Mūsdienu hipotēzes par dzīvības izcelsmi

Vislielāko atzinību un izplatību XX gadsimtā saņēma hipotēze par dzīvības izcelsmi uz Zemes, ko izvirzīja slavenais krievu bioķīmiķis, akadēmiķis A. I. Oparins (1894-1980) un angļu bioķīmiķis J. Haldune (1892-1964). Viņu hipotēzes būtība, ko viņi formulēja neatkarīgi viens no otra 1924.-1928. un attīstījās turpmākajā laikā, tiek reducēts uz ilgu laiku, kad uz Zemes ir izveidojies liels skaits organisko savienojumu. Šīs organiskās vielas piesātināja senāko okeānu ūdeņus, veidojot (pēc J. Haldāna domām) tā saukto "primāro zupu". Pēc tam daudzo okeānu lokālas seklēšanās un izžūšanas procesu dēļ "primārās zupas" koncentrācija varētu pieaugt desmitiem un simtiem reižu. Šie procesi notika uz intensīvas vulkāniskās aktivitātes, biežu zibens izlādi atmosfērā un spēcīga kosmiskā starojuma fona. Šādos apstākļos var rasties pakāpeniska organisko vielu molekulu komplikācija, vienkāršu proteīnu, polisaharīdu, lipīdu, nukleīnskābju parādīšanās. Daudzus simtus un tūkstošus gadu tie varēja veidot organisko vielu pikas (koacervātus). Reducējošās atmosfēras apstākļos koacervāti nesabruka, tie pamazām kļuva sarežģītāki, un noteiktā attīstības brīdī no tiem varēja veidoties pirmie primitīvie organismi (probionti). Šo hipotēzi pieņēma un vēlāk izstrādāja daudzi zinātnieki no dažādām valstīm, un 1947. gadā angļu zinātnieks Džons Bernāls formulēja biopoēzes hipotēzi. Viņš identificēja trīs galvenos dzīvības veidošanās posmus: 1) organisko monomēru abiogēno izskatu; 2) bioloģisko polimēru veidošanās; 3) membrānu struktūru un pirmo organismu attīstība.

Īsi aplūkosim biopoēzes procesus un posmus.

Pirmais biopoēzes posms bija virkne procesu, ko sauca par ķīmisko evolūciju, kā rezultātā parādījās probionti - pirmās dzīvās būtnes. Tā ilgumu dažādi zinātnieki lēš no 100 līdz 1000 miljoniem gadu. Tā ir dzīvības aizvēsture uz mūsu planētas.

Zeme kā planēta radās pirms aptuveni 4,5 miljardiem gadu (saskaņā ar citiem avotiem - pirms aptuveni 13 miljardiem gadu, bet tiem vēl nav pārliecinošu pierādījumu). Zemes atdzišana sākās apmēram pirms 4 miljardiem gadu, un tiek lēsts, ka zemes garozas vecums ir aptuveni 3,9 miljardi gadu. Līdz tam laikam ir izveidojies arī okeāns un Zemes primārā atmosfēra. Zeme tobrīd bija diezgan silta, pateicoties siltuma izdalīšanai garozas komponentu sacietēšanas un kristalizācijas un aktīvās vulkāniskās darbības laikā. Ilgu laiku ūdens atradās tvaiku stāvoklī, iztvaikojot no Zemes virsmas, kondensējoties atmosfēras augšējos slāņos un atkal nokrītot uz karstās virsmas. To visu pavadīja gandrīz nemitīgi pērkona negaiss ar spēcīgām elektriskām izlādēm. Vēlāk sāk veidoties rezervuāri un primārie okeāni. Senajā Zemes atmosfērā nebija brīva skābekļa un tā bija piesātināta ar vulkāniskām gāzēm, kas ietvēra sēra oksīdus, slāpekli, amonjaku, oksīdus un oglekļa dioksīdu, ūdens tvaikus un vairākas citas sastāvdaļas. Spēcīgs kosmiskais starojums un Saules starojums (atmosfērā vēl nebija ozona slāņa), biežas un spēcīgas elektriskās izlādes, aktīva vulkāniskā darbība, ko pavadīja lielu radioaktīvo komponentu masu izdalīšanās, izraisīja organisko savienojumu veidošanos, piemēram, formaldehīds, skudrskābe, urīnviela, pienskābe, glicerīns, glicīns, dažas vienkāršas aminoskābes uc Tā kā atmosfērā nebija brīva skābekļa, šie savienojumi neoksidējās un varēja uzkrāties siltos un pat verdošā ūdenstilpēs un pamazām kļūt vairāk sarežģīta struktūra, veidojot tā saukto "primāro buljonu". Šo procesu ilgums bija daudzi miljoni un desmitiem miljonu gadu. Tā notika biopoēzes pirmais posms – organisko monomēru veidošanās un uzkrāšanās.

