Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Исторически сформированные концепции происхождения жизни



Эволюция жизни предполагает ее истоки, начало. Про­блема происхождения жизни является одной из важнейших не только в биологии, но и во всем естествознании и имеет большое мировоззренческое значение.

Концепция сверхъестественного (божественного) про­исхождения живого креационизм— основана на вере и по­этому не относится к области науки. Не вдаваясь впо­дробности, заметим лишь, что в познавательном плане она принципиально бесплодна.

Концепция многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества появилась в древности; ее при­держивался еще Аристотель.

В XVII в. биолог Ф. Реди противопоставил ей принцип: живое возникает только из живого (так называемый принцип Реди, или концепция биогенеза). Уже в XIX в. Л. Пастер окон­чательно опроверг концепцию самопроизвольного зарожде­ния, показав, что эффект неоднократного появления жизни там, где она не существовала, связан с бактериями. Методи­ка избавления от бактерий получила название пастеризация (по имени своего разработчика).

Концепция стационарного состояния предполагает, что Зем­ля и жизнь на ней существовали всегда, причем в неизменном виде. Эта концепция носит абсолютно умозрительный харак­тер и не согласуется с перечисленными выше свидетельствами эволюционности живого.

Концепция панспермии связывает появление жизни на Зем­ле с ее занесением из космического пространства. Теоре­тическая возможность панспермии подтверждается обнаружением следов органических соединений в метеоритном и кометном веществе. В 1975 г. предшественники аминокислот найдены в лунном грунте. Эта концепция разделялась многими учеными, и интерес к ней периодически возрастает. Но нужно отметить, что на основе этих взглядов во второй половине XX в. возникло множество разнообразных псевдонаучных гипотез и совсем уж примитивных фантазий на тему космических пришельцев — «сеятелей жизни».

Общепринятой в естествознании в настоящее время можно считать концепцию биохимической эволюции. Согласно совре­менному варианту концепции, жизнь зародилась на Земле ес­тественным путем в результате химических, а затем — биохи­мических процессов. Причем это явилось не маловероятной случайностью, а достаточно вероятным результатом самоор­ганизации.

Научная постановка проблемы происхождения жизни при­надлежит Ф. Энгельсу, считавшему, что жизнь возникла не внезапно, а сформировалась в ходе эволюции материи. Совре­менные представления о жизни восходят к гипотезам Опарина и Холдейна. А.И. Опарин в России и Дж. Холдейн в Англии в 1920-е гг. утверждали, что данные химии и геохимии, полу­ченные к тому времени, достаточны для того, чтобы предста­вить естественный процесс развития систем, имеющих при­знаки живого. В концепции биохимической эволюции важ­ную роль играет эволюция самой планеты Земля.



 

66. Особенность условий на раннейЗемле

Образовавшись из протоплазменного облака примерно 4 6 млрд лет назад, Земля была космическим объектом с тем­пературой в несколько тысяч градусов. По мере остывания планеты образовалась земная кора, нестабильная из-за высо­кой вулканической активности и глобальных подвижек. Со­гласно гипотезе Опарина, атмосферу ранней Земли составляли в основном тяжелые газы (аммиак, двуокись углерода, метан, пары воды).Отсутствие в атмосфере кислорода было, вероят­но, необходимым условием возникновения предбиологических образований, так как органические вещества гораздо лег­че синтезируются в восстановительной среде, чем в окисли­тельной. Вода оставалась в газообразном состоянии до тех пор, пока изменение совокупности параметров «температура — давление» не привело к ее конденсации.

По современным представлениям появление жизни тесно связано с возникновением земных океанов. Первые осадоч­ные породы, свидетельствующие о появлении крупных водо­емов, датируются временем 3,8 млрд лет назад. Опарин пола­гал, что сложные органические вещества могли синтезировать­ся из более простых при активационном воздействии мощного солнечного коротковолнового излучения, существовавшего в тот период без фильтрующего слоя современной атмосферы.Для построения любого сложного органического соединения, необходимого живой материи, достаточно небольшого набора мономеров.



Разнообразие находящихся в древнем океане простых соеди­нений, громадная площадь поверхности, высокие температуры и интенсивные потоки активирующего излучения, атмосферные электрические разряды, а также большая длительность про­цессов химической эволюции позволяют предположить, что в водной среде синтезировались, а в поверхностном водном слое и первичном фунте постепенно накопились органические ве­щества. Они стали тем «первичным питательным бульоном», в котором могли сформироваться системы органических веществ необходимых для последующего возникновения предбиологических структур — белки и нуклеиновые кислоты. В лаборатории Опарина моделировались условия, напоминающие описанные и в этих условиях выполнялись эксперименты по синтезу орга­нических веществ. В результате были синтезированы не только аминокислоты, но и другие сложные соединения. Подобного рода эксперименты с успехом были проведены и во многих дру­гих исследовательских центрах.

