ข้อสรุปทั่วไปเกี่ยวกับทฤษฎีของ A.I. ชีวิตเกิดขึ้นบนโลกโดยไม่ได้ตั้งใจ วิวัฒนาการทางชีวภาพมีวิวัฒนาการทางเคมีมายาวนาน การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตเป็นขั้นตอนหนึ่งของวิวัฒนาการของสสารในจักรวาล รูปแบบการเกิดขึ้นของขั้นตอนหลักของการกำเนิดของชีวิตสามารถทดสอบทดลองในห้องปฏิบัติการและแสดงในรูปแบบของแผนภาพ: อะตอม? โมเลกุลง่ายๆ? โมเลกุลขนาดใหญ่? ร่วมมือกัน? โพรไบโอนท์? สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ชั้นบรรยากาศปฐมภูมิของโลกมีลักษณะลดลง ด้วยเหตุนี้สิ่งมีชีวิตชนิดแรกจึงเป็นเฮเทอโรโทรฟ หลักการของดาร์วินในการคัดเลือกโดยธรรมชาติและการอยู่รอดของผู้ที่เหมาะสมที่สุดสามารถถ่ายโอนไปยังระบบพรีชีววิทยาได้ ปัจจุบันสิ่งมีชีวิตมาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น (ทางชีวภาพ) ไม่รวมความเป็นไปได้ที่สิ่งมีชีวิตจะเกิดขึ้นใหม่บนโลก

สไลด์ 7 จากการนำเสนอ “สมมติฐานของ Oparin”สำหรับบทเรียนชีววิทยาในหัวข้อ “วิวัฒนาการทางชีวเคมี”

ขนาด: 960 x 720 พิกเซล รูปแบบ: jpg หากต้องการดาวน์โหลดสไลด์ฟรีเพื่อใช้ในบทเรียนชีววิทยา ให้คลิกขวาที่รูปภาพแล้วคลิก "บันทึกรูปภาพเป็น..." คุณสามารถดาวน์โหลดงานนำเสนอทั้งหมด “A.I. Oparin’s Hypothesis.ppt” ได้ในไฟล์ zip ขนาด 148 KB

ดาวน์โหลดการนำเสนอ

วิวัฒนาการทางชีวเคมี

“การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิต” - การเกิดขึ้นของแหล่งน้ำ โปรคาริโอตเฮเทอโรโทรฟิคชนิดไม่ใช้ออกซิเจนเซลล์เดียวชนิดแรก การปล่อยสารจากการหยดออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก ระบายความร้อนให้กับโลก ยูคาริโอตเฮเทอโรโทรฟิกแบบแอโรบิกเซลล์เดียว A – aromorphosis I – idioadaptation D – ความเสื่อม อาบน้ำ. หยด Coacervate เป็นสารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิต

"ทฤษฎีบิ๊กแบง" - ทฤษฎีบิ๊กแบง โมเลกุลของสารอินทรีย์รวมกันเป็นสายโซ่ของกรดนิวคลีอิก ทฤษฎีบิ๊กแบงเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ ฟรีดแมน และ เลอไมตร์ ช่วงเวลาบิกแบงตามอัตภาพเรียกว่าช่วงเวลาจากศูนย์ถึงหลายร้อยวินาที วิวัฒนาการทางชีวเคมี เห็นได้ชัดว่าคอมเพล็กซ์ดังกล่าวเป็นต้นแบบของเซลล์ในอนาคต

“ทฤษฎีของโอปาริน” - ขั้นตอนของการเกิดขึ้นและพัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก สาระสำคัญ: ชีวิตเกิดจากเหตุการณ์เหนือธรรมชาติในอดีต การผสมผสานเหล่านี้ทำให้มีเสถียรภาพและประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยามากขึ้น ทฤษฎีพื้นฐานเกี่ยวกับการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลก ทุกสิ่งที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตถูกสร้างขึ้นโดยพระเจ้า ทฤษฎีการกำเนิดตามธรรมชาติ

“สมมติฐานของ A.I. Oparin” - การสังเคราะห์ Abiogenic ของสารประกอบอินทรีย์ที่ง่ายที่สุดจากสารอนินทรีย์ ชีวิตเกิดขึ้นบนโลกโดยไม่ได้ตั้งใจ ขั้นตอนของการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลก ความแตกต่างสามประการระหว่างบรรยากาศดั้งเดิมของโลกกับบรรยากาศสมัยใหม่: สมมติฐานกำเนิดชีวิตโดย A.I. วิวัฒนาการทางชีวภาพมีวิวัฒนาการทางเคมีมายาวนาน

"การเกิดขึ้นของโลก" - อุณหภูมิลดลง แบ่งเอกภพเดียวออกเป็นส่วนๆ การก่อตัวของกาแลคซีแต่ละแห่ง การรวมกันของอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่งกับโปรตอนและนิวตรอน การก่อตัวของระบบดาวเคราะห์จากก๊าซและฝุ่นที่เหลืออยู่บริเวณรอบนอกของดิสก์ก่อกำเนิดดาว วิวัฒนาการของเนบิวลาฝุ่นก๊าซและการก่อตัวของดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์

สมมติฐานของการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกเสนอโดยนักวิชาการชีวเคมีชื่อดังชาวรัสเซีย A. I. Oparin (พ.ศ. 2437-2523) และนักชีวเคมีชาวอังกฤษ J. Haldane (พ.ศ. 2435-2507) ได้รับการยอมรับและเผยแพร่มากที่สุดในศตวรรษที่ 20 แก่นแท้ของสมมติฐานของพวกเขา ซึ่งกำหนดขึ้นโดยพวกเขาเป็นอิสระจากกันในปี พ.ศ. 2467-2471 และพัฒนาในเวลาต่อมาจนเดือดจนเกิดการดำรงอยู่บนโลกเป็นระยะเวลานานของการก่อตัวของสารประกอบอินทรีย์จำนวนมาก สารอินทรีย์เหล่านี้ทำให้น้ำในมหาสมุทรโบราณอิ่มตัวโดยก่อตัว (ตามข้อมูลของ J. Haldane) ที่เรียกว่า "น้ำซุปหลัก" ต่อจากนั้นเนื่องจากกระบวนการมากมายของการตื้นและทำให้แห้งจากมหาสมุทรในท้องถิ่น ความเข้มข้นของ "น้ำซุปหลัก" อาจเพิ่มขึ้นหลายสิบหรือหลายร้อยเท่า กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นโดยมีเบื้องหลังของการปะทุของภูเขาไฟที่รุนแรง การปล่อยฟ้าผ่าในชั้นบรรยากาศบ่อยครั้ง และการแผ่รังสีคอสมิกอันทรงพลัง ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ อาจเกิดภาวะแทรกซ้อนทีละน้อยของโมเลกุลของสารอินทรีย์ การปรากฏตัวของโปรตีนเชิงเดี่ยว พอลิแซ็กคาไรด์ ลิพิด และกรดนิวคลีอิก เป็นเวลาหลายร้อยหลายพันปีมาแล้วที่พวกมันสามารถรวมตัวกันเป็นกลุ่มของสารอินทรีย์ (coacervates) ภายใต้เงื่อนไขของบรรยากาศที่ลดลงของโลก coacervates จะไม่ถูกทำลาย พวกมันค่อยๆ มีความซับซ้อนมากขึ้นและเมื่อถึงจุดหนึ่งในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์ตัวแรก (โปรไบโอออน) สามารถเกิดขึ้นได้จากพวกมัน สมมติฐานนี้ได้รับการยอมรับและพัฒนาต่อไปโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคนจากประเทศต่างๆ และในปี 1947 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ John Bernal ได้กำหนดสมมติฐานของ biopoiesis เขาระบุสามขั้นตอนหลักในการก่อตัวของชีวิต: 1) การเกิดขึ้นของโมโนเมอร์อินทรีย์แบบอะบิเจนิก; 2) การก่อตัวของโพลีเมอร์ชีวภาพ 3) การพัฒนาโครงสร้างเมมเบรนและสิ่งมีชีวิตชนิดแรก

ให้เราพิจารณากระบวนการและขั้นตอนของ biopoiesis โดยย่อ

ขั้นตอนแรกของ biopoiesis คือชุดของกระบวนการที่เรียกว่าวิวัฒนาการทางเคมี ซึ่งนำไปสู่การปรากฏของ probionts ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตกลุ่มแรก นักวิทยาศาสตร์หลายคนประเมินระยะเวลาตั้งแต่ 100 ถึง 1,000 ล้านปี นี่คือยุคก่อนประวัติศาสตร์ของชีวิตบนโลกของเรา