Organiskā monomēra polimerizācijas posms

Ievērojama daļa izveidoto monomēru tika iznīcināti augstās temperatūrās un daudzās ķīmiskās reakcijās, kas notika "primārajā buljonā". Gaistošie savienojumi nonāca atmosfērā un praktiski pazuda no ūdenstilpēm. Periodiska ūdenstilpju žāvēšana izraisīja izšķīdušo organisko savienojumu koncentrācijas pieaugumu. Uz barotnes augstas ķīmiskās aktivitātes fona notika šo savienojumu komplikācijas procesi, un tie varēja savstarpēji savienoties (kondensācijas reakcijas, polimerizācija utt.). Taukskābes, apvienojoties ar spirtiem, var veidot lipīdus un veidot tauku plēves uz ūdenstilpju virsmas. Aminoskābes varētu apvienoties viena ar otru, veidojot arvien sarežģītākus peptīdus. Var veidoties arī cita veida savienojumi - nukleīnskābes, polisaharīdi uc Pirmās nukleīnskābes, kā uzskata mūsdienu bioķīmiķi, bija mazas RNS ķēdes, jo tās, tāpat kā oligopeptīdus, varēja spontāni sintezēt vidē ar augstu minerālvielu saturu. sastāvdaļas, bez fermentu līdzdalības ... Polimerizācijas reakcijas varēja manāmi aktivizēties ar ievērojamu šķīduma koncentrācijas palielināšanos (izžūstot no rezervuāra) un pat mitrās smiltīs vai ar pilnīgu rezervuāru izžūšanu (šādu reakciju iespējamību sausā stāvoklī parādīja amerikāņu bioķīmiķis S. Lapsa). Sekojošās lietusgāzes izšķīdināja uz sauszemes sintezētās molekulas un transportēja tās ar ūdens straumēm rezervuāros. Šādi procesi varētu būt cikliski, izraisot vēl lielāku organisko polimēru komplikāciju.

Koacervātu veidošanās

Nākamais dzīvības rašanās posms bija koacervātu veidošanās, tas ir, lielas sarežģītu organisko polimēru uzkrāšanās. Šīs parādības cēloņi un mehānismi joprojām ir lielā mērā neskaidri. Šī perioda koacervāti joprojām bija mehānisks organisko savienojumu maisījums, kam nebija nekādu dzīvības pazīmju. Laika gaitā starp RNS molekulām un peptīdiem radās saites, kas līdzinās matricas proteīnu sintēzes reakcijām. Tomēr joprojām nav skaidrs, kā RNS sāka kodēt peptīdu sintēzi. Vēlāk parādījās DNS molekulas, kuras, pateicoties divu spirāļu klātbūtnei un precīzākai (salīdzinājumā ar RNS) paškopēšanās (replikācijas) iespējai, kļuva par galvenajiem informācijas nesējiem par peptīdu sintēzi, nododot šo informāciju uz RNS. Šādas sistēmas (koacervāti) jau līdzinājās dzīviem organismiem, taču tās vēl nebija tādas, jo tām nebija sakārtotas iekšējas struktūras, kas raksturīga dzīviem organismiem, un tās nespēja vairoties. Patiešām, noteiktas peptīdu sintēzes reakcijas var notikt arī ne-šūnu homogenātos.

