kandub ühelt planeedilt teisele.

6. Biokeemilise evolutsiooni hüpotees. Maa vanuseks hinnatakse 4,5–5 miljardit aastat. Kaugemas minevikus oli meie planeedi pinnal temperatuur 4000–8000 kraadi Celsiuse järgi. Jahtudes kondenseerus süsinik ja tulekindlamad metallid, moodustades maakoor; Vulkaanilise tegevuse tulemusena tekkisid maakoore pidevad liikumised ja jahtumisest tingitud kokkusurumine, kurrud ja rebendid. Maa atmosfäär oli muinasajal ilmselgelt redutseeriv (Maa vanimad kivimid sisaldavad metalle redutseerival kujul, näiteks raudrauda, ​​nooremad kivimid sisaldavad metalle oksüdeerunud kujul, näiteks raudraud). Hapnikku atmosfääris praktiliselt ei olnud. Elu tekkimine on tekkimisega tihedalt seotud Maa ookeanid, mis juhtus umbes 3,8 miljardit aastat tagasi. Paleontoloogilised andmed näitavad, et vee temperatuur ei olnud seal liiga madal, kuid ei ületanud 58 °C. Jäljed iidsed organismid avastati kihtides, mille vanuseks hinnatakse 3,2-3,5 miljardit aastat.

Biokeemilise evolutsiooni hüpoteesi esitas akadeemik A.I. Oparin (1894-1980) oma 1924. aastal ilmunud raamatus "Elu tekkimine". Ta väitis, et Redi põhimõte, mis kehtestab orgaaniliste ainete biootilise sünteesi monopoli, kehtib ainult moodne ajastu meie planeedi olemasolu. Oma eksisteerimise alguses, kui Maa oli elutu, toimus sellel süsinikuühendite abiootiline süntees ja nende järgnev prebioloogiline evolutsioon.

Oparini hüpoteesi olemus on järgmine: elu tekkimine Maal on pikk evolutsiooniline protsess elusaine moodustumisel elutu aine sügavustes. See toimus keemilise evolutsiooni kaudu, mille tulemusena tekkisid tugevate füüsikalis-keemiliste tegurite mõjul anorgaanilistest kõige lihtsamad orgaanilised ained.

Elu tekkimine A.I. Oparinit peetakse vallaliseks loomulik protsess, mis seisnes tingimustes voolamises varane Maa esialgne keemiline evolutsioon, mis läks järk-järgult üle kvalitatiivseks uus tase– biokeemiline evolutsioon. Arvestades elu tekke probleemi biokeemilise evolutsiooni kaudu, eristab Oparin eluta ainelt elusainele ülemineku kolme etappi.

Esimene aste - keemiline evolutsioon . Kui Maa oli veel elutu (umbes 4 miljardit aastat tagasi), toimus sellel süsinikuühendite abiootiline süntees ja sellele järgnev prebioloogiline evolutsioon. Seda Maa evolutsiooni perioodi iseloomustasid arvukad vulkaanipursked, millega eraldus tohutul hulgal kuuma laavat. Planeedi jahtudes kondenseerus atmosfääris olev veeaur ja sadas Maale, moodustades tohutuid veealasid (esmane ookean). Need protsessid kestsid miljoneid aastaid. Peamise ookeani vetes lahustati mitmesuguseid anorgaanilisi sooli. Lisaks jõudsid ookeani ka erinevad orgaanilised ühendid, mis tekkisid atmosfääris pidevalt ultraviolettkiirguse, kõrge temperatuuri ja aktiivse vulkaanilise tegevuse mõjul. Orgaaniliste ühendite kontsentratsioon suurenes pidevalt ja lõpuks muutusid ookeaniveed " puljong"valgulaadsetest ainetest - peptiididest.

Joonis 26 – Elu tekke skeem Oparini järgi

Teine etapp - valkude välimus . Kui tingimused Maal pehmenesid, sai primaarse ookeani keemiliste segude elektrilahenduste, soojusenergia ja ultraviolettkiirte mõjul võimalikuks moodustada keerulisi orgaanilisi ühendeid - biopolümeere ja nukleotiide, mis järk-järgult kombineerides ja keerukamaks muutudes muutusid. sisse protobiontid (elusorganismide rakueelsed esivanemad). Keeruliste orgaaniliste ainete evolutsiooni tulemuseks oli koatservaatide ehk koatservaatide tilkade ilmumine. Koacerveerib – kolloidosakeste kompleksid, mille lahus jaguneb kaheks kihiks: rikas kiht kolloidsed osakesed ja vedelik neist peaaegu vaba. Koacervaatidel oli võime imenduda erinevaid aineid, lahustunud esmase ookeani vetes. Tulemusena sisemine struktuur koacervaadid muutusid oma stabiilsuse suurendamise suunas pidevalt muutuvates tingimustes. Biokeemilise evolutsiooni teooria käsitleb koatservaate prebioloogiliste süsteemidena, mis on molekulide rühmad, mida ümbritsevad veekarp. Näiteks on koatservaadid võimelised absorbeerima keskkonnast aineid, suhtlema üksteisega, suurendama suurust jne. Erinevalt elusolenditest ei ole koacerveeritud tilgad aga võimelised isepaljunema ja isereguleeruma, mistõttu ei saa neid liigitada bioloogiliste süsteemide hulka.