Возраст древнейших организмов, следы которых обнаруже­ны в геологических отложениях, оценен в 3,2—3,5 млрдлет. Это минерализовавшиеся микроорганизмы, похожие на про­стейшие бактерии и микроводоросли. Данные организмы стоят на гораздо более высоком уровне организации, чем самые сложные из известных органических соединений. Но нет со­мнений, что это не самые древние формы простейших организ­мов. Истоки жизни уходят в первый миллиард лет су­ществования Земли, не оставивший следов в ее геологической летописи. Центральным вопросом концепции биохимичес­кой эволюции является вопрос о характере предбиологичес-кой системы, появившейся в результате химической эволю­ции в тот «темный» миллиард лет земной истории. Этот воп­рос решается приверженцами данной концепции на основе двух разных подходов.

Первый подход реализован в гипотезах, построенных на идее голобиоза, то есть первичности структуры типа клеточ­ной, наделенной способностью к элементарному обмену ве­ществ. Такого подхода придерживался и Опарин. Реконстру­ируя возможный ход биохимической эволюции, Опарин опи­рался на установленную экспериментально возможность получения коллоидных гелей (студнеобразных смесей), обра­зующихся при смешении белков и других высокомолекуляр­ных соединений. Этот процесс был назван коацервацией. Со гласно гипотезе Опарина, образование поверхностно обособ­ленных гелевых структур (коацерватов)и было тем центральным событием, которое предшествовало началу биогенеза, то есть подлинной биологической эволюции на уровне пер­вичной клеточной структуры.

Альтернативный подход к данной проблеме использован в группе гипотез, утверждающих первичность возникновения в результате химической эволюции молекулярной системы со свойствами генетического кода. Это идея генобиоза, полу­чившая наибольшее признание на современном этапе разви­тия концепции биохимической эволюции. В рамках такого подхода возник вопрос о первичности одной из двух типов информационных молекул ДНК и РНК и установлена пер­вичность РНК.

Скачок эволюции «аминокислоты — живая клетка» до сих пор остается непознанным.Весь этот скачок с помощью ряда гипотез разбивается на цепочку шагов, но каждый шаг — во многом загадка, а вся схема — комплексная гипотеза.

Первоначально допускалась возможность случайной «сбор­ки»: в результате многократных актов взаимодействия простых органических веществ случайно образовалась молекула, способная нести и передавать генетическую информацию. Одна­ко подсчеты показали, что вероятность подобного процесса имеет порядок 1/102000, и за время, отведенное геологической историей для синтеза простейших организмов, осуществить его случайным перебором практически невозможно. Поэто­му гипотеза случайного соединения не пользуется признанием. Английский астрофизик Ф. Хойл высказался по этому по­воду столь красочно, что его слова вошли в фольклор: эта идея «столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, может при­вести к сборке «Боинга-747».

Современная точка зрения на биохимическую эволюцию базируется на идеях о самоорганизации в открытых сильнонеравновесных системах.

Итак, при рассмотрении проблемы возникновения жизни естественным путем, то есть в рамках концепции биохимической эволюции, можно выделить три основных этапа предположительного сценария перехода от живого к неживому:

1) этап синтеза исходных органических соединений из не­ органических веществ в условиях первичной атмосферы и со­ стояния поверхности ранней Земли;

2) этап синтеза биополимеров из накопившихся орга­нических соединений;

3) самоорганизация сложных органических соединений, воз­никновение на их основе и эволюционное совершенствование процессов обмена веществ и воспроизводства органических структур, завершающееся образованием простейшей клетки. Не все пока ясно с первыми двумя этапами, а в отношении третьего этапа некоторое прояснение наметилось лишь в самые последние годы.

В связи с данной концепцией возникает естественный во­прос об исключительности условий биохимической эволюции на планете Земляи, соответственно, об уникальности извест­ной нам формы жизни. Постулируя, что в условиях, сход­ных с теми, которые имелись на молодой Земле, развитие живого вполне вероятно, можно прийти к естественному вы­воду о том, что в каких-то местах громадной Вселенной дол­жны встречаться формы жизни, сходные с земными. На этой принципиальной позиции стоят многие ученые. Тем самым подхватывается мысль Джордано Бруно о множественности обитаемых миров.

Исходя из данных астрономии можно однозначно заклю­чить, что в ближайших к нам звездных системах условий для образования цивилизаций не существует. Но не исключается существование примитивных форм жизни. Так, группа аме­риканских ученых считает, что ею обнаружены свидетельства примитивной одноклеточной жизни, существовавшей на Мар­се в далеком прошлом. Ввиду скудности подобного материа­ла сейчас нельзя сделать однозначных выводов по данной про­блеме. Возможно, что в этом помогут будущие марсианские экспедиции.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!