Bioloģisko membrānu rašanās

Sakārtotas bioloģiskās struktūras nav iespējamas bez bioloģiskām membrānām. Tāpēc nākamais dzīvības veidošanās posms bija tieši šo struktūru veidošanās, kas izolē un aizsargā koacervātus no vides, pārveidojot tos autonomos veidojumos. Membrānas varēja veidoties no lipīdu plēvēm, kas parādījās uz ūdenstilpju virsmas. Peptīdi, ko lietus straumes ienes ūdenstilpēs vai veidojas šajās ūdenstilpēs, varētu pievienoties lipīdu molekulām. Kad ūdenstilpes bija satrauktas vai uz to virsmas nokrita nokrišņi, varēja parādīties burbuļi, ko ieskauj membrānai līdzīgi savienojumi. Dzīvības rašanās un evolūcijas dēļ burbuļi, kas ieskauj koacervātus ar proteīna-nukleīdu kompleksiem, bija svarīgi. Bet pat tādi veidojumi vēl nebija dzīvi organismi.

Probiontu rašanās - pirmie pašvairojošie organismi

Tikai tie koacervāti, kas bija spējīgi pašregulēties un pašvairošanos, varēja pārvērsties par dzīviem organismiem. Nav arī skaidrs, kā šīs spējas radās. Bioloģiskās membrānas nodrošināja koacervātu autonomiju un aizsardzību, kas veicināja šajos ķermeņos notiekošo bioķīmisko reakciju ievērojamas sakārtotības parādīšanos. Nākamais solis bija pašvairošanās parādīšanās, kad nukleīnskābes (DNS un/vai RNS) sāka ne tikai nodrošināt peptīdu sintēzi, bet arī ar tās palīdzību regulēt pašizaugsmes un vielmaiņas procesus. Tā radās šūnu struktūra, kurai ir vielmaiņa un spēja vairoties. Tieši šīs formas spēja izdzīvot dabiskās atlases procesā. Tātad koacervāti pārvērtās par pirmajiem dzīviem organismiem - probiontiem.

Ķīmiskās evolūcijas posms ir beidzies, un ir sācies jau dzīvās vielas bioloģiskās evolūcijas posms. Tas notika pirms 3,5-3,8 miljardiem gadu. Dzīvas šūnas rašanās ir pirmā lielākā aromorfoze organiskās pasaules evolūcijā.

Pirmie dzīvie organismi pēc uzbūves bija līdzīgi prokariotiem, tiem vēl nebija spēcīgas šūnu sienas un kaut kādas intracelulāras struktūras (tie bija pārklāti ar bioloģisku membrānu, kuras iekšējie izliekumi kalpoja kā šūnu struktūras). Iespējams, pirmajiem probiontiem bija iedzimts materiāls, ko pārstāvēja RNS, un genomi ar DNS parādījās vēlāk evolūcijas procesā. Pastāv uzskats, ka turpmākā dzīvības evolūcija notika no kopīga senča, no kura radās pirmie prokarioti. Tas nodrošināja visu prokariotu un pēc tam eikariotu struktūras lielo līdzību.

Spontānas dzīves ģenerēšanas neiespējamība mūsdienu apstākļos

Bieži tiek uzdots jautājums: kāpēc šobrīd nenotiek spontāna dzīvo būtņu ģenerēšana? Galu galā, ja dzīvi organismi neparādās tagad, tad uz kāda pamata mēs varam radīt hipotēzes par dzīvības izcelsmi tālā pagātnē? Kur ir šīs hipotēzes iespējamības kritērijs? Atbildes uz šiem jautājumiem var būt šādas: 1) augstāk minētā biopoēzes hipotēze daudzējādā ziņā ir tikai loģiska konstrukcija, tā vēl nav pierādīta, satur daudz pretrunu un neskaidru punktu (lai gan ir daudz datu, gan paleontoloģiski un eksperimentāls, kas liecina tieši par šādu biopoēzes attīstību ); 2) šī hipotēze, neskatoties uz visu savu nepilnību, tomēr mēģina izskaidrot dzīvības rašanos, izejot no konkrētiem zemes apstākļiem, un tieši tā ir tās vērtība; 3) jaunu dzīvo būtņu pašizveidošanās pašreizējā dzīves attīstības stadijā nav iespējama šādu iemeslu dēļ: a) organiskajiem savienojumiem ilgstoši jāpastāv klasteru veidā, pakāpeniski kļūstot sarežģītākiem un transformējošiem; mūsdienu Zemes oksidējošās atmosfēras apstākļos tas nav iespējams, tie tiks ātri iznīcināti; b) mūsdienu apstākļos ir daudz organismu, kas spēj ļoti ātri savā uzturā izmantot pat nenozīmīgus organisko vielu uzkrājumus.

4. Dariet pats savu darbu"Dažādu hipotēžu analīze un novērtējums par dzīvības izcelsmi uz Zemes

Ievadiet rezultātus tabulā "Hipotēzes par dzīvības izcelsmi uz Zemes.

No zinātniskā viedokļa visattīstītākā ir hipotēze par dzīvības abiogēno izcelsmi bioķīmiskās evolūcijas procesā. Tomēr neatrisināts ir jautājums, kad un kur notika organisko savienojumu abiogēnā sintēze un, galvenais, kā notika lēciens no nedzīva uz dzīvo.

DZĪVES ATTĪSTĪBAS GALVENIE POSMI UZ ZEMES.

1. Aizpildiet tabulu " Galvenie dzīvības attīstības posmi uz Zemes no biopoēzes teorijas viedokļa.

2. Kādas ir hipotēzes par eikariotu izcelsmi?

Lielākā daļa zinātnieku uzskata, ka eikarioti attīstījušies no prokariotu šūnām. Pastāv divas hipotēzes par eikariotu izcelsmi:

1. Eikariotu šūna un tās organoīdi veidojās, invaginējot šūnu membrānu;
2. Simbiotiskā hipotēze, saskaņā ar kuru mitohondriji, plastidi, skropstu bazālie ķermeņi un flagellas kādreiz bija brīvi prokarioti. Simbiozes procesā tie kļuva par organellām.

3. Kādi fakti apstiprina hipotēzi par eikariotu šūnas simbiotisko izcelsmi?

Atbilde: Šo hipotēzi apstiprina savas RNS un DNS klātbūtne mitohondrijās un hloroplastos. Pēc savas struktūras hloroplastu RNS ir līdzīga zilaļģu RNS, mitohondriju RNS ir līdzīga purpursarkano baktēriju RNS. DZĪVO ORGANISMU KOMPLIKTĀCIJA UZ ZEMES EVOLŪCIJAS PROCESS.

1. Sniedziet jēdzienu definīcijas.

• Laikmets ir liela daļa no Zemes ģeohronoloģiskā mēroga.
• Periods ir ģeohronoloģiskās skalas sadaļa, kas sadala laikmetu vairākās daļās.

2. Kādi ir galvenie iemesli organismu sugu daudzveidībai uz Zemes?

Atbilde: Sugu daudzveidības iemesli ir evolūcijas virzošo spēku mijiedarbības rezultāts: iedzimta mainīgums, cīņa par eksistenci, dabiskā atlase. Uz Zemes ir dažādi biotopi. Šajā sakarā katra suga ir pielāgojusies dzīves apstākļiem, katra savā vidē. Plašā sugu daudzveidība dabā samazina izzušanas iespējas.