Kolmas etapp on enesepaljundamise võime kujunemine, elava raku välimus . Sel perioodil hakkas toimima looduslik valik, s.t. Koatservaadi tilkade massis toimus koatservaatide valik, mis olid antud keskkonnatingimustele kõige vastupidavamad. Valikuprotsess kestis miljoneid aastaid. Säilitatud koatservaadi tilgad olid juba võimelised läbima esmast metabolismi, mis on elu peamine omadus. Samal ajal, saavutades teatud suuruse, lagunes ematilk tütartilkadeks, mis säilitasid emastruktuuri tunnused. Seega võime rääkida enesepaljunemise omaduse - ühe - omandamisest koacervaatide abil kõige olulisemad märgid elu. Tegelikult muutusid koatservaadid selles etapis kõige lihtsamateks elusorganismideks. Nende prebioloogiliste struktuuride edasine areng oli võimalik ainult metaboolsete protsesside komplikatsiooniga koatservaadis.

Koatservaadi sisekeskkond vajas kaitset keskkonnamõjude eest. Seetõttu tekkisid orgaaniliste ühendite rikaste koatservaatide ümber lipiidide kihid, mis eraldasid koatservaadi ümbritsevast. veekeskkond. Evolutsiooni käigus muudeti lipiidid välimine membraan, mis suurendas oluliselt organismide elujõulisust ja stabiilsust. Membraani välimus määras ette edasise bioloogilise evolutsiooni suuna järjest täiuslikuma autoregulatsiooni teel, mis kulmineerus primaarse raku - arheraku - moodustumisega. Rakk on elementaarne bioloogiline üksus, kõigi elusolendite struktuurne ja funktsionaalne alus. Rakud teostavad iseseisvat ainevahetust, on võimelised jagunema ja isereguleeruma, s.t. neil on kõik elusolendite omadused. Uute rakkude moodustumine mitterakulisest materjalist on võimatu; rakkude paljunemine toimub ainult jagunemise teel. Orgaanilist arengut peetakse universaalseks rakkude moodustumise protsessiks.

Raku struktuur sisaldab: membraani, mis eraldab raku sisu väliskeskkonnast; tsütoplasma, mis on lahustuvate ja suspendeeritud ensüümide ja RNA molekulidega soolalahus; kromosoome sisaldav tuum, mis koosneb DNA molekulidest ja nende külge kinnitatud valkudest.

Seetõttu tuleks elu alguseks pidada stabiilse isepaljunemise tekkimist orgaaniline süsteem(rakud) konstantse nukleotiidjärjestusega. Alles pärast selliste süsteemide tekkimist saame rääkida bioloogilise evolutsiooni algusest.

Üleminek mitteelusalt elavaks toimus pärast seda, kui nende eelkäijate baasil tekkisid ja arenesid välja kahe fundamentaalse elusüsteemi alged: ainevahetussüsteem ja elusraku materiaalsete aluste taastootmise süsteem.

Tõenäosus, et valgu molekul, mis koosneb 20 tüüpi 100 aminohappest, moodustub juhuslikult teatud mustri järgi, mis on võrdne 1/20 100 ≈ 1/10 130. Elav rakk– moodustuv interakteeruvate valkude, lipiidide ja nukleotiidide kompleks geneetiline kood. Lihtsaim rakk sisaldab üle 2000 ensüümi. Selliste keerukate struktuuride juhusliku tekke tõenäosus on väike.

Biopolümeeride abiogeense sünteesi võimalikkus tõestati eksperimentaalselt 20. sajandi keskel. 1953. aastal modelleeris Ameerika teadlane S. Miller Maa primaarset atmosfääri ning sünteesis äädik- ja sipelghape, uureat ja aminohappeid, juhtides elektrilaenguid läbi gaaside segu (vesi, süsihappegaas, vesinik, lämmastik, metaan). Nii demonstreeriti, kuidas on võimalik komplekssete orgaaniliste ühendite süntees abiogeensete tegurite mõjul.

Vaatamata oma teoreetilisele ja eksperimentaalsele kehtivusele on Oparini kontseptsioonil nii tugev kui ka nõrgad küljed. Tugevus kontseptsioon on keemilise evolutsiooni üsna täpne eksperimentaalne põhjendus, mille kohaselt on elu tekkimine aine prebioloogilise evolutsiooni loomulik tulemus. Veenev argument selle kontseptsiooni kasuks on ka selle peamiste sätete eksperimentaalse kontrollimise võimalus. Kontseptsiooni nõrk külg on võimatus seletada keeruliste orgaaniliste ühendite juurest elusorganismidele ülemineku hetke.

Ühe versiooni üleminekust prebioloogiliselt evolutsioonilt bioloogilisele pakkus välja Saksa teadlane M. Eigen. Tema hüpoteesi järgi on elu tekkimine seletatav nukleiinhapete ja valkude vastasmõjuga. Nukleiinhapped on kandjad geneetiline teave ja valgud toimivad keemiliste reaktsioonide katalüsaatoritena. Nukleiinhapped reprodutseerivad ennast ja edastavad teavet valkudele. Tekib suletud ahel - hüpertsükkel, milles keemilise reaktsiooni protsessid kiirenevad katalüsaatorite olemasolu tõttu ise. Hüpertsüklites toimib reaktsioonisaadus samaaegselt nii katalüsaatori kui ka lähtereagendina. Selliseid reaktsioone nimetatakse autokatalüütiliseks.

