рефераты и курсовые бесплатно >>> биология, химия

 

Теории зарождения жизни на Земле

 

Вступление.

Каждый человек хоть раз задавался вопросом о происхождении жизни на нашей планете. Вопрос очень увлекательный и загадочный, существует множество теории, любая из которых имеет собственных сторонников и врагов. О периоде зарождения жизни мы фактически ничего не можем сказать наверное, и хотя учёные приводят множество доказательств в доказательство правильности конкретно собственного представления, все эти теории появились из обычный догадки, поэтому этих теорий так много, сколько людей столько и мнений.

Понятие «жизнь» совсем тяжело целиком и полностью найти, с какой бы стороны мы ни пробовали к нему подойти. Можно последовать феноменологическому подходу и составить перечень параметров живого: живое существо движется, ему присущи функции выделения, питания и метаболизма, оно растет, воспроизводит себе схожих и так далее. Трудность, с которой сталкиваются при использовании этого подхода, состоит в том, что из подобного перечня постоянно найдутся исключения, ставящие под опасность само определение. Такое определение – в виде случайного перечня параметров – вряд ли является базовым. К примеру: в случае вируса, возрастающего кристалла, бактериальной споры оно оказывается неудовлетворительным. Не считая того научно подтверждено, что жизнь может существовать не лишь за счёт соединений углерода. Так к примеру, если бы на Земле углерод до зарождения жизни был погребе под большущим слоем осадочных пород либо бы отсутствовал вообще, то жизни вполне могла бы зародиться на базе кремния. Она была бы представлена быстрее всего лишь растениями, в виде кристаллов и росла бы очень медлительно, но это была бы жизнь.

Эта тема на мой взор обязана заинтриговать хоть какого человека. А послушать представления различных ученых и их теории будет интересно, я думаю, всем. Поэтому я и избрал эту тему для собственного реферата, кто не знает собственного прошедшего, тот не имеет грядущего.

Теорий, как было сказано выше, существует великое множество, но можно выделить несколько главных теорий, части которых берутся за базу другими. Практически все теории сходятся во времени возникновения жизни, на базе ископаемых доказательств, домом стоит только божественная теория, к ним относятся следующие теории: жизнь была занесена на нашу планету случайным образом из космоса на метеоритах либо частицах света, жизнь была занесена на нашу планету разумными существами с других планет в качестве опыта, жизнь возникла методом усложнения органических веществ и появление белков.

Божественная теория.

Введение.

Божественная теория является самой старой из всех имеющихся теорий возникновения жизни на сегодняшний день. Человек будучи, по собственной природе, существом наделённым разумом обязан был объяснить откуда берутся разные явления. Наибольшее недоумения вызывали, очевидно, явления природы: ветер, молния и др. - И не имея способности объяснить их с научной стороны, люди начали олицетворять эти явления природы с существами, наделёнными большими силами – богами.

С развитием человеческой культуры, развивалось и представление о богах, человеку требовалось так же объяснить откуда происходит он, другие живые существа, вообще весь окружающий его мир и куда все уходят после погибели. Так появлялись новейшие бога загробного мира, природы. На первых этапах собственного развития богов было множество и все они были равноправны. Религия олицетворяла культуру того общества в котором она появилась и была, она изменялась с конфигурацией общества, показывала зависимость человека от окружающей среды, взаимоотношения людей меж собой. Так у более диких племён и религия была более первобытной, земледельцы и собиратели поклонялись богам природы и приносили жертву им в виде плодов собственного труда, у охотников было своё животное покровитель, которое олицетворяло бога – защитника, остальные животные были духами, и ритуалы проводимые перед охотой ставили собственной целью уничтожить дух животного ещё до начала охоты. Ритуал смотрелся приблизительно следующим образом: на стене пещеры рисовалось изображение животного на которое племя собиралось охотиться, позже производилось ритуальное убийство животного. После этого охотники наносили на своё тело узор, который по их мнению обязан был помочь им в охоте. Подобные ритуалы можно ещё узреть у племён Южной Америки и Африки. Ритуалы войны были наверняка одними из самых кровавых, в племенах часто не было различия в деление богов по их значимость либо принадлежность к той либо другой сфере природы, погибели либо жизни, но из-за разных заглавий и маленьких расхождениях в теории возникновения племени и окружающего мира, войны носили отчасти религиозный характер. Конкретно перед битвой богу либо богам войны приносились кровавые жертвы, часто человеческие, числилось, что это умилостивит богов и принесёт победу. С пленными выигравшее племя поступало очень жестоко, для проигравших наилучшей участью было бы умереть на поле боя, так как в неприятном случае половину из пленных ждало пожизненное ожесточенное рабство у фаворитов, фактически без способности бежать. Так как даже если бы они и бежали, то выжить во враждебном окружающем мире в одиночку в то время было бы фактически нереально. Вторую же половину ждало принесение в жертву богам. Так одними из более кровавых обрядов можно назвать человеческие жертвоприношения разных племён Южной Америки, так в племени Майя, хотя это было уже быстрее цивилизация, пленных рано утром чередами вели по главной улицы города, чтоб позже принести ровно в полдень в жертву богам. Человека клали на каменный столик на верху пирамиды, привязывали за руки и за ноги, позже жрец брал длинный изогнутый нож и одним умелым движение рассекал грудную клеточку жертвы, после чего отделял сердце и поднимал его высоко над собой, как бы предлагая солнцу принять его в качестве платы за победу. Во время рассвета данной цивилизации после большой победы по городам текли практически реки крови, в жертву приносилось до нескольких тыщ людей.

