Теорії виникнення життя

Нижегородський державний університет імені Н.І. Лобачевского.

Біологічний факультет.

Реферат.

Теорії виникнення жизни.

Выполнил:

Потанин.

Денис Валентинович, I курс, група 111−2.

Науковий керівник: професор, доктора медичних наук.

Добротина Наталя Аркадьевна.

Нижній Новгород.

1. Мета работы.

Природа життя, її походження, розмаїтість живих істот і що об'єднує їх структурна функціональний близькість є одним з центральних місць у биологии.

У роботі я спробую стисло висловити і обговорити різні теорії виникнення життя, щоб отримати найбільш уявлення розбіжності різних точок зору характер цієї події. Більшість міркувань, у яких грунтуються ці теорії, умоглядна, т.к. відтворити в скільки-небудь наочному вигляді події, які відбуваються у разі виникнення життя, неможливо. Це належить як до науковим, і до теологічним побудов. Проте один теорія, теорія еволюції, дедалі більше сприймається не як якась окрема метафізична теорія, бо як сукупність низки наукових гіпотез, які можна проверить.

2.

Введение

.

Теорії, що стосуються виникнення Землі та життя у ньому, та й усієї Всесвіту, різноманітні і не достовірні. Відповідно до теорії стаціонарного стану, Всесвіт існувала вічно. Відповідно до інших гіпотезам, Всесвіт могла виникнути з згустку нейтронів внаслідок «Великого Вибуху», народилася одній з чорних дірок, або була і створена Творцем. Всупереч існуючим уявленням, наука абсолютно не може спростувати теза про божественному створенні Всесвіту, як і теологічні погляди необов’язково відкидають можливість, що таке життя у процесі свого розвитку набула рис, поясненні з урахуванням законів природы.

Серед сили-силенної теорій виникнення життя Землі розглянемо основні: життя було створена надприродним істотою у час (креационизм) життя виникала неодноразово з неживого речовини (мимовільна зародження) життя існувала завжди (теорія стаціонарного стану) життя занесена на форумі нашу планету ззовні (панспермия) життя виникла результаті процесів, підпорядковуються хімічним і фізичним законам (біохімічна еволюція) Розглянемо ці теорії подробнее.

3. Огляд теорий.

3.1. Креационизм.

Відповідно до цієї теорії, життя виникла результаті якогось надприродного події у минулому; її дотримуються послідовники майже всіх найпоширеніших релігійних навчань. У 1650 р. архієпископ Ашер з м. Арма (Ірландія) обчислив, що бог створив світ жовтні 4004 р. до зв. е. І закінчив свою працю 23 жовтня, у 9 ранку, створивши людини. Ашер отримав таку дату, склавши віку всіх людей, згадуваних в біблійної генеалогії - від Адама до Христа («хто кого народив»). З погляду арифметики це розумно, але виходить, що Адам жив у той час, коли, як свідчать археологічні знахідки, на Близькому Сході існувала добре розвинена міська цивилизация.

Традиційне иудейско-христианское уявлення про створення світу, викладене в Книзі Буття, викликало і продовжує викликати суперечки. Хоча все віруючі визнають, Що Біблія — заповіт добродії людей із питання довжині «дня», упоминающегося в Книзі Буття, існують розбіжності. Хтось вважає, що, і всі які населяють його організми було створено упродовж шести днів тривалістю по 24 години. Вони відкидають будь-які інші думки і повністю покладаються на натхнення, споглядання і божественне одкровення. Інші християни не ставляться до Біблії як до наукової книзі й вважають, що у Книзі Буття викладено у зрозумілій всім людей формі теологічне одкровення про створення всіх живих істот всемогутнім творцем. Їх опис створення живих істот скоріш належить до відповідальності питанням «чому?», а чи не «як?» Якщо наука у пошуках істини широко використовує спостереження й другий експеримент, то богослов’я осягає істину через божественне одкровення і мати віру. Віра визнає речі, яким немає доказів у науковому буквальному розумінні, т. е. Логічно може бути протистояння між науковим і богословським поясненням створення світу, тому що ці дві сфери мислення взаємно виключають одна другую.

Процес божественного створення світу вважається що стався одноразово і тому недоступний для спостереження; цього йому досить, щоб винести всю концепцію божественного створення далеко за межі наукового обговорення. Наука займається лише з тими явищами, які піддаються спостереженню, і тому їй ніколи зможе ані заперечити, ні довести цей концепцию.

