Происхождение жизни на Земле
& С глубокой древности и до нашего времени было высказано множество гипотез о происхождении жизни на земле. Однако все их многообразие сводится к двум взаимоисключающим точкам зрения: - биогенез – все живое от живого; - абиогенез – происхождение живого от неживого (в том числе и самозарождение).
& Развитие представлений о возникновении жизни. ü Многие средневековые ученые допускали, что рыбы могли зарождаться из ила, черви – из почвы, мухи из мяса и т.д. ü Против теории самозарождения в XVII в. выступил флорентийский врач и натуралист Франческо Реди, поставив гениальный по своей простоте опыт. Он поместил кусочки мяса в несколько сосудов. Часть из них прикрыл кисеей. Через некоторое время на мясе в открытых сосудах было множество личинок мух. ü В XVIII веке теорию самозарождения жизни защищали виталисты (от лат. вита – жизнь): нем. математик Г.Лейбниц, фр. натуралист Ж.Бюффон, ирландский физик, аббат Дж. Нидхем. Они утверждали, что в живых организмах существует особая «жизненная сила», она повсюду, достаточно лишь «вдохнуть» ее и неживое становиться живым. ü Микроскоп открыл людям микромир. Дж. Нидхем прокипятил мясо в закрытом сосуде и через некоторое время обнаружил в бульоне микроорганизмы. Казалось, самозарождение бактерий было доказано. ü Против ирландского аббата выступил итальянский аббат Лаццаро Спаланцани. Прокипятив мясной бульон в течение часа, он запаял ее. В запаянной колбе микроорганизмы не возникали. Виталисты заявили, что длительное кипячение убивает «жизненную силу», которая не может проникнуть в запаянный сосуд. ü Споры вокруг самозарождения жизни возникли с новой силой в середине XIX века в связи с трактатом о самозарождении жизни фр. медика Пуше и появлением эволюционного учения Ч.Дарвина (книга «Происхождение видов» 1859г.) Французская академия наук в 1859г. Назначила специальную премию за попытку осветить по-новому, осветить вопрос о самозарождении жизни. ü Эту премию в 1862 году получил французский ученый Луи Пастер. Соединив колбу с S -образной трубкой он кипятил различные питательные среды. Среда оставалась стерильной (споры оседали на стенках тонкой изогнутой трубки), хотя доступ воздуха (вместе с пресловутой «жизненной силой») был обеспечен. ü Опыт Л.Пастера вполне согласовывался с мнением идеалистов о том, что для возникновения жизни необходимо вмешательство нематериального начала – творца. Материалистически мыслящие естествоиспытатели надолго лишились возможности говорить о естественном возникновении жизни на Земле.
& Современные теории и гипотезы возникновения жизни. Креационизм (лат. creatio – единый акт творения) - жизнь была создана сверхъестественными силами в определенное время. Гипотезы стационарного состояния:- жизнь вечна и существовала всегда. Гипотеза панспермии: жизнь существует вечно и переносится с планеты на планету метеоритами или под давлением светового потока (середина XIX нем. химик Ю.Либих; шведский химик С.Аррениус; рус. академик В.И.Вернадский). Гипотезы «засевания»: простейшие были принесены на Землю иными цивилизациями (ам. ученые Крик и Орчел). Физические гипотезы: жизнь возникла в результате естественных процессов, подчиняющихся физическим законам (например, гипотезы «катастроф»). Химические гипотезы: Ä1922-1924г. первая концепция химической эволюции А.И.Опарина (абиогенный синтез органических соединений в бескислородной среде); Ä1947г теория биопоэза англ. ученого Дж. Бернала (абиогенное возникновение биологических полимеров, образование биологических полимеров, формирование мембранных структур и первичных организмов пробионтов); Ä1988г. гипотеза Г.В. Войткевича о возникновении органических веществ в космосе и продолжение биохимической эволюции на Земле.
& Стадии истории Земли (гипотеза О.Ю.Шмидта) 1. Звездная: возникновение газопылевого облака после вспышки сверхновой звезды около 6 млрд. лет назад; t0 до 10000С элементы в виде атомов; вращение вызвало понижение t0 , тяжелые металлы образуют ядро, легкие атомы образуют на поверхности горные породы. 2. Планетарная:летучие легкие вещества образовали первичную атмосферу из Н2; Не; О2; N2; С и паров (Н2О; СН4; СО2; NН3); при понижении температуры ниже 1000С образовались водные пространства где углеводороды и газы первичной атмосферы могли образовывать сложные органические вещества. & Предпосылки возникновения жизни на Земле. Космические: светило средней яркости, почти круговая орбита, равномерный нагрев. Планетарные: не слишком большая масса планеты (иначе энергия атомного распада может привести к перегреву планеты или радиоактивному загрязнению); не слишком маленькая масса (возможность удержать атмосферу). Химические и физические: 4-4,5 млрд. лет назад в атмосфере Земли Äпроисходилопостоянноеиспарение воды, конденсация, ливни; Äнаблюдался избытокпаров Н2О; СН4; СО2; NН3 (восстановительный характер атмосферы); Äотсутствовал свободный кислород, что исключало окисление восстановленных углеродистых соединений; Ä избыток энергии: грозовые разряды, УФИ, космические лучи, внутреннее тепло (1953г. ам. Г.Юри и С.Миллер подвергли смесь метана, аммиака и паров воды действию эл. разрядов; среди полученных продуктов были аминокислоты); Äна Земле отсутствовали живые организмы (было исключено поедание образующихся органических соединений). & Этапы химической эволюции. Центральные части звезд образованы из плазмы – полностью ионизированный газ, состоящий из хаотически движущихся атомных ядер (+) и электронов (-). ü Возникновения атомов химических элементов в ходе термоядерных реакций: 4Н à 1Не + ℮ à С à О à Не. ü Образование простейших неорганических соединений: Н – хороший восстановитель; О – окислитель; Р – образует макроэргические связи. ü Образование простейших органических соединений: этап связан со специфической валентностью углерода, его способностью к соединению с различными элементами, образованию цепей и циклов, каталитической активностью. ü Абиогенный синтез полимеров: в водной среде вряд ли были возможными реакции дегидратации. ÄСогласно лагунарной гипотезе на илистом дне лагун различные мономеры подвергались полимеризации под воздействием солнца и смывались волнами опять в океан, обогащая «первичный бульон» (ам. С.Фокс 1953 год синтез полипептидных цепочек при нагревании сухих смесей аминокислот). Ä1977г – возникла гипотеза «черных курильщиков» - глубоководные вулканические области как один из возможных источников зарождения жизни.
& Переход от биополимеров к первым живым существам. ü Пробионты. Переход от химической эволюции к биологической по предположению А.И.Опарина связан с возникновением простейших обособленных органических систем – пробионтов, способных использовать из окружающей среды вещества и энергию и на этой основе осуществлять важнейшие жизненные функции – расти и подвергаться отбору (в эксперименте – конгломераты органических веществ коацерваты). ü Эволюция пробионтов. Возникновение каталитических систем, генетического кода, мембран, начало биологической эволюции. ü Прокариоты. Первые живые организмы, вероятно, были анаэробными гетеротрофными прокариотами. Затем возникли хемоавтотрофы и фотоавтотрофы. ü Появление эукариот, многоклеточность, разделение царств живых организмов.
Контрольные вопросы.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (471)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |