Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Возникновение жизни на Земле




Читайте также:
  1. D17.Как вы оцениваете своё психологическое состояние на данном этапе вашей жизни?
  2. Gt;ПРЕЗЕМЛЕНИЕ?
  3. I. Возникновение и падение идеи
  4. I. Методологический аспект изучения инстинкта и его роли в жизни человека
  5. II. ДВА СИЛЬНЫХ КАЧЕСТВА ЖИЗНИ ПОД ВОДИТЕЛЬСТВОМ СВЯТОГО ДУХА
  6. II. Оплата труда и уровень жизни населения.
  7. II.. ДВА ОБЕЩАНИЯ ДЛЯ ВАШЕЙ СОВЕРШЕННО НОВОЙ ЖИЗНИ
  8. III. ДРУГИЕ ОЦЕНКИ КОЛЛЕКТИВНОЙ ДУШЕВНОЙ ЖИЗНИ
  9. IV. Рост жизни
  10. IV. Рост жизни.

Историю появления жизни на нашей планете можно разделить на три этапа: период формирования Солнечной системы (космическая эволюция); период образования химических элементов и веществ на только что сформировавшейся планете Земля (химическая эволюция); период появления и развития живых систем на планете Земля (биологическая эволюция).

Космическая эволюция (ученые разных стран предлагают свои гипотезы образования планет Солнечной системы:)

Жорж Бюффон Планета Земля возникла в результате катастрофы: какое-то небесное тело (например – комета) столкнулось с Солнцем, образовалось много «брызг» и наиболее крупные , остывая, дали начало планетам (в т. ч. Земле)
Джеймс Джинс Вблизи Солнца пролетала другая звезда, которая своим тяготением вырвала из него часть вещества. Оно сгустилось и дало начало планетам.
Иммануил Кант Солнечная система произошла из гигантского холодного пылевого облака. Частицы этого облака находились в постоянном движении, взаимно притягивались, слипались, образовались сгустки. Они стали расти и образовали Планеты.
Пьер Лаплас Возникли из вращающегося раскаленного газового облака. Постепенно остывая, оно сжималось, образуя кольца. Кольца уплотнялись, создавая планеты, а центральный сгусток превратился в Солнце.
Отто Шмидт Солнце было окружено гигантским облаком из холодной пыли и газа. Все это вращалось вокруг Солнца, частицы сталкивались между собой, слипались, образуя сгустки. Облако сплющилось и из сгустков сформировались планеты
Современная гипотеза (совпадает с Кантом) Солнце и планеты возникли одновременно из межзвездного вещества: частиц пыли и газа. Это холодное вещество постепенно уплотнялось, сжималось, а затем распалось на несколько неровных сгустков. Одно из них (в центре) – Солнце. Его вещество продолжало сжиматься, разогреваться. Вокруг образовалось вращающее газопылевое облако, которое имело форму диска. Из плотных сгустков этого облака возникли планеты Солнечной системы, в т.ч. Земля.

Таким образом Земля возникла путем конденсации космического вещества из первичного газопылевого облака, которое постепенно уплотнялось, что привело ко вторичному разогреванию и расплавлению всей массы Земли. Далее происходит постепенное охлаждение верхнего слоя и образование твердой оболочки - земной коры. В это время уже существует первичная атмосфера Земли (пары воды, метан, аммиак, углекислый газ, водород и т. д.)



Химическая Эволюция.Результаты опытов Л. Пастера нанесли взглядам о самозарождении жизни на Земле почти «смертельный» удар, но в начале ХХ века наука вновь вернулась к идее самозарождения с учетом критики – самозарождение невозможно в современных условиях, но оно осуществилось в давно прошедшее время, когда условия на земле были другие. Академик А.И. Опарин высказал предположение, что«…при мощных электрических разрядах в атмосфере Земли, которая 4,5 млрд лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни» (гипотеза А.И. Опарина, 1924) .Ученые предложили современное объяснение химической эволюции:

Плазма планеты Земля того периода состояла из ионов газов, в т.ч. водорода. Это положительные и отрицательные частицы.
Из ядра водорода (протона) и нейтрона образуется ядро тяжелого водорода (дейтерия) – дейтрон. При соединении дейтрона с еще одним протоном образуется ядро легкого изотопа гелия.
В результате слияния двух ядер легкого гелия, образуется ядро обычного , тяжелого изотопа гелия и высвобождается два протона. Три ядра гелия образуют ядро изотопа углерода .
В результате присоединения к ядру углерода других частиц гелия возникают изотопы кислорода, неона, магния и других элементов
Водород, углерод, кислород, азот, фосфор (широко распространены в Космосе) – реагируют между собой с образованием простейших неорганических соединений. Кстати, водород – хороший восстановитель, кислород – окислитель, что позволяет вступать им в окислительно-восстановительные реакции с образованием водородных связей.
Вся первичная атмосфера Земли улетела в мировое пространство, т. к. масса Земли была мала и не смогла удержать первичную атмосферу. Постепенно масса Земли увеличивается (Земля вращается, уплотняется) и вновь образующиеся, во внутренних слоях Земли, газы – удерживаются. Таким образом, была сформирована вторичная атмосфера Земли
Простейшие неорганические соединения формируют простейшие органические соединения (мономеры). Кстати простейшие органические молекулы широко распространены в межзвездной среде.
Из мономеров (простых органических соединений) формируются более сложные биологические полимеры – белки и нуклеиновые кислоты и т.д. путем удаления молекул воды при нагревании. В водной среде это невозможно. Поэтому, вопреки мнению, что жизнь зародилась в океане, существует мнение – формирование биополимеров происходило в пересыхающих морских лагунах, которые хорошо прогревались Солнцем. Потом эти биополимеры «смывались» в океан. Биогенный синтез белков и нуклеиновых кислот в общих чертах воспроизведен в лаборатории (С. Фокс, 1953 )



Гипотеза Опарина и схема химической эволюции современных ученых были подтверждены экспериментом Г.Юри и С. Миллера из Чикагского университета в 1955 году ( с помощью такого эксперимента были получены аминокислоты – глицин, аланин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты).



Таким образом возможность возникновения живого от неживого , т. е абиогенныйшаг возникновения жизни на Земле – доказан.

Биологическая эволюция.На первом этапе существуют независимо друг от друга молекулярные системы белков и нуклеиновых кислот. Как осуществлялся переход от биополимеров к первым существам? Этот период связан с возникновением простейших фазообособленных органических систем – пробионтов. Такие системы способны использовать из окружающей среды вещества и энергию, на этой основе осуществлялись важные жизненные функции – рост и естественный отбор. Наиболее перспективным объектом для моделирования подобных систем могут служить кооцерватные капли – кооцерваты.

А.И. Опарин наблюдал в каллоидных растворах белков, полисахаров, нуклеиновых кислот образование сгустков. Это и назвали кооцерватами. В них поступали из окружающей среды вещества, шел синтез новых соединений, они дробились – НО это еще не живые существа, это простейшие модели переходных форм – пробионтов. Дальнейший этап – возникновение пробионтов , образованных при взаимодействии белков и нуклеиновых кислот.

Появляется способность к самовоспроизведению. Совершенствуется строение белков – катализаторов. Ускоряются химические процессы внутри этих систем. Следующий шаг – формирование первых клеток, которые пока еще не имеют ядра - прокариоты (первые прокариоты были гетеротрофами). Далее, некоторые стали использовать энергию химических реакций , для синтеза «своих» органических соединений – хемоавтотрофы (железобактерии, серобактерии). Потом возникает процесс фотосинтеза (фототрофы). Благодаря этому процессу накапливается кислород и обмен веществ становится более «продуктивным» (образуется много энергии). Далее появляются эукариоты – клетки с оформленным ядром. Потом формируются колонии одноклеточных организмов, которые дают начало многоклеточным живым существам. У них уже происходит специализация клеток, дифференцировка клеток на ткани, появляются органы и т.д (табл. 1)

 

Этапы биологической эволюции (табл. 1)

существование независимо друг от друга молекулярных систем белков и нуклеиновых кислот Молекулярный уровень организации жизни
«Простые» пробионты– сгустки с растворе белков инуклеиновыхкислот(пробионты – фазообразующие системы). Пример пробионтов: кооцерватные капли – кооцерваты
«Сложные» пробионты -комплекс белков и нуклеиновых кислот, ограниченные липидным слоем. Они растут, в них осуществляется обмен в-в и они воспроизводятся) Предклеточный уровень организации жизни  
Прокариоты -клетки без оформленного ядра Гетеротрофы. Хемоавтотрофы. Фототрофы. Клеточный уровень организации жизни  
Эукариоты (клетки с оформленным ядром)
колонии одноклеточных организмов Предтканево-органный уровень организации жизни
Первые многоклеточные живые существа (специализация клеток, дифференцировка клеток на ткани, появление органов) Тканево-органный уровень организации жизни  
Сложно устроенные многоклеточные живые существа (появление систем органов)   Организменный уровень организации жизни

Среда возникновения жизни – вода или суша?

Основной компонент живого – вода. В связи с этим можно предположить, что жизнь возникла в водной среде. В пользу этой гипотезы свидетельствует сходство солевого состава морской воды и крови некоторых морских животных, а также зависимость ранних стадий развития многих организмов от водной среды, значительное разнообразие и богатство морской фауны по сравнению с сухопутной.

Широко распространена точка зрения, согласно которой наиболее благоприятной средой для возникновения жизни были прибрежные районы морей и океанов.

В последние годы внимание ученых привлекает вулканические области Земли как один из возможных источников зарождения жизни. При извержении вулканов выделяется огромное количество газов, состав которых во многом совпадает с составом газов, образовавших первичную атмосферу Земли. Кроме того высокая температура способствует протеканию реакций.

В 1977 году в океанических желобах обнаружены так называемые «черные курильщики». На глубине в несколько тысяч метров при давлении в сотни атмосфер «из трубок» выходит вода с температурой +200….+300 0 С, обогащенная газами, свойственными вулканическим областям. Вокруг трубок «черных курильщиков» открыты многие десятки новых родов, семейств, и, даже классов. Быть может, жизнь зародилась в глубинах океана в резко контрастных условиях.

Возможно ли возникновение жизни на Земле сейчас?

Возникновение жизни на Земле сейчас не возможно – она моментально будет «съедена» уже имеющимися гетеротрофными организмами.

 


Дата добавления: 2015-09-13; просмотров: 27; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Педагогика в общей системе научного знания, ее объект и предмет. | 


lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.018 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты