CCE pitanje 42

Hipoteze o nastanku života na Zemlji

1. Kreacionizam

2. Spontana (spontana) generacija

3. Hipoteza panspermije

4. Hipoteza biokemijske 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. Proces božanskog stvaranja svijeta zamišljen je kao da se dogodio samo jednom i stoga nedostupan promatranju. To je dovoljno da se cijeli koncept božanskog stvaranja izvuče iz okvira znanstvenog istraživanja. Znanost se bavi samo opaženim pojavama i stoga nikada neće moći ni dokazati ni odbaciti ovaj koncept.

2. Spontana (spontana) generacija. Ideje o nastanku živih bića iz nežive tvari bile su raširene 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 uvjetima, može stvoriti živi organizam.

Van Helmont (1579-1644), nizozemski liječnik i prirodni filozof, opisao je eksperiment u kojem je navodno stvorio miševe u tri tjedna. Za to je bila potrebna prljava košulja, tamni ormar i šaka pšenice. Van Helmont je ljudski znoj smatrao aktivnim principom u procesu rođenja miša. I sve do pojave djela utemeljitelja mikrobiologije Louisa Pasteura sredinom desetog stoljeća, ova je doktrina nastavila nalaziti pristaše.

Razvoj ideje spontane generacije odnosi se, u biti, na doba kada su religijske ideje dominirale javnom sviješću. Oni filozofi i prirodoslovci koji nisu htjeli prihvatiti crkveno učenje o "stvaranju života", s tadašnjom razinom znanja, lako su došli na ideju o njegovom spontanom nastanku. U mjeri u kojoj se, za razliku od vjerovanja u stvaranje, isticala ideja o prirodnom podrijetlu organizama, ideja o spontanom nastanku bila je u određenom stupnju progresivnog značenja. Stoga su se toj ideji često suprotstavljali Crkva i teolozi.

3. Hipoteza panspermije. Prema ovoj hipotezi, predloženoj 1865. njemačkog znanstvenika G. Richtera i konačno formuliranog od strane švedskog znanstvenika Arrheniusa 1895. godine, život bi se mogao donijeti na Zemlju iz svemira. Najvjerojatniji pogodak živih organizama izvanzemaljskog podrijetla meteoritima i kozmičkom prašinom. Ova se pretpostavka temelji na podacima o visokoj otpornosti nekih organizama i njihovih spora na zračenje, visoki vakuum, niske temperature i druge utjecaje. Međutim, još uvijek nema pouzdanih činjenica koje potvrđuju izvanzemaljsko podrijetlo mikroorganizama pronađenih u meteoritima. Ali čak i kada bi dospjeli na Zemlju i pokrenuli život na našem planetu, pitanje izvornog porijekla života ostalo bi bez odgovora.

4. Hipoteza biokemijske evolucije. Godine 1924. biokemičar A. I. Oparin, a kasnije i engleski znanstvenik J. Haldane (1929.), formulirali su hipotezu koja život smatra rezultatom duge evolucije ugljikovih spojeva.

Trenutno se u procesu formiranja života konvencionalno razlikuju četiri faze:

1. Sinteza niskomolekularnih organskih spojeva (bioloških monomera) iz plinova primarne atmosfere.

2. Stvaranje bioloških polimera.

3. Formiranje fazno odvojenih sustava organskih tvari odvojenih od vanjskog okoliša membranama (protobiontima).

4. Pojava najjednostavnijih stanica koje imaju svojstva živog bića, uključujući reproduktivni aparat, koji osigurava prijenos svojstava roditeljskih stanica na stanice kćeri.

"PRIMARY SOFT" (opcionalno)

Godine 1923. ruski znanstvenik Aleksandar Ivanovič Oparin sugerirao je da su u uvjetima primitivne Zemlje organske tvari nastale iz najjednostavnijih spojeva - amonijaka, metana, vodika i vode. Energija potrebna za takve transformacije mogla bi se dobiti ili iz ultraljubičastog zračenja, ili od čestih munje električnih pražnjenja - munje. Možda su se te organske tvari postupno nakupljale u drevnom oceanu, tvoreći primordijalnu juhu u kojoj je nastao život.

Prema hipotezi A. I. Oparina, u primarnoj juhi, duge filamentne proteinske molekule mogle bi se presavijati u kuglice, "zalijepiti" jedna drugu, postajući sve veće. Zahvaljujući tome, postali su otporni na destruktivno djelovanje valova i ultraljubičastog zračenja. Dogodilo se nešto slično onome što se može promatrati izlivanjem žive iz razbijenog termometra na tanjurić: živa se, raspadajući se u mnogo malih kapljica, postupno skuplja u malo veće kapi, a zatim u jednu veliku kuglicu. Proteinske "kuglice" u "primarnoj juhi" 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 nalikovala staničnoj membrani. Oparin je ovaj proces nazvao koacervacija (od latinskog coacervus - "ugrušak"), a nastala tijela nazvana su koacervatnim kapima ili jednostavno koacervatima. S vremenom su koacervati apsorbirali sve više i više dijelova tvari iz otopine koja ih okružuje, njihova je struktura postajala sve kompliciranija sve dok se nisu pretvorili u vrlo primitivne, ali već žive stanice.

5. Stacionarno stanje

Prema teoriji stabilnog stanja, Zemlja nikada nije nastala, već je postojala zauvijek; oduvijek je bio sposoban održati život, a ako se 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 podrijetla života na Zemlji jedno je od najtežih pitanja moderne prirodne znanosti, na koje za sada 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 biokemijske evolucije (teorija A.I. Oparina).

Razmotrimo glavne odredbe ovih teorija.

Teorija spontane (spontane) generacije

Teorija spontanog nastajanja života bila je raširena u antičkom svijetu - Babilonu, Kini, starom Egiptu i staroj Grčkoj (Aristotel se posebno pridržavao ove teorije).

Znanstvenici antičkog svijeta i srednjovjekovne Europe vjerovali su da živa bića neprestano nastaju iz nežive tvari: crvi iz blata, žabe iz blata, krijesnice iz jutarnje rose itd. Dakle, poznati nizozemski znanstvenik iz 17. stoljeća. Van Helmont je u svojoj znanstvenoj raspravi prilično ozbiljno opisao iskustvo u kojem je u 3 tjedna dobio miševe u zaključanom tamnom ormaru izravno iz prljave košulje i šake pšenice. Talijanski znanstvenik Francesco Redi (1688.) prvi je put odlučio podvrgnuti općeprihvaćenu teoriju 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 - ličinke muha. U posudama prekrivenim muslinom nije bilo ličinki muha. Tako je F. Redi uspio dokazati da se ličinke muha ne pojavljuju od trulog mesa, već od jaja koja su muhe ponijele na njegovoj površini.

Godine 1765. poznati talijanski znanstvenik i liječnik Lazzaro Spalanzani kuhao je mesne i povrtne juhe u zatvorenim staklenim tikvicama. Bujoni u zatvorenim tikvicama nisu se pokvarili. Zaključio je da su pod utjecajem visoke temperature umrla sva živa bića koja su sposobna prouzročiti kvarenje juhe. Međutim, eksperimenti F. Redija i L. Spalanzanija nisu sve uvjerili. Vitalistički znanstvenici (od lat. vita- život) vjerovali da se spontano nastajanje živih bića ne događa u kuhanoj juhi, jer se u njoj 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 s otkrićem mikroorganizama. Ako se složena živa bića ne mogu razmnožavati spontano, možda mikroorganizmi mogu?