Teine teooria, mille raames saab seletada üleminekut prebioloogiliselt evolutsioonilt bioloogilisele evolutsioonile, on sünergia . Sünergeetikute poolt avastatud mustrid võimaldavad selgitada anorgaanilisest ainest orgaanilise aine tekkimise mehhanismi iseorganiseerumise seisukohalt läbi uute struktuuride spontaanse tekkimise avatud süsteemi koosmõjul keskkond.

On olemas hüpotees bakterite, mikroobide ja muude väikeorganismide võimaliku sissetoomise kohta sissetoomise kaudu taevakehad. Organismid arenesid ja pikaajaliste transformatsioonide tulemusena tekkis Maale järk-järgult elu. Hüpotees käsitleb organisme, mis võivad toimida isegi hapnikuvabas keskkonnas ja ebatavaliselt kõrgel või madalal temperatuuril.

See on tingitud migreeruvate bakterite olemasolust asteroididel ja meteoriitidel, mis on killud planeetide või muude kehade kokkupõrgetest. Tänu kulumiskindla väliskesta olemasolule, samuti võimele aeglustada kõiki eluprotsesse (mõnikord muutudes eosteks), on selline elu võimeline liikuma väga pikka aega ja väga pikki vahemaid.

Kui nad satuvad külalislahkematesse tingimustesse, aktiveerivad galaktikatevahelised rändurid põhilised elu toetavad funktsioonid. Ja seda teadvustamata moodustavad nad aja jooksul Maal elu.

Elamatust elamisest

Sünteetiliste ja orgaaniliste ainete olemasolu tänapäeval on vaieldamatu. Veelgi enam, üheksateistkümnendal sajandil sünteesis saksa teadlane Friedrich Wöhler anorgaanilisest ainest (ammooniumtsüanaadist) orgaanilise aine (uurea). Seejärel sünteesiti süsivesinikke. Seega tekkis elu planeedil Maa suure tõenäosusega anorgaanilisest materjalist sünteesi teel. Abiogeneesi kaudu esitatakse teooriaid elu tekke kohta.

Kuna mis tahes orgaanilise organismi struktuuris mängivad peamist rolli aminohapped. Loogiline oleks eeldada, et nad osalevad elu asustamises Maa peal. Põhineb andmetel, mis on saadud Stanley Milleri ja Harold Urey katsest (aminohapete moodustumine, jättes välja elektrilaeng gaaside kaudu), saame rääkida aminohapete tekke võimalusest. Aminohapped on ju ehituskivid, mille abil ehitatakse üles vastavalt keha ja igasuguse elu keerulised süsteemid.

Kosmogooniline hüpotees

Tõenäoliselt kõige populaarsem tõlgendus, mida iga koolilaps teab. Suure Paugu teooria on olnud ja jääb tuliste arutelude väga kuumaks teemaks. Suur Pauk toimus ainsast energia akumulatsioonipunktist, mille vabanemise tulemusena paisus universum oluliselt. Tekkisid kosmilised kehad. Vaatamata kogu oma järjepidevusele ei selgita Suure Paugu teooria universumi enda teket. Nagu tegelikult ei saa seletada ükski olemasolev hüpotees.

Tuumaorganismide organellide sümbioos

Seda versiooni elu tekkest Maal nimetatakse ka endosümbioosiks. Süsteemi selged sätted koostas vene botaanik ja zooloog K. S. Merežkovski. Selle kontseptsiooni olemus on organelli ja raku vastastikku kasulik kooseksisteerimine. Mis omakorda viitab endosümbioosile kui mõlemale osapoolele kasulikule sümbioosile eukarüootsete rakkude (rakud, milles on tuum) moodustumine. Seejärel viidi läbi geneetilise informatsiooni ülekande bakterite vahel nende areng ja populatsiooni suurenemine. Selle versiooni järgi kõik edasine areng elu ja eluvormid, on kohustatud tänapäevaste liikide eelmisele esivanemale.

Spontaanne põlvkond

Sellist väidet 19. sajandil ei saanud tajuda ilma skeptilisuseta. Liikide järsk ilmumine, nimelt elututest asjadest elu teke, tundus tolle aja inimestele fantastiline. Veelgi enam, heterogenees (paljunemisviis, mille tulemusena sünnivad isendid, kes on oma vanematest väga erinevad) tunnistati elu mõistlikuks seletuseks. Lihtne näide lagunevatest ainetest tekib keeruline elujõuline süsteem.

Näiteks samas Egiptuses annavad Egiptuse hieroglüüfid teada mitmekesise elu tekkimisest veest, liivast, lagunevatest ja mädanevatest taimejäänustest. See uudis poleks Vana-Kreeka filosoofe sugugi üllatanud. Seal tajuti uskumust elu tekkest elututest asjadest kui tõsiasja, mis ei vajanud õigustust. Suur kreeka filosoof Aristoteles rääkis nähtavast tõest: "Lehed tekivad mädanenud toidust, krokodill on vee all mädanevate palkide protsesside tulemus." See on salapärane, kuid hoolimata kiriku igasugusest tagakiusamisest, elas saladuse rüppe peidetud veendumus terve sajandi.

