Гипотезы и теории происхождения жизни

  ГБОУ  СПО «РЕГИОНАЛЬНЫЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ  КОЛЛЕДЖ»

  Г. СТАВРОПОЛЬ 
 
 

  Реферат 
 

  На  тему:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Выполнил  :

  Обучающийся гр. ПБ-11 Путивский Евгений

  Проверил:

  преподаватель биологии

    Ракчеева Наталья Александровна 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Ставрополь 2012 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Содержание

      Введение                                                                                      

    Основная часть                                   

  1. Гипотезы и теории происхождения жизни

  2. Как появилась жизнь на Земле

  3. Эволюция форм биологической жизни на Земле

    Заключение

    Литература 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

  Введение

  Происхождения жизни на Земле – сложный вопрос биологии, который интересует человечество с давних времен. Она не только привлекает к себе пристальное внимание ученых разных стран и специальностей, но интересует вообще всех людей мира.

  Сейчас  считается общепризнанным, что возникновение  жизни на Земле представляло собой  закономерный процесс, поддающийся  научному исследованию. В основе этого  процесса лежала эволюция соединений углерода, которая происходила во Вселенной задолго до возникновения нашей Солнечной системы и лишь продолжалась во время образования планеты Земля - при формировании её коры, гидросферы и атмосферы.

  С момента возникновения жизни природа находится в непрерывном развитии. Процесс эволюции длится уже сотни миллионов лет, и его результатом является то разнообразие форм живого, которое во многом до конца ещё не описано и не классифицировано.

  Вопрос  о происхождении жизни труден в исследовании потому, что когда наука подходит к проблемам развития как создания качественно нового, она оказывается у предела своих возможностей как отрасли культуры, основанной на доказательстве и экспериментальной проверки утверждений.

  Ученые  сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Даже наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь модельным экспериментом, лишенным ряда факторов, сопровождавших появление живого на земле. Трудность – в невозможности проведения прямого эксперимента по возникновению жизни (уникальность этого процесса препятствует использованию основного научного метода).

  Вопрос  происхождения жизни интересен  не только сам по себе, но и тесной связью с проблемой отличия живого от не живого, а также связью с проблемой эволюции жизни.

  Жизнь на Земле представлена громадным  многообразием форм, которым присуща  возрастающая сложность строения и  функций.

  Всякий  живой организм стремится к главному – воспроизведению себе подобных.

 

    Основная часть 

  1. Гипотезы и теории происхождения жизни

  С глубокой древности и до нашего времени  было высказано бессчетное количество гипотез о происхождении жизни  на Земле.

  В настоящее время существует 5 научных  концепций возникновения жизни:

  1.         Возникновение живого из неживого, подчиняясь определенным физическим и химическим закономерностям (абиотическая концепция);

  2.         Гипотеза «голобиоза» - концепция протобионта или биода, некого доклеточного предка, начальных «жизнеспособных» структур;

  3.         Гипотеза «генобиоза», т. е. поиска генома как реликтового предка всех живых клеточных структур, считая, что

  именно  РНК сыграло первостепенную роль в её зарождении жизни;

  Стр. 1

  4.         Концепция стационарного состояния жизни - жизнь существовала всегда, начала жизни не существует

  5.          Внеземное происхождение жизни – жизнь была занесена на Землю из Космоса (концепция панспермии).

  .

  Абиотическая  концепция.

  Абиогенез – идея о происхождении живого из неживого – исходная гипотеза современной теории происхождения жизни.

  В 1924 г. известный биохимик А. И. Опарин высказал предположение, что при  мощных электрических разрядах в  земной атмосфере, которая 4 - 4,5 млрд. лет  назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни.

  Предсказания  академика Опарина оправдались. В 1955 г. американский исследователь  С. Миллер, пропуская электрические  заряды через смесь газов и  паров, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот.

  Гипотеза  Опарина о возникновении жизни  на Земле опирается на представление  о постепенном усложнении химической структуры и морфологического облика предшественников жизни (пробионтов) на пути к живым организмам. На стыке моря, суши и воздуха создавались благоприятные условия для образования сложных органических соединений. В концентрированных растворах белков, нуклеиновых кислот могут образовываться сгустки подобно водным растворам желатина. А. И. Опарин назвал эти сгустки коацерватными каплями или коацерватами.

  Коацерваты  – это обособленные в растворе органические многомолекулярные структуры. Это еще не живые существа. Их возникновение рассматривают как  стадию развития преджизни. Наиболее важным этапом в происхождении жизни было возникновение механизма воспроизведения себе подобных и наследования свойств предыдущих поколений. Это стало возможным благодаря образованию сложных комплексов нуклеиновых кислот и белков. Нуклеиновые кислоты, способные к самовоспроизведению, стали контролировать синтез белков, определяя в них порядок аминокислот. А белки – ферменты осуществляли процесс создания новых копий нуклеиновых кислот. Так возникло главное свойство, характерное для жизни – способность к воспроизведению подобных себе молекул.

  Сильная сторона абиогенетической гипотезы – её эволюционный характер, жизнь  – закономерный этап эволюции материи. Возможность экспериментальной  проверки основных положений гипотезы.

  На  коацерватных каплях можно симетировать доклеточные фазы зарождения жизни.

  В настоящее время жизнь на Земле  не может возникнуть абиогенным путём. Ещё Дарвин в 1871 году писал:  «Но если бы сейчас… в каком – либо тёплом водоёме, содержащем все необходимые соли аммония и фосфора и доступном воздействию света, тепла, электричества, химически образовался белок, способный к дальнейшим всё более сложным превращениям, то это вещество немедленно было бы разрушено и поглощено, что было невозможно в период возникновения живых существ». Жизнь возникла на Земле абиогенным путем. В настоящее время живое происходит только от живого (биогенное происхождение).

  Стр. 2

  Возможность повторного возникновения жизни  на Земле исключена. 

  Теория  панспермии.

  В 1865 г. немецкий врач Г. Рихтер выдвинул гипотезу космозоев

  (космических зачатков) в соответствии с которой жизнь является вечной и зачатки, населяющие мировое пространство, могут переноситься с одной планеты на другую.

  Сходную гипотезу в 1907 году выдвинул шведский естествоиспытатель С. Аррениус, предположив, что во Вселенной вечно существуют зародыши жизни – гипотезу панспермии. Он описывал, как с населённых другими существами планет уходят в мировое пространство частички вещества, пылинки и живые споры микроорганизмов. Они сохраняют свою жизнеспособность, летая в пространстве Вселенной за счёт светового давления. Попадая на планету с подходящими условиями для жизни, они начинают новую жизнь на этой планете. Эту гипотезу поддерживали многие, в том числе русские ученые С. П. Костычев, Л. С. Берг и П. П. Лазарев.

  Для обоснования панспермии используют наскальные рисунки с изображением предметов, похожих на ракеты или  космонавтов, или появления НЛО. Полёты космических аппаратов разрушили  веру в существование разумной жизни  на планетах Солнечной системы, которая появилась после открытия Скипарелли каналов на Марсе в 1877 году.

  Ловелл  насчитал на Марсе 700 каналов. Сеть каналов  охватывала все материки. В 1924 году каналы были сфотографированы, и большинство  учёных увидели в них доказательство существования разумной жизни. Фотоснимки 500 каналов зафиксировали и сезонные изменения цвета, которые подтвердили идеи советского астронома Г. А. Тихова о растительности на Марсе, поскольку озера и каналы имели зеленый цвет.

  Ценная  информация о физических условиях на Марсе была получена советским космическим аппаратом  «Марс» и американскими посадочными станциями  «Викинг – 1» и  «Викинг – 2». Так, полярные шапки, испытывающие сезонные изменения, оказались состоящими из водного пара с примесью минеральной пыли и из твёрдой двуокиси углерода сухого льда. Но пока следов жизни на Марсе не найдено.

  В конце шестидесятых годов ХХ века вновь возрос интерес к гипотезам  панспермии. При изучении вещества метеоритов и комет были обнаружены  «предшественники живого» - органические соединения, синильная кислота, вода, формальдегид, цианогены.

  Формальдегид  обнаружен в 60 % случаев в 22 исследованных  областях, его облака с концентрацией  примерно 1000 молекул/см. куб. заполняют  обширные пространства.

  В 1975 году предшественники аминокислот найдены в лунном грунте и метеоритах. 

  Концепция стационарного состояния  жизни.

  По  мнению В. И. Вернадского, нужно говорить об извечности жизни и проявлений её организмов, как мы говорим об извечности материального субстрата  небесных тел, их тепловых электрических, магнитных свойств и их проявлений. Всё живое произошло от живого (принцип Реди).

  Примитивные одноклеточные организмы могли  возникнуть только в биосфере Земли, а также в биосфере Вселенной. По мнению Вернадского, естественные науки  построены на предположении, что жизнь с её особыми качествами не принимает

  Стр. 3

  никакого  участия в жизни Вселенной. Но биосферу нужно брать как целое, как единый живой космический  организм (тогда и отпадает вопрос о начале живого, о скачке от неживого к живому). 

  Гипотеза  «голобиоза».

  Она касается прообраза доклеточного предка и его способностей.

  Есть  различные формы доклеточного предка –  «биоид»,  «биомонада», «микросфера».

  Согласно  биохимику П. Деккеру, структурную  основу  «биоида» составляют жизнеспособные неравновесные диссипативные структуры, то есть открытие микросистемы с ферментативным аппаратом, катализирующим метаболизм «биоида».

  Эта гипотеза трактует активность до клеточного предка в обменно–метаболическом духе.

  В рамках гипотезы  «голобиоза» моделировали биохимики С. Фокс и К. Дозе свои биополимеры, способные к метаболизму – комплексному белковому синтезу.

  Главный недостаток этой гипотезы – отсутствие генетической системы при таком  синтезе. Отсюда предпочтение  «молекулярного прародителя» всякого живого, а не первичной протоклеточной структуры. 

  Гипотеза  генобиоза.

  Американский  учёный Холдейн считал, что первичной  была не структура, способная к обмену веществ с окружающей средой, а  мокромолекулярная система, подобная гену и способная к репродукции, а потому и названным им  «голым геном». Общее признание данная гипотеза получила после открытия РНК и ДНК и их феноменальных свойств.