Гипотезы о возникновении жизни на Земле

Возможность абиогенного синтеза биополимеров была экспериментально доказана в середине XX в. В 1953 г. американский ученый С. Миллер смоделировал первичную атмосферу Земли и синтезировал уксусную и муравьиную кислоты, мочевину и аминокислоты путем пропускания электрических зарядов через смесь инертных газов. Таким образом было продемонстрировано, как под действием абиогенных факторов возможен синтез сложных органических соединений.

Несмотря на теоретическую и экспериментальную обоснованность, концепция Опарина имеет как сильные, так и слабые стороны.

Сильной стороной концепции является достаточно точное эспериментальное обоснование химической эволюции, согласно которой зарождение жизни является закономерным результатом предбиологической эволюции материи.

Убедительным аргументом в пользу этой концепции является также возможность экспериментальной проверки ее основных положений.

Слабой стороной концепции является невозможность объяснения самого момента скачка от сложных органических соединений к живым организмам.

 

Выводы к главе 2

 

Имеем ли мы логическое право на признание коренного различия между живым и неживым? Есть ли в окружающей нас природе такие факты, которые убеждают нас в том, что жизнь существует вечно и имеет так мало общего с неживой природой, что ни при каких условиях, никогда не могла из нее образоваться, выделиться? Можем ли мы признать организмы образованиями совершенно, принципиально отличными от всего остального мира?

Наука XX в. углубила понимание существенных черт живого, раскрыв молекулярные основы жизни. В основе современной биологической картины мира лежит представление о том, что мир живого - это грандиозная Система высокоорганизованных систем.

Несомненно, в модели происхождения жизни будут включаться новые знания, и они будут всё более обоснованными. Но чем более качественно новое отличается от старого, тем труднее объяснить его возникновение.

 

Глава 3. Связь геологии и ископаемой фауны

 

Длительное изучение остатков вымерших организмов показало, что наиболее низкоорганизованные примитивные формы животных и растений встречаются в наиболее древних слоях земной коры, а в более молодых отложениях находятся наиболее высокоорганизованные. Было также выяснено, что не все окаменелости имеют одинаковое значение для установления возраста пород. Изменения в составе органического мира происходили весьма неравномерно. Одни виды животных существовали в течение длительного времени, другие быстро вымирали. Организмы, остатки которых встречаются во многих слоях и имеют большое вертикальное распространение в разрезе земной коры (встречаются, например, от кембрия до наших дней), называются долговечными. Они мало помогают при установлении относительного возраста пород. Остатки животных, которые имеют небольшое вертикальное и широкое географическое распространение, одновременно встречаясь в различных, часто удаленных друг от друга районах, называют руководящими окаменелостями. Они, кроме того, должны быть в большом количестве экземпляров, а не в виде редких находок.

Изучение распределения руководящих окаменелостей в различных толщах земной коры позволило установить последовательную смену одних руководящих форм другими. Это значительно облегчило сопоставление геологических разрезов в районах, удаленных друг от друга. Руководящие формы позволяют установить одновременность образования осадочных пород и последовательность их образования. Для установления относительного возраста пород и разделения их на более мелкие стратиграфические подразделения пользуются не только руководящими формами, но и сравнением между собой комплексов фауны и флоры из различных районов.

Метод сопоставления между собой различных слоев горных пород по содержащимся в них окаменелостям для определения их относительного возраста получил название палеонтологического. Этот метод был впервые предложен в конце XVIII в. английским ученым В. Смитом. В работе «Об отождествлении слоев по ископаемым» он писал: «Все пласты последовательно осаждались на дне моря и каждый из них содержит в себе остатки организмов, которые жили во время его образования; в каждом пласте наблюдаются свои собственные окаменелости и по ним-то в известных случаях можно установить одновременность образования пород различных местностей». [10]

 

Вывод к главе 3

 

Метод сопоставления между собой различных слоев горных пород по содержащимся в них окаменелостям для определения их относительного возраста называется палеонтологический. Он основан на проведении сравнения между состоянием жизни на данном этапе ее развития и состоянием ее в предыдущий или последующий этап. Поэтому относительная геохронология не выражает длительности каких-либо событий, а определяет только их последовательность или последовательность этапов геологической истории, идущих один за другим.

 

Глава 4.  Геологические  эры и эволюция жизни

 

    Под влиянием  эволюционной теории и геологам  пришлось пересмотреть свои представления  об истории нашей планеты. Органический  мир развивался в течении миллиардов  лет вместе с той средой, в  которой ему приходилось существовать, т.е. вместе с Землёй. Поэтому эволюцию  жизни невозможно понять без эволюции Земли, и наоборот. Брат А.О. Ковалевского Владимир Ковалевский (1842-1883) положил эволюционную теорию в основу палеонтологии – науки об ископаемых организмах.