S tim u vezi, 1859. godine Francuska akademija najavljuje dodjelu nagrade onima koji konačno odluče o pitanju mogućnosti ili nemogućnosti spontanog nastajanja života. Ovu je nagradu 1862. godine primio poznati francuski kemičar i mikrobiolog Louis Pasteur. Baš kao i Spalanzani, kuhao je hranjivu juhu u staklenoj tikvici, ali tikvica nije bila obična, već s vratom u obliku cijevi u obliku 5. Zrak, a time i "životna sila", mogao je prodrijeti u tikvicu, ali prašina, a s njom i mikroorganizmi prisutni u zraku, nataložili su se u donjem koljenu cijevi u obliku 5, a juha u tikvici ostala je sterilna. (Sl. 1). Međutim, vrijedilo je razbiti 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 djelu Louisa Pasteura, teorija spontanog nastajanja prepoznata kao neodrživa te je u znanstvenom svijetu utemeljena teorija biogeneze čija je kratka formulacija - "sve živo je od živih bića".

Riža. 1. Pasteurova tikvica

Međutim, ako svi živi organizmi u povijesno doglednom razdoblju 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 razdoblju od strane nekog nadnaravnog bića (božanstva, apsolutne ideje, nadum, supercivilizacija, itd.). Očito je da su se sljedbenici većine vodećih svjetskih religija, posebice kršćanske, pridržavali ovog stajališta od davnina.

Teorija kreacionizma je još uvijek prilično raširena, ne samo u vjerskim, nego i u znanstvenim krugovima. Obično se koristi za objašnjenje najsloženijih, neriješenih pitanja biokemijske i biološke evolucije povezanih s pojavom proteina i nukleinskih kiselina, formiranjem mehanizma interakcije među njima, nastankom i stvaranjem pojedinih složenih organela ili organa (npr. ribosom, oko ili mozak). Djela periodičnog "stvaranja" također objašnjavaju odsutnost 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, budući da je pokušaj da se bilo kakve poteškoće moderne biokemije i evolucijske teorije objasne temeljno neshvatljivim nadnaravnim činovima stvaranja potrebno ova pitanja izvan okvira znanstvenog istraživanja, teorija kreacionizma ne može se pripisati kategoriji znanstvenih teorija o podrijetlu života na Zemlji.

Stacionarno stanje i teorije panspermije

Obje ove teorije komplementarni su elementi jedne slike svijeta, čija je bit sljedeća: svemir postoji zauvijek i život u njemu postoji zauvijek (stacionarno stanje). Život se s planeta na planet prenosi "sjemenicama života" koje putuju u svemir, a koje mogu biti dio kometa i meteorita (panspermija). Slične stavove o podrijetlu života imao je, posebice, 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 .

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

Teorija biokemijske evolucije (teorija A.I. Oparina)

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

Bit ove teorije je da biološka evolucija-tj. nastanku, razvoju i usložnjavanju različitih oblika živih organizama, prethodila je kemijska evolucija - dugo razdoblje u povijesti Zemlje, povezano s nastankom, kompliciranjem i poboljšanjem interakcije između elementarnih jedinica, "cigli" koje čine sva živa bića – organske molekule.

Prebiološka (kemijska) evolucija

Prema većini znanstvenika (prvenstveno astronoma i geologa), Zemlja je nastala kao nebesko tijelo prije oko 5 milijardi godina. kondenzacijom čestica oblaka plina i prašine koji rotiraju oko Sunca.

Pod utjecajem tlačnih sila čestice od kojih nastaje Zemlja oslobađaju ogromnu količinu topline. Termonuklearne reakcije počinju u utrobi Zemlje. Kao rezultat, Zemlja postaje jako vruća. Dakle, prije 5 milijardi godina Zemlja je bila vruća lopta koja je jurila svemirom, čija je površinska temperatura dosegla 4000-8000°C (smijeh. 2).

Postupno, zbog zračenja toplinske energije u svemir, Zemlja se počinje hladiti. Prije otprilike 4 milijarde godina Zemlja se toliko hladi da se na njezinoj površini stvara tvrda kora; u isto vrijeme, lagane, plinovite tvari izlaze iz njegovih utroba, dižući se i tvoreći primarnu atmosferu. Sastav primarne atmosfere bitno se razlikovao od modernog. Očigledno, u atmosferi drevne Zemlje nije bilo slobodnog kisika, a njezin sastav uključivao su tvari u reduciranom stanju, kao što su vodik (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).

Reducirajuća priroda Zemljine primarne atmosfere iznimno je važna za nastanak života, budući da su tvari u reduciranom stanju vrlo reaktivne i, pod određenim uvjetima, mogu međusobno komunicirati, tvoreći 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, budući da kisik lako oksidira i time uništava organske spojeve. Stoga bi u prisutnosti slobodnog kisika u atmosferi nakupljanje značajne količine organske tvari na drevnoj Zemlji bilo nemoguće.

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 oceana -

Sinteza složenih organskih molekula - biopolimera iz jednostavnih organskih molekula:

• jednostavne organske molekule – monomeri
• složene organske molekule – biopolimeri

Shema. 2. Glavne faze kemijske evolucije

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

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

Mogućnost sinteze organskih tvari iz anorganskih tvari poznata je od početka 19. stoljeća. Već 1828. izvanredni njemački kemičar F. Wöhler sintetizirao je organsku tvar - ureu iz anorganskog - amonijevog cijanata. Međutim, mogućnost abiogene sinteze organskih tvari u uvjetima bliskim onima na drevnoj Zemlji prvi put je prikazana u eksperimentu S. Millera.

Godine 1953., mladi američki istraživač, diplomirani student na Sveučilištu u Chicagu, Stanley Miller, reproducirao je u staklenoj tikvici s elektrodama zalemljenim u nju primarnu atmosferu Zemlje, koja se, prema tadašnjim znanstvenicima, sastojala od vodika, metan CH 4, amonijak NH i vodena para H 2 0 (slika 3). Kroz ovu plinsku mješavinu, S. Miller je tjedan dana prolazio električna pražnjenja koja simuliraju grmljavinu. Na kraju pokusa u tikvici su pronađene α-aminokiseline (glicin, alanin, asparagin, glutamin), organske kiseline (jantarna, mliječna, octena, glikokolna), γ-hidroksimaslačna kiselina i urea. Pri ponavljanju pokusa S. Miller je uspio dobiti pojedinačne nukleotide i kratke polinukleotidne lance od pet do šest karika.

Riža. 3. Instalacija S. Millera

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

Štoviše, abiogena sinteza organskih molekula također se može dogoditi na Zemlji u današnje vrijeme (na primjer, tijekom vulkanske aktivnosti). Istodobno, ne samo cijanovodična kiselina HCN, koja je prekursor aminokiselina i nukleotida, već i pojedine aminokiseline, nukleotidi, pa čak i tako složene organske tvari kao što su porfirini mogu se naći u vulkanskim emisijama. Abiogena sinteza organskih tvari moguća je ne samo na Zemlji, već iu svemiru. Najjednostavnije aminokiseline nalaze se u meteoritima i kometima.

Kada je temperatura primarne atmosfere pala ispod 100°C, na Zemlju su pale vruće kiše i pojavio se primarni ocean. S potocima kiše u primarni ocean dospjele su abiogeno sintetizirane organske tvari koje su ga pretvorile, ali po figurativnom izrazu engleskog biokemičara Johna Haldanea, u razrijeđenu „primarnu juhu“. Očigledno, upravo u primordijalnom oceanu počinju procesi stvaranja jednostavnih organskih molekula - monomera složenih organskih molekula - biopolimera (vidi sliku 2).

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

Stvaranje biopolimera (osobito proteina iz aminokiselina) moglo bi se odvijati u atmosferi na temperaturi od oko 180°C, odakle su atmosferskim oborinama isprani u primarni ocean. Osim toga, moguće je da su na drevnoj Zemlji aminokiseline bile koncentrirane u rezervoarima za sušenje i polimerizirane u suhom obliku pod utjecajem ultraljubičastog svjetla i topline lave.

Unatoč činjenici da voda potiče hidrolizu biopolimera, sinteza biopolimera u živoj stanici događa se upravo u vodenom mediju. Taj proces kataliziraju posebni katalitički proteini – enzimi, a energija potrebna za sintezu oslobađa se tijekom razgradnje adenozin trifosfata – ATP-a. Moguće je da je sintezu biopolimera u vodenom okolišu primarnog oceana katalizirala površina određenih minerala. Eksperimentalno je pokazano da otopina aminokiseline alanina može polimerizirati u vodenom mediju u prisutnosti posebne vrste glinice. U tom slučaju nastaje peptid polialanin. Reakcija polimerizacije alanina je popraćena 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 stanice – proteina i nukleinskih kiselina.

Proteini su "radne molekule", "inženjerske molekule" žive stanice. 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 konačne produkte reakcije. Spremnici-katalizatori se nazivaju enzimi. Enzimi se savijaju i tisuće puta ubrzavaju metaboličke reakcije. Metabolizam, a time i život bez njih, nemoguć je.

Nukleinske kiseline- to su "molekule-računala", molekule su čuvari nasljednih informacija. Nukleinske kiseline ne pohranjuju informacije o svim tvarima žive stanice, već samo o proteinima. Dovoljno je reproducirati u stanici kćeri bjelančevine karakteristične za majčinu stanicu tako da točno rekreiraju sve kemijske i strukturne značajke matične stanice, kao i prirodu i brzinu metabolizma svojstvene njoj. Same nukleinske kiseline također se reproduciraju zbog katalitičke aktivnosti proteina.

Dakle, misterij nastanka života je misterij nastanka mehanizma interakcije između proteina i nukleinskih kiselina. Koje podatke moderna znanost ima o tom procesu? Koje su molekule bile primarna osnova života - bjelančevine ili nukleinske kiseline?

Znanstvenici smatraju da unatoč ključnoj ulozi proteina u metabolizmu suvremenih živih organizama, prve "žive" molekule nisu bile bjelančevine, već nukleinske kiseline, odnosno ribonukleinske kiseline (RNA).

Godine 1982. američki biokemičar Thomas Check otkrio je autokatalitička svojstva RNA. Eksperimentalno je pokazao da u mediju koji sadrži visoke koncentracije mineralnih soli ribonukleotidi spontano (spontano) polimeriziraju, tvoreći polinukleotide – RNA molekule. Na izvornim polinukleotidnim lancima RNA, kao i na matrici, kopije RNA nastaju uparivanjem komplementarnih dušičnih baza. Reakciju kopiranja RNA predloška katalizira izvorna RNA molekula i ne zahtijeva sudjelovanje enzima ili drugih proteina.

Ono što se potom dogodilo prilično je dobro objašnjeno onim što bi se moglo nazvati "prirodnom selekcijom" na molekularnoj razini. Tijekom samokopiranja (samosastavljanja) RNA molekula neizbježno nastaju netočnosti i pogreške. Pogrešne kopije RNA ponovno se kopiraju. Prilikom ponovnog kopiranja mogu se ponovno pojaviti pogreške. Kao rezultat toga, populacija RNA molekula u određenom dijelu primarnog oceana bit će heterogena.

Budući da se procesi raspada RNA također odvijaju paralelno s procesima sinteze, molekule s većom stabilnošću ili boljim autokatalitičkim svojstvima će se akumulirati u reakcijskom mediju (tj. molekule koje se brže kopiraju, brže se „množe“).

Na nekim molekulama RNA, kao na matriksu, može doći do samoslaganja malih proteinskih fragmenata – peptida. Oko molekule RNK formira se proteinska "omota".

Zajedno s autokatalitičkim funkcijama, Thomas Check otkrio je fenomen samospajanja u RNA molekulama. Kao rezultat samospajanja, RNA regije koje nisu zaštićene peptidima spontano se uklanjaju iz RNA (oni su, takoreći, "izrezani" i "izbačeni"), a preostale regije RNA koje kodiraju fragmente proteina "rastu zajedno “, tj. spontano spojiti u jednu molekulu. Ova nova RNA molekula već će kodirati veliki kompleksni protein (slika 4).

Očito su u početku proteinske ovojnice imale prvenstveno zaštitnu funkciju, štiteći RNA od uništenja i time povećavajući njezinu stabilnost u otopini (to je funkcija proteinskih ovojnica u najjednostavnijim modernim virusima).

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

U procesu daljnjeg razvoja, zahvaljujući pojavi proteina sa funkcijama enzima, reverzne transkriptaze, na jednolančanim RNA molekulama, počele su se sintetizirati molekule deoksiribonukleinske kiseline (DNK) koje se sastoje od dva lanca. Odsutnost OH grupe u položaju 2" deoksiriboze čini molekule DNA stabilnijima u odnosu na hidrolitičko cijepanje u blago alkalnim otopinama, naime, reakcija medija u primarnim rezervoarima bila je blago alkalna (ova reakcija medija je također očuvana u citoplazmi modernih stanica).

Gdje se odvijao razvoj složenog procesa interakcije između proteina i nukleinskih kiselina? Prema teoriji A.I. Oparin, takozvane koacervatne kapi postale su mjesto rođenja života.

Riža. 4. Hipoteza o nastanku interakcije između proteina i nukleinskih kiselina: a) u procesu samokopiranja RNA nakupljaju se greške (1 - nukleotidi koji odgovaraju izvornoj RNA; 2 - nukleotidi koji ne odgovaraju izvornoj RNA - pogreške u kopiranju); b) zbog svojih fizikalno-kemijskih svojstava, aminokiseline se "lijepe" za dio RNA molekule (3 - RNA molekula; 4 - aminokiseline), koje se, međusobno interakcijom, pretvaraju u kratke proteinske molekule - peptide. Kao rezultat samospajanja svojstvenog RNA molekulama, dijelovi molekule RNA koji nisu zaštićeni peptidima su uništeni, a preostali "prerastu" u jednu molekulu koja kodira veliki protein. Rezultat je RNA molekula prekrivena proteinskom ovojnicom (najprimitivniji moderni virusi, na primjer, virus mozaika duhana, imaju sličnu strukturu)

Fenomen koacervacije sastoji se u tome da se pod određenim uvjetima (na primjer, u prisutnosti elektrolita) iz otopine odvajaju makromolekularne tvari, 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 fizikalnih i kemijskih sila, mogu selektivno apsorbirati određene tvari iz otopine i ispuštati njihove produkte raspadanja u okoliš. Zbog selektivne koncentracije tvari iz okoliša mogu rasti, ali kada dosegnu određenu veličinu, počinju se „množiti“, pupajući male kapljice, koje, pak, mogu rasti i „pupiti“.

Kapljice koacervata nastale koncentracijom proteinskih otopina u procesu miješanja pod djelovanjem valova i vjetra mogu biti prekrivene lipidnom ljuskom: jednom membranom nalik micelama sapuna (s jednim odvajanjem kapi od površine prekrivene vode s lipidnim slojem), ili dvostruka membrana koja podsjeća na staničnu membranu (kada kap prekrivena jednoslojnom lipidnom membranom ponovno padne na lipidni film koji prekriva površinu rezervoara - slika 5).

U laboratoriju se lako modeliraju procesi nastanka kapljica koacervata, njihov rast i "pupanje", kao i njihovo "oblačenje" membranom iz dvostrukog lipidnog sloja.

Za kapljice koacervata također postoji 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 točne samoreprodukcije, samokopiranja. Očito, prethodnici živih stanica bile su takve koacervatne kapi, koje su uključivale komplekse molekula replikatora (RNA ili DNA) 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 stvaranje dogodilo izravno unutar nekih koacervatnih kapljica.