โลกในฐานะดาวเคราะห์เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน (อ้างอิงจากแหล่งอื่น - ประมาณ 13 พันล้านปีก่อน แต่ยังไม่มีหลักฐานที่ชัดเจน) การระบายความร้อนของโลกเริ่มต้นเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน และอายุของเปลือกโลกอยู่ที่ประมาณ 3.9 พันล้านปี เมื่อมาถึงจุดนี้ มหาสมุทรและชั้นบรรยากาศปฐมภูมิของโลกก็ก่อตัวขึ้นเช่นกัน โลกในเวลานี้ค่อนข้างอบอุ่นเนื่องจากการปล่อยความร้อนระหว่างการแข็งตัวและการตกผลึกของส่วนประกอบเปลือกโลกและการระเบิดของภูเขาไฟ น้ำอยู่ในสถานะเป็นไอเป็นเวลานาน ระเหยออกจากพื้นผิวโลก ควบแน่นในชั้นบรรยากาศชั้นบน และตกลงสู่พื้นผิวร้อนอีกครั้ง ทั้งหมดนี้มาพร้อมกับพายุฝนฟ้าคะนองเกือบตลอดเวลาและมีการปล่อยกระแสไฟฟ้าแรงสูง ต่อมาอ่างเก็บน้ำและมหาสมุทรปฐมภูมิเริ่มก่อตัวขึ้น บรรยากาศโบราณของโลกไม่มีออกซิเจนอิสระและอิ่มตัวด้วยก๊าซภูเขาไฟซึ่งรวมถึงออกไซด์ของกำมะถัน ไนโตรเจน แอมโมเนีย คาร์บอนออกไซด์และไดออกไซด์ ไอน้ำ และส่วนประกอบอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่ง รังสีคอสมิกที่ทรงพลังและรังสีดวงอาทิตย์ (ยังไม่มีชั้นโอโซนในบรรยากาศ) การปล่อยกระแสไฟฟ้าที่รุนแรงและบ่อยกิจกรรมภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่พร้อมกับการปล่อยส่วนประกอบกัมมันตภาพรังสีจำนวนมากนำไปสู่การก่อตัวของสารประกอบอินทรีย์เช่นฟอร์มาลดีไฮด์ กรดฟอร์มิก ยูเรีย กรดแลกติก กลีเซอรีน ไกลซีน กรดอะมิโนเชิงเดี่ยวบางชนิด เป็นต้น เนื่องจากไม่มีออกซิเจนอิสระในบรรยากาศ สารประกอบเหล่านี้จึงไม่ออกซิไดซ์และอาจสะสมในน้ำอุ่นหรือน้ำเดือด และค่อยๆ กลายเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า “น้ำซุปหลัก” ระยะเวลาของกระบวนการเหล่านี้คือหลายล้านหรือหลายสิบล้านปี นี่คือขั้นตอนแรกของ biopoiesis ที่เกิดขึ้น - การก่อตัวและการสะสมของโมโนเมอร์อินทรีย์

ขั้นของการเกิดพอลิเมอไรเซชันของโมโนเมอร์อินทรีย์

ส่วนสำคัญของโมโนเมอร์ที่เกิดขึ้นจะถูกทำลายภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงและปฏิกิริยาทางเคมีจำนวนมากที่เกิดขึ้นใน "น้ำซุปหลัก" สารประกอบระเหยผ่านเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและหายไปจากแหล่งน้ำ การทำให้แหล่งน้ำแห้งเป็นระยะทำให้ความเข้มข้นของสารประกอบอินทรีย์ที่ละลายน้ำเพิ่มขึ้นมากมาย เมื่อเทียบกับพื้นหลังของกิจกรรมทางเคมีที่สูงของสิ่งแวดล้อม กระบวนการแทรกซ้อนของสารประกอบเหล่านี้เกิดขึ้นและสามารถเข้าสู่สารประกอบซึ่งกันและกันได้ (ปฏิกิริยาการควบแน่น การเกิดพอลิเมอไรเซชัน ฯลฯ ) กรดไขมันเมื่อรวมกับแอลกอฮอล์สามารถสร้างไขมันและก่อตัวเป็นฟิล์มไขมันบนผิวน้ำได้ กรดอะมิโนสามารถรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างเปปไทด์ที่ซับซ้อนมากขึ้น สารประกอบประเภทอื่นอาจเกิดขึ้นได้เช่นกรดนิวคลีอิกโพลีแซ็กคาไรด์ ฯลฯ กรดนิวคลีอิกชนิดแรกตามที่นักชีวเคมีสมัยใหม่เชื่อว่าเป็นสายโซ่ RNA ขนาดเล็กเนื่องจากพวกมันสามารถสังเคราะห์ได้เองตามธรรมชาติในสภาพแวดล้อมที่มีแร่ธาตุสูงเช่นเดียวกับโอลิโกเปปไทด์ ส่วนประกอบโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของเอนไซม์ ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันสามารถถูกกระตุ้นอย่างเห็นได้ชัดโดยมีความเข้มข้นของสารละลายเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (การทำให้แห้งจากอ่างเก็บน้ำ) และแม้แต่ในทรายเปียกหรือเมื่ออ่างเก็บน้ำแห้งสนิท (ความเป็นไปได้ของปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นในสถานะแห้งแสดงโดย นักชีวเคมีชาวอเมริกัน เอส. ฟ็อกซ์) ต่อมาฝนก็ละลายโมเลกุลที่สังเคราะห์ขึ้นบนพื้นดินและพัดพาพวกมันไปตามกระแสน้ำลงสู่อ่างเก็บน้ำ กระบวนการดังกล่าวอาจเป็นวัฏจักรตามธรรมชาติ ซึ่งนำไปสู่ความซับซ้อนของโพลีเมอร์อินทรีย์มากยิ่งขึ้น

การก่อตัวของ coacervates

ขั้นตอนต่อไปในการกำเนิดของชีวิตคือการก่อตัวของ coacervates นั่นคือการสะสมโพลีเมอร์อินทรีย์เชิงซ้อนจำนวนมาก สาเหตุและกลไกของปรากฏการณ์นี้ส่วนใหญ่ยังไม่ชัดเจน โคเซอร์เวตในยุคนี้ยังคงเป็นส่วนผสมเชิงกลของสารประกอบอินทรีย์ โดยไม่มีร่องรอยของสิ่งมีชีวิตใดๆ ในช่วงเวลาหนึ่ง การเชื่อมต่อเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุล RNA และเปปไทด์ ซึ่งชวนให้นึกถึงปฏิกิริยาการสังเคราะห์โปรตีนเมทริกซ์ อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่า RNA มาเพื่อเข้ารหัสการสังเคราะห์เปปไทด์ได้อย่างไร ต่อมาโมเลกุล DNA ปรากฏขึ้นซึ่งเนื่องจากการมีสองเอนริเก้และความเป็นไปได้ของการคัดลอก (การจำลองแบบด้วยตนเอง) ที่แม่นยำยิ่งขึ้น (เมื่อเทียบกับ RNA) จึงกลายเป็นพาหะหลักของข้อมูลเกี่ยวกับการสังเคราะห์เปปไทด์โดยถ่ายโอนข้อมูลนี้ไปยัง RNA . ระบบดังกล่าว (coacervates) มีลักษณะคล้ายกับสิ่งมีชีวิตอยู่แล้ว แต่ก็ยังไม่เป็นเช่นนั้นเนื่องจากพวกมันไม่มีโครงสร้างภายในที่ได้รับคำสั่งซึ่งมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตและไม่สามารถสืบพันธุ์ได้ ท้ายที่สุดแล้ว ปฏิกิริยาบางอย่างของการสังเคราะห์เปปไทด์ก็สามารถเกิดขึ้นได้ในโฮโมจีเนตที่ไม่ใช่เซลล์เช่นกัน

การเกิดขึ้นของเยื่อหุ้มชีวภาพ

โครงสร้างทางชีววิทยาที่ได้รับคำสั่งนั้นเป็นไปไม่ได้หากไม่มีเยื่อหุ้มชีวภาพ ดังนั้นขั้นตอนต่อไปในการก่อตัวของชีวิตคือการก่อตัวของโครงสร้างเหล่านี้อย่างแม่นยำ แยกและปกป้อง coacervates ออกจากสิ่งแวดล้อม เปลี่ยนพวกมันให้กลายเป็นรูปแบบที่เป็นอิสระ เยื่อเมมเบรนอาจเกิดขึ้นจากฟิล์มไขมันที่ปรากฏบนผิวน้ำ เปปไทด์ที่เกิดจากฝนจะไหลลงสู่แหล่งน้ำหรือก่อตัวขึ้นในแหล่งน้ำเหล่านี้สามารถเกาะติดกับโมเลกุลของไขมันได้ เมื่อแหล่งน้ำปั่นป่วนหรือตกตะกอนบนพื้นผิว ฟองอากาศที่ล้อมรอบด้วยสารประกอบคล้ายเมมเบรนอาจปรากฏขึ้น สำหรับการเกิดขึ้นและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ถุงเหล่านั้นที่ล้อมรอบ coacervates ด้วยคอมเพล็กซ์โปรตีน-นิวคลีโอไทด์มีความสำคัญ แต่การก่อตัวดังกล่าวยังไม่ใช่สิ่งมีชีวิต