3. Aizpildiet tabulu "Dzīvu organismu komplikācija uz Zemes".

Tēma 4.2. Mūsdienu evolūcijas doktrīna 4.4. tēma. Cilvēka izcelsme

ECE 42. jautājums

Hipotēzes par dzīvības izcelsmi uz zemes

1 kreacionisms

2.Spontāna (spontāna) paaudze

3 panspermijas hipotēze

4 bioķīmiskās evolūcijas hipotēze

5. Stacionārs stāvoklis

1... Kreacionisms... Saskaņā ar šo koncepciju dzīvība un visas dzīvo būtņu sugas, kas apdzīvo Zemi, ir augstākās būtnes radošā akta rezultāts noteiktā laikā. Galvenie kreacionisma noteikumi ir norādīti Bībelē, 1. Mozus grāmatā. Tiek uzskatīts, ka pasaules dievišķās radīšanas process ir noticis tikai vienu reizi un tāpēc nav pieejams novērošanai. Tas ir pietiekami, lai visu dievišķās radīšanas jēdzienu pārvietotu ārpus zinātniskās izpētes jomas. Zinātne nodarbojas tikai ar tām parādībām, kuras ir novērojamas, un tāpēc tā nekad nevarēs ne pierādīt, ne noraidīt šo jēdzienu.

2. Spontāna (spontāna) paaudze... Idejas par dzīvo būtņu izcelsmi no nedzīvas vielas bija plaši izplatītas Senajā Ķīnā, Babilonā, Ēģiptē. Lielākais senās Grieķijas filozofs Aristotelis izteica domu, ka noteiktas vielas "daļiņas" satur kaut kādu "aktīvo principu", kas piemērotos apstākļos var radīt dzīvu organismu.

Van Helmonts (1579-1644), holandiešu ārsts un dabas filozofs, aprakstīja eksperimentu, kurā viņš it kā trīs nedēļu laikā radīja peles. Tam bija vajadzīgs netīrs krekls, tumšs drēbju skapis un sauja kviešu. Van Helmonts uzskatīja, ka cilvēka sviedri ir peles dzimšanas procesa aktīvais elements. Un līdz 10. gadsimta vidū parādījās mikrobioloģijas dibinātāja Luija Pastēra darbi, šī doktrīna turpināja atrast piekritējus.

Spontānās paaudzes idejas attīstība būtībā attiecas uz laikmetu, kad sabiedrības apziņā dominēja reliģiskās idejas. Tie filozofi un dabaszinātnieki, kuri nevēlējās pieņemt Baznīcas mācību par "dzīvības radīšanu", ņemot vērā tā laika zināšanu līmeni, viegli nonāca pie idejas par tās spontānu paaudzi. Ciktāl atšķirībā no ticības radīšanai tika uzsvērta ideja par organismu dabisko izcelsmi, spontānas ģenerēšanas idejai noteiktā posmā bija progresīva nozīme. Tāpēc Baznīca un teologi bieži vien pretojās šai idejai.

3... Panspermijas hipotēze. Saskaņā ar šo hipotēzi, kas izvirzīta 1865. gadā. vācu zinātnieks G. Rihters un beidzot 1895. gadā formulējis zviedru zinātnieks Arrēniuss, dzīvību uz Zemi varētu atnest no kosmosa. Visticamākais ārpuszemes izcelsmes dzīvo organismu trieciens ar meteorītiem un kosmiskajiem putekļiem. Šis pieņēmums ir balstīts uz datiem par dažu organismu un to sporu augsto izturību pret radiāciju, dziļu vakuumu, zemām temperatūrām un citām ietekmēm. Tomēr joprojām nav ticamu faktu, kas apstiprinātu meteorītos atrasto mikroorganismu ārpuszemes izcelsmi. Bet pat tad, ja tie nonāktu uz Zemes un radītu dzīvību uz mūsu planētas, jautājums par dzīvības sākotnējo izcelsmi paliktu neatbildēts.

4... Bioķīmiskās evolūcijas hipotēze... 1924. gadā bioķīmiķis A. I. Oparins un vēlāk angļu zinātnieks J. Haldane (1929) formulēja hipotēzi, ka dzīvība ir ilgstošas ​​oglekļa savienojumu evolūcijas rezultātā.

Pašlaik dzīvības veidošanās procesā nosacīti izšķir četrus posmus:

1. Zemas molekulmasas organisko savienojumu (bioloģisko monomēru) sintēze no primārās atmosfēras gāzēm.

2. Bioloģisko polimēru veidošanās.

3. Organisko vielu fāzē atdalītu sistēmu veidošanās, kas no ārējās vides atdalītas ar membrānām (protobiontiem).

4. Vienkāršāko šūnu rašanās ar dzīvo būtņu īpašībām, tajā skaitā reproduktīvo aparātu, kas nodrošina vecāku šūnu īpašību pārnesi uz meitas šūnām.