старая Греция.

С возникновением родового неравенства в обществе возникало неравенство посреди богов. Выделялся основной бог – создатель со собственной супругой, другие были или их детьми, или братьями. Люди придумывали разные легенды о богах, которые часто становились очень красивыми литературными произведениями, более красивы, на мой взор, были легенды и легенды старой Греции, которые можно читать как художественную литературу. По данной религии всё происходило из вечного Хаоса. Поначалу из Хаоса появилась богиня Земля – Гея, которая дала в свою очередь жизнь растениям и животным. Под Землёй находится Тартар, где нет жизни и там теряется всё, что туда попадает, даже боги. Из Хаоса так же появилась великая сила, всё оживляющая Любовь – Эрос. Хаос породил так же вечный мрак – Эреб и тёмную ночь – Нюкту. А от ночи и мрака произошёл вечный Свет – Эфир и веселый светлый День – Гемера. Свет разлился по миру и стали сменять друг друга день и ночь.

Гея породила беспредельное голубое Небо – Уран, и небо раскинулось над Землёй. Уран взял себе в жёны Гею. У них было шесть отпрыской и шесть дочерей – могучих и грозных титанов. Океан, обтекавший всю землю, и Фетида породили все реки и морских богинь – океанид. Титаны Гиперион и Тейа дали миру собственных детей: Солнце – Гелиоса, Луну – Селену, и Зарю – Эос (Аврора). От Астрея и Эос произошли звёзды и ветры: бурный северный ветер Борей, восточный Эвр, влажный южный Нот и ласковый западный ветер Зефир.

Так же Земля породила трёх одноглазых великанов – циклопов и трёх громадных, как горы, пятидесяти головы великанов – сторуких (гекатонхейров), названных так потому, что по сто рук было у каждого из них. Не что не могло устоять против их большой силы.

Уран возненавидел собственных детей великанов и заключил их в недра Земли, из-за чего она ужасно страдала. Она вызвала собственных детей – титанов и стала уговаривать их восстать против собственного отца, но они побоялись поднять на него руку. Лишь младший из них, опасный Крон (сначало был богом земледелия и жатвы, позже трансформировался в повелителя времени), хитростью низверг собственного отца и отнял у него власть.

Ночь родила в отместку Крону множество страшных существ: Танату – погибель, Эриду – раздор, Апату – обман, Кера – ликвидирование, Гипноса – сон с сумрачными тяжёлыми видениями, не знающими пощады Немесиду – отмщение за грех, и множество остальных.

Крон боялся, что против него восстанут его дети и проглатывал всех их, рождённых от собственной супруги Реи. Уже пятерых проглотил он: Гестию, Деметру, Геру, Аида и Посейдона. Рея не хотела утратить шестого ребёнка и по совету собственных родителей, Урана и Геи. Ушла на полуостров Крит, где и родила отпрыска Зевса. Она спрятала Зевса в пещере, а Крону дала длинный камень, завёрнутый в пелёнки. Нимфы Адрестея и мысль вскормили Зевса молоком божественной козы Амалфеи, а пчёлы носили ему мёд с горы Дикты. Жрецы Реи и Зевса ударяли в шиты, когда малеханький Зевс рыдал, чтоб не услышал их Крон и не поняла бы Зевса участь его братьев и сестёр.

Зевс вырос и начал борьбу против собственного отца, он принудил Крона вернуть проглоченных им детей, и они совместно с Зевсом начали борьбу против собственного отца за власть над миром.

Эта борьба была ужасна и упорна. Дети Крона утвердились на высоком Олимпе, на их сторону встали и некие титаны. Циклопы выковали специально для Зевса громы и молнии, которые и метал он в титанов. Борьба продолжалась десять лет, но ни та, ни другая сторона не могли одержать верх. И тогда Зевс освободил из недр Земли циклопов. Они вышли из недр Земли и ринулись в бой, циклопы отрывали верхушки скал и метали их в титанов, Зевс метал громы и молнии. От данной битвы бурлили моря и горела земля. И дрогнули титаны, их сила была сломлена. Олимпийцы сковали их и бросили в сумрачный Тартар, вековечную тьму. У медных несокрушимых ворот Тартара на стражу встали сторукие великаны, чтоб не вырвались от туда могучие титаны.

Но не кончалась этим борьба. Земля разозлилась на Зевса за то, что он так сурово поступил с ее детьми титанами. Она вступила в брак с мрачным Тартаром и произвела на свет ужасное стоглавое чудовище Тифона. Он вырвался из недр земли. Олимпийцы содрогнулись от кошмара, но Зевс смело ринулся на нового неприятеля, он опять метал громы и молнии и земля опять покрылась огнём, как во время битвы с титанами. Зевс испепелил все сто голов Тифона и низверг его в Тартар, породивший его, но Тифон всё ещё грозит богам, вызывая бури и извержения вулканов.