การเกิดขึ้นของ probionts - สิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์ได้เองตัวแรก

มีเพียงโคเซอร์เวตที่สามารถควบคุมตนเองและการสืบพันธุ์ด้วยตนเองเท่านั้นที่สามารถกลายเป็นสิ่งมีชีวิตได้ ความสามารถเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไรยังไม่ชัดเจน เยื่อชีวภาพให้ความเป็นอิสระและการป้องกัน coacervates ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดความเป็นระเบียบเรียบร้อยที่สำคัญในปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นในร่างกายเหล่านี้ ขั้นตอนต่อไปคือการเกิดขึ้นของการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง เมื่อกรดนิวคลีอิก (DNA และ/หรือ RNA) เริ่มต้นไม่เพียงแต่เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสังเคราะห์เปปไทด์เท่านั้น แต่ยังช่วยควบคุมกระบวนการสืบพันธุ์ด้วยตนเองและเมแทบอลิซึมด้วย นี่คือวิธีที่โครงสร้างเซลล์เกิดขึ้นพร้อมกับเมแทบอลิซึมและความสามารถในการสืบพันธุ์ด้วยตัวเอง เป็นรูปแบบเหล่านี้ที่สามารถเก็บรักษาไว้ได้ผ่านกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ นี่คือวิธีที่ coacervates กลายเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดแรก - โพรไบโอนท์

ขั้นวิวัฒนาการทางเคมีได้สิ้นสุดลงแล้ว และขั้นวิวัฒนาการทางชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อ 3.5-3.8 พันล้านปีก่อน การปรากฏตัวของเซลล์ที่มีชีวิตถือเป็นอะโรมอร์โฟซิสที่สำคัญประการแรกในการวิวัฒนาการของโลกอินทรีย์

สิ่งมีชีวิตชนิดแรกมีโครงสร้างใกล้เคียงกับโปรคาริโอต พวกมันยังไม่มีผนังเซลล์ที่แข็งแรงและโครงสร้างภายในเซลล์ใดๆ (พวกมันถูกปกคลุมด้วยเยื่อหุ้มชีวภาพ ซึ่งส่วนโค้งภายในซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสร้างเซลล์) บางที probionts แรกอาจมีสารทางพันธุกรรมที่แสดงโดย RNA และจีโนมที่มี DNA ปรากฏขึ้นในภายหลังในกระบวนการวิวัฒนาการ มีความเห็นว่าวิวัฒนาการต่อไปของชีวิตมาจากบรรพบุรุษร่วมกันซึ่งเป็นต้นกำเนิดของโปรคาริโอตตัวแรก นี่คือสิ่งที่รับประกันความคล้ายคลึงกันอย่างมากในโครงสร้างของโปรคาริโอตทั้งหมดและต่อมาคือยูคาริโอต

ความเป็นไปไม่ได้ที่จะเกิดชีวิตขึ้นมาเองในสภาวะสมัยใหม่

คำถามนี้มักถูกถาม: เหตุใดการกำเนิดสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นเองจึงไม่เกิดขึ้นในปัจจุบัน? ท้ายที่สุดหากสิ่งมีชีวิตไม่ปรากฏขึ้นในตอนนี้เราจะสร้างสมมติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตในอดีตอันไกลโพ้นบนพื้นฐานใดได้บ้าง เกณฑ์ความน่าจะเป็นของสมมติฐานนี้อยู่ที่ไหน? คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้มีดังนี้: 1) สมมติฐานข้างต้นของ biopoiesis เป็นเพียงการสร้างเชิงตรรกะในหลาย ๆ ด้าน แต่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ มีความขัดแย้งและประเด็นที่ไม่ชัดเจนมากมาย (แม้ว่าจะมีข้อมูลมากมายทั้งทางบรรพชีวินวิทยา และการทดลองทำให้เราสามารถคาดการณ์การพัฒนา biopoiesis ได้อย่างแม่นยำ ); 2) สมมติฐานนี้ด้วยความไม่สมบูรณ์ทั้งหมด แต่พยายามอธิบายการเกิดขึ้นของชีวิตตามเงื่อนไขทางโลกที่เฉพาะเจาะจงและนี่คือจุดที่คุณค่าของมันอยู่อย่างแม่นยำ 3) การสร้างตัวเองของสิ่งมีชีวิตใหม่ในระยะการพัฒนาชีวิตปัจจุบันเป็นไปไม่ได้ด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้ ก) สารประกอบอินทรีย์ต้องมีอยู่เป็นเวลานานในรูปของกระจุก ค่อย ๆ ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงมากขึ้น ในสภาวะของบรรยากาศออกซิไดซ์ของโลกยุคใหม่นี้เป็นไปไม่ได้พวกเขาจะถูกทำลายอย่างรวดเร็ว b) ในสภาพปัจจุบันมีสิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่สามารถใช้สารอินทรีย์ที่สะสมเพียงเล็กน้อยเพื่อเป็นสารอาหารได้อย่างรวดเร็ว

4. ทำงานของตัวเอง"การวิเคราะห์และประเมินสมมติฐานต่าง ๆ เกี่ยวกับกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลก”

ใส่ผลลัพธ์ลงในตาราง "สมมติฐานการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก”

สมมติฐานของการกำเนิดสิ่งมีชีวิตในกระบวนการวิวัฒนาการทางชีวเคมีได้รับการพัฒนามากที่สุดจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม คำถามที่ยังไม่ได้คำตอบคือเมื่อใดและที่ไหนที่การสังเคราะห์อะบิเจนิกของสารประกอบอินทรีย์เกิดขึ้นที่ใด และที่สำคัญที่สุด คือ การก้าวกระโดดจากไม่มีชีวิตไปสู่สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร

ขั้นตอนหลักในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลก

1. กรอกตาราง” ขั้นตอนหลักของการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลกจากมุมมองของทฤษฎี biopoiesis”

2. มีสมมติฐานอะไรบ้างเกี่ยวกับต้นกำเนิดของยูคาริโอต?

นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่ายูคาริโอตเกิดขึ้นจากเซลล์โปรคาริโอต มีสองสมมติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของยูคาริโอต:

1. เซลล์ยูคาริโอตและออร์แกเนลของมันถูกสร้างขึ้นโดยการรุกรานของเยื่อหุ้มเซลล์
2. สมมติฐานทางชีวภาพตามที่ไมโตคอนเดรีย, พลาสติด, ฐานของซีเลียและแฟลเจลลาเคยเป็นโปรคาริโอตอิสระ พวกมันกลายเป็นออร์แกเนลล์โดยผ่านกระบวนการซิมไบโอซิส

3. มีข้อเท็จจริงอะไรบ้างที่สนับสนุนสมมติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดทางชีวภาพของเซลล์ยูคาริโอต?

คำตอบ: สมมติฐานนี้ได้รับการสนับสนุนจากการมีอยู่ของ RNA และ DNA ของตัวเองในไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ ในโครงสร้างของพวกเขา คลอโรพลาส RNA นั้นคล้ายคลึงกับไซยาโนแบคทีเรีย RNA ส่วนไมโตคอนเดรีย RNA นั้นคล้ายคลึงกับ RNA ของแบคทีเรียสีม่วง เพิ่มความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิตบนโลกในระหว่างกระบวนการวิวัฒนาการ

1. ให้คำจำกัดความของแนวคิด

• ยุคสมัยเป็นส่วนหนึ่งของมาตราส่วนทางธรณีวิทยาที่มีขนาดใหญ่บนโลก
• ช่วงเวลาคือส่วนหนึ่งของมาตราส่วนทางธรณีวิทยาที่แบ่งยุคสมัยออกเป็นหลายส่วน

2. อะไรคือสาเหตุหลักของความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตบนโลก?

คำตอบ: สาเหตุของความหลากหลายของสายพันธุ์เป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของพลังขับเคลื่อนแห่งวิวัฒนาการ: ความแปรปรวนทางพันธุกรรม การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ มีแหล่งที่อยู่อาศัยที่แตกต่างกันบนโลก ทั้งนี้แต่ละสายพันธุ์ได้ปรับตัวให้เข้ากับสภาพความเป็นอยู่ของแต่ละคนในสภาพแวดล้อมของตนเอง ความหลากหลายของสายพันธุ์ในธรรมชาติที่มากขึ้นช่วยลดโอกาสการสูญพันธุ์

3. กรอกตาราง”เพิ่มความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิตบนโลก"

หัวข้อ 4.2. การสอนวิวัฒนาการสมัยใหม่ หัวข้อ 4.4 ต้นกำเนิดของมนุษย์

KSE คำถามที่ 42

สมมติฐานเกี่ยวกับกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลก

1.เนรมิต

2. รุ่นที่เกิดขึ้นเอง (เกิดขึ้นเอง)

3. สมมติฐานของแพนสเปอร์เมีย

4.สมมติฐานวิวัฒนาการทางชีวเคมี

5. สถานะนิ่ง

1- ลัทธิเนรมิต- ตามแนวคิดนี้ ชีวิตและสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่อาศัยอยู่ในโลกเป็นผลมาจากการกระทำที่สร้างสรรค์ของผู้สูงสุดในช่วงเวลาหนึ่งโดยเฉพาะ หลักการสำคัญของเนรมิตมีระบุไว้ในพระคัมภีร์ในหนังสือปฐมกาล กระบวนการสร้างโลกอันศักดิ์สิทธิ์ถือได้ว่าเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวจึงไม่สามารถสังเกตได้ นี่เพียงพอที่จะนำแนวคิดทั้งหมดเกี่ยวกับการสร้างสรรค์อันศักดิ์สิทธิ์ไปไกลกว่าขอบเขตของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ที่สามารถสังเกตได้เท่านั้น ดังนั้น จึงไม่สามารถพิสูจน์หรือหักล้างแนวคิดนี้ได้

2. รุ่นที่เกิดขึ้นเอง (เกิดขึ้นเอง)- แนวคิดเรื่องต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตแพร่หลายในจีนโบราณ บาบิโลน และอียิปต์ อริสโตเติล นักปรัชญาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของกรีกโบราณแสดงความคิดที่ว่า "อนุภาค" บางชนิดของสารประกอบด้วย "หลักการที่แอคทีฟ" บางอย่าง ซึ่งสามารถสร้างสิ่งมีชีวิตได้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม

Van Helmont (1579-1644) แพทย์และนักปรัชญาธรรมชาติชาวดัตช์ บรรยายถึงการทดลองที่เขาอ้างว่าสร้างหนูได้ภายในสามสัปดาห์ สิ่งที่คุณต้องมีคือเสื้อเชิ้ตสกปรก ตู้มืด และข้าวสาลีจำนวนหนึ่ง Van Helmont ถือว่าเหงื่อของมนุษย์เป็นหลักสำคัญในกระบวนการสร้างเมาส์ และจนกระทั่งผลงานของผู้ก่อตั้งจุลชีววิทยา หลุยส์ ปาสเตอร์ ในช่วงกลางศตวรรษที่ 10 คำสอนนี้ยังคงพบผู้นับถือ

การพัฒนาแนวคิดเรื่องการเกิดขึ้นเองโดยธรรมชาตินั้นเกิดขึ้นตั้งแต่สมัยที่แนวคิดทางศาสนาครอบงำจิตสำนึกสาธารณะ นักปรัชญาและนักธรรมชาติวิทยาเหล่านั้นที่ไม่ต้องการที่จะยอมรับคำสอนของคริสตจักรเกี่ยวกับ "การสร้างชีวิต" ในระดับความรู้ในขณะนั้นก็มาถึงแนวคิดเรื่องการสร้างชีวิตโดยธรรมชาติได้อย่างง่ายดาย ในระดับที่ตรงกันข้ามกับความเชื่อในการสร้างสรรค์ความคิดเกี่ยวกับต้นกำเนิดตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตถูกเน้นย้ำความคิดเรื่องการสร้างโดยธรรมชาติมีความหมายที่ก้าวหน้าในระยะหนึ่ง ดังนั้นคริสตจักรและนักศาสนศาสตร์จึงมักคัดค้านแนวคิดนี้

3- สมมติฐานของแพนสเปอร์เมียตามสมมติฐานนี้เสนอในปี พ.ศ. 2408 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน G. Richter และในที่สุดก็คิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน Arrhenius ในปี 1895 สิ่งมีชีวิตสามารถนำมาจากอวกาศมายังโลกได้ สิ่งมีชีวิตที่มีต้นกำเนิดจากนอกโลกมักจะเข้ามาร่วมกับอุกกาบาตและฝุ่นจักรวาล สมมติฐานนี้อิงจากข้อมูลเกี่ยวกับความต้านทานสูงของสิ่งมีชีวิตบางชนิดและสปอร์ของพวกมันต่อการแผ่รังสี สุญญากาศสูง อุณหภูมิต่ำ และอิทธิพลอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีข้อเท็จจริงที่เชื่อถือได้ที่ยืนยันถึงต้นกำเนิดของจุลินทรีย์ที่พบในอุกกาบาตจากนอกโลก แต่ถึงแม้ว่าพวกมันมายังโลกและให้กำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา แต่คำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตก็ยังไม่ได้รับคำตอบ

4- สมมติฐานวิวัฒนาการทางชีวเคมี- ในปี 1924 นักชีวเคมี A.I. Oparin และนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ J. Haldane (1929) ได้ตั้งสมมติฐานที่ถือว่าชีวิตเป็นผลมาจากวิวัฒนาการอันยาวนานของสารประกอบคาร์บอน

ในปัจจุบัน กระบวนการสร้างชีวิตแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนตามอัตภาพ:

1. การสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ (โมโนเมอร์ทางชีวภาพ) จากก๊าซในบรรยากาศปฐมภูมิ

2. การก่อตัวของโพลีเมอร์ชีวภาพ

3. การก่อตัวของระบบแยกเฟสของสารอินทรีย์ซึ่งแยกออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกด้วยเมมเบรน (โปรโตไบโอนท์)

4. การเกิดขึ้นของเซลล์ที่ง่ายที่สุดที่มีคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตรวมถึงอุปกรณ์สืบพันธุ์ที่ช่วยให้มั่นใจในการถ่ายโอนคุณสมบัติของเซลล์แม่ไปยังเซลล์ลูกสาว

"น้ำซุปหลัก" (ไม่จำเป็น)

ในปี 1923 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Alexander Ivanovich Oparin แนะนำว่าภายใต้เงื่อนไขของโลกดึกดำบรรพ์สารอินทรีย์เกิดขึ้นจากสารประกอบที่ง่ายที่สุด - แอมโมเนีย, มีเธน, ไฮโดรเจนและน้ำ พลังงานที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถได้รับจากรังสีอัลตราไวโอเลตหรือจากการปล่อยกระแสไฟฟ้าจากพายุฝนฟ้าคะนองบ่อยครั้ง - ฟ้าผ่า บางทีสารอินทรีย์เหล่านี้อาจค่อยๆสะสมอยู่ในมหาสมุทรโบราณ กลายเป็นน้ำซุปดึกดำบรรพ์ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิต

ตามสมมติฐานของ A.I.

โอปารินในน้ำซุปดึกดำบรรพ์ โมเลกุลโปรตีนที่มีลักษณะคล้ายเส้นด้ายยาวสามารถโค้งงอเป็นลูกบอล “ติดกัน” ซึ่งกันและกัน และมีขนาดใหญ่ขึ้น ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงสามารถต้านทานผลการทำลายล้างของคลื่นและรังสีอัลตราไวโอเลตได้ สิ่งที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นกับสิ่งที่สังเกตได้โดยการเทปรอทจากเทอร์โมมิเตอร์ที่หักลงบนจานรอง นั่นคือ ปรอทที่กระจัดกระจายเป็นหยดเล็กๆ จำนวนมาก ค่อยๆ รวมตัวกันเป็นหยดที่ใหญ่ขึ้นเล็กน้อย จากนั้นจึงกลายเป็นลูกบอลขนาดใหญ่ลูกเดียว โปรตีน "ลูกบอล" ใน "น้ำซุปหลัก" ดึงดูดและจับโมเลกุลของน้ำและไขมัน ไขมันเกาะอยู่บนพื้นผิวของโปรตีนและห่อหุ้มไว้ในชั้นที่มีโครงสร้างคล้ายกับเยื่อหุ้มเซลล์ Oparin เรียกกระบวนการนี้ว่า coacervation (จากภาษาละติน coacervus - "clump") และร่างกายที่เกิด - coacervate ลดลงหรือเพียงแค่ coacervates เมื่อเวลาผ่านไป โคเซอร์เวตจะดูดซับส่วนใหม่ของสสารจากสารละลายที่อยู่รอบๆ มากขึ้นเรื่อยๆ โครงสร้างของพวกมันก็ซับซ้อนมากขึ้นจนกระทั่งพวกมันกลายเป็นเซลล์ดึกดำบรรพ์ แต่มีสิ่งมีชีวิตอยู่แล้ว