3.2. Теорія спонтанного зарождения.

Ця теорія поширили у старовинному Китаї, Вавилоні та Єгипту як альтернативи креаціонізму, з яких вона співіснувала. Аристотель (384 — 322 до зв. е.), якого часто називають засновником біології, дотримувався теорії спонтанного зародження. За підсумками власних спостережень він розвивав цю теорію далі, пов’язуючи все організми в безперервний ряд — «сходи природи» (scala naturae).

Цим твердженням Аристотель підтримав попередні висловлювання Эмпедокла про органічної еволюції. Відповідно до гіпотезі Аристотеля про спонтанному зародження, певні «частки» речовини містять якесь «активне початок», яке за підхожих умовах, може створити живої організм. Аристотель мав рацію, вважаючи, що це початок міститься у оплодотворенном яйці, але помилково вважав, що є в сонячному світлі, твані і гниючому м’ясі. З проникненням християнства теорія самозародження виявилося почесна; її визнавали ті, хто вірив у чаклунство тощо. п. Але це ідея залишалася десь на задньому плані протягом ще багато веков.

Ван Гельмонт (1577 — 1644), дуже знаменитий та щасливий учений, описав експеримент, коли він нібито створив протягом двох тижнів мишей. Для цього були брудна сорочка, темну шафу і жменю пшениці. Активним початком він вважав людський пот.

У 1688 р. італійський біолог і лікар Франческо Реди, жила у Флоренції, підійшов до проблеми виникнення життя понад суворо регламентовані та взяв під сумнів теорію спонтанного зародження. Реди встановив, що білі черв’ячки, з’являються на гниючому м’ясі - личинки мух. Провівши ряд експериментів, він отримав дані, що підтверджують думка, що таке життя може виникнути тільки з попередньої життя (концепція биогенеза).

Ці експерименти, проте, не сприяли відмові ідеї самозародження, і вона кілька відійшла на задній план, вона залишалася головною теорією в неклерикальной среде.

Тоді як експерименти Реди, начебто, спростували теорію спонтанного зародження, перші мікроскопічні дослідження Антоні ван Левенгука посилили цю теорію стосовно мікроорганізмам. Сам Левенгук не розпочав суперечки між прихильниками біогенезу і спонтанного зародження, але його спостереження під мікроскопом давали їжу обом теоріям і наприкінці кінців, спонукали інших учених поставити експерименти на вирішення питання про виникнення життя шляхом спонтанного зарождения.

У 1765 р. Ладзаро Спаланцани провів такий досвід: піддавши м’ясні і овочеві відвари тривалого кипячению, відразу ж їх запечатав, та був зняв із вогню. Дослідивши рідини за кілька днів, Спаланцани не виявив ніяких ознак життя. Із цього він дійшов висновку, що висока температура вбила всі форми живих істот, і без них ніщо живе не могло возникнуть.

У 1860 р. проблемою походження життя зайнявся Луї Пастер. До цього часу вона вже багато зробити на мікробіології зумів дозволити проблеми, які загрожували шовківництву й виноробства. Він довів також, що бактерії всюдисущі І що неживі матеріалу легко може бути заражені ними, якщо їх належним чином не простерилизовать.

Через війну низки експериментів, основу яких лежали методи Спаланцани, Пастер довів справедливість теорії біогенезу і остаточно спростував теорію самозарождения.

Проте підтвердження теорії біогенезу породило іншу проблему. Якщо виникнення живого організму необхідний інший живої організм, то звідки ж узявся найперший живий організм? Чи це було первинним самозарождением?

3.3. Теорія стаціонарного состояния.

Відповідно до цієї теорії, Земля будь-коли виникала, а існувала вічно, вона здатна підтримувати життя, і якщо й змінювалася, то обмаль. Види також існували всегда.

Оцінки віку землі сильно варіювали — від приблизно 6000 років за розрахунках архієпископа Ашера до 5000 • 10 6 років за сучасним оцінкам, заснованим обліку швидкостей радіоактивного розпаду. Більше скоєні методи датування дають всі вищі оцінки віку Землі, що дозволяє прибічникам теорії стаціонарного стану вважати, що земля існувала вічно. Відповідно до цієї теорії, види також будь-коли виникали, існували ніколи й в кожного виду є лише дві альтернативи — або зміна чисельності, або вымирание.