Отсюда становится ясно видно, что боги олицетворялись с силами природы, Землёй, сменой дня и ночи, жизнью и гибелью. Потом древнегреческую религию копировали, как римляне, и брали за базу, часто не как религию, а как культуру, так как эта религия объединял мир богов и людей, боги общались с людьми, и им не были чужды людские чувства.

старый Египет.

Египетская религия радикально различается от греческой. Боги часто были жестоки и поклонения им было быстрее обязанностью людей перед ними, а не высказыванием собственного уважения богам, как это было в Греции. Вся религия, а с ней и культура была ориентирована не на жизнь людей в «этом мире», а на загробную. С данной целью воздвигались большие сооружения, такие как пирамиды – огромные гробницы фараонов, украшенные изнутри картинами, обставленные всевозможными предметами роскоши. Пирамида сооружалась на протяжении всей жизни фараона, и каждый из них считал своим долгом сделать самую огромную гробницу. Она становилась монументом ему в этом мире, и путём в загробный.

Монотеизм.

На смену множеству богов с развитием общества пришла религия монотеизма, то есть на смену множеству богов, олицетворяюших силы природы, пришёл один бог, создатель всего.

На данный момент можно выделить три таковых религии (не считая разных течений):

1. Христианство

2. Ислам

3. Буддизм

Христианство и Ислам достаточно сходны меж собой по общему смыслу теорий возникновения жизни. Всё сущее создал Бог – создатель. Больше распространено в нашей стране христианство, поэтому смысл этого течения я расскажу на примере конкретно его.

Христианство.

Некое всесильное существо создало мир и всё имеющееся в нём за семь дней. Сначало все существа, включая человека жили в чудесном мире – рае. Поначалу был лишь один человек – Адам, но так как ему одному было одиноко, то пока он спал Бог создал из его ребра женщину – Еву. Но они вкусили запретный плод – знание, которое предложил им змей, и этим обрекли себя на изгнание из рая и жизнь в жестоком мире. От Адама и Евы произошли и все другие люди. Но люди всё ещё могут попасть в рай, если будут соблюдать заповеди – божественные правила праведной жизни. Таковым образом эта религия была совсем беспощадной нормой жизни. Это частенько употребляла для обогащения церковь в средние века, принуждая людей платить за попадание в рай. Сейчас тот же механизм обогащения употребляют некие религиозные течения.

Божественна теория довольно прочно закрепилась в разумах людей, и, хотя и, на мой взор ошибочна, скорей всего будет существовать пока существует человечество. Так как нужно объяснить необъяснимое, то есть то, что наука пока объяснить не может.

Происхождение мира.

до этого чем переходить к свету научных теорий возникновения жизни, я считаю нужным предоставить одну, на мой взор более вероятную, теорию происхождения материи в космосе.

В момент зарождения мира, приблизительно 15-20 млрд. Лет назад, в космосе было два типа материи: вещество и антивещество, которые по собственной природе являются совсем не совместимыми и при содействии начинают бурно друг с другом реагировать, уничтожая друг друга и выделяя большущее количество энергии. Сходу же после собственного появления эти две формы материи начали взаимодействовать друг с другом. И в какой-то момент вещества оказалось больше, и оно стало основой для всего обозримого нами мира. А энергии, выделившейся в итоге реакции хватило на зарождение химических веществ, а из них космической пыли, а из неё в последствие галактик, планетарных систем, планет и звезд.

Научные теории.

Введение.

В течение многих веков для большинства людей трудности возникновения живого вообще не было. Даже известные ученые допускали возможность неизменного зарождения живых существ из неживого. Греческий философ Аристотель, не сомневался в самозарождении лягушек, мышей, не говоря уже о более маленьких животных и растениях.

В CVвеке голландский ученый Ян Баптист Ван-Гельмонт, узнаваемый своими количественными исследованиями питания растений, был и автором рецепта получения мышей из пшеницы и загрязненного позже белья. Английский философ Френсис Бэкон, основатель экспериментальной науки, выступил в собственном именитом труде «Новый органон» с резкой критикой Аристотеля и его последователей за отвлеченный характер мышления. В то же самое время он пишет о самозарождении маленьких животных в гниющем субстрате.

мысль самопроизвольного зарождения живого из неживого не вызывала возражений и у таковых выдающихся мыслителей как В. Гарней, Р. Декарт, Г. Галилей, Ж. Б. Ламарк, Г. Гегель.

