Возникновение жизни

С О Д  Е Р Ж А Н И Е :

Введение ……………………………………………………………………………………… стр. 2

1. Концепции возникновения жизни ………………………………………….. стр. 4

2. Гипотеза происхождения жизни А.И. Опарина ……………………… стр. 10

3. Естественнонаучные представления о жизни и её эволюции . стр. 14

4. Геологические эры и эволюция жизни …………………………………. стр. 21

Заключение ………………………………………………………………………………….стр. 26.

 Используемая  литература ………………………………………………………... стр. 27. 
 
 

  ВВЕДЕНИЕ.

Существует  много гипотез, объясняющие возникновение  жизни на Земле. Но я в реферате подробно остановлюсь на некоторых  из них. А, вообще, основными считаются следующие концепции: Креоционизм. Утверждает, что жизнь была сверхъестественным существом, то есть богом. Самопроизвольное зарождение. Жизнь возникала неоднократно из неживого вещества. Теория стационарного состояния. Жизнь существовала всегда и будет существовать вечно. Жизнь занесена из вне. Биохимическая эволюция. Жизнь возникла в результате процессов, подчинившихся биохимическим явлениям. Автор теории Опарин А. И. Относительно 2-й гипотезы, то что она несостоятельна доказано Франческо Реди. На счет занесения жизни из вне, то ее несостоятельность доказывается тем, что через озоновый экран не может проникнуть ничего живое. Наиболее состоятельна теория биохимической эволюции. Ее поддерживают многие передовые исследователи: Миллер, Юри.

 По мнению  ученых, занимающихся в области астрономии Земля и другие планеты солнечной системы образовались примерно 4,5 миллиардов лет назад из особой газопылевой материи. Такая материя и до сих пор в межзвездном пространстве и преобладающим элементом этой материи является водород. Путем реакции ядерного синтеза водород превращается в углерод. В последствии в результате этой реакции возникали кислород и другие элементы. Под воздействием высоких температур и гравитационного сжатия, которые возникали в результате вращения облака вокруг своей оси, формировались химические вещества, которые составили основу планет и звезд, а также их атмосферу.

 Для дальнейшего  развития на пути к возникновению  жизни необходимы были планетарные  и космические условия. Прежде  всего к ним относятся: размеры планет, масса планет не должна быть особенно большой, и не слишком маленькой. Движение планет вокруг звезд должно быть или по круговой, или близко к нему; так как именно такое движение обеспечивает равномерное нагревание планеты. Планета должна, также, постоянно излучать энергию.

 Именно  всем этим условиям отвечает  Земля и поэтому на ней возникла  и развилась жизнь. А подробнее  на этом процессе я остановлюсь  в следующих главах реферата. 
 

  1. Концепции возникновения жизни.

 Существует  пять концепций возникновения  жизни:

  1. Жизнь  была создана Творцом в определённое  время – креационизм.

  2. Жизнь  возникла самопроизвольно из  неживого вещества (её  придерживался  ещё  Аристотель  который считал,  что живое может возникать и   в результате разложения почвы).

  3. Концепция  стационарного  состояния   в  соответствии  с которой жизнь существовала всегда.

  4. Концепция  панспермии – внеземного происхождения  жизни;

  5. Концепция  происхождения  жизни  на  Земле  в  историческом  прошлом   в   результате процессов подчиняющихся  физическим и химическим законам.

 Согласно  креационизму возникновение жизни  относится к определённому событию  в прошлом которое можно вычислить. В 1650 г. архиепископ Ашер  из Ирландии вычислил что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н.э., а в 9 часов утра 23 октября и человека.  Это число он  получил из  анализа возрастов и родственных связей всех упоминаемых в Библии  лиц.  Однако  к тому времени на  Ближнем Востоке уже была  развитая  цивилизация,  что доказано археологическими изысканиями. Впрочем, вопрос сотворения мира  и  человека не закрыт, поскольку толковать тексты Библии можно по-разному.

    Аристотель на основе сведений  о  животных,  которые  поступали   от воинов Александра Македонского  и  купцов-путешественников,  сформулировал  идею постепенного и непрерывного  развития живого  из  неживого  и  создал представление о  «лестнице природы» применительно  к животному миру. Он  не сомневался  в самозарождении лягушек,  мышей   и  других  мелких  животных.