Mogući put prijelaza od pada koacervata do primitivnih baklji:

a) stvaranje koacervata; 6) stabilizacija kapi koacervata u vodenoj otopini; c) - stvaranje dvostrukog lipidnog sloja oko kapi, sličnog staničnoj membrani: 1 - koacervatna kap; 2 - monomolekularni sloj lipida na površini rezervoara; 3 — stvaranje jednog lipidnog sloja oko kapi; 4 — stvaranje dvostrukog lipidnog sloja oko kapi, slično staničnoj membrani; d) - koacervatna kap okružena dvostrukim lipidnim slojem, s proteinsko-nukleotidnim kompleksom uključenim u njegov sastav - prototip prve žive stanice

S povijesne točke gledišta, iznimno složen proces nastanka života na Zemlji, koji moderna znanost ne razumije u potpunosti, prošao je iznimno brzo. Već 3,5 milijardi godina tzv. kemijska evolucija završila je pojavom prvih živih stanica i započela je biološka evolucija.

Hipoteze o nastanku života na Zemlji

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

U skladu s dvjema svjetonazorskim stajalištima - materijalističkim i idealističkim - čak su se i u antičkoj filozofiji razvili suprotni koncepti nastanka života: kreacionizam i materijalistička teorija o postanku organske prirode iz anorganske. Zagovornici kreacionizma tvrde da je život nastao kao rezultat čina božanskog stvaranja, o čemu je dokaz prisutnost posebne sile koja kontrolira sve biološke procese u živim organizmima. Zagovornici nastanka života iz nežive prirode tvrde da je organska priroda nastala djelovanjem prirodnih zakona. Kasnije se ovaj koncept konkretizirao u ideji spontanog nastajanja života.

Dakle, postoje sljedeće hipoteze o nastanku života.

1. kreacionizam . Prema konceptu kreacionizma, život je nastao kao rezultat nadnaravnog, tj. 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 u 6 dana u trajanju od 24 sata. Međutim, danas mnogi kršćani ne tretiraju Bibliju kao znanstvenu knjigu i vjeruju da ona sadrži teološku objavu o stvaranju svih živih bića od strane Boga u obliku razumljivom svim ljudima svih vremena.

Logično, ne može biti proturječnosti između znanstvenih i teoloških objašnjenja stvaranja svijeta. ova se dva područja mišljenja međusobno isključuju. Teologija prepoznaje istinu kroz božansku objavu i vjeru i prepoznaje stvari za koje nema dokaza u znanstvenom smislu riječi. Znanost se uvelike koristi promatranjem i eksperimentom, znanstvena 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 promatranje. Koncept božanskog stvaranja svijeta izvan je znanstvenog istraživanja, pa znanost koja se bavi pojavama koje se mogu promatrati nikada ne može dokazati ili opovrgnuti ovaj koncept.

Antropski princip, formuliran 70-ih godina našeg stoljeća, govori u prilog neslučajnosti procesa nastanka i razvoja života. Njegova bit leži u činjenici da čak i mala odstupanja u vrijednosti bilo koje od temeljnih konstanti dovode do nemogućnosti pojave u Svemiru visoko uređenih struktura i, posljedično, života. Dakle, povećanje Planckove konstante za 10% onemogućuje spajanje protona s neutronom, t.j. onemogućuje nukleosintezu. Smanjenje Planckove konstante za 10% dovelo bi do stvaranja stabilnog izotopa 2 He, što bi rezultiralo izgaranjem cijelog vodika u ranim fazama širenja Svemira. Neslučajna priroda vrijednosti temeljnih konstanti može ukazivati ​​na prisutnost "kreativnog plana" od samog početka formiranja Svemira, što podrazumijeva prisutnost Stvoritelja, autora ovog plana.

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

Hipoteza o spontanom nastanku života bila je raširena 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 uvjetima, može stvoriti živi organizam. Taj je početak, prema Aristotelu, prisutan 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 proveo niz eksperimenata u kojima je pokazao da život može nastati samo iz prethodnog života (koncept biogeneze). Louis Pasteur (1860) konačno je opovrgnuo teoriju o spontanom nastanku života i dokazao valjanost teorije biogeneze. Pokusi L. Pasteura pokazali su da se mikroorganizmi pojavljuju u organskim otopinama zbog činjenice da su tamo prethodno uneseni njihovi embriji. Ako je posuda s hranjivim medijem 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 razvoj biološke znanosti. Konačno odbacivanje ideje o spontanoj generaciji dogodilo se tek u 19. stoljeću.

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

3. Hipoteza stabilnog stanja . Prema ovoj hipotezi, Zemlja nikada nije nastala, već je postojala zauvijek; Zemlja je oduvijek bila sposobna podržavati 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 nastala je 60-ih godina XIX stoljeća i povezana je s imenom njemačkog znanstvenika G. Richtera. Kasnije su koncept panspermije dijelili tako istaknuti znanstvenici kao što su S. Arrhenius, G. Helmholtz, V.I. Vernadsky. Da bi se potkrijepila ova teorija, koriste se viđenja NLO-a, kamene slike drevnih, raketolikih i vanzemaljaca, itd. Sovjetska i američka svemirska istraživanja omogućuju nam da smatramo da je vjerojatnost pronalaska izvanzemaljskog života unutar Sunčevog sustava zanemariva, ali ne daju osnove za potvrdu ili pobijanje postojanja života izvan njega. Prilikom proučavanja materijala meteorita i kometa, u njima su pronađeni mnogi "preteči živih" (cijanogeni, cijanovodična kiselina itd.), koji bi mogli igrati ulogu "sjeme" života. Kako god bilo, teorija panspermije nije teorija o podrijetlu života kao takvog; jednostavno prenosi problem nastanka života na drugo mjesto u svemiru.

Početkom XX stoljeća. Ideju o kozmičkom podrijetlu bioloških sustava na Zemlji i vječnosti postojanja života u svemiru razvio je ruski znanstvenik akademik V.I. Vernadsky.

5. Hipoteza o vječnom postojanju života . Predstavljen je u 19. stoljeću. Pretpostavlja se da život postoji u svemiru i putuje s jednog planeta na drugi.

6. Hipoteza biokemijske evolucije. Starost Zemlje procjenjuje se na 4,5-5 milijardi godina. U dalekoj prošlosti temperatura na površini našeg planeta bila je 4000-8000 stupnjeva Celzija. Kako se hladio, ugljik i još vatrostalniji metali kondenzirali su se u zemljinu koru; kao posljedica vulkanske aktivnosti, kontinuiranih pomicanja kore i sabijanja uzrokovanih hlađenjem, dolazi do stvaranja nabora i ruptura. Atmosfera Zemlje u drevnim vremenima očito se reducirala (u najstarijim stijenama Zemlje postoje metali u reducirajućem obliku, na primjer, željezo željezo, mlađe stijene sadrže metale u oksidiranom obliku, na primjer, feri željezo). U atmosferi praktički nije bilo kisika. Pojava života usko je povezana s nastankom Zemljinih oceana, što se dogodilo 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 biokemijskoj evoluciji iznio je akademik A.I. Oparin (1894.-1980.) u knjizi "Postanak života", objavljenoj 1924., dao je izjavu da Redijev princip, koji uvodi monopol na biotičku sintezu organskih tvari, vrijedi samo za moderno doba postojanje našeg planeta. Na početku svog postojanja, kada je Zemlja bila beživotna, na njoj se odvijala abiotička sinteza ugljikovih spojeva i njihova kasnija prebiološka evolucija.