Arutelu elu üle Maal ei saa kesta igavesti. Sellepärast viis 19. sajandi lõpus oma analüüsid läbi prantsuse mikrobioloog ja keemik Louis Pasteur. Tema uurimistöö oli oma olemuselt rangelt teaduslik. Katse viidi läbi aastatel 1860-1862. Tänu eoste eemaldamisele unisest seisundist suutis Pasteur lahendada elu spontaanse põlvkonna küsimuse. (Selle eest pälvis ta Prantsuse Teaduste Akadeemia auhinna)

Tavalisest savist asjade loomine

Kõlab hullult, aga tegelikult on sellel teemal õigus elule. Pole asjata, et Šoti teadlane A.J. Cairns-Smith esitas elu valguteooria. Kindlalt sarnastele uuringutele tuginedes rääkis ta orgaaniliste komponentide ja lihtsavi vastastikmõjust molekulaarsel tasandil... Selle mõjul moodustasid komponendid stabiilsed süsteemid, milles toimusid muutused mõlema komponendi struktuuris ning seejärel jõuka elu kujunemine. Nii selgitas Kerns-Smith oma seisukohta nii ainulaadsel ja originaalsel viisil. Bioloogiliste lisanditega savikristallid tekitasid kooselu, misjärel nende “koostöö” lõppes.

Pidevate katastroofide teooria

Georges Cuvieri välja töötatud kontseptsiooni järgi pole praegu nähtav maailm sugugi esmane. See, mis see on, on lihtsalt järjekordne lüli järjestikku katkevas ahelas. See tähendab, et elame maailmas, mis lõpuks läbib massilise elu väljasuremise. Samal ajal ei hävinud kõik Maal globaalselt (näiteks toimus üleujutus). Mõned liigid jäid oma kohanemisvõime käigus ellu, asustades sellega Maa. Liikide ja elu struktuur jäi Georges Cuvieri sõnul muutumatuks.

Mateeria kui objektiivne reaalsus

Õpetuse peateemaks on erinevad valdkonnad ja valdkonnad, mis lähendavad evolutsiooni mõistmist täppisteaduste vaatenurgast. (materialism on filosoofias maailmavaade, mis paljastab kõik tegelikkuse põhjus-tagajärg asjaolud, nähtused ja tegurid. Seadused kehtivad inimese, ühiskonna ja Maa kohta). Teooria esitasid tuntud materialismi pooldajad, kes usuvad, et elu Maal sai alguse keemiatasandi muutustest. Pealegi leidsid need aset peaaegu 4 miljardit aastat tagasi. Elu seletusel on otsene seos DNA-ga (deoksü ribonukleiinhape) RNA (ribonukleiinhape), samuti mõnede HMC-de (kõrge molekulmassiga ühendid, sel juhul- oravad.)

Kontseptsioon kujunes välja teaduslike uuringute käigus, mis paljastavad molekulaar- ja geneetilise bioloogia ning geneetika olemuse. Allikad on mainekad, eriti arvestades nende noorust. Hakati ju RNA maailma hüpoteesi uurima kahekümnenda sajandi lõpus. Carl Richard Woese andis teooriasse tohutu panuse.

Charles Darwini õpetused

Rääkides liikide päritolust, on võimatu mainimata jätta sellist tõeliselt säravat inimest nagu Charles Darwin. Tema elutöö, looduslik valik, tähistas massiliste ateistlike liikumiste algust. Teisalt andis see teadusele enneolematu tõuke, ammendamatu pinnase uurimiseks ja katsetamiseks. Õpetuse sisuks oli liikide püsimajäämine läbi ajaloo organismide kohanemise kaudu kohalike tingimustega, uute omaduste kujunemine, mis aitavad konkurentsitingimustes.

Evolutsioon viitab teatud protsessidele, mille eesmärk on muuta organismi ja organismi enda elu ajas. Pärilike tunnuste all mõeldakse käitumusliku, geneetilise või muud tüüpi teabe edastamist (ülekannet emalt tütrele).

Evolutsiooni peamised jõud on Darwini järgi võitlus eksistentsiõiguse eest liikide valiku ja varieeruvuse kaudu. Darwini ideede mõjul hakati 20. sajandi alguses aktiivselt uurima ökoloogiat, aga ka geneetikat. Zooloogiaõpetus muutus radikaalselt.

Jumala looming

Paljud inimesed kõikjalt maakera tunnistavad endiselt usku Jumalasse. Kreatsionism on tõlgendus elu tekkest Maal. Tõlgendus koosneb Piiblil põhinevast väidete süsteemist ja vaatleb elu kui loojajumala loodud olendit. Andmed on võetud " Vana Testament”, “Evangeelium” ja muud pühakirjad.

Elu loomise tõlgendused aastal erinevad religioonid mõnevõrra sarnane. Piibli järgi loodi Maa seitsme päevaga. Taeva, taevatulede, vee ja muu sellise loomiseks kulus viis päeva. Kuuendal lõi Jumal Aadama savist. Nähes igavlevat, üksildast meest, otsustas Jumal luua veel ühe ime. Võttes Aadama ribi, lõi ta Eeva. Seitsmes päev tunnistati puhkepäevaks.

Aadam ja Eeva elasid probleemideta, kuni pahatahtlik saatan mao kujul otsustas Eevat kiusata. Lõppude lõpuks seisis keset paradiisi hea ja kurja tundmise puu. Esimene ema kutsus Aadamat einet jagama, rikkudes sellega oma sõna, Jumalale antud(ta keelas keelatud vilju puudutada.)

Esimesed inimesed aetakse meie maailma välja, alustades sellega kogu inimkonna ja elu ajalugu Maal.

Tunni eesmärgid:

Õpilaste teadmiste laiendamine ja üldistamine erinevatest vaadetest elu tekke kohta Maal;

Gümnaasiumilõpetaja intellektuaalse potentsiaali paljastamise tingimuseks probleemikeskse arengukeskkonna loomine.

Varustus:

Mineviku silmapaistvate teadlaste ja filosoofide portreed;

Ettekanded: “Kreatsionism”, “Elu päritolu ideede arendamine”;

Laboratoorsete tööde teostamise kaart: “Elu tekke erinevate hüpoteeside analüüs ja hindamine”;

Kaart " Lühisõnastik tingimused”;

Arvuti, projektor, ekraan.

Tundide ajal

1. Teadmiste uuendamine.

Erinevused elava ja elutu vahel ning „elu” määratlus. (lühike vestlus).

2. Õpetaja sissejuhatav kõne.

Elu on Maal eksisteerinud 4,5 miljardit aastat. See täidab kõik meie planeedi nurgad. Järvedes, jõgedes, meredes, ookeanides, mägedes, tasandikel, kõrbetes, isegi õhus elavad elusolendid. Arvatakse, et kogu eluajaloo jooksul Maal on olnud umbes 4,5 miljardit looma- ja taimeliiki.

Kuidas tekkis ja arenes elu meie planeedil? Elu päritolu probleem on pikka aega köitnud inimese mõte. Alates iidsetest aegadest kuni meie ajani on elu tekke kohta Maal püstitatud palju hüpoteese. Kuid tänaseni pole kindlat vastust. Elu päritolu ideede kujunemislugu uurides saame tutvuda vaid teadlaste pakutud teaduslike teooriate ja nende selleteemaliste uuringute tulemustega.

Alates iidsetest aegadest kuni meie ajani on Maal elu tekke kohta püstitatud palju hüpoteese. Kuid kogu nende mitmekesisus taandub kahele üksteist välistavale vaatepunktile.

Biogeneesi teooria pooldajad (kreeka keelest bio – elu ja genees – päritolu) uskusid, et kõik elusolend pärineb ainult elusolenditest. Nende vastased kaitsesid abiogeneesi teooriat ja uskusid, et elusolendite tekkimine elututest on võimalik, s.t ühel või teisel määral võimaldasid nad elu spontaanset genereerimist.

Võime täheldada materialistlike ja idealistlike vaadete elemente, mis läbivad kogu elu päritolu vaadete kujunemise ajalugu iidsetest aegadest tänapäevani.

Maa tekkimine

Vaatepunktist kaasaegne teadus Päike ja planeedid tekkisid samaaegselt tähtedevahelisest ainest - tolmu- ja gaasiosakestest. See külm aine muutus järk-järgult tihedamaks, pressiti kokku ja lagunes seejärel mitmeks ebavõrdseks tükiks. Üks neist, suurim, tekitas Päikese. Selle aine, mis jätkas kokkusurumist, kuumenes ja selle ümber tekkis pöörlev gaasi- ja tolmupilv, millel oli ketta kuju. Selle pilve tihedatest tükkidest tekkisid planeedid. Maa tekkis umbes 4,5 miljardit aastat tagasi. Teadlased tegid selle kindlaks vanimate kivimite vanuse järgi.

Statsionaarse (konstantse) oleku teooria

Nagu püsiseisundi teooria väidab, ei tekkinud Maa kunagi, vaid eksisteeris igavesti; keskkonnatingimused olid alati võimalikud elu toetamiseks ja kui need muutusid, siis vähe. Selle versiooni kohaselt ei tekkinud ka elusolendite liike, nad on alati eksisteerinud ja igal liigil on ainult kaks võimalikku reaalsust - kas arvukuse muutumine või väljasuremine. Kuid statsionaarse oleku hüpotees on põhimõtteliselt vastuolus tänapäevase teaduse, eriti astronoomia andmetega, need andmed näitavad mis tahes tähtede eluea ja vastavalt ka planeedisüsteemide olemasolu nende valgustite ümber. Kaasaegsete hinnangute kohaselt, võttes arvesse radioaktiivse lagunemise kiirusi, on Maa, Päikese ja Päikesesüsteemi vanus ~4,6 miljardit aastat. Seetõttu ei võta akadeemiline teadus seda hüpoteesi tavaliselt arvesse.

Selle teooria pooldajad keelduvad tunnistamast, et teatud fossiilsete jäänuste (jäänuste) olemasolu või puudumine võivad keskenduda konkreetselt üksikute, erinevate liikide tekkimise või väljasuremise ajale ning tuua näitena sagar-uimkalade esindaja. koelakant (coelacanth).

Elu spontaanse genereerimise teooria

Spontaanse põlvkonna teooria tekkis Vana-Hiinas, Babüloonias ja Kreekas alternatiivina kreatsionismile, millega see koos eksisteeris. Aristoteles oli ka selle teooria pooldaja. Tema järgijad uskusid, et teatud ained sisaldavad "aktiivset ainet", mis sobivates tingimustes võib luua elusorganismi.