Прибічники цієї теорії не визнають, що наявність або відсутність певних копалин залишків може вказувати тимчасово появи чи вимирання тієї чи іншої виду, і приводять за приклад представника кистеперых риб — латимерию. Прибічники теорії стаціонарного стану стверджують, що тільки вивчаючи досі живі види і порівнюючи його з копалинами залишками, можна зробити висновок про вимирання, та й у цьому дуже мабуть, що буде неправильним. Використовуючи палеонтологічні дані на утвердження теорії стаціонарного стану, її нечисленні прибічники інтерпретують поява копалин залишків в екологічному аспекті (збільшення кількості, міграції до місць сприятливі задля збереження залишків тощо. п.). Більшість доказів на користь цієї теорії пов’язані з такими неясними аспектами еволюції, як значення розривів в палеонтологічного літописі, і її найбільш докладно розроблена саме тут направлении.

3.4. Теорія панспермии.

Ця теорія не пропонує ніякого механізму до пояснень первинного виникнення життя, а висуває ідею її позаземне походження. Тому його не можна вважати теорією виникнення життя як такої; він переносить проблему в інше місце Вселенной.

Теорія панспермии стверджує, що життя могло виникнути чи кілька разів на час у різних частинах Галактики чи Всесвіту. Для цієї теорії використовуються багаторазові появи НЛО, наскельні зображення предметів, подібних до ракети і «космонавтів», а також повідомлення про нібито зустрічі з інопланетянами. Радянські і американські дослідження, у космосі дозволяють вважати, що ймовірність виявлення життя жінок у межах Сонячної системи незначна, але вони не дають жодних даних про можливої життя за межами цією системою. Під час вивчення матеріалів метеоритів і комет у яких знайшли багато «попередники живого» — такі речовини, як цианогены, синильна кислота і органічні сполуки, можливо котрі зіграли роль «насіння», падавших на голу Землю. З’явився ряд повідомлень про перебування в метеоритах об'єктів, нагадують примітивні форми життя, проте докази на користь їх біологічної природи доки здаються ученим убедительными.

3.5. Біохімічна эволюция.

Серед астрономів, геологів та біологів прийнято вважати, що вік Землі становить приблизно 4,5 — 5 млрд. лет.

На думку багатьох біологів, у минулому стан нашої планети було мало схоже нинішнє: мабуть температура лежить на поверхні була високої (4000 — 8000©, і в міру того, наче земля холонув, вуглець і більш тугоплавкі метали конденсировались і утворили земну кору; поверхню планети була, мабуть, голою і нерівній, бо в нею результаті вулканічної активності, зрушень і стисків кори, викликаних охолодженням, відбувалося освіту складок і разрывов.

Вважають, що гравітаційного поля ще досить щільною планети були утримувати легкі гази: водень, кисень, азот, гелій і аргон, і вони йшли з атмосфери. Але сполуки, містять серед інших ці елементи (вода, аміак, CO2 і метан). До того часу, поки температура Землі не впала нижче 100(C, вся вода лежить у пароподібному стані. Атмосфера була, ймовірно, «відновлювальної», про що свідчить його присутність серед найдавніших горнах породах металів в відновленої формі (наприклад, двухвалентное залізо). Більше молоді породи містять метали в окисленої формі (Fe3+). Відсутність кисню, мабуть, було необхідною передумовою виникнення життя; як свідчать лабораторні досліди, органічні речовини (основа життя) набагато легше утворюються у атмосфері бідної кислородом.

1923;го р. А.І. Опарін, з теоретичних міркувань, висловив думку, що органічні речовини, можливо вуглеводні, могли створюватися в океані з простіших сполук. Енергію для цих процесів поставляла інтенсивна сонячна радіація, головним чином ультрафіолетове випромінювання, падавшее на Землю доти, як утворився шар озону, який став затримувати велику значна її частина. По думці Опаріна, розмаїтість які перебували у океанах простих сполук, площа Землі, доступність енергії і цьогорічні масштаби часу дозволяють припустити, що у океанах поступово накопичилися органічні речовини і утворився «первинний бульйон», у якому могла виникнути жизнь.

У 1953 р. Стенлі Міллер у низці експериментів моделював умови, може бути які були на первісної Землі. У створеній їм установці (рис. 1) йому вдалося синтезувати багато речовини, мають важливе біологічне значення, зокрема ряд амінокислот, аденін і прості цукру, такі як рибоза. Після цього Орджел сьогодні в Інституті Солка в подібному експерименті синтезував нуклеотидные ланцюга у шість мономерных одиниць (прості нуклеїнові кислоти). [pic].

