Гипотезы о происхождении живого вещества

  • Страниц:27
  • Куплено:0 раз
Реферат по естествознанию
  • Введение
  • Содержание
  • Список литературы
  • Выдержка из работы
  • Вопрос происхождения жизни на Земле - является одним из самых сложных вопросов современного естествознания, на который до сих пор нет однозначного ответа. Жизнь, в свою очередь, произошла из живого вещества, так как по определению жизнь – это форма существования материи, время существования живого организма, состоящего из живого вещества.
    История человека разумного - Homo sapiens знала не одну гипотезу о путях возникновения живого вещества – жизни, и о месте человека в системе живых существ. В этом вопросе с древности существуют две противоположные точки зрения. Одна точка зрения утверждает …

    Читать подробнее

    Вопрос происхождения жизни на Земле - является одним из самых сложных вопросов современного естествознания, на который до сих пор нет однозначного ответа. Жизнь, в свою очередь, произошла из живого вещества, так как по определению жизнь – это форма существования материи, время существования живого организма, состоящего из живого вещества.
    История человека разумного - Homo sapiens знала не одну гипотезу о путях возникновения живого вещества – жизни, и о месте человека в системе живых существ. В этом вопросе с древности существуют две противоположные точки зрения. Одна точка зрения утверждает возможность происхождения живого из неживого – теория абиогенеза; другая отрицает самопроизвольное зарождение живого вещества – это теория биогенеза.
    Современные мировоззрения позволяют поставить этот спор на строгую научную почву и обосновать правильность теории абиогенеза. Они позволяют выделить те факторы, которые привели к превращению неживой материи в живую, и те пути эволюции вещества, которые могли привести к возникновению живого на земле.
    Общий уровень знаний в древнем мире, как нам известно, был невысок, и господствовавшие представления отличались своей фантастичностью. Например, греческий философ Эмпедокл (V в. до н.э.) приписывал деревьям способность нести яйца. Аристотель (IV в. до н.э.) высказывал аналогичные взгляды, приписывал происхождение вшей из мяса, клопов - из соков тела животных, дождевых червей – из ила прудов.
    Ф. Реди (середина XVII в.), ученый из Италии, показал, что справедливый принцип “все живое – из живого”, английский ученый В.Гарвей (XVII в.) провозгласил принцип “все живое – из яйца”. Работы Л.Пастера явились переломным моментом в истории учения о происхождении жизни [1].


  • Введение - 3
    1 Живое вещество и его роль в существовании жизни на Земле - 6
    2 Теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения - 8
    3 Теория креационизма или сотворения - 10
    4 Теория стационарного состояния и теория панспермии - 11
    5 Теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина) - 17
    Заключение - 25
    Список использованной литературы - 27

    Читать подробнее


    Введение - 3
    1 Живое вещество и его роль в существовании жизни на Земле - 6
    2 Теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения - 8
    3 Теория креационизма или сотворения - 10
    4 Теория стационарного состояния и теория панспермии - 11
    5 Теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина) - 17
    Заключение - 25
    Список использованной литературы - 27

  • 1. Захаров В.Б. Общая биология: учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений В.Б. Захаров, С.Г.Мамонтов, Н.Н.Сонин. – М.: Дрофа, 2005.
    2. Пономарева И.Н., Корнилова О.Л., Лощилина Т.Е. Общая биология: Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений / Под ред. проф. И. Н.Пономаревой. – М.: Вентана – Граф, 2004.
    3. Лебедев А.Г. Биология. Руководство для подготовки к экзаменам / А.Г. Лебедев. – М.: ООО “Издательство АСТ”: ООО “Издательство АСТРЕЛЬ”, 2004.
    4. Лекции курсов Коваленко Г.И., ГОУ ДПО “КРИРО и ПК” г. Сыктывкар, 2010 год.
    5. Происхождение и начальные этапы жизни на Земле. …

    Читать подробнее

    1. Захаров В.Б. Общая биология: учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений В.Б. Захаров, С.Г.Мамонтов, Н.Н.Сонин. – М.: Дрофа, 2005.
    2. Пономарева И.Н., Корнилова О.Л., Лощилина Т.Е. Общая биология: Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений / Под ред. проф. И. Н.Пономаревой. – М.: Вентана – Граф, 2004.
    3. Лебедев А.Г. Биология. Руководство для подготовки к экзаменам / А.Г. Лебедев. – М.: ООО “Издательство АСТ”: ООО “Издательство АСТРЕЛЬ”, 2004.
    4. Лекции курсов Коваленко Г.И., ГОУ ДПО “КРИРО и ПК” г. Сыктывкар, 2010 год.
    5. Происхождение и начальные этапы жизни на Земле. Тематическая статья. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.grandars.ru/shkola/geografiya/proishozhdenie-zhizni.html
    6. Происхождение жизни на земле. Тематическая статья. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://bip-ip.com/gipotezyi-proishozhdeniya-zhizni/
    7. Марков А.А. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы. / А.А.Марков. – М.: Издательство Астрель, 2010. – 528 с.
    8. Федонкин М. А. Сужение геохимического базиса жизни и эвкариотизация биосферы: причинная связь // Палеонтологический журнал. 2003, № 6, С. 33 - 40.
    9. Вернадский В.И. Живое вещество. / В.И.Вернадский. – М.: Наука, 1978. – 360 с.

  •  vita - жизнь) считали, что в прокипяченном бульоне не происходит самозарождения живых существ, так как в нем разрушается особая «жизненная сила», которая не может проникнуть в запаянный сосуд, поскольку переносится по воздуху [5].Споры по поводу возможности самозарождения жизни активизировались в связи с открытием микроорганизмов. Если сложные живые существа не могут самозарождаться, возможно, это могут делать микроорганизмы?В связи с этим в 1859 г. французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно решит вопрос о возможности или невозможности самозарождения жизни. Эту …