"PRIMĀRBRŪNA" (pēc izvēles)

1923. gadā krievu zinātnieks Aleksandrs Ivanovičs Oparins ierosināja, ka primitīvās Zemes apstākļos organiskās vielas radās no vienkāršākajiem savienojumiem - amonjaka, metāna, ūdeņraža un ūdens. Šādām pārvērtībām nepieciešamo enerģiju varēja iegūt vai nu no ultravioletā starojuma, vai arī no biežām pērkona negaisa elektriskās izlādes – zibens. Iespējams, ka šīs organiskās vielas pamazām uzkrājās Senajā okeānā, veidojot primāro buljonu, kurā dzima dzīvība.

Saskaņā ar hipotēzi A.I.

Oparīns, primārajā buljonā garas pavedienveida proteīna molekulas varēja saritināties bumbiņās, “pielipt” viena pie otras, palielinoties. Pateicoties tam, tie kļuva izturīgi pret sērfošanas un ultravioletā starojuma kaitīgo ietekmi. Kaut kas līdzīgs tam, ko var novērot, izlejot dzīvsudrabu no plīsuša termometra uz apakštasītes: dzīvsudrabs, izkaisīts daudzos mazos pilieniņos, pamazām sakrājas nedaudz lielākos pilienos un tad vienā lielā bumbiņā. Olbaltumvielu "bumbiņas" "primārajā buljonā" piesaistīja sev, saistīja ūdens molekulas, kā arī taukus. Tauki nogulsnējās uz olbaltumvielu ķermeņu virsmas, aptverot tos ar slāni, kura struktūra neskaidri atgādināja šūnu membrānu. Oparins šo procesu nosauca par koacervāciju (no latīņu soacervus - "trombs"), un iegūtos ķermeņus - koacervācijas pilieni vai vienkārši koacervācijas. Laika gaitā koacervāti absorbēja arvien lielākas vielas porcijas no apkārtējā šķīduma, to struktūra kļuva sarežģītāka, līdz pārvērtās par ļoti primitīvām, bet jau dzīvām šūnām.

5. Stacionārs stāvoklis

Saskaņā ar stacionārā stāvokļa teoriju Zeme nekad neradās, bet pastāvēja mūžīgi; tas vienmēr ir spējis uzturēt dzīvību, un, ja tas mainījās, tas bija ļoti nenozīmīgs. Saskaņā ar šo versiju, sugas arī nekad nav radušās, tās pastāvēja vienmēr, un katrai sugai ir tikai divas iespējas - vai nu skaita izmaiņas, vai izzušana.

Dzīvības izcelsmes un evolūcijas problēma ir viena no interesantākajām un tajā pašā laikā vismazāk pētītajām problēmām, kas saistītas ar filozofiju un reliģiju. Gandrīz visu zinātniskās domas attīstības vēsturi tika uzskatīts, ka dzīvība ir spontāna parādība.

Galvenās teorijas:

1) dzīvi radīja Radītājs noteiktā laikā - kreacionisms (no lat. radīšana - radīšana);

2) dzīvība radās spontāni no nedzīvas matērijas;

3) dzīvība ir pastāvējusi vienmēr;

4) dzīvība uz Zemi tika atvesta no Kosmosa;

5) dzīvība radās bioķīmiskās evolūcijas rezultātā.

Saskaņā ar teoriju kreacionisms , dzīvības rašanās attiecas uz konkrētu notikumu pagātnē, ko var aprēķināt. Organismi, kas mūsdienās apdzīvo Zemi, ir cēlušies no atsevišķi izveidotiem dzīvo būtņu pamattipiem. Izveidotās sugas jau no paša sākuma bija lieliski organizētas un apveltītas ar spēju zināmā mērā mainīties noteiktās robežās (mikroevolūcija).

