Современные теории происхождения жизни

Затем образуются микросферы – шаровидные тела, возникающие  при растворении и конденсации  абиогенно полученных белково-подобных веществ.

В подтверждение  возможности абиогенного синтеза  были проведены следующие опыты. Воздействуя на смесь газов электрическими зарядами, имитирующими молнию, и ультрафиолетовым излучением, ученые получили сложные  органические вещества, входящие в состав живых белков. Органические соединения, играющие большую роль в обмене веществ, были искусственно получены при облучении водных растворов углекислоты. Американский ученый С.Миллер в 1953 году синтезировал ряд аминокислот при пропускании заряда через смесь газов, предположительно составлявших первичную земную атмосферу. Были синтезированы и простые нуклеиновые кислоты. Этими экспериментами было доказано, что абиогенное образование органических соединений во Вселенной могло происходить в результате воздействия тепловой энергии, ионизирующего и ультрафиолетового излучения и электрических разрядов. Первичным источником этих форм энергии служат термоядерные процессы, протекающие в недрах Земли.

Как показывает синергетика, энергия имела для  возникновения жизни не меньшее значение, чем вещество. Разумно предположить, считает И.Пригожин, что некоторые из первых стадий эволюции к жизни были связаны с возникновением механизмов, способных поглощать и трансформировать химическую энергию, как бы выталкивая систему в сильно неравновесные условия. Неравновесные структуры – переход к живому, но еще нет воспроизводства. Итак, в образовании органических соединений большую роль играло не только вещество космического пространства, но и энергия звезд.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 5. Начало жизни на Земле.

Начало жизни  на Земле – появление нуклеиновых  кислот, способных  к воспроизводству  белков. Переход от сложных органических веществ к простым живым организмам пока неясен. Теория биохимической  эволюции предлагает лишь общую схему. В соответствии с ней на границе между коацерватами – сгустками органических веществ – могли выстраиваться молекулы сложных углеводородов, что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны, обеспечивающей коацерватам стабильность. В результате включения в коацерват молекулы, способной к самовоспроизведению, могла возникнуть примитивная клетка, способная к росту.

Самое трудное  для этой гипотезы – объяснить  способность живых систем к самовоспроизведению, т.е. сам переход от сложных неживых систем к простым живым организмам. Несомненно, в модели происхождения жизни будут включаться новые знания, и они будут все более обоснованными. Но повторимся, что чем более качественно новое отличается от старого, тем труднее объяснить его возникновение. Поэтому здесь и говорят о моделях и гипотезах, а не о теориях.

Так или иначе, следующим шагом в организации  живого должно было быть образование  мембран, которые отграничивали  смеси органических веществ от окружающей среды. С их появлением и появляется клетка – «единица жизни», главное структурное отличие живого от неживого. Все основные процессы, определяющие поведение живого организма, протекают в клетках. Тысячи химических реакций происходят одновременно для того, чтобы клетка могла получить необходимые питательные вещества, синтезировать специальные биомолекулы и удалить отходы. Огромное значение для биологических процессов в клетке имеют ферменты. Они обладают часто высокой специализированностью и могут влиять только на одну реакцию. Принцип их действия в том, что молекулы других веществ стремятся присоединиться к активным участкам молекулы фермента. Тем самым повышается вероятность их столкновения, а, следовательно, скорость химической реакции.

Синтез белка  осуществляется в цитоплазме клетки. Почти в каждой из клеток человека синтезируется свыше 1000 разных белков. Величина клеток – от микрометра до более одного метра (у нервных клеток, имеющих отростки). Клетки могут быть дифференцированными (нервные, мышечные и т.д.). Большинство из них обладает способностью восстанавливаться, но некоторые, например, нервные – нет или почти нет.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 6. Эволюция форм жизни.

Клетки без  ядра, но имеющие нити ДНК, напоминают нынешние бактерии и сине-зеленые  водоросли. Возраст таких самых  древних организмов около 3 млрд. лет. Их свойства:

1) подвижность

2) питание и  способность запасать пищу и  энергию

3) защита от  нежелательных воздействий

4) размножение

5) раздражимость

6) приспособление  к изменяющимся внешним условиям

7) способность  к росту

На следующем этапе (приблизительно 2 млрд. лет тому назад) в клетке появляется ядро. Одноклеточные организмы с ядром называются простейшими. Их 25-30 тыс. видов. Самые простые из них – амебы. Инфузории имеют еще и реснички. Ядро простейших окружено двухмембранной оболочкой с порами и содержит хромосомы и нуклеоли. Ископаемые простейшие – радиолярии и фораминеферы – основные части осадочных горных пород. Многие простейшие обладают сложным двигательным аппаратом.

Примерно 1 млрд. лет тому назад появились первые многоклеточные организмы, и произошел выбор растительного, иди животного образа жизни. Первый важный результат растительной деятельности – фотосинтез – создание органического вещества из углекислоты и воды при использовании солнечной энергии, улавливаемой хлорофиллом. Продукт фотосинтеза – кислород в атмосфере.