    Читать подробнее

     vita - жизнь) считали, что в прокипяченном бульоне не происходит самозарождения живых существ, так как в нем разрушается особая «жизненная сила», которая не может проникнуть в запаянный сосуд, поскольку переносится по воздуху [5].Споры по поводу возможности самозарождения жизни активизировались в связи с открытием микроорганизмов. Если сложные живые существа не могут самозарождаться, возможно, это могут делать микроорганизмы?В связи с этим в 1859 г. французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно решит вопрос о возможности или невозможности самозарождения жизни. Эту премию получил в 1862 г. знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер. Так же как Спаланцани, он прокипятил питательный бульон в стеклянной колбе, но колба была не обычная, а с горлышком в виде S-образной трубки. Воздух, а вместе с ним и «жизненная сила», могли свободно проникать в колбу, но пыль и микроорганизмы, присутствующие в воздухе, оседали в нижнем колене S-образной трубки, в результате чего бульон в колбе оставался стерильным (рисунок 1). Однако стоило сломать горло колбы или ополоснуть стерильным бульоном нижнее колено S-образной трубки, как бульон начинал быстро мутнеть - в нем появлялись микроорганизмы.Рисунок 1 - Пастеровская колбаТаким образом, благодаря работам Луи Пастера теория самозарождения была признана несостоятельной и в научном мире утвердилась теория биогенеза, краткая формулировка которой - «все живое - от живого», то есть жизнь на Земле происходит только из живого вещества.3 Теория креационизма или сотворенияТеория креационизма предполагает, что все живые организмы (или только простейшие их формы) были в определенный период времени сотворены («сконструированы») неким сверхъестественным существом (божеством, абсолютной идеей, сверхразумом, сверхцивилизацией и т.п.). Очевидно, что именно этой точки зрения с глубокой древности придерживались последователи большинства ведущих религий мира, в частности, христианской религии [4, 5], где ключевым моментом, объясняющим акт сотворения органической материи, является тот факт, что Бог сотворил Адама и далее из его ребра создал женщину. Теория креационизма достаточно широко распространена и в настоящее время, причем не только в религиозных, но и в научных кругах. Обычно ее используют для объяснения наиболее сложных, не имеющих на сегодняшний день решения вопросов биохимической и биологической эволюции, связанных с возникновением белков и нуклеиновых кислот, формированием механизма взаимодействия между ними, возникновением и формированием отдельных сложных органелл или органов (таких, как рибосома, глаз или мозг). Актами периодического «сотворения» объясняется и отсутствие четких переходных звеньев от одного типа животных к другому, например, от червей к членистоногим, от обезьяны к человеку и т.п. [4, 5, 6].Эту теорию трудно назвать гипотезой, поскольку она представляет собой религиозную точку зрения на происхождение живого, т.е. для религии является не гипотезой (вероятностным предположением), а несомненным, достоверным, истинным знанием (конечно же, богооткровенным и иррациональным). Однако для науки религиозная точка зрения на происхождение жизни представляет собой именно ненаучную гипотезу. 4 Теория стационарного состояния и теория панспермииСогласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой теории, виды никогда не возникали, а существовали всегда, и у каждого вида есть только два пути - либо изменение численности, либо вымирание. Тем не менее, гипотеза стационарного состояния в корне противоречит данным современной астрономии, которые указывают на конечное время существования любых звёзд и, соответственно, планетных систем вокруг звёзд. По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст Земли, Солнца и Солнечной системы исчисляется ~ 4,6 млрд. лет, поэтому эта гипотеза обычно не рассматривается академической наукой. Сторонники теории стационарного состояния не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводит в качестве примера представителя кистеперых рыб - латимерию (целаканта). По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми останками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, ее сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.Еще одной гипотезой происхождения жизни является концепция панспермии (от греч. pan - весь, все и sperma - семя), по которой жизнь на Земле является частным случаем жизни во Вселенной. В данной теории термины жизнь и живое вещество тождественны.