Пізніше виникло припущення, що у первинної атмосфері в відносно високій концентрації містилася двоокис вуглецю. Недавні експерименти, проведення використанням установки Міллера, у якому помістили суміш CO2 і H2O, і лише следовые кількості інших газів, дали таку ж результати, які отримав Міллер. Теорія Опаріна завоювала широке визнання, але він не розв’язує проблеми, пов’язані переходити від складних органічних речовин простою живим організмам. Саме у цьому аспекті теорія біохімічної еволюції представляє загальну схему, прийнятної більшості биологов.

Опарін думав, що вирішальну роль перетворення неживого на живу належала білкам. Завдяки амфотерности білків вони здатні до освіті колоїдних гидрофильных комплексів — ваблять до собі молекули води, створюють навколо них оболонку. Ці комплекси можуть усамостійнюватися з водної фази, у якій суспендированы, і утворювати свого роду емульсію. Злиття таких комплексів друг з іншому призводить до відділенню колоїдів від середовища — процес, званий коацервацией. Багаті колоїдами коацерваты, можливо, могли обмінюватися з довкіллям речовинами і вибірково накопичувати різні сполуки, особливо кристаллоиды. Колоїдний склад даного коацервата, очевидно, залежав від складу середовища. Розмаїття складу «бульйону» на різних роботах вело до розбіжностям у складі коацерватов і постачало в такий спосіб сировину для «біохімічного природного отбора».

Передбачається, що у самих коацерватах що входять до до їхнього складу речовини брали подальші хімічні реакції; відбувалося поглинання коацерватами іонів металів й освіту ферментів. На межі між коацерватами і середовищем вишиковувалися молекули ліпідів, що зумовлювало освіті примітивною клітинної мембрани, яка забезпечувала коацерватам стабільність. Через війну включення до коацерват предсуществующей молекули, здатної до самовідтворення і внутрішньої перебудови вкритого липидной оболонкою коацервата, могла виникнути первинна клітина. Збільшення розмірів коацерватов та його фрагментація, можливо, вели до утворення ідентичних коацерватов, які можуть поглинати більше компонентів середовища, тож цей процес міг тривати. Така можлива послідовність подій повинна була призвести до появи примітивного самовоспроизводящегося гетеротрофного організму, питавшегося органічними речовинами первинного бульона.

Хоча цю гіпотезу походження життя визнають дуже багато вчених, в деяких вона викликає сумніви через кількість допущень і припущень. Астроном Фред Хойл недавно висловив думку, що тоді про виникненні життя жінок у результаті описаних вище випадкових взаємодій молекул «так само безглузда і неправдоподібна, як твердження, що ураган, пронесшийся над сміттєвим звалищем, може призвести до складанні Боинга-747».

Найважче з цією теорії - пояснити поява здібності живих систем до самовідтворення. Гіпотези з цього питання поки малоубедительны.

4.

Заключение

.

Чимало з цих «теорій» і запропоновані ними пояснення існуючого розмаїття видів користуються одними й самі дані, а роблять упор зроблено на різні їх аспекти. Наукові теорії може бути сверхфантастическими з одного боку, і сверхскептическими — з іншого. Теологічні міркування також можуть гідно знайти собі цих рамках залежно від релігійних поглядів їх авторів. Однією із визначальних пунктів розбіжностей, ще навіть в додарвиновские часи, бал питання про співвідношення між науковими і теологічними поглядами на історію життя. Схеми, А — Д (рис. 2) просто відбивають теорії, гіпотези чи вірування про походження життя, тоді як схеми Є. і Ж є спробу об'єднати деякі аспекти схем Б, У і Р на щось цілісне, прийнятне багатьом людей. Наука і релігія практично необов’язково виключають одне одного, про що свідчить число учених, які дотримуються релігійних убеждений.

А.Стационарное Б.Креационизм.

В.Спонтанное стан зарождение Возникновение Немає У певні эпохи.

У будь-яке время Виды a b з d a b з d a b з d.

Г. Панспермия.

Д.Биохимическая.

эволюция Возникновение У бесконечности/.

У певний время.

У певний время.

Эволюция.

Эволюция Виды a b з d a b з d.

Рис. 2.

Е.Креационизм (чи) Ж. Панспермия Возникновение У определенные.

У нескінченності/ эпохи.

У певний время.

(подразумевается) Спонтанное зарождение.

(в опредленное время) Биохимическая эволюция.

Эволюция Виды a b з d.

Рис. 2 (продолжение).