Перелом в представлениях начался только во второй половине CVIIвека, когда тосканский врач Франческа Реди в 1668 году доказал, что белые черви, развивающиеся в гниющем мясе, представляют собой личинки мух. Но виталисты не сдавались, утверждая, что в опыте Реди не было доступа кислорода, а следовательно не могла проникнуть и «жизненная сила». Через сто лет в 1862 году французский ученый Луи Постер, принимая во внимание утверждения виталистов, сделал опыт : он взял две пробирки с S-образными горлышками, в которых содержалась питательная среда, после долгого кипячения, при котором погибали не лишь микроорганизмы, но их споры. Пробирка с целым горлом долго оставалась стерильной, а в сосуде с удаленным S-горлом скоро возникли микроорганизмы, этот опыт показал, что «живительная сила» не существует и утвердил положении, «все живое из живого».

Сто лет спустя Лазаро Спалланцани и российский ученый Мартын Тереховский нанесли первый удар по представлениям о самозарождении микроскопических организмов.

Ученые, в какой-то мере, пытавшиеся ответить на вопрос о возникновении жизни, разделились на два лагеря. Представители одного лагеря развивали идею вечности жизни. Таковым образом, неувязка возникновения жизни на Земле вообще снималась с повестки дня научного исследования. Представители другого лагеря, основываясь на неких фактических экспериментальных данных, пробовали сделать более либо менее правдоподобные представления о возникновении живого из неживого. Большей популярностью воспользовались гипотезы Ф. Аллена, Г. Осборна, Э. Пфлюгера. Несмотря на несомненную ценность этих гипотез, все они имели один очень значимый недочет – возникновение живого из минеральных частей трактовалось как внезапный случайный процесс.

более вероятная теория.

На сейчас разумеется, что рождение Жизни могло произойти лишь в жидкой воде. Но ни один исследователь не обратился к этому универсальному растворителю как к вероятному, и, быть может, основному участнику кодировки белков в ДНК, а тем более как к основному дирижеру практически всех действий в нашем организме. Быстрее всего, гипнотизирующая простота химического состава воды не давала даже повода к таковой мысли. Но, исключив воду из рассмотрения вероятных претендентов на матрицу синтеза предбиологической органики, исследователи за сорок лет безуспешных поисков были обязаны обратиться к совсем популярным сейчас посреди космобиохимиков идеям внеземного происхождения жизни и направленной панспермии.

но при таком простом составе структура аномальной по всем свойствам воды так сложна, что не поддается всем самым современным способам исследования.

В 1990 году Ю. А. Колясников предложил оригинальную политетрамерную модель структуры воды, в которой роль молекул играются не Н2О, а сверхсжатые водные тетрамеры Н8О4, соразмерные кремнекислородным тетраэдрам – элементарным «кирпичикам» литосферы.

принципиальным элементом модели является обнаруженная графически рацемичность воды, то есть наличие в ней зеркально-симметричных, по распределению внутренних Н- связей, тетрамеров. А как полагали еще П. Кюри и В. И. Вернадский, правизна - левизна живого вещества есть следствие диссиметрии среды, в данном случае – воды. Не считая того, в живом веществе, вода находится в связанном состоянии, когда тетрамеры «развязываются», образуя, правые и левые спиральные цепочки, в которых в связи с дипольностью молекул может быть записана некая информация.

Попробуем представить, что происходило на Земле 4 млрд. Лет назад.

Во время формирования Земли оболочка подвергалась разнообразным интенсивным эндогенным (внутренним), экзогенным (внешним), вещественным, энергетическим и информационным воздействиям. Из-за чего на поверхности развивались разные глобальные процессы, который потом помогли формированию жизни на нашей планете. Началась зарождаться биосфера, а так как жизнь могла зародиться лишь в биосфере, то это явилось одним из основных условий появления жизни.

До момента возникновения жизни в географической оболочке была какая-то сферическая область в которой развивались предбиологические процессы. Это доказывается на базе исследований в области осадочной геологии докембрия А. В. Сидоренко. В собственных исследованиях он доказал, что развитие и эволюция жизни генетически связано с геологической формой развития земного шара.

Сам факт существования жизни изменяет Землю. Так жизнь начала своё развитие, по мнению Б. С. Соколова, ещё 4,25 млрд. Лет назад, то есть ещё начала геологической эволюции, так как геологическая эволюция происходила из-за влияния живых организмов на земную кору. А к началу архея жизнь уже прошла сложный путь от белковых молекул до самовоспроизводящихся биологических систем, но до этого ей ещё необходимо будет пройти сложный путь.

Анализируя палеонтологические и биохимические данные Г. В. Вайткевич и Ю. И. Холодков пришли к выводу, что первейшие зачатки жизни на Земле появились фактически с образованием самой Земли, как твёрдого тела. Но опять же оговорю, что теорий множество и это только одна из них.

Так что, возможно, что предбиологическая стадия развития Земли была достаточно кратковременна и только создала начальные условия для возникновения жизни. В этот период Земля от холодного состояния переходило в разогретое. Планета сначало сформировалась относительно холодной, так как крупная часть тепла ушла на формирование Земли как твердого тела. Сама планета никогда не находилась в расплавленном состоянии, так как по другому все летучие вещества, находившиеся на ней испарились и улетучились в космос, но любая часть Земли когда-то да была расплавлена.