Представители гипотезы панспермии утверждают, что жизнь во Вселенной существует чуть ли не вечно: мельчайшие «семена» живого (споры, вирусы, бактерии) переносятся в ее бескрайних просторах на частицах космической пыли и, попадая на планеты с благоприятными для жизни условиями, «прорастают», давая начало дальнейшему развитию различных форм живых организмов. Современные исследования в космосе позволяют утверждать, что вероятность обнаружения жизни в пределах Солнечной системы ничтожно мала, однако они не дают никаких сведений о возможности существования каких-либо живых организмов за ее пределами. При изучении материала метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на Землю. Кометы содержат воду и органическое вещество, являющееся превосходной питательной средой для некоторых видов микроорганизмов. Исследования комет показали, что в них неопределенно долго могут сохраняться почти все формы микроорганизмов, известных в настоящее время на Земле.В пользу гипотезы панспермии косвенно свидетельствует способность некоторых живых организмов к анабиозу (от греч. anabiosis - оживление), т.е. временному прекращению всех видимых проявлений жизни при воздействии неблагоприятных условий окружающей среды. Живой организм в состоянии анабиоза подобен неживому объекту, однако при появлении благоприятных условий он вновь «становится» живым. Например, прекращение жизненных процессов при высушивании семян или глубоком замораживании мелких организмов не ведет к потере жизнеспособности. Если структура сохраняется неповрежденной, то она при возвращении к нормальным условиям обеспечивает восстановление жизненных процессов. Таким образом, вполне возможно, что рассеянные во Вселенной «семена» жизни, впадая в анабиоз, могут существовать сколь угодно длительное время, не подвергаясь при этом неблагоприятным, или губительным космическим условиям в виде высокой или низкой температуры, отсутствия влаги, радиоактивного излучения и т.п. Нечто подобное тому, о чем говорит гипотеза панспермии, происходит в уменьшенном масштабе в окружающей нас живой природе Земли: семена растений беспорядочно и произвольно распространяются в земном пространстве и, попадая в благоприятные условия, дают новые всходы. Однако, как известно, жизнь растений может иметь и другую основу, которая заключается не в хаотичном и естественном самораспространении, а в организованной, сознательной и целенаправленной деятельности человека по выращиванию нужных ему культур. Семена с определенными целями высаживаются людьми, а не прорастают самопроизвольно в любом месте. Почему бы не предположить, что нечто подобное имеет место и в масштабах Вселенной? Разновидностью концепции панспермии является гипотеза направленной панспермии, по которой «семена» жизни были некогда целенаправленно доставлены на Землю представителями неизвестных нам высокоразвитых цивилизаций. По крайней мере, невозможно однозначно утверждать, что жизнь во Вселенной существует только на Земле, и нигде больше. Не исключено, что она может многократно возникать в разное время и в различных частях галактики или Вселенной. Также не исключено, что где-то жизнь появилась намного раньше, чем на Земле, имеет совершенно иную качественную основу и по уровню своего развития давно превзошла все формы земной жизни, включая человека разумного и всю созданную им вторую (искусственную) природу со всеми ее колоссальными техническими приспособлениями, достижениями и успехами. Возможно, что представители этой высокоразвитой и неведомой нам жизни не только каким-то образом влияют на различные земные формы живой природы, но и вообще планомерно руководят ими от момента их зарождения до современного состояния. Насколько бы невероятной и фантастической, на первый взгляд, не казалась эта гипотеза, ее придерживаются некоторые известные современные ученые. Например, уже упоминавшийся нами английский ученый Фрэнсис Крик, расшифровавший код ДНК и получивший за эту работу Нобелевскую премию, полагает, что «… Мыслящее Существо (homo sapiens) служит только орудием, упаковкой, неким космобусом для распространяющегося Истинного Разума, скрывающегося в разумной и победоносной крупинке рибонуклеиновой кислоты. Это ДНК творит цивилизацию! Наше тело и разум вместе с их физическими и духовными «усилителями» - это только орудия того (занесенного, очевидно, несколько миллионов лет назад на нашу Землю) зародыша, который имеет задачу овладеть нашей Галактикой или нашей частью Вселенной. А в дальнейшем будущем - встреча с Теми, которые его занесли на нашу Землю…» [7]. Доводом в пользу этой гипотезы служит наличие в белке молибдена в количестве непропорционально большем, чем имеется его на Земле, что может свидетельствовать о космическом генезисе ДНК и жизни на нашей планете. При таком взгляде человек является как бы искусственным знаком, запрограммированным космическим сообщением, подтверждающим возможность жизни в космосе. Еще один пример, когда известный российский ученый И.