Bit Oparinove hipoteze je sljedeća: nastanak života na Zemlji dug je evolucijski proces nastanka žive tvari u dubinama nežive tvari. To se dogodilo kemijskom evolucijom, uslijed koje su najjednostavnije organske tvari nastale iz anorganskih tvari pod utjecajem snažnih fizikalno-kemijskih čimbenika.

Pojava života A.I. Oparin ga je smatrao jedinstvenim prirodnim procesom koji se sastojao od početne kemijske evolucije koja se odvijala u uvjetima rane Zemlje, koja je postupno prešla na kvalitativno novu razinu - biokemijsku evoluciju. Razmatrajući problem nastanka života biokemijskom evolucijom, Oparin razlikuje tri stupnja prijelaza iz nežive u živu tvar.

Prva razina - kemijska 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. Ovo razdoblje Zemljine evolucije obilježile su brojne vulkanske erupcije s oslobađanjem ogromne količine užarene lave. Kako se planet hladio, vodena para u atmosferi se kondenzirala i padala na Zemlju u pljuskovima, stvarajući ogromna vodena prostranstva (primarni ocean). Ti su se procesi nastavili milijunima godina. U vodama primarnog oceana otopljene su razne anorganske soli. Osim toga, u ocean su ušli i različiti organski spojevi koji se kontinuirano stvaraju u atmosferi pod utjecajem ultraljubičastog zračenja, visoke temperature i aktivnog vulkanskog djelovanja. Koncentracija organskih spojeva stalno se povećavala, a na kraju su vode oceana postale " bujon»od tvari sličnih proteinima – peptida.

Slika 26 – Shema nastanka života prema Oparinu

Druga faza - pojava proteina . Kako su uvjeti na Zemlji omekšavali, pod utjecajem električnih pražnjenja, toplinske energije i ultraljubičastih zraka na kemijske smjese primarnog oceana dolazi do stvaranja složenih organskih spojeva - biopolimera i nukleotida, koji se, postupno spajajući i sve složeniji, pretvaraju u protobiontima (predstanični preci živih organizama). Rezultat evolucije složenih organskih tvari bila je pojava koacervata, odnosno kapi koacervata. koacervati - kompleksi koloidnih čestica čija je otopina podijeljena u dva sloja: sloj bogat koloidnim česticama i tekućina gotovo bez njih. Koacervati su imali sposobnost apsorbiranja raznih tvari otopljenih u vodama primarnog oceana. Zbog toga se unutarnja struktura koacervata mijenjala u smjeru povećanja njihove stabilnosti u uvjetima koji se stalno mijenjaju. Teorija biokemijske evolucije koacervate smatra prebiološkim sustavima, koji su skupine molekula okruženih vodenom ljuskom. Tako, na primjer, koacervati mogu apsorbirati tvari iz okoline, međusobno komunicirati, povećavati veličinu itd. No, za razliku od živih bića, koacervatne kapi nisu sposobne za samoreprodukciju i samoregulaciju, pa se ne mogu svrstati u biološke sustave.

Treća faza je formiranje sposobnosti samoreprodukcije, izgled žive stanice . U tom razdoblju počela je djelovati prirodna selekcija, t.j. u masi kapljica koacervata odvijala se selekcija koacervata, najotpornijih na zadane uvjete okoline. Proces selekcije traje već milijunima godina. Preživjele kapi koacervata već su imale sposobnost primarnog metabolizma, glavnog svojstva života. Istodobno, nakon što je dostigao određenu veličinu, roditeljska se kapljica raspala na podređene kapljice koje su zadržale značajke roditeljske strukture. Dakle, možemo govoriti o stjecanju od strane koacervata svojstva samoreprodukcije - jednog od najvažnijih znakova života. Zapravo, u ovoj fazi koacervati su postali najjednostavniji živi organizmi. Daljnja evolucija ovih prebioloških struktura bila je moguća samo uz kompliciranje metaboličkih procesa unutar koacervata.

Unutarnje okruženje koacervata zahtijevalo je zaštitu od utjecaja okoline. Stoga su oko koacervata, bogatih organskim spojevima, nastali slojevi lipida koji odvajaju koacervate od okolnog vodenog okoliša. U procesu evolucije, lipidi su se transformirali u vanjsku membranu, što je značajno povećalo vitalnost i otpornost organizama. Pojava membrane predodredila je smjer daljnje biološke evolucije na putu sve savršenije autoregulacije, koja je kulminirala formiranjem primarne stanice – arhestanice. Stanica je elementarna biološka jedinica, strukturna i funkcionalna osnova svih živih bića. Stanice provode samostalan metabolizam, sposobne su za diobu i samoregulaciju, t.j. imaju sva svojstva živih bića. Stvaranje novih stanica iz nestaničnog materijala je nemoguće; reprodukcija stanica događa se samo zbog diobe. Organski razvoj smatra se univerzalnim procesom stvaranja stanica.

U građi stanice postoje: membrana koja omeđuje sadržaj stanice od vanjskog okruženja; citoplazma, koja je fiziološka otopina s topivim i suspendiranim enzimima i RNA molekulama; jezgra koja sadrži kromosome, koja se sastoji od molekula DNA i proteina koji su vezani za njih.

Stoga početkom života treba smatrati nastanak stabilnog samoreproducirajućeg organskog sustava (stanice) sa stalnim slijedom nukleotida. Tek nakon pojave takvih sustava možemo govoriti o početku biološke evolucije.

Prijelaz iz neživog u živo dogodio se nakon što su nastali i razvili se na temelju prethodnika rudimenti dvaju temeljnih životnih sustava: sustava metabolizma i sustava reprodukcije materijalnih temelja žive stanice.

Vjerojatnost da će se proteinska molekula koja se sastoji od 100 aminokiselina 20 tipova nasumično formirati prema određenom obrascu je 1/20 100 ≈ 1/10 130 . Živa stanica je kompleks proteina, lipida i nukleotida koji tvore genetski kod. Najjednostavnija stanica sadrži više od 2000 enzima. Vjerojatnost slučajnog stvaranja tako složenih struktura je mala.

Mogućnost abiogene sinteze biopolimera eksperimentalno je dokazana sredinom 20. stoljeća. Godine 1953. američki znanstvenik S. Miller modelirao je primarnu atmosferu Zemlje i sintetizirao octenu i mravlju kiselinu, ureu i aminokiseline propuštanjem električnih naboja kroz mješavinu plinova (voda, ugljični dioksid, vodik, dušik, metan). Tako je pokazano kako je moguća sinteza složenih organskih spojeva pod djelovanjem abiogenih čimbenika.

Unatoč teorijskoj i eksperimentalnoj valjanosti, Oparinov koncept ima i jake i slabe strane. Snaga koncepta je prilično točna eksperimentalna potpora kemijske evolucije, prema kojoj je podrijetlo 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 spojeva na žive organizme.

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

Druga teorija koja može objasniti prijelaz s prebiološke na biološku evoluciju je sinergija . Obrasci koje je otkrila sinergija omogućuju razjasniti mehanizam nastanka organske tvari iz anorganske tvari u smislu samoorganizacije kroz spontanu pojavu novih struktura tijekom interakcije otvorenog sustava s okolišem.

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

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

Kada dođu u gostoljubivije uvjete, "međugalaktički putnici" aktiviraju glavne funkcije za održavanje života. I ne shvaćajući, oni s vremenom formiraju život na Zemlji.

Živi od neživog

Činjenica postojanja sintetičkih i organskih tvari danas je neporeciva. Štoviše, još u devetnaestom stoljeću njemački znanstvenik Friedrich Wöhler sintetizirao je organsku tvar (ureu) iz anorganske tvari (amonijev cijanat). Zatim su sintetizirani ugljikovodici. Dakle, život na planeti Zemlji vrlo je vjerojatno nastao sintezom iz anorganskog materijala. Kroz abiogenezu se iznose teorije o nastanku života.

Budući da glavnu ulogu u strukturi bilo kojeg organskog organizma igraju aminokiseline. Logično bi bilo pretpostaviti da su bili uključeni u naseljavanje Zemlje životom. Na temelju podataka dobivenih pokusom Stanleyja Millera i Harolda Ureya (nastajanje aminokiselina prolaskom električnog naboja kroz plinove) možemo govoriti o mogućnosti nastanka aminokiselina. Uostalom, aminokiseline su građevni blokovi s kojima se grade složeni sustavi tijela i bilo kojeg života.

Kozmogonijska hipoteza

Vjerojatno najpopularnija interpretacija od svih, koju zna svaki student. Teorija velikog praska bila je i ostaje vruća tema rasprave. Veliki prasak došao je iz jedinstvene točke nakupljanja energije, uslijed čega se Svemir značajno proširio. Nastala su kozmička tijela. Unatoč svoj dosljednosti, teorija velikog praska ne objašnjava nastanak samog svemira. Zapravo, nijedna postojeća hipoteza to ne može objasniti.

Simbioza organela nuklearnih organizama

Ova verzija nastanka života na Zemlji naziva se i endosimbioza. Jasne odredbe sustava izradio je ruski botaničar i zoolog K. S. Merezhkovsky. Bit ovog koncepta leži u obostrano korisnoj kohabitaciji organele sa stanicom. Što pak sugerira endosimbiozu, kao simbiozu korisnu za obje strane s stvaranjem eukariotskih stanica (stanica u kojima je prisutna jezgra). Zatim je uz pomoć prijenosa genetskih informacija između bakterija proveden njihov razvoj i povećanje populacije. Prema ovoj verziji, sav daljnji razvoj života i životnih oblika posljedica je prethodnog pretka modernih vrsta.

Spontana generacija

Ovakva izjava u devetnaestom stoljeću nije se mogla uzeti bez udjela skepticizma. Iznenadna pojava vrsta, odnosno stvaranje života od neživih stvari, za ljude tog vremena izgledala je kao fantazija. Istodobno, heterogeneza (način razmnožavanja, uslijed kojeg se rađaju jedinke koje su vrlo različite od roditelja) prepoznata je kao razumno objašnjenje života. Jednostavan primjer bi bio stvaranje složenog održivog sustava od raspadajućih tvari.

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 podrijetlu života od neživog doživljavalo kao činjenica koja nije zahtijevala potkrijepljenje. Veliki grčki filozof Aristotel govorio je o vidljivoj istini na ovaj način: “lisne uši nastaju od trule hrane, krokodil je rezultat procesa u trulim trupcima pod vodom.” Tajanstveno, ali unatoč svakojakim progonima od strane crkve, uvjerenje pod krilima otajstva živjelo je stoljeće.

Debate o životu na Zemlji ne mogu trajati zauvijek. Zato je krajem devetnaestog stoljeća francuski mikrobiolog i kemičar Louis Pasteur proveo svoje analize. Njegovo istraživanje bilo je strogo znanstveno. Eksperiment je izveden 1860-1862. Zahvaljujući uklanjanju sporova iz pospanog stanja, Pasteur je uspio riješiti problem spontanog nastajanja života. (Za što je dobio nagradu Francuske akademije znanosti)

Stvaranje postojanja od obične gline

Zvuči kao ludilo, ali u stvarnosti ova tema ima pravo na život. Uostalom, nije uzalud škotski znanstvenik A.J. Cairns-Smith iznio proteinsku teoriju o životu. Snažno tvoreći osnovu sličnih studija, govorio je o interakciji na molekularnoj razini između organskih sastojaka i jednostavne gline... Pod njezinim utjecajem komponente su formirale stabilne sustave u kojima su se događale promjene u strukturi obje komponente, a zatim i formiranje održivog života. Na tako jedinstven i originalan način Kearns-Smith je objasnio svoj stav. Kristali gline, s biološkim inkluzijama u sebi, rodili su zajednički život, nakon čega je njihova “suradnja” prekinuta.

Teorija trajnih katastrofa

Prema konceptu koji je razvio Georges Cuvier, svijet koji sada možete vidjeti nije nimalo primaran. A što je on, to je samo još jedna karika u dosljedno rastrganom lancu. To znači da živimo u svijetu koji će na kraju doživjeti masovno izumiranje života. Istodobno, nije sve na Zemlji bilo podvrgnuto globalnom uništenju (na primjer, došlo je do poplave). Neke su vrste, tijekom 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 područja koja približavaju razumijevanje evolucije, sa stajališta egzaktnih znanosti. (materijalizam je svjetonazor u filozofiji koji otkriva sve uzročne okolnosti, pojave i čimbenike stvarnosti. Zakoni su primjenjivi na čovjeka, društvo, Zemlju). Teoriju su iznijeli poznati pristaše materijalizma, koji vjeruju da je život na Zemlji nastao transformacijama na razini kemije. Štoviše, dogodile su se prije gotovo 4 milijarde godina. Objašnjenje života izravno je povezano s DNK, (deoksiribonukleinska kiselina) RNA (ribonukleinska kiselina), kao i s nekim HMC (spojevi visoke molekularne težine, u ovom slučaju proteini).

Koncept je nastao znanstvenim istraživanjem, otkrivajući bit molekularne i genetske biologije, genetike. Izvori su mjerodavni, pogotovo 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 Charlesa Darwina

Govoreći o podrijetlu vrsta, nemoguće je ne spomenuti tako uistinu briljantnu osobu kao što je Charles Darwin. Njegovo životno djelo, prirodna selekcija, postavilo je temelj masovnim ateističkim pokretima. S druge strane, dala je neviđeni poticaj znanosti, nepresušno tlo za istraživanje i eksperimentiranje. Bit doktrine bio je opstanak vrsta kroz povijest, prilagođavanjem organizama lokalnim uvjetima, stvaranjem novih značajki koje pomažu u konkurentskom okruženju.

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

Glavne snage kretanja evolucije, prema Darwinu, je borba za pravo na postojanje, kroz selekciju i varijabilnost vrsta. Pod utjecajem darvinističkih ideja, početkom dvadesetog stoljeća, aktivno su se provodila istraživanja u smislu 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 nastanka života na Zemlji. Tumačenje se sastoji od sustava izjava utemeljenih na Bibliji i razmatra život kao biće koje je stvorio bog stvoritelj. Podaci su preuzeti iz "Starog zavjeta", "Evanđelja" 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. Vidjevši dosadnog, usamljenog čovjeka, Bog je odlučio stvoriti još jedno čudo. Uzevši Adamovo rebro, stvorio je Evu. Sedmi dan je priznat kao slobodan dan.

Adam i Eva živjeli su bez problema, sve dok zlonamjerni đavao u obliku zmije nije odlučio iskušati Evu. Uostalom, usred raja stajalo je drvo spoznaje dobra i zla. Prva majka pozvala je Adama da podijeli obrok, čime je prekršila riječ danu Bogu (zabranio je dodirivanje zabranjenih plodova).

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

Ciljevi lekcije:

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

Stvaranje problemsko usmjerenog razvojnog okruženja kao uvjeta za otkrivanje intelektualnog potencijala maturantske ličnosti.

Oprema:

Portreti istaknutih znanstvenika i filozofa prošlosti;

Izlaganja: „Kreacionizam“, „Razvoj ideja o nastanku života“;

Kartica za izvođenje laboratorijskih radova: "Analiza i ocjena različitih hipoteza o nastanku života";

Kartica “Kratki pojmovnik pojmova”;

Računalo, projektor, platno.