Первые следы органических остатков геологи обнаруживают уже в древнейших отложениях, относящихся к протерозойской геологической эре, охватывающей огромный промежуток времени – 700 млн лет. Земля в тот период была почти сплошь покрыта океаном. В нём обитали бактерии, простейшие водоросли, примитивные морские животные. Эволюция тогда шла настолько медленно, что проходили десятки миллионов лет, пока органический мир сколько-нибудь заметно изменялся.

            В палеозойскую эру (продолжительностью  около 365 млн лет) эволюция всего живого шла уже более быстрыми темпами. Образовались большие пространства суши, на которой появились наземные растения. Особенно бурно развивались папоротники: они образовывали гигантские дремучие леса. Морские животные тоже усовершенствовались, что привело к образованию огромных панцирных рыб. В каменноугольном (карбоновом) периоде, на который падает расцвет палеозойской фауны и флоры, появились земноводные. А в пермский период, завершавший палеозойскую эру и начинавший мезозойскую (она удалена от нас на 185 млн лет) появились пресмыкающиеся.

Ещё быстрее животный и растительный мир Земли стал развиваться в мезозойскую эру. Уже в самом её начале пресмыкающиеся стали господствовать на суше. Появились и первые млекопитающие – сумчатые. Всеобщее распространение получили хвойные деревья, возникли разнообразные птицы и млекопитающие.

            Около 70 млн лет назад наступила кайнозойская эра. Виды млекопитающих и птиц продолжали совершенствоваться. В растительном мире преобладающая роль перешла к цветковым. Сформировались виды животных и растений, которые обитают на Земле и сейчас.

      С возникновением  человека около 2 млн лет назад начинается нынешний период кайнозойской эры – четвертичный или антропоген. Человек в геологическом масштабе времени – совершенный младенец. Ведь 2 млн лет для природы – чрезвычайно малый срок. Наиболее значительным событием в кайнозойской эре стало возникновение большого числа культурных растений и домашних животных. Все они – результат творческой деятельности человека, разумного существа, способного к целенаправленной деятельности.

            Если Дарвин, разрабатывая теорию  эволюции, изучал опыт селекционеров, то вооружённые научной теорией  селекционеры научились выводить  новые сорта значительно быстрее  и целенаправленнее. Здесь особая  роль принадлежит российскому  учёному Н.И.Вавилову (1887-1943), разработавшему  учение о происхождении культурных  растений. Эволюция живого продолжается, но уже под влиянием человека.

            Учение о биосфере было создано  замечательным учёным В.И. Вернадским (1863-1945). Под биосферой учёный понимал  ту тонкую оболочку Земли, в  которой процессы протекают под  прямым воздействием живых организмов.

            Биосфера находится на стыке  всех других оболочек Земли  – литосферы, гидросферы и атмосферы  и играет важнейшую роль в  обмене веществ между ними. Огромные  количества кислорода, углерода, азота, водорода и других элементов  постоянно проходят через живые  организмы Земли. В.И.Вернадский  показал, что нет практически  ни одного элемента в таблице  Менделеева, который не включался  бы в живое вещество планеты  и не выделялся из него при  его распаде. Поэтому лик Земли  как небесного тела фактически  сформирован жизнью. Вернадский  впервые показал, какую решающую  геологическую роль играло на  нашей планете живое вещество.

            Вернадский акцентировал внимание  и на огромной геологической  роли человека. Он показал, что  будущее биосферы – это ноосфера, т.е. сфера разума. Учёный верил  в силу человеческого разума, верил в то, что все активнее  вторгаясь в природные эволюционные процессы, человек сумеет направить эволюцию живого таким образом, чтобы сделать нашу планету ещё прекраснее и богаче.[14]

 

Вывод к главе 4

 

Органический мир развивался в течении миллиардов лет вместе с той средой, в которой ему приходилось существовать, т.е. вместе с Землёй. Поэтому эволюцию жизни невозможно понять без эволюции Земли, и наоборот.

 

Глава 5. Хронология появлении теорий о возникновении жизни на Земле

 

ТЕОРИЯ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ЗАРОЖДЕНИЯ - Аристотель  (384  –  322  гг.  до  н.  э.)