Meremeeste seas olid seisukohad Bernakeli hane välimuse kohta teada. See hani kasvab männipuudel, tormades läbi meresügavuste. Esialgu näeb see välja nagu vaigutilk. Ta kinnitub nokaga puu külge ja eritab ohutuse tagamiseks kõva kesta, milles elab rahulikult ja muretult. Mõne aja pärast kasvavad hani suled ja siis jätab ta kooretüki vette ja hakkab ujuma. Ja ühel ilusal päeval lehvitab ta tiibu ja lendab minema.

ajal pikki sajandeid, uskudes kindlalt jumalikku loomingusse, olid inimesed lisaks kindlalt veendunud, et elu tekib pidevalt spontaanselt. Vana-Kreeka filosoof Aristoteles kirjutas, et märjast pinnasest või kõdunevast mudast võivad sündida mitte ainult taimed, ussid, putukad, vaid isegi kalad, konnad ja hiired. Hollandi teadlane Jan Van Helmont 17. sajandil. kirjeldas oma kogemust, väites, et väidetavalt tekkisid elusad hiired mustast pesust ja peotäiest kappi lukustatud nisu. Teine loodusteadlane, Grindel von Ach, rääkis elava konna spontaansest põlvkonnast, mida ta väidetavalt jälgis: „Ma tahan kirjeldada konna sündi, mida mul oli võimalik jälgida mikroskoobi abil. Ühel päeval võtsin tilga maikuu kastet ja seda hoolikalt mikroskoobi all jälgides märkasin, et mingi olend on tekkimas. Teisel päeval usinalt jälgides märkasin, et keha oli juba ilmunud, kuid pea ei tundunud endiselt selgelt moodustunud; kolmandal päeval oma vaatlusi jätkates veendusin, et vaadeldav olend pole muud kui pea ja jalgadega konn. Lisatud joonisel on kõik selge.»

"Need on faktid," kirjutas Aristoteles oma töös, "elusad asjad võivad tekkida mitte ainult organismide paaritumise, vaid ka pinnase lagunemise tulemusena, mis tekivad spontaanselt kehaliste jõudude mõjul. loodus lagunevast maast.

4. Õpetaja kommentaar elu tekkeprobleemi uurimise hindamisest 18. ja 19. sajandil.

Itaalia loodusteadlane Francesco Redi oli sellisele lähenemisele elu päritolu probleemile vastu. "Süüdimõistmine oleks asjatu," kirjutas ta, "kui seda ei saaks katsega kinnitada. Niisiis võtsin 2 anumat ja asetasin angerja sinna. Üks anum suleti ja teine ​​jäi avatuks. Oli näha, et kärbsevastsed ilmusid alles avatud anumasse. See tähendab, et vastsed ei sünni spontaanselt, vaid kärbeste munetud munadest.»

Kuid Redi vastased, nn vitalistid (ladina keelest vitas - elu) - kõikehõlmava elujõu toetajad - väitsid, et õhk ei pääse suletud potti ja koos sellega "elujõud", seega kärbes. vastsed suletud anumas ei saanud ilmuda.

Seejärel korraldas Redi katse, mis oli oma lihtsuses hiilgav. Ta pani surnud maod 2 anumasse, millest üks jäeti lahti, teine ​​suleti musliiniga. Mõne aja pärast ilmusid kärbsevastsed alles avatud anumasse. Kogemused veensid meid, et taimed ja loomad tekivad ainult vanemindiviidide moodustatud seemnetest või munadest, kuid ei saa tekkida elutust loodusest. Aga mikroorganismid? Arutelu biogeneesi ja abiogeneesi pooldajate vahel jätkus.

1859. aastal andis Prantsuse Teaduste Akadeemia auhinna kõigile, kes teevad lõpu arutelule spontaanse elupõlvkonna üle. 1862. aastal sai auhinna Louis Pasteur. Ta viis läbi katse, mis lihtsuse poolest konkureeris Redi omaga. Ta keetis lihapuljongit kolbides, milles võisid areneda mikroorganismid. Keetmisel surid nad ja nende eosed. Pasteur kinnitas kolbi külge kõvera tuubi, kus mikroobide eosed asusid ega suutnud toitainekeskkonda tungida ning juurdepääs kurikuulsale "elujõule" oli tagatud. Toitekeskkond jäi steriilseks, kuid niipea, kui toru ära murdus, läks sööde mädanema. Seejärel loodi Pasteuri kogemuse põhjal meetodid: pastöriseerimine, konserveerimine, aseptika ja antiseptikumide õpetus. Need olid teoreetilise vaidluse praktilised tulemused.

5. Õpilaste ettekanded teiste Maa elu tekke hüpoteeside analüüsist.

Hüpoteesid elu igavikulisusest universumis. Panspermia

L. Pasteuri elu spontaanse tekke teooria ümberlükkamine mängis kahetist rolli. Ühelt poolt nägid idealistliku filosoofia esindajad tema katsetes vaid otseseid tõendeid anorgaaniliselt ainelt elusolenditele ülemineku põhimõttelisest võimatusest ainult looduslike loodusjõudude toimel. See oli üsna kooskõlas nende arvamusega, et elu tekkimine nõuab mittemateriaalse printsiibi – looja – sekkumist. Teisest küljest on mõned materialistlikult meelestatud loodusteadlased nüüdseks kaotanud võimaluse kasutada elu spontaanse genereerimise fenomeni oma seisukohtade peamise tõestusena. Tekkis idee elu igavikust universumis. Nii tekkis panspermia hüpotees, mille esitas saksa keemik J. Liebig (1803 - 1873).