Разогрев не мог достичься лишь за счет энергии солнца. В недрах планеты происходили ядерные реакции, разогревавшие ее изнутри. По мере разогрева на поверхность выходили разные газы, которые сформировали оболочки Земли: протокору, гидросферу и атмосферу.

Химические вещества, нужные для возникновения жизни могли оказаться на нашей планете различными способами. По одному из самых вероятных мнений они могли сначало находиться на планете с момента ее образования. То есть планета произошла методом притягивания друг к другу частиц так называемой комической пыли, которая как раз и состояла из разных химических веществ. Объяснить появление этих разных химических веществ еще в космосе можно следующим образом: в процессе гравитационного коллапса звезд гравитационная энергия преобразуется в тепло и энергию световых квантов, инициируя реакцию слияния протонов в a-частицы. Дальнейшее сжатие и провождающий его разогрев звезды создают условия для синтеза из a-частиц ядер углерода. В этих действиях высвобождается огромное количество энергии – намного больше чем при изменении гравитационной энергии. Это происходит за счет перевоплощения вещества в энергию в реакциях нуклеосинтеза.

В CN-цикле протоны соединяются в a-частицы, при этом углерод выступает в роли катализатора. Не считая того, a-частицы могут и конкретно взаимодействовать с ядрами кислорода, порождая ядра неона, магния, кремния и серы. В процессе фоторасщепления ядер энергия электромагнитного излучения инициирует образование и более тяжелых ядер вплоть до ядер железа.

таковым образом, в образовании химических частей участвуют источники энергии четырех типов: гравитационной, тепловой, ядерной и энергии световых квантов.

При массивных электрических разрядах в земной атмосфере, которая в то время состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды могли появиться простые органические соединения, нужные для возникновения жизни, все происходило приблизительно по описанному ниже образом.

По мере остывания планеты её плотный облачный покров, схожий венерианскому, опускался все ниже и ниже. Из туч проливались горячие ливни, но сначала они выкипали на лету. Наконец дождевые капли стали достигать поверхности, но они падали и тут же вскипали. Это длилось довольно долго, вплоть до того момента, когда одна из них не выкипела целиком, упав, следовательно, на очень охлажденную точку горячей протокоры, с которой и начался быстрый рост гидросферы. В составе узкой пленки первородного бульона имелись все нужные для синтеза предбиологической органики составляющие, хотя сама вода была тогда в дефиците.

В той первой капле в подкипящем состоянии (250 – 200 оС и 50 атм.) Первая тетрамерная спиральная цепочка связанной с твердым силикатным субстратом воды, совсем случаем оказалось левовращающей (с той же вероятностью она могла быть и правовращающей). На ней была синтезирована первая аминокислота, которая уже не случаем вышла левовращающей. К первой тетрамерной цепочке присоединилась вторая, тоже левая, как и синтезированная на ней аминокислота, то есть все следующие аминокислоты становились левовращающими. И так последовательно заработал водно-матричный механизм синтеза сходу хирально-незапятанной аминокислотной органики.

но сразу с левовращающими «разворачивались» и правовращающие тетрамерные цепочки связанной воды, на которых позже начался синтез менее термостойких сахаров – базы нуклеиновых кислот. Таковой синхронный синтез полипептидов и полинуклеотидов неумолимо вел к образованию сложных нуклеопротеидных комплексов с записью в их примитивной РНК однозначного генетического кода.

Итак, основным фактором хирального очищения органики и возникновения генетического кода живого вещества Земли могло быть только одно из необычайных параметров воды, а конкретно её собственная рацемичность. Следует отметить также, что в принятых сейчас сценариях биопоэза синтез рацемичной предбиологической органики происходил в уже существовавшем океане, в котором позже произошла хиральная трагедия.

В интерпретации же Ю. А. Колясникова все началось с самой первой капли, и далее шла быстрая экспансия бульонной пленки с синтезом в ней сходу хирально-незапятанной органики, что исключает маловероятную хиральную катастрофу. В итоге на поверхности планеты образовался первобытный Солярис, большая сеть бульонной пленки состоящей из предбиологического органического вещества.

С появлением в первом вулканическом катаклизме 4 млрд. Лет назад на поверхности планеты свободной воды, уцелевшие фрагменты первобытного Соляриса дезинтегрировались в плазмиды, прионы и наноразмерные нуклеопротеидные комплексы. Избегая прямого контакта с чуждой им большой политетрамерной водой, последние сворачивались, формируя белковые капсулы с РНК внутри них. Следовательно, вторым этапом биопоэза можно считать образование в первичной гидросфере бесчисленного множества разнообразных протовирусов, вироидов и иных.

позже возникли мембраны различного состава, а на их базе появились первые клеточки как вполне автономные истинно живые системы. Но и те, и остальные продолжали употреблять в собственной жизнедеятельности первичную водную матрицу, обеспечивающую ускоренный синтез их биополимеров.