КРЕАЦИОНИЗМ  - Эту теорию в 1650 году выдвинул архиепископ Ашер

ТЕОРИЯ ПАНСПЕРМИИ - немецкий учёный Г. Рихтер (1865 г)

ТЕОРИЯ СТАЦИОНАРНОГО СОСТОЯНИЯ - была выдвинута немецким учёным В. Прейером в 1880 г

ТЕОРИЯ А. И. ОПАРИНА - 1924г

На данном графике изображена временная шкала появления основных теорий о возникновении жизни на Земле. Он показывает временное расстояние между каждой из теории.

На нем видно, что гипотеза самопроизвольного зарождения появилась задолго до остальных. Она объясняется наивностью ученых того времени, не имеющих за собой опыта наблюдения и экспериментов.

Дальше с развитием науки появлялись все новые и новые и новые теории. Последней же является теория Опарина. Это одна из самых распространенных гипотез, доказанная учеными. Она именно доказана, а не оспорена, например как теория Дарвина.

Вывод к главе 5.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема происхождения жизни на Земле и возможности ее существования в других областях Вселенной является и будет являться одной из самых актуальных проблем. Происхождение жизни - один из самых таинственных вопросов, ответ на который мы вряд ли когда-нибудь получим. Множество гипотез и даже теорий о возникновении жизни, объясняющих различные стороны этого явления, неспособны пока что преодолеть существенное обстоятельство - экспериментально подтвердить факт появления жизни.

В настоящее время теории самозарождения и стационарного состояния представляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований противоречат выводам этих теорий. Теория панспермии не решает принципиального вопроса о возникновении жизни, она только отдаляет его в еще более туманное прошлое Вселенной, хотя и не может исключаться как гипотеза об источниках возникновения жизни на Земле. Теория биохимической эволюции является предметом научных изысканий.

После обзора основных теорий происхождения жизни на Земле, 
я считаю самой реалистичной гипотезу Опарина. Появление жизни он рассматривал как единый естественный процесс, который состоял из протекавшей в условиях ранней Земли первоначальной химической эволюции, перешедшей постепенно на качественно новый уровень — биохимическую эволюцию. Суть гипотезы сводилась к следующему: зарождение жизни на Земле — длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой. И произошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганических под влиянием сильнодействующих физико-химическиих факторов. Рассматривая проблему возникновения жизни путем биохимической эволюции, Опарин выделяет три этапа перехода от неживой материи к живой:  
1. Этап синтеза исходных органических соединений из неорганических веществ в условиях первичной атмосферы ранней Земли. 2. Этап формирования в первичных водоемах Земли из накопившихся органических соединений биополимеров, липидов, углеводородов . 
3.Этап самоорганизации сложных органических соединений, возникновение на их основе и эволюционное совершенствование процессов обмена веществ и воспроизводства органических структур, завершающееся образованием простейшей клетки.  
Это одна из самых распространенных гипотез, доказанная учеными. Она именно доказана, а не оспорена, например как теория Дарвина. Я считаю, что споры насчет зарождения жизни на Земле не прекратятся еще очень долгое время и все же придерживаюсь этой версии о появлении жизни на Земле. 

Поставленные перед собой задачи, я считаю выполнил.

 

Список используемой литературы

1. Происхождение жизни на Земле http://www.sci-site.ru/istoriya/5163/index.html (6.04.2014)

2. Вернадский В.И. Живое  вещество. - М., 1978.С.  178-182, 299-300

3.  Земля в период возникновения жизни. Начало жизни на Земле. Эволюция форм жизни http://www.kitaphana.kz/ru/downloads/referats/138-biology/1798-zemlya-v-period-vozniknoveniya-zhizni-nachalo-zhizni-na-zemle-evolyutsiya-form-zhizni.html?d8a1110677668de19580074b0fb525eb=5ae83075b3529800de3a8f4afd03de26 (6.04.2014)

4. Теория стационарного  состояния http://www.biologywork.ru/logys-520-1.html (14.04.2014)

5. Теория самопроизвольного зарождения

 http://www.biologywork.ru/logys-562-1.html (14.04.2014)

6. Вернадский В. И. Живое вещество и биосфера. – М.: Наука, 1994. С.21-44

7. http://www.evolbiol.ru/r_snytnikov.htm— В.Н. Снытников. Астрокатализ как стартовый этап геобиологических процессов. Жизнь создает планеты? // В кн.: Эволюция биосферы и биоразнообразия. К 70-летию А.Ю. Розанова. М.: КМК, 2006. С. 49-59.

8. Возникновение жизни на Земле http://www.scorcher.ru/art/theory/evolition/life1.php 16.04.2014

9.Возникновение жизни