5. รัฐนิ่ง

ตามทฤษฎีสภาวะคงตัว โลกไม่เคยเกิดขึ้น แต่ดำรงอยู่ตลอดไป มันสามารถดำรงชีวิตได้เสมอ และถ้ามันเปลี่ยนแปลง มันก็น้อยมาก ตามเวอร์ชันนี้ สปีชีส์ไม่เคยเกิดขึ้น พวกมันดำรงอยู่ตลอดเวลา และแต่ละสปีชีส์มีความเป็นไปได้เพียงสองประการ - ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงจำนวนหรือการสูญพันธุ์

ปัญหาการกำเนิดและวิวัฒนาการของชีวิตเป็นปัญหาที่น่าสนใจที่สุดและในขณะเดียวกันก็มีการสำรวจน้อยที่สุดในประเด็นที่เกี่ยวข้องกับปรัชญาและศาสนา ตลอดประวัติศาสตร์เกือบทั้งหมดของการพัฒนาความคิดทางวิทยาศาสตร์ เชื่อกันว่าชีวิตเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ

ทฤษฎีหลัก:

1) ผู้สร้างสร้างชีวิตในช่วงเวลาหนึ่ง - เนรมิต (จาก lat. สร้างสรรค์ -การสร้าง);

2) ชีวิตเกิดขึ้นเองจากสิ่งไม่มีชีวิต

3) ชีวิตดำรงอยู่เสมอ

4) ชีวิตถูกนำมายังโลกจากอวกาศ;

5) ชีวิตเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากวิวัฒนาการทางชีวเคมี

ตามทฤษฎี เนรมิต ต้นกำเนิดของชีวิตหมายถึงเหตุการณ์เฉพาะในอดีตที่สามารถคำนวณได้ สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในโลกทุกวันนี้สืบเชื้อสายมาจากสิ่งมีชีวิตประเภทพื้นฐานที่สร้างขึ้นเฉพาะบุคคล สายพันธุ์ที่สร้างขึ้นตั้งแต่เริ่มแรกได้รับการจัดระเบียบอย่างดีเยี่ยมและมีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงบางอย่างภายในขอบเขตที่กำหนด (วิวัฒนาการระดับจุลภาค)

ทฤษฎีการกำเนิดชีวิตโดยธรรมชาติมีอยู่ในบาบิโลน อียิปต์ และจีน เป็นทางเลือกแทนเนรมิต มันย้อนกลับไปที่ Empedocles และ Aristotle: "อนุภาค" บางชนิดของสารมี "หลักการที่ออกฤทธิ์" บางอย่างซึ่งสามารถสร้างสิ่งมีชีวิตได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ อริสโตเติลเชื่อว่าหลักการสำคัญอยู่ที่ไข่ที่ปฏิสนธิ แสงแดด และเนื้อที่เน่าเปื่อย สำหรับพรรคเดโมคริตุส จุดเริ่มต้นของชีวิตอยู่ในโคลน สำหรับทาเลส - ในน้ำ สำหรับอนาซาโกรัส - ในอากาศ

เมื่อมีการเผยแพร่ศาสนาคริสต์ แนวคิดเรื่องคนรุ่นที่เกิดขึ้นเองจึงถูกประกาศว่าเป็นสิ่งนอกรีต และเป็นเวลานานแล้วที่แนวคิดเหล่านั้นจะไม่มีใครจดจำได้ แต่เฮลมอนต์คิดสูตรสำหรับผลิตหนูจากข้าวสาลีและผ้าสกปรกได้ เบคอนเชื่อว่าความเสื่อมเป็นบ่อเกิดของการเกิดใหม่ แนวคิดเรื่องการกำเนิดชีวิตโดยธรรมชาติได้รับการสนับสนุนจากโคเปอร์นิคัส กาลิเลโอ เดการ์ต ฮาร์วีย์ เฮเกล ลามาร์ก เกอเธ่ และเชลลิง

ในที่สุด แอล. ปาสเตอร์ก็แสดงให้เห็นในปี 1860 ว่าแบคทีเรียสามารถปรากฏในสารละลายอินทรีย์ได้ก็ต่อเมื่อมีการนำพวกมันไปที่นั่นก่อนหน้านี้เท่านั้น และเพื่อกำจัดจุลินทรีย์จำเป็นต้องมีการฆ่าเชื้อเรียกว่า พาสเจอร์ไรซ์ . ดัง​นั้น แนว​คิด​จึง​เข้มแข็ง​ขึ้น​ที่​ว่า​สิ่ง​มี​ชีวิต​ใหม่​สามารถ​มา​จาก​สิ่ง​มี​ชีวิต​ได้​เท่า​นั้น.

ผู้สนับสนุน ทฤษฎีการดำรงอยู่นิรันดร์ของชีวิต พวกเขาเชื่อว่าบนโลกที่มีอยู่ตลอดกาล บางชนิดถูกบังคับให้สูญพันธุ์หรือเปลี่ยนแปลงจำนวนอย่างมากในบางสถานที่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภายนอก แนวคิดที่ชัดเจนเกี่ยวกับเส้นทางนี้ยังไม่ได้รับการพัฒนา เนื่องจากมีช่องว่างและความคลุมเครือในบันทึกฟอสซิลของโลก

สมมติฐานเกี่ยวกับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลกอันเป็นผลมาจากการถ่ายโอนตัวอ่อนบางชีวิตจากดาวเคราะห์ดวงอื่นเรียกว่า แพนสเปิร์เมีย (จากภาษากรีก กระทะ- ทั้งหมด ทุก และ อสุจิ- เมล็ด) ทฤษฎีแพนสเปิร์เมียไม่มีกลไกในการอธิบายกำเนิดปฐมภูมิของชีวิตและเลื่อนปัญหาไปยังสถานที่อื่นในจักรวาล เมื่อมีต้นกำเนิดในอวกาศ ชีวิตยังคงอยู่เป็นเวลานานในแอนิเมชันที่ถูกระงับเกือบ ต= O K และถูกนำมายังโลกโดยอุกกาบาต ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 Arrhenius เกิดแนวคิดเรื่อง radiopanspermia เขาอธิบายว่าอนุภาคของสสาร เม็ดฝุ่น และสปอร์ของจุลินทรีย์ที่มีชีวิตหลบหนีจากดาวเคราะห์ที่มีคนอาศัยอยู่ออกสู่อวกาศได้อย่างไร ในขณะที่ยังคงพลังอยู่ พวกมันก็บินไปในจักรวาลด้วยแรงดันแสง และเมื่อมาถึงดาวเคราะห์ที่มีเงื่อนไขที่เหมาะสม ก็เริ่มชีวิตใหม่

ในศตวรรษที่ผ่านมาเมื่อศึกษาสารของอุกกาบาตและดาวหางพบว่า "สารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิต" จำนวนมากถูกค้นพบ - สารประกอบอินทรีย์, น้ำ, ฟอร์มาลดีไฮด์, ไซยาโนเจน ผู้นับถือแนวคิดแพนสเปิร์เมียยุคใหม่เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตถูกนำมายังโลกไม่ว่าจะโดยบังเอิญหรือโดยเจตนาโดยมนุษย์ต่างดาวในอวกาศ สมมติฐานแพนสเปิร์เมียได้รับการสนับสนุนจากมุมมองของนักดาราศาสตร์ช.

วิกรมสิงห์ (ศรีลังกา) และ เอฟ. ฮอยล์ (บริเตนใหญ่) พวกเขาเชื่อว่าจุลินทรีย์มีอยู่จำนวนมากในอวกาศ ส่วนใหญ่อยู่ในเมฆก๊าซและฝุ่น ซึ่งตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพวกมันก่อตัวขึ้น ต่อไป จุลินทรีย์เหล่านี้จะถูกดาวหางจับไว้ ซึ่งจากนั้นเมื่อผ่านไปใกล้ดาวเคราะห์ “หว่านเชื้อโรคแห่งชีวิต”

ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์แรกเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกถูกสร้างขึ้นโดยนักชีวเคมีโซเวียต A.I. โอภารินทร์. ในปีพ.ศ. 2467 เขาได้ตีพิมพ์ผลงานโดยสรุปแนวคิดเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตบนโลกที่อาจเกิดขึ้นได้ ตามทฤษฎีนี้ ชีวิตเกิดขึ้นในสภาพเฉพาะของโลกโบราณ และถือเป็นผลลัพธ์ตามธรรมชาติของวิวัฒนาการทางเคมีของสารประกอบคาร์บอนในจักรวาล ตามทฤษฎีนี้ กระบวนการที่นำไปสู่การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลกสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน:

1) การเกิดขึ้นของสารอินทรีย์

2) การก่อตัวของโพลีเมอร์ชีวภาพ (โปรตีน กรดนิวคลีอิก โพลีแซ็กคาไรด์ ลิพิด ฯลฯ) จากสารอินทรีย์ที่ง่ายกว่า

3) การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่สามารถสืบพันธุ์ได้เองในยุคดึกดำบรรพ์