В настоящее время большая часть ученых держится обычных представлений о зарождении жизни в старом теплом океане. Но ряд открытий сделанных в последние одно-два десятилетия, основным образом наикрупнейшими микробиологами мира показывает на несколько другой порядок вещей. К. Везе, обобщая данные по эволюции микроорганизмов, расположил данную группу в основании бактериального филогенетического дерева. Таковым образом, все прокариоты разделились на две группы - архебактерий и эубактерий. В ходе дальнейших исследований выяснилось, что архебактерии и эубактерии являются параллельными ветвями, развившимися из общей гипотетичной предковой формы - Прогенота. Реконструирование основных черт Прогенота, проведенное К. Везе, привело к вполне определенному выводу: наш общий предок существовал при температуре кипения воды, т. Е. Был гипертермофилом. Но не считая трудности температуры среды, в которой зародилась жизнь, существует и другая, более принципиальная неувязка: неувязка понимания существа и причинности действий, приводящих к возникновению простых форм жизни.

Путь к решению данной трудности пролегает через комплекс идей и концепций, рассматривающих явления самоорганизации природных систем. В основании этого направления лежит сформулированная в рамках неравновесной термодинамики теория диссипативных структур. К классу диссипативных структур относятся все без исключения биологические и социальные системы, а также некие химические и физические системы, в которых есть незатухающие динамические явления. Практически в рамках теории диссипативных структур сформулирован целый ряд универсальных законов появления, развития и отмирания природных систем, которые справедливы в частности и для широкого класса биологических систем.

коротким итогом произнесенного выше являются три главных требования к среде, в которой зародилась жизнь:

1. Среда обязана быть высокотемпературной;

2. В ней обязаны были происходить сильнейшие колебания термодинамических и физико-химических характеристик.

3. Среда обязана быть жидкой.

Рассмотрим на базе этих критериев вероятные среды, в которых могла появиться жизнь.

На планете Земля известны две жидкие глобальные геологические системы - гидросфера, объединяющая приповерхностные воды, основная масса которых сконцентрирована в океане и гидротермальные системы, представляющие традиционно высокотемпературные глубинные потоки растворов, составленные из ювенильных и вадозных вод. Общее сопоставление химического состава планетарного океана и усредненного состава гидротермальных источников указывает наличие огромного сходства. Эта изюминка является естественной, поскольку океан формировался за счет массивных гидротермальных излияний в ходе геологического развития Земли.

Переходя ко второму критерию среды возникновения жизни - её высокотемпературности - следует сделать выбор из этих двух сред в пользу гидротермальных систем. Хотя следует отметить, что критерий высокотемпературности не дозволяет сделать окончательный выбор меж океаном и гидротермальными системами, так как в случае исходно горячей Земли первичный океан тоже обязан быть довольно горячим.

Третье требование к среде - мощная неравновесность - является ключевым. Требования сильной неравновесности среды, нужной для спонтанного возникновения явлений самоорганизации, значит наличие в среде мощных флуктуаций. Амплитуда флуктуаций обязана быть велика для преодоления критического рубежа, за которым начинаются процессы самоорганизации. При маленьких колебаниях характеристик относительно средних равновесных значений никакой самоорганизации не происходит, последняя возникает лишь вдалеке от состояния равновесия. Оценивая с этих позиций степень вероятных флуктуаций в океане можно сказать, пользуясь терминологией неравновесной термодинамики, что океан находится в состоянии аттракции, либо относительно (подвижного) равновесия, которое характеризуется небольшими колебаниями характеристик вокруг равновесных значений.

Принципиально другими в рассматриваемом аспекте являются гидротермальные системы. Кардинальное различие гидротермальных систем от океана заключается в том, что они владеют своей мощной энергетикой. Вследствие избытка свободной энергии в системе периодически происходит скопление напряжений, выражающееся в возрастании интенсивных характеристик (температуры и давления). Так же периодически скопленные разряжаются, приводя к увеличению экстенсивных характеристик – размера преобразованного растворами минерального вещества. Таковая внутренняя активность гидротермальных систем и вызывает неизменные и разные по амплитуде флуктуации, поддерживающие состояние неравновесности.

таковым образом, более вероятной средой для возникновения жизни являются глубочайшие области гидротермальных систем (от глубин в несколько км до поверхности). Эта область характеризуется:

1. наличием высокотемпературной жидкой, значительно аква среды;

2. существованием в ней массивных динамических возмущений, и флуктуаций термодинамических и физико-химических характеристик;

3. присутствием разнообразного растворенного и дисперсного органического вещества.

Эту зону можно разглядывает как своеобразный природный инкубатор, в котором зародились первичные эмбриональные формы протожизни.

но по другому мнению более благоприятной средой для возникновения жизни были небольшие лужицы у берегов большого океана, с огромным содержанием минеральных солей, за счет испарения огромного количества воды, ранее находившегося в данной лужице, и с довольно большой температурой за счет энергии солнца.

Химические элементы объединяются друг с другом при относительно низких температурах на поверхности жесткой коры планеты и, при перечисленных выше условиях, образуют широкий диапазон малых молекул. Под действием потоков энергии (молнии, УФ-излучение, вулканическое тепло) более постоянные молекулы (СО2, N2, Н2О) преобразуются в более сложные соединения (сахара, и аминокислоты) которые стают «строительными блоками» жизни. В последствии эти пока еще обыкновенные молекулы объединяются меж собой в аминокислоты, сахара и азотистые основания – исходные вещества для ДНК и РНК.