  Платон  говорил  о  самозарождении  живых  существ  из  земли   в  процессе гниения.

 С   распространением  христианства   идеи   самозарождения   были  объявлены еретическими, и долгое  время  о  них  не  вспоминали.  Гельмон придумал рецепт получения мышей из пшеницы и грязного белья.  Бэкон тоже   считал, что гниение – зачаток нового  рождения.  Идеи  самозарождения поддерживали Галилей, Декарт, Гарвей, Гегель, Ламарк.

 В  1688  г.  итальянский  биолог  Франческо  Реди  серией  опытов  с открытыми и закрытыми сосудами доказал, что появляющиеся в гниющем мясе белые маленькие черви – это личинки мух, и сформулировал свой  принцип: всё живое – из живого.

В 1860 г. Пастер показал, что бактерии могут  быть везде и заражать неживые  вещества,  для  избавления  от  них  необходима стерилизация, получившая название пастеризации.

 Теория  панспермии  (гипотеза  о  возможности   переноса  Жизни   во Вселенной  с одного космического тела  на другие)  не  предлагает  никакого механизма для  объяснения  первичного  возникновения  жизни   и  переносит проблему в  другое место Вселенной. Либих  считал, что «атмосферы  небесных  тел, а  также  вращающихся   космических  туманностей   можно  считать  как вековечные  хранилища оживлённой формы, как  вечные плантации  органических  зародышей», откуда жизнь рассеивается  в виде этих зародышей во  Вселенной.

Подобным  образом мыслили Кельвин, Гельмгольц и др. в  начале  нашего века с  идеей  радиопанспермии  выступил  Аррениус.  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  учёные  академики Сергей Павлович Костычев (1877-1931), Лев Семёнович Берг  (1876-1950)  и Пётр Петрович Лазарев (1878-1942).

Для обоснования  панспермии обычно 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 Скиапарелли каналов на Марсе (1877). Но пока следов  жизни на  Марсе не найдено.

В конце 60-х  годов вновь возрос  интерес  к  гипотезам  панспермии Так, геолог Б.И.Чувашов (Вопросы философии. 1966)  писал,  что жизнь во Вселенной, по его мнению, существует вечно.

При изучении вещества метеоритов  и  комет  были  обнаружены  многие «предшественники живого» – органические  соединения,  синильная  кислота, вода, формальдегит, цианогены. Формальдегид, в частности, обнаружен в 60% случаев в 22 исследованных областях, его облака с концентрацией  примерно  1 тысяча молекул в куб.см заполняют обширные  пространства.  В  1975  г. предшественники аминокислот найдены в лунном  грунте  и   метеоритах.

Сторонники  гипотезы занесения жизни из  космоса  считают  их  «семенами», посеянными на Земле.

 В представлениях  о зарождении жизни в  результате  физико-химических процессов важную роль играет эволюция живой  планеты.  По  мнению  многих  биологов, геологов и физиков, состояние Земли за время  её  существования всё время изменялось. В очень давние времена Земля была горячей планетой,  её температура достигала 5-8 тысяч градусов. По  мере  остывания  планеты  тугоплавкие металлы и углерод конденсировались  и  образовывали  земную  кору, которая не была ровной из-за активной вулканической деятельности  и  всевозможных подвижек формирующегося грунта.  Атмосфера  первичной  Земли сильно отличалась от современной. Лёгкие газы  –  водород, гелий,  азот, кислород, аргон и другие – не  удерживались  пока  недостаточно  плотной планетой, тогда как их более тяжёлые соединения оставались (вода, аммиак, двуокись углерода, метан). Вода оставалась в газообразном состоянии, пока температура не упала ниже 100оС.

Химический  состав  нашей  планеты  сформировался   в   результате космической эволюции вещества солнечной системы, в ходе которой  возникли  определённые  пропорции  количественных   соотношений   атомов.   Поэтому современные данные о соотношении атомов химических элементов  оказываются  важными. Космическое обилие кислорода и водорода выразилось в обилии воды  и    её    многочисленных    окислов.    Относительно    более    высокая  распространённость углерода явилась одной из причин, определивших большую вероятность  возникновения  жизни.  Обилие  кремния,  магния   и   железа  способствовало  образованию в земной  коре  и   метеоритах   силикатов.