ในความคิดเกี่ยวกับ ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตอันเป็นผลมาจากวิวัฒนาการทางชีวเคมี วิวัฒนาการของดาวเคราะห์เองก็มีบทบาทสำคัญ โลกดำรงอยู่มาเกือบ 4.5 พันล้านปี และสิ่งมีชีวิตอินทรีย์มาประมาณ 3.5 พันล้านปี โลกอายุน้อยเป็นดาวเคราะห์ร้อนที่มีอุณหภูมิ 5...8103 เคลวิน เมื่อเย็นลง โลหะทนไฟและคาร์บอนก็ควบแน่นจนกลายเป็นเปลือกโลก บรรยากาศของโลกดึกดำบรรพ์แตกต่างไปจากบรรยากาศสมัยใหม่มาก ก๊าซเบา เช่น ไฮโดรเจน ฮีเลียม ไนโตรเจน ออกซิเจน อาร์กอน ฯลฯ ยังไม่ได้ถูกกักเก็บไว้ในดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นไม่เพียงพอ แต่ยังคงมีสารประกอบที่หนักกว่าอยู่ (น้ำ แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน)

เมื่ออุณหภูมิโลกลดลงต่ำกว่า 100°C ไอน้ำเริ่มควบแน่นจนกลายเป็นมหาสมุทรโลก ในเวลานี้ การสังเคราะห์อะบิโอเจนิกเกิดขึ้น นั่นคือในมหาสมุทรปฐมภูมิของโลก ซึ่งอิ่มตัวด้วยสารประกอบเคมีธรรมดาหลายชนิด "ในน้ำซุปปฐมภูมิ" ภายใต้อิทธิพลของความร้อนจากภูเขาไฟ การปล่อยฟ้าผ่า รังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ การสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้นเริ่มต้นขึ้น จากนั้นก็เป็นพอลิเมอร์ชีวภาพ การก่อตัวของสารอินทรีย์ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการไม่มีสิ่งมีชีวิต - ผู้บริโภคอินทรียวัตถุ - และตัวออกซิไดซ์หลัก - ออกซิเจน โมเลกุลของกรดอะมิโนเชิงซ้อนสุ่มรวมกันเป็นเปปไทด์ ซึ่งจะสร้างโปรตีนดั้งเดิมขึ้นมา จากโปรตีนเหล่านี้ สิ่งมีชีวิตปฐมภูมิที่มีขนาดเท่าจุลทรรศน์จึงถูกสังเคราะห์ขึ้น

ปัญหาที่ยากที่สุดในทฤษฎีวิวัฒนาการสมัยใหม่คือการเปลี่ยนแปลงสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนให้เป็นสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่าย โอปารินทร์เชื่อว่าบทบาทชี้ขาดในการเปลี่ยนแปลงสิ่งไม่มีชีวิตเป็นสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นของโปรตีน เห็นได้ชัดว่าโมเลกุลโปรตีนที่ดึงดูดโมเลกุลของน้ำทำให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนที่ชอบน้ำคอลลอยด์ การรวมตัวของสารเชิงซ้อนดังกล่าวเข้าด้วยกันเพิ่มเติมนำไปสู่การแยกคอลลอยด์ออกจากตัวกลางที่เป็นน้ำ (coacervation) ที่ชายแดนระหว่าง coacervate (จาก lat. โคอาเซอร์วัส- ก้อน, ฮีป) และสิ่งแวดล้อมก่อตัวเป็นโมเลกุลของไขมัน - เยื่อหุ้มเซลล์ดั้งเดิม สันนิษฐานว่าคอลลอยด์สามารถแลกเปลี่ยนโมเลกุลกับสิ่งแวดล้อม (ต้นแบบของโภชนาการเฮเทอโรโทรฟิค) และสะสมสารบางชนิดได้

สิ่งมีชีวิตแรกๆ บนโลกมีเซลล์เดียว - โปรคาริโอต หลังจากผ่านไปหลายพันล้านปี ยูคาริโอตก็ก่อตัวขึ้น และด้วยรูปลักษณ์ของมัน วิถีชีวิตของพืชหรือสัตว์ก็เกิดขึ้น ความแตกต่างระหว่างนั้นอยู่ที่วิธีการทางโภชนาการและเกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง มันมาพร้อมกับการเข้าสู่บรรยากาศของออกซิเจนปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศ 21% เกิดขึ้นเมื่อ 25 ล้านปีก่อนอันเป็นผลมาจากการพัฒนาอย่างเข้มข้นของพืช

⇐ ก่อนหน้า12

วันที่เผยแพร่: 2015-11-01; อ่าน: 99 | การละเมิดลิขสิทธิ์เพจ

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0.001 วินาที)…

"ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับชีววิทยาและนิเวศวิทยาทั่วไป ชั้นประถมศึกษาปีที่ 9" เอเอ คาเมนสกี้ (GDZ)

การคาดเดาของโอปาริน-ฮัลเดน หลักฐานการทดลองเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดสิ่งมีชีวิตแบบอะบิเจนิก

คำถามที่ 1. บทบัญญัติพื้นฐานของสมมติฐาน Oparin-Haldane
ตามทฤษฎีกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกที่สร้างขึ้นโดย A.I. Oparin และ J. Haldane ในปี พ.ศ. 2467-2470 สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นจากสารที่มีลักษณะเป็นอนินทรีย์ในสามขั้นตอน:
1. ในระยะแรกเกิดการก่อตัวของสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ ในสภาพปัจจุบัน การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตจากธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตเป็นไปไม่ได้ การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตแบบ Abiogenic (กล่าวคือ หากไม่มีสิ่งมีชีวิตมีส่วนร่วม) การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้เฉพาะภายใต้สภาวะของบรรยากาศโบราณและการไม่มีสิ่งมีชีวิตเท่านั้น บรรยากาศโบราณประกอบด้วยมีเทน แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจน ไอน้ำ และสารประกอบอนินทรีย์อื่นๆ ภายใต้อิทธิพลของการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ทรงพลัง รังสีอัลตราไวโอเลต และรังสีสูง สารประกอบอินทรีย์อาจเกิดขึ้นจากสารเหล่านี้ซึ่งสะสมอยู่ในมหาสมุทรก่อตัวเป็น "ซุปหลัก"
2. ในระยะที่สอง - การก่อตัวของโปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และกรดนิวคลีอิกจากสารประกอบอินทรีย์อย่างง่ายในน่านน้ำของมหาสมุทรปฐมภูมิ ใน "น้ำซุปหลัก" ของโพลีเมอร์ชีวภาพจะเกิดสารเชิงซ้อนหลายโมเลกุล - coacervates ไอออนของโลหะซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาตัวแรกได้เข้าสู่หยดโคเซอร์เวตจากสภาพแวดล้อมภายนอก จากสารประกอบทางเคมีจำนวนมากที่มีอยู่ใน "ซุปดึกดำบรรพ์" ได้มีการเลือกส่วนผสมของโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยามากที่สุดซึ่งท้ายที่สุดก็นำไปสู่การเกิดขึ้นของเอนไซม์ ที่จุดเชื่อมต่อระหว่าง coacervates และสภาพแวดล้อมภายนอก โมเลกุลของไขมันเรียงตัวกัน ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเยื่อหุ้มเซลล์ดั้งเดิม
3. ระยะที่ 3 คือ ระยะแห่งการพัฒนาชีวิต ในขั้นตอนนี้ coacervates (lat. coacervo - รวบรวมสะสม) นั่นคือหยดคอลลอยด์ซึ่งความเข้มข้นของสารสูงกว่าในสารละลายโดยรอบเริ่มขยายและโต้ตอบกันและกับสารอื่น ๆ อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของ coacervates กับกรดนิวคลีอิกทำให้เกิดเซลล์ที่สามารถสืบพันธุ์ได้เอง โปรโตไบโอออน(อนุภาคโปรตีนซึ่งรวมถึงกรดนิวคลีอิก) ซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง การเก็บรักษาข้อมูลทางพันธุกรรม และการถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อ ๆ ไป นับจากช่วงเวลานี้เป็นต้นไป ช่วงเวลาแห่งวิวัฒนาการทางอินทรีย์ก็เริ่มต้นขึ้น ควรเน้นย้ำว่าสิ่งมีชีวิตเป็นระบบเปิดที่สามารถสืบพันธุ์ได้เองโดยได้รับพลังงานจากภายนอก ในเรื่องนี้เห็นได้ชัดว่าสิ่งมีชีวิตชนิดแรกคือเฮเทอโรโทรฟที่ได้รับพลังงานผ่านการสลายสารประกอบอินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจน การเกิดขึ้นของบรรยากาศสมัยใหม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการเกิดขึ้นและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิคและการสังเคราะห์ด้วยแสง นับตั้งแต่การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิต ความเชื่อมโยงระหว่างกระบวนการทางชีววิทยา ธรณีวิทยา และธรณีเคมีได้ปรากฏขึ้น ซึ่งนักวิชาการ V.I. วิทยาศาสตร์ Vernadsky "ชีวธรณีเคมี"