Возникновение и распространение растительности привело к коренному изменению  состава атмосферы, первоначально  имевшей очень мало свободного газа, создали атмосферу, содержащую свободный  кислород, который не только активный химический агент, но и источник озона, преградившего путь коротким ультрафиолетовым лучам к поверхности Земли.

Веками накапливавшиеся  остатки растений образовали в земной коре грандиозные энергетические запасы органических соединений (уголь, торф), а развитие жизни в Мировом океане привело к созданию осадочных горных пород, состоящих из скелетов и других остатков морских организмов.

К важным свойствам  живых систем относятся:

1.Компактность. В 5x10^-15 гр. ДНК, содержащейся в оплодотворенной яйцеклетке кита, заключена информация для подавляющего большинства признаков животного.

2.Способность  создавать порядок из хаотического  теплового движения молекул и  тем самым противодействовать  возрастанию энтропии. Живое потребляет  отрицательную энтропию и работает против теплового равновесия, увеличивая, однако, энтропию окружающей среды. Чем более сложно устроено живое вещество, тем более в нем скрытой энергии и энтропии.

3.Обмен с  окружающей средой веществом,  энергией и информацией. Живое  способно ассимилировать полученные извне вещества, т.е. перестраивать их, уподобляя собственным материальным структурам и за счет этого многократно воспроизводить их.

4.В метаболических  функциях большую роль играют  петли обратной связи, образующиеся  при автокалитических реакциях. «В то время как в неорганическом мире обратная связь между «следствиями» (конечными продуктами) нелинейных реакций и породившими их «причинами» встречается сравнительно редко, в живых системах обратная связь (как установлено молекулярной биологией), напротив, является скорее правилом, чем исключением»². Автокатализ, кросс-катализ и автоингибициа (процесс, противоположный катализу, – если присутствует данное вещество, оно не образуется в ходе реакции) имеет место в живых системах. Для создания новых структур нужна положительная обратная связь, для устойчивого существования – отрицательная обратная связь.

5.Жизнь качественно  превосходит другие формы существования  материи в плане многообразия  и сложности химических компонентов  и динамики протекающих в живом превращений. Живые системы характеризуются гораздо более высоким уровнем упорядоченности и асимметрии в пространстве и времени. Структурная компактность и энергетическая экономичность живого – результат высочайшей упорядоченность на молекулярном уровне.

6.В самоорганизации  неживых систем молекулы просты, а механизмы реакций сложны; в  самоорганизации живых систем, напротив, схемы реакций просты, а молекулы  сложны.

7.У живых  систем есть прошлое, у неживого  его нет. «Целостные структуры  атомной физики состоят из определенного числа элементарных ячеек, атомного ядра и электронов и не обнаруживают никакого изменения во времени, разве что испытывают нарушение извне. В случае такого внешнего нарушения они, правда, как-то реагируют на него, но если нарушение было не слишком большим, они по прекращению его снова возвращаются в исходное положение. Но организмы – не статистические образования. Древнее сравнение живого существа с пламенем говорит о том, что живые организмы, подобно пламени, представляют собой такую форму, через которую материя в известном смысле проходит как поток»³.

8.Жизнь организма  зависит от двух факторов –  наследственности, определяемой генетическим  аппаратом, и изменчивости, зависящей  от условий окружающей среды  и реакции на них индивида. Интересно, что сейчас жизнь на Земле не могла бы возникнуть из-за кислородной атмосферы и противодействия других организмов. Раз, зародившись, жизнь находится в процессе постоянной эволюции.

9.Способность  к избыточному самовоспроизводству.  «Прогрессия размножения, столь высокая, что она ведет к борьбе за жизнь и ее последствию – естественному отбору»⁴.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

В наши дни существует достаточное количество примеров варварского  отношения человека к природе. В  погоне за сиюминутными выгодами, уничтожается та гармония в биосфере, которая создавалась на протяжении многих тысячелетий.

Спасти человечество может только создание целого комплекса  мер, которые пока никто не в состоянии  применить, т.к. для их реализации необходимы миллиарды. Кроме того, необходимо создание новой комплексной науки, которая бы приблизилась по своим масштабам к учению о биосфере  В.И. Вернадского. Такая наука должна включать в себя все, что известно о современном экологическом кризисе, его источниках, масштабах и параметрах, а также путях их устранения. Но пока такая программа существует лишь в умах ученых.       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы:

 

1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. М., 1997.
2. Кендрью Дж. Нить жизни. М., 1968.
3. Мечников Л.И. Цивилизация и великие исторические реки. М., 1995.
4. Поршнев Б.Ф. О начале человеческой истории. М., 1974.
5. Современный Гуманитарный Университет. Концепции современного естествознания. М., 1999.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¹ Селье Г. От мечты к открытию М., 1987 .-  с32.

² Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса .- с209.

³ Гейзенберг В. Цит. Соч. – с.233.

⁴ Дарвин Ч. Соч. Т.З. – М., 1939. – с.666.