Источниками сведений  о  распространённости  элементов  служат  данные  о составе Солнца,  метеоритов,  поверхностей  Луны   и   планет.   Возраст метеоритов примерно соответствует возрасту земных пород,  поэтому  их  состав  помогает восстановить  химический  состав  Земли  в  прошлом  и  выделить  изменения,

вызванные появлением жизни на Земле.

   Научная  постановка проблемы  возникновения   жизни  принадлежит  Энгельсу, считавшему,  что  жизнь  возникла  не  внезапно,  а  сформировалась  в  ходе эволюции материи. В этом же ключе высказался и К.А.Тимирязев: «Мы вынуждены допустить, что живая материя осуществлялась так  же,  как  и  все  остальные процессы, путём эволюции… Процесс этот, вероятно, имел место и при  переходе из неорганического мира в органический» (1912).

Еще Ч.Дарвин понял, что жизнь может возникнуть только  при отсутствии жизни. В 1871 г. он писал: «Но если бы сейчас …в каком-либо теплом  водоеме,  содержащем все необходимые соли аммония и фосфора  и  доступном  воздействию света, тепла, электричества и т.п., химически образовался белок, способный к дальнейшим, все более сложным превращениям,  то  это  вещество  немедленно было  бы  разрушено  или  поглощено,  что  было  невозможно  в   период   до возникновения  живых  существ».  Гетеротрофные организмы,  распространенные сейчас на земле, использовали бы вновь  возникающие  органические  вещества.

Поэтому возникновение  жизни в привычных нам земных условиях невозможно.

   2. Гипотеза происхождения жизни А.И. Опарина.

      Второе условие, при  котором   жизнь  может  возникнуть,  -  отсутствие свободного кислорода в атмосфере. Это важное открытие сделал русский  ученый А.И.Опарин в 1924 г. (к такому же выводу в 1929 г. пришел английский  ученый Дж.Б.С.Холдейн).  А.И.Опарин  высказал   предположение,   что   при   мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая  4-4,5  млрд.  лет  назад состояла из  азота,  водорода,  углекислого  газа,  паров  воды  и  аммиака, возможно, с добавкой синильной кислоты  (ее  обнаружили  в  хвостах  комет), могли  возникнуть  простейшие  органические  соединения,   необходимые   для возникновения жизни. Поэтому возникающие на поверхности  Земли  органические вещества могли накапливаться, не окисляясь. И сейчас на  нашей  планете  они накапливаются  только  в  бескислородных  условиях,  так   возникают   торф, каменный уголь и нефть. Создатель материалистической гипотезы  возникновения жизни на Земле, русский биохимик, академик Александр Иванович Опарин  (1894-1980) посвятил всю свою жизнь проблеме происхождения живого.

      Американский биолог Ж.Леб в 1912 г. первым получил из смеси газов под действием электрического разряда простейший компонент белков –  аминокислоту глицин.

      Возможно, кроме глицина он получил  и  другие  аминокислоты,  но  в  то время еще не было методов, позволяющих определить их малые количества.

      Открытие Леба прошло незамеченным, поэтому первый абиогенный    синтез органических  веществ  (т.е.  идущий  без  участия  живых   организмов)   из случайной смеси газов приписывают американским ученым С.Миллеру и Г.Юри.  В 1953 г. они поставили эксперимент по  программе,  намеченной  Опариным,  и получили под действием электрических разрядов  напряжением  до  60  тыс.  В, имитирующих молнию, из водорода, метана, аммиака и паров воды под  давлением в  несколько  Паскалей  при  t=80С  сложную   смесь   из   многих   десятков органических веществ. Среди них преобладали органические (карбоновые) кислоты – муравьиная, уксусная и яблочная,  их  альдегиды,  а также аминокислоты (в том числе глицин и аланин). Опыты Миллера и Юри  были многократно проверены  на  смесях  разных  газов  и  при  разных  источниках энергии  (солнечный  свет,  ультрафиолетовое  и  радиоактивное  излучение  и просто тепло). Органические вещества возникали во всех  случаях.  Полученные Миллером  и  Юри  результаты  побудили  ученых  различных   стран   заняться исследованиями возможных путей предбиологической эволюции.  В  1957  году  в Москве состоялся первый Международный симпозиум  по  проблеме  происхождения жизни.