คำถามที่ 2. หลักฐานการทดลองใดที่สามารถให้สนับสนุนสมมติฐานนี้ได้?
ในปี 1953 สมมติฐานของ A.I. Oparin นี้ได้รับการยืนยันจากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน S. Miller (เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีจากการทดลองผลิตกรดอะมิโน) ในการติดตั้งที่เขาสร้างขึ้น ได้มีการจำลองสภาวะที่คาดคะเนว่ามีอยู่ในชั้นบรรยากาศปฐมภูมิของโลก จากการทดลองจึงได้กรดอะมิโนมา การทดลองที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นซ้ำหลายครั้งในห้องปฏิบัติการต่างๆ และทำให้สามารถพิสูจน์ความเป็นไปได้ขั้นพื้นฐานในการสังเคราะห์โมโนเมอร์เกือบทั้งหมดของพอลิเมอร์ชีวภาพหลักภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว ต่อจากนั้นพบว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการมีความเป็นไปได้ที่จะสังเคราะห์ไบโอโพลีเมอร์อินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้นจากโมโนเมอร์: โพลีเปปไทด์, โพลีนิวคลีโอไทด์, โพลีแซ็กคาไรด์และไขมัน โอปารินเป็นคนแรกที่ทำการศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่อาจก่อให้เกิดการก่อตัวของคาร์โบไฮเดรต ไขมัน และกรดอะมิโนโดยปราศจากการมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิต ดำเนินการโดยโอปาริน และดำเนินการต่อโดยคาลวินและคนอื่นๆ แม้ว่าการผลิตสารอินทรีย์จะเป็นก็ตาม ดำเนินการเร็วกว่า Oparin และผู้ติดตามของเขามาก (Wöhlerสังเคราะห์ยูเรียในปี 1828, Kolbe สังเคราะห์กรดอะซิติกในปี 1845, Berthelot สังเคราะห์ไขมันในปี 1854, Butlerov ได้รับสารหวานในปี 1861) แต่ไม่มีนักวิทยาศาสตร์คนใดทำการทดลองภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายกับเหล่านั้น ที่มีอยู่ในยุคประวัติศาสตร์บนโลก (บรรยากาศที่ไม่มี O2, รังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง, การปล่อยกระแสไฟฟ้าขนาดยักษ์)

คำถามที่ 3. อะไรคือความแตกต่างระหว่างสมมติฐานของ A.I. Oparin และสมมติฐานของ J. Haldane?
J. Haldane ยังหยิบยกสมมติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต แต่ไม่เหมือนกับ A.I. Oparin เขาไม่ให้ความเป็นอันดับหนึ่งแก่โปรตีน - ระบบ coacervate ที่สามารถเผาผลาญได้ แต่ให้กับกรดนิวคลีอิกนั่นคือ ระบบโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีความสามารถในการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง

คำถามที่ 4 ฝ่ายตรงข้ามให้ข้อโต้แย้งอะไรบ้างเมื่อวิพากษ์วิจารณ์สมมติฐานของ A.I.
สมมติฐานของ A.I. Oparin ไม่ได้อธิบายกลไกของการก้าวกระโดดเชิงคุณภาพจากการไม่มีชีวิตไปสู่การมีชีวิตอยู่

สมมติฐานของการกำเนิดชีวิตผ่าน วิวัฒนาการทางชีวเคมีหรือ " สมมติฐานโอปาริน-ฮัลเดน».

A.I. Oparin นักชีวเคมีและนักวิชาการชาวรัสเซียตีพิมพ์หนังสือเล่มแรกของเขาเกี่ยวกับปัญหานี้ย้อนกลับไปในปี 1924 J. Haldane นักพันธุศาสตร์และนักชีวเคมีชาวอังกฤษ ตั้งแต่ปี 1929 ได้พัฒนาแนวคิดที่สอดคล้องกับแนวคิดของ A.I.

มันตั้งสมมุติฐานว่าชีวิตเกิดขึ้นบนโลกอย่างแม่นยำจากสสารไม่มีชีวิต ภายใต้เงื่อนไขที่มีอยู่บนโลกเมื่อหลายพันล้านปีก่อน สภาวะเหล่านี้รวมถึงการมีแหล่งพลังงาน อุณหภูมิที่แน่นอน น้ำ และสารอนินทรีย์อื่นๆ ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของสารประกอบอินทรีย์ ตอนนั้นบรรยากาศไม่มีออกซิเจน (แหล่งที่มาของออกซิเจนในปัจจุบันคือพืช แต่ไม่มีเลย)

ภายในกรอบของทฤษฎีนี้ เราสามารถแยกแยะได้ห้าขั้นตอนหลักบนเส้นทางสู่การเกิดขึ้นของชีวิต ซึ่งแสดงไว้ในตาราง 1.

ตารางที่ 1

ขั้นตอนการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลกตามสมมติฐานโอปาริน-ฮัลเดน

		การระบายความร้อนของโลก (ต่ำกว่าอุณหภูมิ +100 °C บนพื้นผิว) การควบแน่นของไอน้ำ การก่อตัวของมหาสมุทรปฐมภูมิ การละลายของก๊าซและแร่ธาตุในน้ำ พายุฝนฟ้าคะนองอันทรงพลัง การสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์อย่างง่าย - กรดอะมิโน, น้ำตาล, เบสไนโตรเจน - อันเป็นผลมาจากการกระทำของการปล่อยกระแสไฟฟ้าอันทรงพลัง (ฟ้าผ่า) และรังสีอัลตราไวโอเลต
		การก่อตัวของโปรตีนที่ง่ายที่สุด, กรดนิวคลีอิก, โพลีแซ็กคาไรด์, ไขมัน; coacervates
เมื่อ 3 พันล้านปีก่อน		การก่อตัวของโปรโตไบออนที่มีความสามารถในการสืบพันธุ์ด้วยตนเองและเมแทบอลิซึมที่ควบคุมอันเป็นผลมาจากการเกิดขึ้นของเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีการซึมผ่านแบบเลือกสรรและปฏิกิริยาระหว่างกรดนิวคลีอิกและโปรตีน
เมื่อ 3 พันล้านปีก่อน		การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างเซลล์ (โปรคาริโอตหลัก - แบคทีเรีย)

แนวคิดเกี่ยวกับการก่อตัวและองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศปฐมภูมิของโลกขึ้นอยู่กับข้อมูลเชิงวัตถุจากวิทยาศาสตร์ต่างๆ เกี่ยวกับการศึกษาเปลือกก๊าซของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะ หลักฐานที่น่าเชื่อถือมากเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการพัฒนาชีวิตในระยะที่ 2 และ 3 นั้นได้รับอันเป็นผลมาจากการทดลองจำนวนมากเกี่ยวกับการสังเคราะห์โมโนเมอร์ทางชีววิทยาเทียม ดังนั้นเป็นครั้งแรกในปี 1953 S. Miller (USA) ได้สร้างการติดตั้งที่ค่อนข้างง่ายซึ่งเขาสามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนและสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ จำนวนหนึ่งจากส่วนผสมของก๊าซและไอน้ำภายใต้อิทธิพลของการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต และการปล่อยประจุไฟฟ้า (รูปที่ 1)

ข้าว. 1.ฉากของสแตนลีย์ มิลเลอร์ที่เขาสังเคราะห์ขึ้น กรดอะมิโนจากก๊าซ ทำให้เกิดสภาวะที่สันนิษฐานได้ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกดึกดำบรรพ์ ก๊าซและน้ำไอระเหยหมุนเวียนในการติดตั้งภายใต้แรงดันสูงต้องเผชิญกับไฟฟ้าแรงสูงเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์หลังจากนั้นจึงทำการตรวจสอบสารที่สะสมอยู่ใน “กับดัก”โดยโครมาโตกราฟีแบบกระดาษ รวมๆแล้วก็มีแยกกรดอะมิโนได้ 15 ชนิด ได้แก่ ไกลซีน อะลานีนและกรดแอสปาร์ติก

ในการทดลองของเอส. มิลเลอร์ สถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งของเขาจำลองสภาพที่มีอยู่บนโลกในเวลาที่คาดคะเน อุปกรณ์นี้มีส่วนผสมของก๊าซ ได้แก่ ไฮโดรเจน แอมโมเนีย มีเทน และไอน้ำ อิเล็กโทรดถูกเสียบเข้าไปในห้องใดห้องหนึ่งเพื่อปล่อยประจุจำลองฟ้าผ่า ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่เป็นไปได้สำหรับปฏิกิริยาเคมี น้ำถูกเทลงในอีกห้องหนึ่ง และห้องนี้ได้รับความร้อน (เพื่อทำให้ส่วนผสมของก๊าซอิ่มตัวด้วยไอน้ำ) อีกห้องหนึ่งเย็นลง และที่นี่มีน้ำควบแน่น (“ฝนตก”) ภายในหนึ่งสัปดาห์ก็พบสารอินทรีย์หลายชนิดในคอนเดนเสท