Для сотворения хоть какого полимера организм обязан затратить энергию. Связано это с тем что биологические полимеры находятся в аква среде, где очень вероятен их гидролиз. Живые организмы получают нужную им энергию за счет каталитически активных ферментов.

Это и есть суть трудности Уробороса[1]: создание полимеров просит наличия полимеров. Другими словами: для того чтоб получить энергию, нужную для синтеза полимеров, нужно затратить энергию.

Рассматривая энергетически метаболизм и процессы полимеризации активированных мономеров, мы сталкиваемся с одним увлекательным моментом: продукты этих действий, полимеры, являются совсем необходимыми компонентами молекулярного аппарата, при помощи которого сами эти полимеры образуются.

В этом смысле полимеры представляют собой самозарождающиеся объекты. Их синтез служит иллюстрацией головоломки Уробороса на молекулярном уровне, и разгадка данной головоломки аналогична решению трудности самозарождения механизма синтеза полимеров.

На примитивной Земле протекали разные химические процессы, но необыкновенную роль игрались те из них, в базе которых лежит фосфор. В конечном счете конкретно с помощью энергии фосфатной связи возникла возможность направлять энергию геофизических окислительно-восстановительных реакций на инициацию действий в органическом веществе, существовавшем на ранешней Земле. Благодаря превращению энергии окислительно-восстановительных реакций в энергию фосфатных связей произошла энергетическая инициация полимеризации мономеров.

Подойти к решению трудности перехода от неживой материи к живой дозволяет исследование устройств, используемых современными организмами для генерации энергии фосфатных связей и синтеза полимеров. Это помогает также выявить те составляющие и механизмы, которыми обязан был обладать простой организм, чтоб считаться «живым».

Живая клеточка употребляет белки в разных целях. Большая часть видов белков является ферментами, катализирующими множество реакций, включая те из них, которые обеспечивают энергетический метаболизм, синтез мономеров и полинуклеотидов.

Полинуклеотиды употребляются клеточками, до этого всего в процессе синтеза белков. Комплиментарность нуклеотидов верно контролирует аминокислотную последовательность синтезируемых белков и гарантирует правильность нуклеотидной последовательности в полинуклеотидах, образующихся в процессе репликации при размножении организма.

Пытаясь выстроить модель простого организма, мы все время обязаны держать в голове, что все действия происходили в геологическом масштабе времени. Относительно обычный, простой организм не мог появиться мгновенно даже после того, как на первобытной Земле были сделаны условия, благоприятные для зарождения жизни.

Протеиноиды – термические белки. Образуются при самопроизвольном синтезе аминокислотных цепей. Длина и состав протеиноидов зависит от состава исходной аминокислоты, температуры и остальных условий.

Биохимики нашли, что при растворении протеиноидов в воде они спонтанно образуют сферы диаметром приблизительно 1 мкм. Такие объекты получили заглавие микросфер.

Поскольку существовали микросферы, способные к синтезу РНК и, следовательно, маленьких белков, то определенные последовательности РНК могли случайным образом кодировать короткие белки, способные катализировать копирование РНК (т. Е. Белки, обеспечивающие полимеризацию нуклеотидов на имеющейся молекуле РНК). Вторая копия данной РНК была бы идентична исходной РНК. Таковым образом, эта модельная РНК могла работать как способный к воспроизведению ген, т. Е. Могла возникать самовоспроизводящаяся система – Уроборос.

совсем принципиальной особенностью предложенной примитивной модели является её эволюционные способности: неточная репликация трансляция гена создает базу той самой мутабильности, которая может привести к отбору систем, владеющих более совершенными механизмами энергетического сопряжения и использования энергии.

Эта теория является более вероятной еще и потому, что её правдивость, в неком смысле, была доказана опытным методом. Опыт с получением простого организма провёл в 1953г. Американский биолог Стэнли Миллер. Он воспроизвел в специальной установке природные условия старой Земли. В стеклянном сосуде находились нагретая вода («океан») и смесь газов аммиака, метана и водорода («первичная – атмосфера»). Через «атмосферу « проскакивали искры-«молнии». Опыт длился в течение недельки.

Через недельку «первичный бульон» проанализировали и нашли в нем органические вещества, в том числе 5 аминокислот. В другой раз в итоге такового же опыта были обнаружены даже нуклеиновые кислоты – цепочки, длиной до шести звеньев.

Теория «вечности жизни».

Так же существует крупная теория «вечности жизни». Одним из основателей которой был академик В. И. Вернадский. Хотя в самой теории так же есть множество расхождений, но суть её приблизительно следующая: Жизнь распространяется по вселенным при помощи спор, разных микроорганизмов, с квантами света. Так жизнь на Земле могла зародиться при попадании на нее метеорита – частицы другой планеты, распавшейся в итоге какого-то катаклизма либо метеорит ударился в планету и некие осколки самой планеты с бактериями либо другими микроорганизмами вылетели за приделы атмосферы планеты и направились в свой долгий путь к новому месту жизни. Она так же имеет веские подтверждения: было найдено, что бактерии и вирусы способны фактически нескончаемо долго существовать в условиях безвоздушного пространства – космоса. Эта теория является конкурентом представленной выше.

