Основні концепції виникнення життя на землі

По суті, це головний спосіб росту всіх живих тканин, відповідно до якого з матричних Молекул ДНК або РНК зчитується спадкоємна інформація й на її основі будується нова молекула. Можна вважати, що друга кінетична межа є межею добиологической хімічної еволюції, тобто з досягненням здатності до самовідтворення завершується найвищий етап хімічної еволюції складних каталітичних систем. Аристотель, пізніше підтримували Галилей, Декарт, Ламарк, Гегель. Однак ще в 1688 році італійський біолог Франческо Реди, що жив у Флоренції, серією досвідів з відкритими й закритими посудинами довів, що, що з’являються в гниючому м’ясі маленькі чирви – це личинки мух, і сформулював свій принцип: все живе з живого (концепцій біогенезу). В 1860 році Луи Пастер довів, що бактерії всюдисущі й можуть заражати неживі речовини, для рятування від них необхідна стерилізація. Пастер довів справедливість теорії біогенезу й остаточно спростував теорію спонтанного зародження.

Практично одночасно з роботами Пастера (в 1865 році) на стику космогонії й фізики вченим Г. Ріхтером розробляється гіпотеза занесення живих істот на Землю з космосу – концепція панспермии. Відповідно до цієї ідеї зародки простих організмів могли потрапити в земні умови разом з метеоритами й космічним пилом і дати початок еволюції живого, тобто життя могло виникнути в різний час у різних частинах Галактики й була перенесена на Землю тим або іншому способу. Подібні думки розділяли найбільші вчені кінця XIX – початку XX століття: Либих, Кельвін, Гельмгольц і ін. В 1908 році шведський хімік Сванте Аррениус підтримав гіпотезу походження життя з космосу. Він описував, як з населених іншими суть планет ідуть у світовий простір часточки речовини, порошини й живі суперечки мікроорганізмів. Частки життя, що носяться в безкрайніх просторах космосу, переносилися тиском світла від зірок, осідали на планети з підходящими умовами для життя й починали нове життя на таких планетах. Ці ідеї підтримували видатні росіяни вчені академіки С. П. Костичев, Л. С. Берг, П. П. Лазарєв.

Трохи іншу позицію займав найбільший росіянин учений академік В. И. Вернадський. Він розділяв ідею вічності життя, але не в плані її космічного перерозподілу між планетами, а в змісті нерозривності матерії й життя. Життя й матерія, по Вернадському, взаємозалежні, між ними немає тимчасового розділення.

Для обґрунтування панспермии звичайно використовують наскальні малюнки із зображенням предметів, схожих на ракети або космонавтів, а також поява НЛО. При вивченні речовини метеоритів і комет були виявлені багато хто «попередники живого» – органічні сполуки, синильна кислота, вода, формальдегід, цианогени. В 1975 році попередники амінокислот знайдені в місячному ґрунті й метеори-тах. Прихильники гіпотези занесення життя з космосу вважають їх «насіннями», посіяними на Землі.

Проте поки ця гіпотеза повного наукового обґрунтування не одержала. При всій широті спектра можливих умов існування живих організмів уважається, що вони повинні загинути в космосі під дією випромінювання. Космічні дослідження дотепер дозволяють уважати, що ймовірність виявити життя в межах Сонячної системи дуже мала. Доводи на користь знаходження в метеоритах об’єктів, що нагадують примітивні форми життя, поки виглядають малопереконливими. До того ж теорія панспермии не пропонує ніякого механізму для пояснення первинного виникнення життя, а переносить проблему виникнення життя в якесь інше місце Всесвіту.

Прихильники теорії вічного існування життя вважають, що Земля ніколи не виникало, а існувала вічно. При цьому вона завжди була здатна підтримувати життя, причому деякі види при змінах умов на планеті різко міняли чисельність або вимирали. Більша частина доводів на користь цієї теорії пов’язана з такими неясними аспектами еволюції, як значення розривів у палеонтологічному літописі, з усе більше високими оцінками віку Землі, з виявленням деяких видів тварин, які вважалися раніше вимерлими.