С. Шкловский признает небезосновательность гипотезы направленной панспермии в своем высказывании: «…нельзя исключить возможность того, что жизнь на некоторых планетах может иметь искусственное происхождение. Небезынтересно в порядке гипотезы обсудить возможность занесения живых спор и микроорганизмов во время посещения безжизненной планеты недостаточно стерилизованным инопланетным космическим кораблем. Можно также высказать гипотезу гораздо более радикального свойства: жизнь на некоторых планетах могла возникнуть как результат сознательного эксперимента высокоорганизованных космонавтов, некогда посетивших эти планеты, которые в те времена были безжизненны. Можно даже предположить, что подобное «насаждение жизни», так сказать, «в плановом порядке» является нормальной практикой высокоразвитых цивилизаций, разбросанных в просторах Вселенной. Вместо того, чтобы пассивно ожидать «естественного», самопроизвольного возникновения жизни на подходящей планете - процесса, возможно, весьма маловероятного, высокоразвитые галактические цивилизации как бы планомерно сеют посевы жизни во Вселенной… Если это так, то вероятность обитаемости планетных систем в Галактике может быть увеличена на много порядков. Наконец, чтобы быть последовательным, нужно еще учитывать возможность заселения планет, на которых существуют подходящие условия, разумными существами - искусственными или естественными» [7, 8].Обе эти теории представляют собой взаимодополняющие элементы единой картины мира, сущность которой заключается в следующем: вселенная существует вечно и в ней вечно существует живое вещество (стационарное состояние), и оно переносится с планеты на планету путешествующими в космическом пространстве «семенами жизни», которые могут входить в состав комет и метеоритов (панспермия). Подобных взглядов на происхождение живого вещества придерживался, в частности, основоположник учения о биосфере академик В.И. Вернадский. Тем не менее, серьезных доказательств теория панспермии не имеет, а многие доводы выступают против нее. Известно, что диапазон жизненных условий для существования живого довольно узок, и вряд ли живые организмы выжили бы в космосе под действием ультрафиолетовых лучей, жесткого рентгеновского и космического излучения. Но также и не исключается возможность занесения отдельных предпосылочных факторов жизни на нашу планету из космоса. Следует отметить, что это принципиального значения не имеет, поскольку концепция панспермии в корне не решает проблемы происхождения живого вещества, а лишь переносит ее за пределы Земли, не раскрывая самого механизма ее образования.Однако теория стационарного состояния, предполагающая бесконечно долгое существование вселенной, не согласуется с данными современной астрофизики, согласно которым вселенная возникла сравнительно недавно (около 16 млрд. лет тому назад) путем первичного взрыва [6, 7, 8].Очевидно, что обе теории (панспермии и стационарного состояния) вообще не предлагают объяснения механизма первичного возникновения живого вещества, перенося его на другие планеты (панспермия) либо отодвигая по времени в бесконечность (теория стационарного состояния).5 Теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина)Из всех теорий происхождения живого вещества наиболее распространенной и признанной в научном мире является теория биохимической эволюции, предложенная в 1924 г. советским биохимиком академиком А.И. Опариным.Сущность этой теории заключается в том, что биологической эволюции - т.е. появлению, развитию и усложнению различных форм живых организмов, предшествовала химическая эволюция - длительный период в истории Земли, связанный с появлением, усложнением и совершенствованием взаимодействия между элементарными единицами, «кирпичиками», из которых состоит все живое - органическими молекулами [1,2,4,6].Принципиально новая гипотеза происхождения живого вещества была изложена академиком А.И. Опариным в книге «Происхождение жизни», опубликованной в 1924 г. Опарин выступил с утверждением, что в начале своего существования Земля была безжизненной, на ней происходили абиотические синтезы углеродистых соединений и их последующая предбиологическая эволюция.Суть гипотезы Опарина заключается в следующем: зарождение жизни на Земле - длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой. Произошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганических под влиянием сильнодействующих физико-химических процессов.Появление живого вещества он рассматривал как единый естественный процесс, который состоял из протекавшей в условиях ранней Земли первоначальной химической эволюции, перешедшей постепенно на качественно новый уровень - биохимическую эволюцию [6, 7].Рассматривая проблему возникновения живого вещества, а впоследствии и жизни, путем биохимической эволюции, Опарин выделяет три этапа перехода от неживой материи к живой.