Происхождение жизни на Земле.
Так как же появилась жизнь на нашей планете?
Что такое жизнь?
- обменом веществ,
- раздражимостью,
- способностью к размножению, росту, развитию,
- активной регуляцией своего состава и функций,
- различными формами движения,
- приспособляемостью к среде и т. п.
Основные гипотезы происхождения жизни
Жизнь возникла как результат божественного творческого акта.
В основе жизненных процессов – жизненная сила ( vis vitalis ) - витализм
- Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни на Земле.
Живые существа могут неоднократно появляться из неживой материи: рыбы - из ила, черви - из почвы или мяса, мыши –из тряпок и т. д.
Аристотель считал, что существует «активное начало», которое может создать живой организм.
Ван Гельмонт (фламандский учёный) сообщил об удачном эксперименте по созданию мышей в т1ёмном шкафу из грязной рубашки и горсти зерна пшеницы.
Распространена в Европе в средневековье и эпоху Возрождения.
Невозможность самозарождения жизни доказана опытами Ф.Реди, Л.Спалланцани, Л.Пастера в 19 веке.
- Ф. Реди установил, что маленькие белые личинки мух появляются не из гнилого мяса, а из яиц, отложенных мухами.
- Результаты этих экспериментов подтвердили концепцию Биогенеза, согласно которой жизнь может возникнуть только из уже существующей жизни.
- Гипотеза стационарного состояния.
Земля и жизнь существовали всегда, вечно. Виды существовали всегда, однако могли вымирать, либо изменять численность.
- Гипотеза Панспермии («семена повсеместно»)
автор - С. Аррениус – 1895 год
Жизнь занесена на Землю извне:
рассеянные в мировом пространстве зародыши жизни (например, споры микроорганизмов) переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами или под действием давления света
эволюции .
Опарин и Холдейн сформулировали гипотезу,
рассматривающую жизнь как результат длительной эволюции углеродистых соединений.
Биохимической эволюции
Химическая эволюция:
1 этап – образование простых органических соединений
2 этап – образование сложных органических соединений
3 этап – Фаза обособленных органических веществ (коацерватов)
Биологическая эволюция:
4 этап – возникновение простейших клеток
- 1 этап – синтез низкомолекулярных органических соединений
- изначально очень высокая температура планеты (4000-8000 С),
- при охлаждении Земли появились химические соединения – Н 2 О, СН 4 , СО 2 , NH 3 , HCN и образовалась первичная атмосфера Земли (восстановительная).
- при температуре поверхности Земли ниже 100 º С – сгущение водяных паров, длительные ливни с грозами и образование больших водоемов
- 1 этап – синтез низкомолекулярных органических соединений
- в результате активной вулканической активности – вынос на поверхность Земли карбидов (соединение Ме с углеродом),
при взаимодействии их с водой – образование углеводородов .
- протекание в горячей воде химических реакций с участием растворенных углеводородов и газов – аммиака, углекислого газа, цианистого водорода – накопление в большом количестве простейших органических соединений
- накапливается кислород в атмосфере в результате разложения воды под действием УФ (фотолиз)
- формируется вторичная окислительная атмосфера Земли
- образование в водах первичного океана концентрированного «органического бульона»
- образование из разнообразных простых молекул сложных органических веществ - углеводов, липидов, аминокислот, белков и нуклеиновых кислот
Возможность такого синтеза доказана Стенли Миллером (1953), Орджеллом, А.М. Бутлеровым и др.
коацерваты – коллоидные сгустки, отделенные от водной среды. Имели сложную организацию и обладали свойствами простейших живых систем:
- поглощение веществ из окружающей среды, накопление веществ и рост коацерватов,
- процессы распада и выделение продуктов распада в среду,
- имели примитивные биомембраны
- фрагментация и развитие
- Возникновение у коацерватов способности к самовоспроизведению и саморегуляции синтеза органических веществ,
- Механизм репликации ДНК и синтеза белка,
- Появление специальных белковых катализаторов – ферментов,
- Формирование генов.