остальные теории.

не считая перечисленных, довольно уже зрелых и состоявшихся, теорий, хотя в них существует множество внутренних противоречий и просто не доказанных домыслов, существует еще множество всякого рода гипотез, более интересную и распространенную я обрисую ниже.

практически сходу же после первых слухах о НЛО, домыслов о существовании жизни на остальных планетах и сведениях о похищении людей для опытов, появилась теория того, что жизнь на Земле вообще и человечество в частности есть нечто другое, как опыт инопланетян. Теория эта многократно оспаривалась, она не имеет под собой никаких веских доводов, не считая бессчетных свидетельств очевидцев (но если ранее человек, то что не мог объяснить, относил к божественному проявлению, то сейчас свидетели неординарных событий, которые время от времени можно просто объяснить с точки науки, причисляют их пришельцам). Эта, даже гипотеза, а не теория, находит множество последователей посреди неособо пресвященных масс населения и неких ученых – уфологов (от британского слова UFO, что в переводе на российский означает НЛО), занимающихся исследованием фактов связанных с явлениями, которые причисляют к действиям других рас. Тут можно отметить ряд экспериментов, проводимых учеными, изучающими влияние на мозг того либо другого фактора (Звуки, свет, электромагнитное излучение). При воздействии какого-или из этих факторов у человеке появляются разные виды, которые создает мозг, когда не имеет чёткого представления, какие деяния предпринять. А при действии сходу нескольких, появляются вполне отчетливые виды и чувства чего-то необъяснимого. Интересно, что схожей реакцией является хохот. Мозг не знает какие эмоции проявлять при чтении, к примеру, несогласованного меж собой текста: «Он и ухом не моргнул». Так, что по мнению большинства ученых эта гипотеза бездоказательна и просто смешна, но однозначно утверждать я не берусь.

Заключение.

В заключении хочу сказать, что некто не может со сто процентной уверенностью утверждать, какая из теорий реальна верна, либо, что они все неверны. К данной проблеме применима пословица: «Сколько людей, столько и мнений». Но зато у вас есть возможность предложить свою теорию, обосновать, попытаться доказать её правильность и в конечном итоге прославится.

перечень использованной литературы:

1. Бернал Дж. «Возникновение жизни». Москва, «Мир» 1969г.

2. Савенко Вл. Я. «Новые представления о возникновении жизни на Земле». Москва.

3. Руттен М. «Происхождение жизни». Пер. С ангийиского Фролова Ю. М., «Мир», 1973г.

4. Крылеев И. А. «История религий». Москва, «Мысль», 1988г.

5. «Легенды и сказания старой Греции и старого Рима», составлено: Нейхардт А. А., Москва, «Правда», 1988г.

6. журнальчик «В мире науки». Москва 1991г.

7. журнальчик «Наука в России». Москва 1992г.

8. Калвин В. «Химическая эволюция», Москва, «Наука», 1971г.

Содержание:

1. Введение ……………………………… 1.

2. Божественная теория.

· Введение ………………………………. 2.

· старая Греция ……………………… 4.

· старый Египет ………………………. 6.

· Монотеизм ……………………………. 7.

· Христианство ………………………… 7.

3. Научные теории.

· Введение ………………………………. 8.

· более вероятная теория ………… 9.

· Теория «вечности жизни» ……………. 21.

· остальные теории ………………………… 21.

4. Заключение ……………………………… 22.

5. перечень использованной литературы …. 23.

Северный Экономический Лицей

Реферат по биологии.

Тема: «Теории возникновения жизни на Земле».

Преподаватель: Наталья Юрьевна.

Выполнил: Малахов Александр Андреевич.

Архангельск, 2003 г.

[1] Уроборос – мифологический змей, символизирующий идею самозарождения.



 
Еще рефераты и курсовые из раздела
Казеин
Казеин Казеин, основной белок молока всех млекопитающих. Находится в молоке не в свободном виде, а в соединении с кальцием, т.Е. Как казеинат кальция. В свежем молоке казеин...

Физиология человеческой памяти
Память Память — это мыслительный процесс, включающий в себя запись, хранение и извлечение информации. Запись информации осуществляется посредством запоминания, а её извлечение —...

Подбор растений для сада
Подбор растений для сада Завершив этап проектирования строительных конструкций сада, следует приступить к созданию плана посадок. Совсем принципиально верно выбрать стиль сада,...

Кто такие триконодонты?
Кто такие триконодонты? Н.Ю. Зотова Реконструкция американского хищного триконодонта Около 150 млн лет назад, в юрском периоде, на Земле уже обитали...

Заметки о размножении полиаканта
Заметки о размножении полиаканта. сравнимо не так давно в аквариумах русских любителей возникла маленькая рыбка, родиной которой являются болотистые и слабопроточные воды...