Panspermia hüpoteesi kohaselt eksisteerib elu igavesti ja kandub planeedilt planeedile meteoriitide abil. Lihtsamad organismid või nende eosed (“eluseemned”), mis kukuvad peale uus planeet ja leidnud siin soodsad tingimused, nad paljunevad, põhjustades evolutsiooni kõige lihtsamatest vormidest keerukateks. Panspermia hüpoteesi toetaja oli silmapaistev vene loodusteadlane V.I. Vernadski (1863-1945)

Rootsi füüsikaline keemik S. Arrhenius (1859-1927) oli eriti aktiivne panspermia teooria väljatöötamisel. Vene füüsiku P.N. Lebedev (1866-1912), kes avastas valgusvoo rõhu, S. Arrhenius nägi tõendeid mikroorganismide spooride ülekandumise võimalusest planeedilt planeedile. Elu transporditakse, soovitas ta, mitte meteoriitidel olevate mikroorganismide kujul, mis atmosfääri tihedatesse kihtidesse sisenedes kuumenevad – eosed ise võivad päikesevalguse survel liikuma kosmilises ruumis!

See seisukoht lükati hiljem tagasi. Kosmosetingimustes ei saa ilmselt eksisteerida elu algust sellistes vormides, mis meile Maal on teada, ja kõik katsed kosmoses mingeid eluvorme tuvastada pole veel positiivseid tulemusi andnud. Sellegipoolest on mõned kaasaegsed teadlased väljendanud hüpoteese selle kohta maaväline päritolu elu. Seega usuvad Ameerika teadlased F. Crick ja L. Orgel, et Maale "külvasid" mõned intelligentsed olendid, nende planeedisüsteemide asukad, mille elu areng oli miljardeid aastaid meie päikesesüsteemist ees. Varustanud raketi ja asetanud sellesse konteineri lihtsate organismidega, saatsid nad selle Maa poole, olles eelnevalt kindlaks teinud, et seal on vajalikud tingimused eluks. Seda muidugi tõestada ei saa ja kategooriliselt ümber lükata pole võimalik.

Üheks tõendiks elu maavälise päritolu hüpoteesi kasuks oli ALH 84001 nimelise meteoriidi seest vardakujuliste moodustiste avastamine, mis meenutavad kuju poolest kivistunud baktereid. Meteoriit ise oli tükk Marsi maakoorest, mis paiskus 16 miljonit aastat tagasi sellel planeedil toimunud plahvatuse tagajärjel kosmosesse. Ja 13 tuhat aastat tagasi langes see Maale Antarktikas, kus see hiljuti avastati. Et vastata küsimusele "Kas Marsil on elu?" on võimalik lähitulevikus, kui Ameerika riikliku lennuameti aruanded ja kosmoseuuringud NASA. See organisatsioon saatis Marsile satelliidi, et võtta Marsi pinnasest proove, ja töötleb nüüd saadud materjali. Kui uuringud näitavad, et Marsil asustasid mikroorganismid, siis võib julgemalt rääkida elu kosmosest sissetoomisest.

Panspermia teooria viib meid eemale Maal elu tekke küsimuse lahendamisest: kui elu ei tekkinud Maal, siis kuidas tekkis see väljaspool seda? See teooria pole leidnud tunnustust paljude teadlaste seas (ei selgita elu päritolu)

Kreatsionismi hüpotees

Kreatsionismi hüpotees on vaade elu tekkele usklike vaatevinklist. Selle hüpoteesi kohaselt tekkis elu mõne minevikus toimunud üleloomuliku sündmuse tagajärjel. Sellest peavad kinni kõigi maailma usuliste möönduste järgijad – islam, kristlus, budism, judaism. Nende religioonide seisukohalt koosneb Universum materiaalsetest ja vaimsetest komponentidest. Elav aine, see tähendab loom, köögiviljamaailm ja inimene sündis vaimse komponendi ehk teisisõnu Jumala poolt. Selle hüpoteesi pooldajad toovad näiteid elusaine tunnustest, mida tänapäeva teadus ei suuda seletada ja mis religiooni seisukohalt demonstreerivad Kõrgeima Meele olemasolu. Näiteks: viirused koosnevad valgukestast ja DNA-st. Peremeesrakus peab viirus paljunemiseks kahekordistama DNA molekuli, kuid see nõuab tohutut energiat, kes selle protsessi algatab? Loodusteaduste sees on küsimus siiani vastuseta.

Kas see tähendab, et paljude seas levinud stereotüüpne seisukoht, et teadus ja religioon on oma olemuselt vastuolulised, on õige? Paljud teadlased usuvad, et teadus ja religioon on viis kahe poole tundmiseks üks maailm- materiaalne ja vaimne reaalsus. Praktikas ei peaks need vastanduma, vaid üksteist täiendama ja toetama. Seetõttu ütles Albert Einstein: "Teadus ilma religioonita on puudulik, religioon ilma teaduseta on pime." 2. esitlus

Biokeemilise evolutsiooni hüpotees

Biokeemilise evolutsiooni teoorial on kaasaegsete teadlaste seas kõige rohkem toetajaid. Maa tekkis umbes viis miljardit aastat tagasi; Algselt oli selle pinnatemperatuur väga kõrge. Jahtudes tekkis tahke pind (litosfäär). Algselt kergetest gaasidest (vesinik, heelium) koosnenud atmosfääri ei suutnud ebapiisavalt tihe Maa tõhusalt toetada ning need gaasid asendati raskematega: veeaur, süsinikdioksiid, ammoniaak ja metaan. Kui Maa temperatuur langes alla 100°C, hakkas veeaur kondenseeruma, moodustades maailmaookeanid. Sel ajal tekkisid primaarsetest ühenditest keerulised orgaanilised ained; termotuumasünteesi reaktsioonide jaoks saadi energiat pikselahendus ja intensiivne ultraviolettkiirgus. Ainete kuhjumist soodustas elusorganismide – orgaanilise aine tarbijate – ja peamise oksüdeeriva aine – hapniku puudumine.