Dzīvības spontānās izcelsmes teorija pastāvēja Babilonā, Ēģiptē un Ķīnā kā alternatīva kreacionismam. Tas attiecas uz Empedoklu un Aristoteli: noteiktas vielas "daļiņas" satur kaut kādu "aktīvo principu", kas noteiktos apstākļos var radīt dzīvu organismu. Aristotelis uzskatīja, ka aktīvā viela ir apaugļotā olā, saules gaismā, trūdošā gaļā. Demokritam dzīvības sākums bija dūņās, Talesam - ūdenī, Anaksagoram - gaisā.

Izplatoties kristietībai, spontānās paaudzes idejas tika pasludinātas par ķecerīgām, un ilgu laiku tās neatcerējās. Bet Helmonts nāca klajā ar recepti, kā pagatavot peles no kviešiem un netīrās veļas. Bekons uzskatīja, ka pūšana ir jaunas dzimšanas sēkla. Spontānās dzīves paaudzes idejas atbalstīja Koperniks, Galilejs, Dekarts, Hārvijs, Hēgels, Lamarks, Gēte, Šellings.

L. Pastērs 1860. gadā beidzot parādīja, ka baktērijas var parādīties organiskajos šķīdumos tikai tad, ja tās tur ievestas agrāk. Un, lai atbrīvotos no mikroorganismiem, ir nepieciešama sterilizācija, ko sauc pasterizācija . Līdz ar to nostiprinājās priekšstats, ka jauns organisms var rasties tikai no dzīvas būtnes.

Atbalstītāji teorijas par mūžības pastāvēšanu uzskata, ka uz mūžīgi pastāvošās Zemes dažas sugas bija spiestas izmirt vai dažās vietās krasi mainīt savu skaitu ārējo apstākļu izmaiņu dēļ. Skaidra koncepcija par šo ceļu nav izstrādāta, jo Zemes fosilajos ierakstos ir dažas nepilnības un neskaidrības.

Nosauca hipotēzi par dzīvības parādīšanos uz Zemes dažu dzīvības embriju pārnešanas rezultātā no citām planētām. panspermija (no grieķu valodas. panna- visi, visi un spermatozoīdi- sēklas). Panspermijas teorija nepiedāvā mehānismu, lai izskaidrotu dzīvības primāro izcelsmi, un pārceļ problēmu uz citu vietu Visumā. Radusies kosmosā, dzīvība ilgu laiku tika saglabāta apturētajā animācijā gandrīz plkst T= O K un to uz Zemi atnesa meteorīti. XX gadsimta sākumā. Arrhenius nāca klajā ar ideju par radio panspermiju. Viņš aprakstīja, kā matērijas daļiņas, putekļu daļiņas un dzīvās mikroorganismu sporas atstāj apdzīvotās planētas pasaules telpā. Viņi, saglabājot dzīvotspēju, viegla spiediena ietekmē lido Visumā un, nokrītot uz planētas ar piemērotiem apstākļiem, sāk jaunu dzīvi.

Pagājušajā gadsimtā, pētot meteorītu un komētu vielu, tika atklāti daudzi "dzīvo priekšteči" - organiskie savienojumi, ūdens, formaldehīds, cianogēni. Mūsdienu panspermijas jēdziena piekritēji uzskata, ka dzīvību uz Zemi nejauši vai apzināti atnesa kosmosa citplanētieši. Astronomu viedoklis C.

Vikramasingha (Šrilanka) un F. Hoils (Lielbritānija). Viņi uzskata, ka kosmosā, galvenokārt gāzes un putekļu mākoņos, mikroorganismi atrodas lielā skaitā, kur, pēc zinātnieku domām, tie veidojas. Turklāt šos mikroorganismus notver komētas, kuras pēc tam, ejot netālu no planētām, "sēj dzīvības embrijus".