ในทศวรรษต่อมา ห้องทดลองหลายแห่งทั่วโลกทำการสังเคราะห์กรดอะมิโน นิวคลีโอไทด์ น้ำตาลเชิงเดี่ยว และสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยเทียม ทั้งหมดนี้ยืนยันความเป็นไปได้ของการก่อตัวของสารอินทรีย์บนโลกในยุคที่ห่างไกลโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิต ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนอิสระ (ซึ่งจะทำลายพวกมัน) และสิ่งมีชีวิต (ซึ่งสามารถใช้เป็นอาหารได้) สารเหล่านี้จะสะสมอยู่ในมหาสมุทรดึกดำบรรพ์ที่มีความเข้มข้นสูง

ในขั้นต่อไปจะเกิดสารประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้น - สารคล้ายโปรตีน (สายโซ่ของกรดอะมิโน) และโมเลกุลโพลีนิวคลีโอไทด์สั้น ๆ ความน่าจะเป็นของสิ่งนี้ได้รับการยืนยันหลายครั้ง: ทุกวันนี้ได้รับสิ่งที่คล้ายกันจากการทดลอง เมื่อถึงความเข้มข้นของสารอินทรีย์ในมหาสมุทรปฐมภูมิ อาจเกิดการรวมตัวกันที่ซับซ้อนของสารประกอบต่างๆ ได้ - coacervates, การก่อตัวเป็นทรงกลมขนาดเล็ก

การศึกษา coacervates ที่สร้างขึ้นโดยเทียม (ศึกษาอย่างกว้างขวางโดย A.I. Oparin และเพื่อนร่วมงานของเขา) แสดงให้เห็นว่าพวกมันแสดงคุณสมบัติบางอย่างของระบบสิ่งมีชีวิต coacervates มีชั้นนอกอัดแน่นซึ่งเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ชนิดหนึ่ง สามารถเลือกดูดซับสารต่างๆ จากสิ่งแวดล้อมที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีภายในหยด coacervate และผลิตภัณฑ์บางส่วนของปฏิกิริยาเหล่านี้จะถูกปล่อยกลับออกสู่สิ่งแวดล้อม โดยการสะสมสาร coacervates "เติบโต" และเมื่อมีขนาดเพิ่มขึ้นสามารถแบ่งออกเป็นหลายส่วน - "คูณ"

Coacervates ซึ่งมีองค์ประกอบที่แตกต่างกันนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยระดับความเสถียรที่แตกต่างกัน ส่วนที่มีเสถียรภาพมากกว่าจะถูกเก็บรักษาไว้ส่วนอื่น ๆ ก็หายไปและถูกทำลาย

การสังเกตเหล่านี้ให้เหตุผลแก่ A.I. เพื่อแนะนำความเป็นไปได้ในการดำเนินการ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ(ดูด้านล่าง) อยู่ในขั้นแห่งการสร้างสิ่งมีชีวิตแล้ว

อย่างไรก็ตาม coacervates ซึ่งมีความซับซ้อนทั้งหมดขององค์กร ไม่สามารถถือเป็นสิ่งมีชีวิตได้ เนื่องจากพวกมันไม่มีการสืบพันธุ์ด้วยตนเองที่มั่นคง

ในขั้นต่อไป การเชื่อมโยงระหว่างกรดนิวคลีอิกและโปรตีนได้ถูกสร้างขึ้นในโคเซอร์เวต การสังเคราะห์โปรตีนขององค์ประกอบบางอย่างเริ่มดำเนินการบนพื้นฐานของข้อมูลที่มีอยู่ในกรดนิวคลีอิก

ความสามารถของกรดนิวคลีอิกในการ การสืบพันธุ์ด้วยตนเองด้วยการมีส่วนร่วมของโปรตีน - เอนไซม์จำเพาะ นั่นคือเราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับรูปลักษณ์ภายนอกได้แล้ว โปรโตไบโอออน- รูปแบบปฐมภูมิของชีวิตที่ยังไม่มีองค์กรเซลล์ แต่สามารถสืบพันธุ์และเผาผลาญตนเองได้

การพัฒนาโปรโตไบโอนท์เพิ่มเติมและความซับซ้อนขององค์กรนำไปสู่การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างเซลล์ - โปรคาริโอตปฐมภูมิ,แบคทีเรีย นับจากนี้เป็นต้นไปวิวัฒนาการทางชีววิทยาก็เริ่มต้นขึ้น เห็นได้ชัดว่าสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิคมีอยู่ในตอนแรก (เนื่องจากมหาสมุทรดึกดำบรรพ์มีสารอินทรีย์หลายชนิด) เมื่อจำนวนเพิ่มขึ้น ทรัพยากรอาหารก็ลดลงและการแข่งขันระหว่างกันก็เพิ่มขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่การเกิดขึ้นของออโตโทรฟ - สิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์สารอินทรีย์ที่พวกเขาต้องการจากอนินทรีย์

ประการแรก สิ่งมีชีวิตปรากฏขึ้นที่ใช้พลังงานที่ได้รับจากการออกซิเดชันของแร่ธาตุ กระบวนการนี้เรียกว่า การสังเคราะห์ทางเคมีและสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นก็ได้รับการตั้งชื่อ เคมีสังเคราะห์- จากนั้นในระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการที่ตามมาสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิคก็เกิดขึ้นที่ใช้พลังงานของแสงแดด - สิ่งเหล่านี้คือสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสง ( การสังเคราะห์แสง- วิวัฒนาการทางชีววิทยาเพิ่มเติมได้กำหนดการก่อตัวของโลกแห่งธรรมชาติสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายที่เราเห็นในปัจจุบัน

ความหลากหลายของสายพันธุ์อันเป็นผลมาจากวิวัฒนาการทางชีววิทยาสิ่งต่างๆการสอนเชิงวิวัฒนาการ (ทฤษฎีวิวัฒนาการ) เป็นสาขาวิชาทางชีววิทยาที่ศึกษาถึงสาเหตุและแรงผลักดัน รูปแบบและกลไกการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต

ภายใต้ วิวัฒนาการทางชีววิทยาเข้าใจกระบวนการที่ไม่อาจย้อนกลับได้และเป็นธรรมชาติของการพัฒนาทางประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตจากง่ายไปสู่ซับซ้อนมากขึ้น เริ่มตั้งแต่วินาทีแรกที่สิ่งมีชีวิตตัวแรกปรากฏบนโลก

ในระหว่างวิวัฒนาการ บางสปีชีส์ถูกแทนที่ด้วยสปีชีส์อื่น ความซับซ้อนและการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิตเพิ่มขึ้น ความหลากหลายเพิ่มขึ้น และมนุษย์ก็ปรากฏตัวขึ้น

ความสำคัญทางอุดมการณ์ของการสอนเชิงวิวัฒนาการนั้นยิ่งใหญ่: มัน ยืนยันความคิดเรื่องความเป็นเอกภาพของต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด อธิบายเหตุผลของความหลากหลายของสายพันธุ์อาศัยอยู่บนโลก ความสะดวกในการจัดระเบียบสิ่งมีชีวิต(เช่น ความสอดคล้องของโครงสร้างและการทำงานของระบบและอวัยวะทั้งหมดกับสภาพความเป็นอยู่) การปรากฏตัวพร้อมกันในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตทั้งที่เรียบง่ายและมีการจัดระเบียบสูง

หลักคำสอนเรื่องวิวัฒนาการทำหน้าที่เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีของชีววิทยาสมัยใหม่ โดยผสมผสานและสรุปผลลัพธ์ที่ได้รับจากวิทยาศาสตร์ชีวภาพพิเศษมากมาย

ความสำคัญสำหรับมนุษย์ในการแก้ปัญหาการมีปฏิสัมพันธ์กับชีวมณฑลนั้นชัดเจน

ในที่สุดความรู้เกี่ยวกับกฎหมายและกลไกของวิวัฒนาการเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาการคัดเลือก - วิทยาศาสตร์ที่พัฒนาวิธีการสร้างและปรับปรุงพันธุ์พืชและสายพันธุ์สัตว์เลี้ยงที่ปลูก

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาแนวความคิดเกี่ยวกับกำเนิดสิ่งมีชีวิตตามธรรมชาติและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตสามารถแบ่งออกเป็น 3 ระยะ คือ ยุคก่อนดาร์วิน ดาร์วิน และหลังดาร์วิน (สมัยใหม่)