Сучасні подання про походження життя сходять до гіпотез радянського академіка А. И. Опаріна (1923 рік) і англійського натураліста Джона Скотта Холдейна (1929 рік).

Гіпотеза А. И. Опаріна

Пік досліджень А. И. Опаріна і його співавторів доводився на 60-е роки, хоча його книга «Походження життя» була опублікована ще в 1924 році.

Із самого початку цей процес був пов’язаний з геологічною еволюцією. У цей час прийнято вважати, що вік нашої планети становить приблизно 4,3 млрд років. У давній давнині Земля була дуже гарячою ( 4000-8000 °З). У міру остигання утворювалася земна кора, а з води, аміаку, двоокису вуглецю й метану — атмосфера. Така атмосфера називається «відбудовної», оскільки не містить вільного кисню. При спаді температури на поверхні Землі нижче 100 °С утворилися первинні водойми. Під дією електричних розрядів, теплової енергії, ультрафіолетових променів на газові суміші відбувався синтез органічних речовин-мономерів, які локально накопичувалися й з’єднувалися один з одним, образуя полімери. Можна допустити, що тоді ж одночасно з полімеризацією йшло утворення надмолекулярних комплексів-мембран.

За однотипними правилами синтезувалися в «первинному бульйоні» гідросфери Землі полімери всіх типів: амінокислоти, полисахариди, жирні кислоти, нуклеиновие кислоти, смоли, ефірні масла й ін. Це припущення було перевірено експериментально в 1953 році на установці Стенли Міллера, якому вдалося одержати багато речовин, що мають важливе біологічне значення, у тому числі ряд амінокислот, аденин і прості цукри. Пізніше в подібному експерименті були синтезовані нуклеотидние ланцюга довжиною в шість мономерних одиниць (прості нуклеиновие кислоти).

Органічні речовини скапливались у порівняно неглибоких водоймах, що прогріваються Сонцем. Сонячне випромінювання доносило до поверхні Землі ультрафіолетові промені, які в наш час стримуються озоновим шаром атмосфери. Так енергією забезпечувалося протікання хімічних реакцій між органічними сполуками й синтез поли-меров.

Молекули води, змочуючи тільки гідрофільні кінці молекул жирів, ставили їх як би «на голову», гідрофобними кінцями нагору. Таким способом створювався комплекс упорядкованих молекул жирів, які за рахунок додатка до них нових молекул поступово відмежовували від всього навколишнього середовища деякий простір, що і стало первинною кліткою, або коацерватом – цілісною системою, що просторово відокремилася. Коацервати виявилися здатними поглинати із зовнішнього середовища різні органічні речовини, що забезпечувало можливість первинного обміну речовин із середовищем.

Таким чином, первинна клітинна структура, по Опаріну, являла собою відкриту хімічну мікроструктуру яка була наділена здатністю до первинного обміну речовин, але ще не мала системи для передачі генетичної інформації на основі нуклеинових кислот. Такі системи, що черпають із навколишнього середовища речовини й енергію, можуть протистояти наростанню ентропії й сприяти її зменшенню в процесі свого росту й розвитку, що є характерною ознакою всіх живих систем.

Концепція А. И. Опаріна в науковому світі досить популярна. Сильною її стороною є точна відповідність теорії хімічної еволюції, відповідно до якого зародження життя – закономірний результат. Аргументом на користь цієї концепції служить можливість експериментальної перевірки її основних положень у лабораторних умовах.

Pages: 1 2 3

Збережи - » Основні концепції виникнення життя на землі . З'явився готовий твір.

Основні концепції виникнення життя на землі





Шкільні предмети. Шкільна фізика. Уроки з англійської, французької, німецької мов.