Pirmo zinātnisko teoriju par dzīvo organismu izcelsmi uz Zemes izveidoja padomju bioķīmiķis A.I. Oparīns. 1924. gadā viņš publicēja darbus, kuros izklāstīja idejas par to, kā uz Zemes varēja rasties dzīvība. Saskaņā ar šo teoriju dzīvība radās īpašos senās Zemes apstākļos un tiek uzskatīta par dabisku oglekļa savienojumu ķīmiskās evolūcijas rezultātu Visumā. Saskaņā ar šo teoriju procesu, kas noveda pie dzīvības rašanās uz Zemes, var iedalīt trīs posmos:

1) Organisko vielu rašanās.

2) Biopolimēru veidošanās no vienkāršākām organiskām vielām (olbaltumvielām, nukleīnskābēm, polisaharīdiem, lipīdiem u.c.).

3) Primitīvu pašvairojošu organismu rašanās.

Idejās par dzīvības izcelsme bioķīmiskās evolūcijas rezultātā svarīga loma ir pašas planētas evolūcijai. Zeme pastāv gandrīz 4,5 miljardus gadu, bet organiskā dzīvība - aptuveni 3,5 miljardus gadu. Jaunā Zeme bija karsta planēta ar temperatūru 5 ... 8 103 K. Atdziestot, ugunsizturīgie metāli un ogleklis kondensējās, veidojot zemes garozu. Zemes pirmatnējā atmosfēra ļoti atšķīrās no mūsdienu. Vieglās gāzes – ūdeņradi, hēliju, slāpekli, skābekli, argonu u.c. – vēl nesaturēja nepietiekami blīva planēta, savukārt palika smagāki savienojumi (ūdens, amonjaks, oglekļa dioksīds, metāns).

Kad Zemes temperatūra noslīdēja zem 100 ° C, ūdens tvaiki sāka kondensēties, veidojot Pasaules okeānu. Šajā laikā notika abiogēnā sintēze, tas ir, primārajos zemes okeānos, kas piesātināti ar dažādiem vienkāršiem ķīmiskiem savienojumiem, "primārajā zupā" vulkāniskā siltuma, zibens izlādes, intensīva ultravioletā starojuma un citu vides faktoru ietekmē, sintēze. sākās sarežģītāki organiskie savienojumi un pēc tam biopolimēri. Organisko vielu veidošanos veicināja dzīvo organismu - organisko vielu patērētāju - un galvenā oksidētāja - skābekļa trūkums. Sarežģītās aminoskābju molekulas nejauši apvienojās peptīdos, kas savukārt radīja oriģinālos proteīnus. No šiem proteīniem tika sintezētas mikroskopiska izmēra primārās dzīvās radības.

Mūsdienu evolūcijas teorijas sarežģītākā problēma ir sarežģītu organisko vielu pārvēršana vienkāršos dzīvos organismos. Oparins uzskatīja, ka olbaltumvielām ir izšķiroša loma nedzīvu pārveidošanā dzīvās būtnēs. Acīmredzot olbaltumvielu molekulas, piesaistot ūdens molekulas, veidoja koloidālus hidrofilus kompleksus. Turpmāka šādu kompleksu saplūšana savā starpā noveda pie koloīdu atdalīšanas no ūdens vides (koacervācija). Uz robežas starp koacervātu (no lat. koacervus- receklis, kaudze) un vide rindojas lipīdu molekulas - primitīva šūnu membrāna. Tiek pieņemts, ka koloīdi varētu apmainīties ar molekulām ar vidi (heterotrofiskā uztura prototips) un uzkrāt noteiktas vielas.

Pirmie organismi uz zemes bija vienšūnas - prokarioti. Pēc dažiem miljardiem gadu veidojās eikarioti, un līdz ar to parādīšanos iezīmējās augu vai dzīvnieku dzīvesveida izvēle, kuras atšķirība slēpjas barošanās veidā un ir saistīta ar fotosintēzes procesu. To pavada skābekļa iekļūšana atmosfērā, pašreizējais skābekļa saturs atmosfērā 21% tika sasniegts pirms 25 miljoniem gadu intensīvas augu attīstības rezultātā.

⇐ Iepriekšējais12

Publicēšanas datums: 2015-11-01; Lasīt: 99 | Lapas autortiesību pārkāpums

studopedia.org — Studopedia.Org — 2014-2018. (0,001 s) ...