Anorgaanilistest suudeti redutseeriva atmosfääri tingimustes võimsate elektrilahenduste energia tõttu tekkida primaarsed orgaanilised ained (valgud). Amfoteersuse tõttu moodustasid valgustruktuurid (Oparini terminoloogias protobiondid) kolloidsed hüdrofiilsed kompleksid (tõmbavad veemolekulid), millel oli ühine veekesta. Neid komplekse saab eraldada kogu veemassist ja omavahel kokku liita, moodustades koacervaadi tilgad (koatservatsioon on polümeeride vesilahuse spontaanne eraldamine erineva kontsentratsiooniga faasideks). Koatservaatides sisenesid ained edasistesse keemilistesse reaktsioonidesse (toimus metalliioonide selektiivne neeldumine ja ensüümide moodustumine). Protobiontide tüsistus saavutati selliste koacervaatide tilkade valikuga, mille eeliseks oli keskkonna ainete ja energia parem ärakasutamine. Piiril koatservaatide ja väliskeskkond lipiididest tekkis primitiivne membraan, mis viis esimese raku tekkeni.

Kaasaegne teadus peab elu abiogeenset päritolu Maal, pidades seda teooriat kõige tõenäolisemaks. Abiogenees koosneb elu arengu kolmest peamisest etapist:

1. Bioloogiliste monomeeride abiogeenne esinemine.

2. Bioloogiliste polümeeride teke.

3. Membraanstruktuuride ja primaarsete organismide (probiontide) teke.

Praegu pole elu tekkeprobleem lahendatud. Teadlased otsivad jätkuvalt võimalusi selle lahendamiseks.

7. Laboratoorsete tööde tegemine

Laboratoorsed tööd
“Elu tekke erinevate hüpoteeside analüüs ja hindamine”

Uuringu eesmärk Iseloomustage antiikteadlaste mütoloogilisi ideid, esimesi teaduslikke katseid selgitada elu tekke olemust ja protsessi, iseloomustage hüpoteeside eksperimentaalseid tõendeid: F. Redi katsed, V. Harvey vaated, L. katsed. Pasteur, elu igaviku teooriad, materialistlikud ideed elu tekke kohta Maal. Tutvuge panspermia pooldajate väidetega, hüpoteesiga elu igavikulisusest universumis. Selgitage, miks need teooriad pole leidnud paljude teadlaste seas heakskiitu.

Kas esitatud hüpoteesid on tõenduspõhised? Kas need võimaldavad looduse evolutsioonilist arengut? Kas neid hüpoteese saab pidada teaduslikeks? Märkige (+) või (-)

	Hüpoteesid elu tekke kohta	Hüpoteesi tõendid	Evolutsiooniline areng	Hüpoteesi teaduslik olemus
1	Kreatsionism
2	Vitalism - elu spontaanse genereerimise teooria
3	Panspermia teooria
4	Püsiseisundi teooria
5	Biokeemilise evolutsiooni teooria

Tehke oma analüüsi põhjal järeldus, milline hüpotees elu tekke kohta Maal on tõenäolisem.

Terminoloogiline sõnastik

Elu on üks mateeria olemasolu vorme, mis loomulikult tekib teatud tingimustel selle arenguprotsessis. Organismid erinevad elututest objektidest oma ainevahetuse, ärrituvuse, paljunemis-, kasvu-, arenemis-, koostise ja funktsioonide reguleerimise, erinevate liikumisvormide, keskkonnaga kohanemisvõime jms poolest.

Abiogenees on teooria, et elusolendid võivad tekkida elututest asjadest.

Laiemas mõttes on abiogenees katse kujutleda elusolendite tekkimist elututest asjadest.

Biogenees on teooria, mille kohaselt saavad elusolendid tekkida ainult elusolenditest.

Vitalism on teooria, mille kohaselt on kõikjal “elujõud”, mida tuleb lihtsalt “sisse hingata” ja elutu muutub elavaks.

Kreatsionism on teooria, et elu tekkis mingi minevikus toimunud üleloomuliku sündmuse tagajärjel, mis enamasti tähendab jumalikku loomingut.

Panspermia on teooria, mille kohaselt "eluseemned" toodi Maale kosmosest koos meteoriitide või kosmilise tolmuga.

Koacervaadid on vee massist eraldatud valgukompleksid, mis on võimelised keskkonnaga aineid vahetama ja selektiivselt akumuleerima erinevaid ühendeid.

Probiondid on primitiivsed heterotroofsed organismid, mis tekkisid "ürgses puljongis".

8. Kokkuvõtete tegemine

Elu on vaid säde lõputus pimeduses: see ilmub, väreleb ja kaob igaveseks.

Võrreldes aja lõpmatusega on inimelu kestus vaid kaduvalt põgus hetk, kuid see on ka kõik, mis meile siin on antud.

Seetõttu peame oma elu juhtima igaviku valguses ning kulutama oma aega ja andeid igavese väärtusega asjadele.

Kodutöö. Valmistage esitlusvormis vastused järgmistele küsimustele:

1. Mis on elu väärtus?

2. Mis on inimelu mõte?

3. Miks on vaja elu kaitsta?