|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.schools.keldysh.ru/sch1952/Pages/Timokhina04/Biolog/02.htm
Дата изменения: Sat Mar 6 17:48:28 2004 Дата индексирования: Sat Dec 22 03:17:00 2007 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: возникновение жизни |
Абиогинез. Возникновение жизни на земле.
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, все 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:
Абиогенное, или небиологическое, возникновение органических молекул из неорганических доказывали еще в 1924г. русский ученый 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.