Tijekom nastave

1. Aktualizacija znanja.

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

2. Uvodna riječ nastavnika.

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

Kako je nastao i kako se razvijao život na našoj planeti? Problem nastanka života prikovao je ljudsku misao od pamtivijeka. Od davnina do našeg vremena, iznesene su mnoge hipoteze o nastanku života na Zemlji. Ali do danas nema definitivnog odgovora. Istražujući povijest razvoja ideja o podrijetlu života, možemo se samo upoznati sa znanstvenim teorijama koje su predložili znanstvenici, s rezultatima njihovih istraživanja o ovom pitanju.

Od davnina do našeg vremena, iznesene 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 – podrijetlo) smatrali su da sve živo dolazi samo od živih bića. Njihovi su protivnici branili teoriju abiogeneze, smatrali su mogućim da živo potječe od neživog, odnosno dopuštali su u jednom ili drugom stupnju spontano nastajanje života.

Uočavamo elemente materijalističkih i idealističkih nazora koji prožimaju cjelokupnu povijest formiranja pogleda na podrijetlo života od antičkih vremena do danas.

Postanak Zemlje

Sa stajališta moderne znanosti, Sunce i planeti nastali su istovremeno iz međuzvjezdane materije - čestica prašine i plina. Ova hladna tvar se postupno kondenzirala, stisnula, a zatim se raspala u nekoliko nejednakih ugrušaka. Jedna od njih, najveća, iznjedrila je Sunce. Njegova tvar, nastavljajući se skupljati, zagrijala se, oko nje se formirao rotirajući oblak plina i prašine koji je imao oblik diska. Iz gustih nakupina ovog oblaka nastali su planeti. Zemlja je nastala prije oko 4,5 milijardi godina. Znanstvenici su to utvrdili prema starosti najstarijih stijena.

Teorija stacionarnog (konstantnog) stanja

Prema Teoriji stabilnog stanja, Zemlja nikada nije nastala, već je postojala zauvijek; okolišni uvjeti su uvijek mogli podržati život, a ako su se i promijenili, 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 znanosti, posebno astronomije, ti podaci ukazuju na konačno postojanje životnog vijeka bilo koje zvijezde i, prema tome, planetarnih sustava oko ovih svjetiljki. Prema suvremenim procjenama temeljenim na stopama radioaktivnog raspada, starost Zemlje, Sunca i Sunčevog sustava je ~4,6 milijardi godina. Stoga akademska znanost obično ne razmatra ovu hipotezu.

Zagovornici ove teorije odbijaju priznati da prisutnost ili odsutnost određenih fosilnih ostataka (ostataka) može usmjeriti pozornost 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 također bio pristaša ove teorije. Njegovi sljedbenici vjerovali su da određene tvari sadrže "aktivni princip" koji, pod pravim uvjetima, može stvoriti živi organizam.

Među nautičarima su bili poznati pogledi na izgled guske Bernakel. Ova guska raste na krhotinama bora, jureći kroz morske dubine. Isprva izgleda kao kap smole. Kljunom se pričvršćuje za drvo i radi sigurnosti luči tvrdu školjku u kojoj živi mirno i bezbrižno. Nakon nekog vremena, guska naraste perje, a zatim se spusti s komadića kore u vodu i počne plivati. I jednog dana zamahne krilima i odleti.

Mnogi su stoljećima, čvrsto vjerujući u čin Božanskog stvaranja, ljudi, osim toga, bili čvrsto uvjereni da život neprestano nastaje spontano. Čak je i starogrčki filozof Aristotel napisao da se iz vlažnog tla ili trulog mulja mogu roditi ne samo biljke, crvi, kukci, nego čak i ribe, žabe i miševi. Nizozemski znanstvenik Jan Van Helmont u 17. stoljeću. opisao je svoje iskustvo, tvrdeći da živi miševi navodno potječu od prljavog rublja i šake pšenice zaključane u ormaru. Drugi prirodoslovac, Grindel von Ach, govorio je o spontanom nastanku žive žabe koju je navodno promatrao: “Želim opisati rođenje žabe, koju sam uspio promatrati mikroskopom. Jednog dana sam uzeo kap svibanjske rose i, pažljivo je promatrajući pod mikroskopom, primijetio da se u meni stvara neka vrsta stvorenja. Marljivo promatrajući drugi dan, primijetio sam da se torzo već pojavio, ali glava još nije izgledala jasno oblikovana; nastavljajući svoja promatranja trećeg dana, uvjerio sam se da stvorenje koje sam promatrao nije ništa drugo nego žaba s glavom i nogama. Priloženi crtež sve objašnjava.

“Ovo su činjenice”, napisao je Aristotel u svom djelu, “živa bića mogu nastati ne samo kao rezultat parenja organizama, već i kao rezultat razgradnje tla, koje se samogenerira pod utjecajem sila prirode od propadajuće zemlje.”

4. Komentar učitelja o procjeni proučavanja problema podrijetla života u 18-19 stoljeću.

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

No, Redijevi protivnici, takozvani vitalisti (od latinskog vitas - život) - pristaše sveprodorne životne sile - tvrdili su da zrak ne može ući u zatvoreni lonac, a s njim i "životnu snagu", dakle, ličinke 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 je ostavio otvorenom, drugu prekrivenu muslinom. Nakon nekog vremena, ličinke muha pojavile su se samo u otvorenoj posudi. Iskustvo je uvjereno da se biljke i životinje pojavljuju samo iz sjemena ili jajašca koje su stvorile roditeljske osobe, ali ne mogu proizaći iz nežive prirode. Ali što je s mikroorganizmima? Rasprava između zagovornika biogeneze i abiogeneze se nastavila.

Godine 1859. Francuska akademija znanosti dodijelila je nagradu nekome tko stane na kraj raspravi o spontanom nastanku života. Godine 1862. Louis Pasteur je dobio nagradu. Proveo je eksperiment koji se po jednostavnosti mjerio s Redijevim. U tikvicama je kuhao mesnu juhu u kojoj su se mogli razviti mikroorganizmi. Kada su prokuhani, oni i njihove spore su umrle. Pasteur je na tikvicu pričvrstio zakrivljenu cijev, mikrobne spore su se smjestile u njoj i nisu mogle prodrijeti u hranjivi medij, a omogućen je pristup zloglasnoj "životnoj sili". Hranjivi medij je ostao sterilan, ali čim je cijev odlomljena, medij je istrunuo. Naknadno su, na temelju Pasteurovog iskustva, stvorene metode: pasterizacija, konzerviranje, 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 Svemiru. panspermija

L. Pasteurovo pobijanje teorije spontanog nastajanja života odigralo je dvostruku ulogu. S jedne strane, predstavnici idealističke filozofije u njegovim su eksperimentima vidjeli samo izravne dokaze o temeljnoj nemogućnosti prijelaza iz anorganske tvari 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 – stvoritelja. S druge strane, neki materijalistički misleći prirodoslovci 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 kemičar J. Liebig (1803. - 1873.).

Prema hipotezi o panspermiji, život postoji zauvijek i meteoritima se prenosi s planeta na planet. Najjednostavniji organizmi ili njihove spore („sjeme života“), došavši do novog planeta i pronalazeći ovdje povoljne uvjete, množe se, pokrećući evoluciju od najjednostavnijih oblika do složenih. Pobornik hipoteze o panspermiji bio je istaknuti ruski prirodoslovac V.I. Vernadsky (1863. - 1945.)

Švedski fizikalni kemičar S. Arrhenius (1859-1927) bio je posebno aktivan u razvoju teorije panspermije. U eksperimentima ruskog fizičara P.N. Lebedev (1866-1912), koji je otkrio tlak svjetlosnog toka, S. Arrhenius je vidio dokaze o mogućnosti prijenosa spora mikroorganizama s planeta na planet. Život se prenosi, sugerirao je, ne u obliku mikroorganizama na meteoritima, zagrijavaju se pri ulasku u guste slojeve atmosfere – same spore se mogu kretati u svjetskom prostoru, vođene pritiskom sunčeve svjetlosti!