Первый этап - химическая эволюция. Когда Земля была еще безжизненной (около 4 млрд. лет назад), на ней происходили абиотический синтез углеродистых соединений и их последующая предбиологическая эволюция.Для этого периода эволюции Земли были характерны многочисленные вулканические извержения с выбросом огромного количества раскаленной лавы. По мере остывания планеты водяные пары, находившиеся в атмосфере, конденсировались и обрушивались на Землю ливнями, образуя огромные водные пространства (первичный океан). Эти процессы продолжались многие миллионы лет. В водах первичного океана были растворены различные неорганические соли. Кроме того, в океан попадали и различные органические соединения, непрерывно образующиеся в атмосфере под действием ультрафиолетового излучения, высокой температуры и активной вулканической деятельности.Концентрация органических соединений постоянно увеличивалась, и, в конце концов, воды океана стали «бульоном» из белковоподобных веществ - пептидов.Второй этап - появление белковых веществ. По мере смягчения условий на Земле, под воздействием на химические смеси первичного океана электрических разрядов, тепловой энергии и ультрафиолетовых лучей стало возможным образование сложных органических соединений - биополимеров и нуклеотидов, которые, постепенно объединяясь и усложняясь, превращались в протобионтов (доклеточных предков живых организмов). Итогом эволюции сложных органических веществ стало появление коацерватов, или ко- ацерватных капель.Коацерваты - комплексы коллоидных частиц, раствор которых разделяется на два слоя: слой, богатый коллоидными частицами, и жидкость, почти свободную от них. Коацерваты обладали способностью поглощать различные вещества, растворенные в водах первичного океана. В результате внутреннее строение коацерватов менялось в сторону повышения их устойчивости в постоянно меняющихся условиях.Теория биохимической эволюции рассматривает коацерваты как предбиологические системы, представляющие собой группы молекул, окруженные водной оболочкой.Так, например, коацерваты способны поглощать вещества из окружающей среды, вступать во взаимодействие друг с другом, увеличиваться в размерах и т.д. Однако в отличие от живых существ коацерватные капли не способны к самовоспроизводству и саморегулированию, поэтому их нельзя отнести к биологическим системам.Третий этап - формирование способности к самовоспроизводству, появление живой клетки. В этот период начал действовать естественный отбор, т.е. в массе коацерватных капель происходил отбор коацерватов, наиболее устойчивых к данным условиям среды. Процесс отбора шел также в течение многих миллионов лет. Сохранившиеся коацерватные капли уже обладали способностью к первичному метаболизму - главному свойству жизни.Вместе с тем, достигнув определенных размеров, материнская капля распадалась на дочерние, сохраняющие особенности материнской структуры.Таким образом, можно говорить о приобретении коацерватами свойства самовоспроизводства - одного из важнейших признаков жизни. По сути дела, на этой стадии коацерваты превратились в простейшие живые организмы.Дальнейшая эволюция этих предбиологических структур была возможна только при усложнении обменных процессов внутри коацервата.Внутренняя среда коацервата нуждалась в защите от воздействий окружающей среды. Поэтому вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов, отделившие коацерват от окружающей его водной среды. В процессе эволюции липиды трансформировались в наружную мембрану, что значительно повысило жизнеспособность и устойчивость организмов.Появление мембраны предопределило направление дальнейшей биологической эволюции по пути все более совершенной авторегуляции, завершившейся образованием первичной клетки - археклетки. Клетка - элементарная биологическая единица, структурно - функциональная основа всего живого. Клетки осуществляют самостоятельный обмен веществ, способны к делению и саморегулированию, т.е. обладают всеми свойствами живого. Образование новых клеток из неклеточного материала невозможно, размножение клеток происходит только благодаря делению. Органическое развитие рассматривается как универсальный процесс клеткообразования.В структуре клетки выделяют: мембрану, отграничивающую содержимое клетки от внешней среды; цитоплазму, представляющую собой соляной раствор с растворимыми и взвешенными ферментами и молекулами РНК; ядро, содержащее хромосомы, состоящие из молекул ДНК и присоединенных к ним белков.Следовательно, началом живого вещества следует считать возникновение стабильной самовоспроизводящейся органической системы (клетки) с постоянной последовательностью нуклеотидов.

Эта работа вам не подошла?
У наших авторов вы можете заказать любую учебную работу от 200 руб. Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 10 минут!
Заказать работу
Совершить оплату можно с помощью:
  • webmoney
  • yandex
  • mastercard
  • visa
  • qiwi