НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Абиогинез. Возникновение жизни на Земле
Абиогинез. Возникновение жизни на Земле
АБИОГИНЕЗ.
Существовало
множество теорий о происхождении жизни на Земле. Часть ученых считала, что
жизнь была создана Творцом, другие же полагали, что существуют некие «семена
жизни», переносимые с планеты на планету метеоритами - «теория панспермии». Третья
группа ученых считала, что жизнь зародилась сама собой, благодаря «жизненной
силе». По их мнению, эта «жизненная сила» существует везде. Идея виталистов
господствовала в средние века. Теория самозарождения включала в себя то, что
рыбы могли зарождаться из ила, черви из почвы, мыши из грязи, мухи из мяса и т.
д.
Против
этой теории выступил Франческо Реди, который на основе опытов доказал не
возможность существования мифической «силы жизни». Но виталисты не сдавались,
утверждая, что в опыте Реди не было доступа кислорода, а следовательно не могла
проникнуть и «жизненная сила».
Независимо
от Франческо Реди французский ученый Луи Постер, принимая во внимание
утверждения виталистов, проделал эксперимент : он взял две колбы с S-образными горлышками, в которых содержалась питательная среда, после
длительного кипячения, при котором погибали не только микроорганизмы, но их
споры. Колба с целым горлом долго оставалась стерильной, а в сосуде с удаленным
S-горлом быстро появились микроорганизмы, этот опыт
показал, что «живительная сила» не существует.
Были и
такие, которые считали, что жизнь зародилась из неживого - теория абиогинеза.
Основоположником этой теории был Опарин, который в 1924г. высказал
предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере,
которая 4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и
паров воды могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для
возникновения жизни.
Это
предположение, на опытной основе, доказал американский исследователь С. Миллер.
Таким
образом, всё множество теорий и гипотез о возникновении жизни на Земле сводятся
к двум взаимоисключающим друг друга точкам зрения:
-
биогенез: теория возникновения живого из живого
-
абиогенез: возникновения живого из неживого.
Современная наука рассматривает абиогенное возникновение жизни на Земле, считая
эту теорию наиболее вероятной.
Абиогенез
состоит из 3-х основных этапов развития жизни:
1.
Абиогенное возникновение биологических мономеров.
2.
Образование биологических полимеров.
3.
Формирование мембранных структур и первичных
организмов (пробионтов).
Абиогенное, или небиологическое, возникновение органических молекул из
неорганических доказывали ещё
в 1924г. русский учёный академик Александр Иванович Опарин (1894 – 1980) и в 1929г.
английский естествоиспытатель Джон Холдейн (1892 – 1964). Они исходили из того,
что на первых этапах формирования Земля имела очень высокую температуру. По
мере остывания планеты тяжелые металлы перемещались к ее центру, а более легкие
оставались на поверхности. Атмосфера состояла из свободного водорода и его
соединений (H2O, CH4, NH3, HCN), что служило предпосылкой возникновению органических молекул
небиологическим путем. До начала 20в. многие ученые предполагали, что такие
соединения могут возникать только в живых организмах, их называли органическими
веществами в противоположность веществам неживой природы – минералам, названным
неорганическими соединениями.
В
1953г. американский ученый Стенли Ллойд Миллер, пропуская электрические
разряды напряжением до 60000В. через смесь H2O, CH4,
NH3 , H2 под
давлением в несколько Па и температуре 80С получил простейшие жирные кислоты,
мочевину, уксусную, муравьиную кислоты и несколько аминокислот – вещества, из
которых строятся молекулы белков. Возможность абиогенного синтеза органических
соединений подтверждается также тем, что они обнаружены в космическом
пространстве.
Образование
биологических полимеров. По мере смягчения условий
на Земле стало возможным образование сложных органических соединений – полимеров.
Не исключено, что синтез полимеров катализировался на поверхности минеральных
глин. Экспериментально показано, что раствор аминокислоты аланина в водной
среде в присутствии особого вида глинозема и АТФ может давать полимерные
цепочки полиаланина. Органические молекулы имеют большую молекулярную массу и
сложную пространственную конфигурацию. Такие высокомолекулярные комплексы,
окруженные водной оболочкой, могут объединяться в коацерваты. Дальнейшая
прогрессивная эволюция предбиологических структур могла происходить только при
усложнении обменных процессов и в условиях пространственного разделения
различных синтетических и энергетических процессов внутри коацерватов. Более
прочную изоляцию внутренней среды от внешних воздействий могла осуществить лишь
биологическая мембрана.
Формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов). Вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои
липидов, отделивших коацерват от окружающей водной среды. Липиды
преобразовались в ходе эволюции в наружную мембрану, существенно повысившую
жизнеспособность и устойчивость организмов. Возникновение мембраны, обладающей
способностью к избирательной проницаемости, содействовало развитию все более
совершенных саморегулирующихся систем вплоть до возникновения первых клеток.
Появляются первые примитивные безъядерные клетки – прокариоты. Первые живые
организмы были гетеротрофными, они использовали в качестве энергии (пищи)
органические соединения, находящиеся в растворенном виде в водах первичного океана.
Развитие
жизни на Земле. Биологическая эволюция на Земле
длится более 3 млрд. лет. С момента возникновения первых примитивных клеточных
организмов благодаря естественному отбору появилось бесчисленное множество форм
живых организмов. Историю Земли принято делить на промежутки времени – эры и
периоды, границами которых являются крупные геологические события, связанные с
историей развития планеты как космического тела. Геохронологическая история
Земли состоит из 5 эр.
Список
используемой литературы:
1.
Общая биология (Рувинский)
2.
Общая биология (М.; Просвещение 1993г., Д.К.
Белясов)
3.
Биология для школьников и поступающих в ВУЗы
(М.;1999г., Дрофа)
| 