Kasnije je ovo gledište odbačeno. U uvjetima svemira, počeci života u onim oblicima koji su nam poznati na Zemlji, očito ne mogu postojati, a svi pokušaji otkrivanja bilo kakvih oblika života u svemiru još nisu dali pozitivne rezultate. Ipak, neki moderni znanstvenici iznose hipoteze o izvanzemaljskom podrijetlu života. Tako američki znanstvenici F. Crick i L. Orgel vjeruju da su Zemlju "posjeli" neka vrsta inteligentnih bića, stanovnika tih planetarnih sustava, razvoj života na kojima je za milijarde godina pretekao naš Sunčev sustav. Opremivši raketu i smjestivši u nju kontejner s najjednostavnijim organizmima, lansirali su je prema Zemlji, prethodno utvrdivši da naš planet ima potrebne uvjete za život. Naravno, nemoguće je to dokazati i kategorički opovrgnuti.

Jedan od dokaza u prilog hipotezi o izvanzemaljskom podrijetlu života bilo je otkriće unutar meteorita, nazvanog ALH 84001, štapićastih formacija koje svojim oblikom nalikuju fosiliziranim bakterijama. Sam meteorit bio je komad marsove kore koji je izbačen u svemir prije 16 milijuna godina kao rezultat eksplozije na ovom planetu. A prije 13 tisuća godina pao je na Zemlju, na Antarktiku, gdje je nedavno otkriven. Na kraju odgovorite na pitanje "Ima li života na Marsu?" će uspjeti u bliskoj budućnosti, kada će biti objavljena izvješća američke Nacionalne uprave za aeronautiku i svemir NASA. Ova organizacija lansirala je satelit na Mars kako bi uzela uzorke marsovskog tla i sada obrađuje dobiveni materijal. Ako studije pokažu da su mikroorganizmi nastanjivali Mars, tada će se moći s većim stupnjem sigurnosti govoriti o unošenju života iz svemira.

Teorija panspermije udaljava nas od pitanja nastanka života na Zemlji: ako život nije nastao na Zemlji, kako je onda nastao izvan nje? Ova teorija nije naišla na priznanje među mnogim znanstvenicima (ne objašnjava podrijetlo života)

Hipoteza stvaranja

Kreacionistička hipoteza je pogled na podrijetlo života sa stajališta vjernika. Prema ovoj hipotezi, život je nastao kao rezultat nekog nadnaravnog događaja u prošlosti. Slijede ga sljedbenici svih vjerskih koncesija svijeta – islama, kršćanstva, budizma, judaizma. Sa stajališta ovih religija, Univerzum se sastoji od materijalne i duhovne komponente. Živu tvar, odnosno životinjski, biljni svijet i čovjeka, rodila je duhovna komponenta, drugim riječima Bog. Pristaše ove hipoteze daju primjere obilježja žive materije koja se ne mogu objasniti modernom znanošću i, s gledišta religije, pokazuju postojanje Vrhovnog Uma. Na primjer: virusi se sastoje od proteinske ljuske i DNK. U stanici domaćinu virus treba udvostručiti molekulu DNK da bi se reproducirao, ali za to je potrebna ogromna energija, tko pokreće ovaj proces? U okviru prirodnih znanosti pitanje je još uvijek bez odgovora.

Znači li to da je stereotipno stajalište inherentno mnogima da su znanost i religija inherentno kontradiktorne istinito? Mnogi istraživači vjeruju da su znanost i religija načini upoznavanja dviju strana jednog svijeta – materijalne i duhovne stvarnosti. U praksi se ne treba suprotstavljati, već se međusobno nadopunjavati i podržavati. Zato je Albert Einstein rekao: "Znanost bez religije je manjkava, religija bez znanosti je slijepa." Prezentacija 2

Hipoteza biokemijske evolucije

Teorija biokemijske evolucije ima najveći broj pristalica među modernim znanstvenicima. Zemlja je nastala prije oko pet milijardi godina; U početku je temperatura njegove površine bila vrlo visoka. Hlađenjem nastala je čvrsta površina (litosfera). Nedovoljno gusta Zemlja nije mogla učinkovito zadržati atmosferu, koju su izvorno činili laki plinovi (vodik, helij), te su te plinove zamijenili teži plinovi: vodena para, ugljični dioksid, amonijak i metan. Kako je temperatura na Zemlji pala ispod 100°C, vodena para se počela kondenzirati i formirati svjetske oceane. U to vrijeme od primarnih spojeva nastaju složene organske tvari; energija za fuzijske reakcije bila je opskrbljena pražnjenjem munje i intenzivnim ultraljubičastim zračenjem. Akumulaciju tvari olakšala je odsutnost živih organizama - potrošača organske tvari - i glavnog oksidacijskog sredstva - kisika.

Primarne organske tvari (bjelančevine) mogle bi se stvoriti iz anorganskih tvari u uvjetima redukcijske prirode atmosfere zbog energije snažnih električnih pražnjenja. Proteinske strukture (protobioti, prema Oparinovoj terminologiji) su zbog svoje amfoternosti tvorile 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, tvoreći koacervatne kapi (koacervacija je spontano razdvajanje vodene otopine polimera u faze različitih koncentracija). U koacervatima su tvari ulazile u daljnje kemijske reakcije (došlo je do selektivne apsorpcije metalnih iona 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 od lipida je nastala primitivna membrana, što je dovelo do nastanka prve stanice.

Moderna znanost smatra abiogeno podrijetlo života na Zemlji, smatrajući ovu teoriju najvjerojatnijom. Abiogeneza se sastoji od tri glavne faze u razvoju života:

1. Abiogena pojava bioloških monomera.

2. Stvaranje bioloških polimera.

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

Trenutno, problem nastanka života nije riješen. Znanstvenici nastavljaju tražiti načine kako to riješiti.

7. Izvođenje laboratorijskih radova

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

Svrha studije Za karakterizaciju mitoloških ideja antičkih znanstvenika, prvih znanstvenih pokušaja objašnjenja suštine i procesa nastanka života, karakterizacije eksperimentalnih dokaza hipoteza: pokusa F. Redija, gledišta V. Harveya, pokusa L. Pasteur, teorije o vječnosti života, materijalističke ideje o nastanku života na Zemlji. Da biste se upoznali s izjavama pristaša panspermije, hipoteze o vječnosti života u Svemiru. Objasnite zašto te teorije ne prihvaćaju mnogi znanstvenici.

Jesu li iznesene hipoteze utemeljene na dokazima? Dopuštaju li oni evolucijski razvoj prirode? Mogu li se ove hipoteze smatrati znanstvenim? Navedite sa (+) ili (-) znakom

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

Na temelju provedene analize donesite zaključak koja je od hipoteza o nastanku života na Zemlji vjerojatnija.

Terminološki rječnik

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

Abiogeneza je teorija da život može nastati iz neživota.

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

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 nadnaravnog događaja u prošlosti, što najčešće znači božansko stvaranje.

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

Koacervati su proteinski kompleksi izolirani iz mase vode, sposobni izmjenjivati ​​tvari s okolinom i selektivno akumulirati 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 usporedbi s beskonačnošću vremena, trajanje ljudskog života je samo nestajući kratak trenutak, ali to je sve što nam je ovdje dano.

Stoga čovjek mora voditi svoj život u svjetlu vječnosti, a vrijeme i talente provoditi u djelima vječne vrijednosti.

Domaća zadaća. Napravite prezentacije kako biste odgovorili na sljedeća pitanja:

1. Koja je vrijednost života?

2. Koji je smisao ljudskog života?

3. Zašto je potrebno spasiti život?