Istraživačka hipoteza
Ako je život nastao abiogeno, tada je ponovno pojavljivanje života na zemlji nemoguće.Ciljevi studije
Saznajte da li je sada moguće da na Zemlji nastane život?Napredak
1. Pregled literature i korištenje interneta o problemu istraživanja;2. Odgovor na pitanje: Da li je moguće da na Zemlji sada nastane život?
Rezultati istraživanja
U toku studije, studenti su sugerisali da ako prilično složena organska jedinjenja mogu nastati negde na Zemlji danas u oblastima intenzivne vulkanske aktivnosti, onda je verovatnoća da će ova jedinjenja postojati u bilo kom vremenskom periodu zanemarljiva. Oni će odmah biti oksidirani ili iskorišteni od strane heterotrofnih organizama.Pretpostavku su potvrdile riječi Charlesa Darwina: 1871. napisao je: "Ali ako sada... u nekom toplom tijelu vode koje sadrži sve potrebne soli amonijuma i fosfora i dostupno svjetlosti, toplini, elektricitetu itd. ", ako bi se kemijski formirao protein, sposoban za dalje, sve složenije transformacije, tada bi se ta supstanca odmah uništila ili apsorbirala, što je bilo nemoguće u periodu prije pojave živih bića." Učenici su došli do zaključka: ponovna pojava života na Zemlji je nemoguća.
Zaključak
Život je nastao na Zemlji abiogeno. Trenutno živa bića nastaju samo biogeno, tj. reprodukcijom matičnih organizama. Shodno tome, isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.kao i zavisnost ranim fazama razvoj mnogih organizama iz vodena sredina, značajna raznolikost i bogatstvo morske faune u odnosu na kopnenu.
Postoji široko rasprostranjeno gledište prema kojem su najpovoljnije okruženje za nastanak života bila obalna područja mora i oceana. Ovdje, na spoju mora, kopna, zraka, povoljnim uslovima za stvaranje složenih organskih jedinjenja neophodnih za nastanak života.
Posljednjih godina pažnju naučnika privlače vulkanske regije Zemlje kao jedan od mogućih izvora nastanka života. Vulkanske erupcije oslobađaju ogromnu količinu plinova, čiji se sastav u velikoj mjeri poklapa sa sastavom plinova koji su formirali primarnu atmosferu Zemlje. Osim toga, visoka temperatura potiče reakcije.
Godine 1977. u okeanskim rovovima otkriveni su takozvani “crni pušači”. Na dubini od nekoliko hiljada metara pod pritiskom od stotine atmosfera, iz "cevi" izlazi voda temperature +200. . .+300°S, obogaćen gasovima karakterističnim za vulkanska područja. Mnogo desetina novih rodova, porodica, pa čak i klasa životinja otkriveno je oko lula “crnih pušača”. Mikroorganizmi su također izuzetno raznoliki, među kojima prevladavaju sumporne bakterije. Možda je život nastao u dubinama okeana u oštro suprotnim uslovima temperaturne razlike (od +200 do +4°C)? Koji je život bio primarni - vodeni ili kopneni? Odgovore na ova pitanja mora dati nauka budućnosti.
Da li je moguće da na Zemlji nastane život? Sad? Proces nastanka živih organizama iz jednostavnih organskih jedinjenja bio je izuzetno dug. Da bi život izbio na Zemlji, bio je potreban evolucijski proces koji je trajao mnogo miliona godina, tokom kojeg su probionti iskusili dugotrajnu selekciju za stabilnost, sposobnost reprodukcije svoje vrste i formiranje enzima koji kontrolišu sve hemijske procese u životne stvari. Predživotna faza je očigledno bila duga. Ako sada na Zemlji, negdje u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti, mogu nastati prilično složena organska jedinjenja, onda je vjerovatnoća postojanja ovih spojeva u bilo kojem dugom periodu zanemarljiva. Heterotrofni organizmi će ih odmah koristiti. To je shvatio Charles Darwin, koji je 1871. napisao: „Ali ako bi sada (oh, kako je to bilo veliko ako!) u nekoj toploj vodi koja sadrži sve potrebne soli amonijuma i fosfora i dostupna je svjetlosti i toplini, struji itd. , ako bi se kemijski formirao protein, sposoban za dalje sve složenije transformacije, tada bi se ta supstanca odmah uništila ili apsorbirala, što je bilo nemoguće u periodu prije pojave živih bića.”
Dakle, savremena saznanja o nastanku života na Zemlji dovode do sljedećih zaključaka:
Život je nastao na Zemlji abiogeno. Biološkoj evoluciji prethodila je duga hemijska evolucija.
Pojava života je faza u evoluciji materije u Univerzumu.
Pravilnost glavnih faza nastanka života može se eksperimentalno provjeriti u laboratoriji i izraziti u obliku sljedećeg dijagrama: atomi ----*- jednostavni molekuli --^ makromolekuli -- > ultramolekularni sistemi (probiont) -- > jednoćelijskih organizama.
Primarna atmosfera Zemlje imala je redukcijski karakter. Zbog toga su prvi organizmi bili heterotrofi.
Darvinovski principi prirodne selekcije i preživljavanja najsposobnijih mogu se prenijeti na prebiološke sisteme.
Trenutno, živa bića dolaze samo od živih bića (biogeni). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.
TESTIRAJ SE
\ . Na osnovu komparativnih karakteristika koacervatnih kapljica i živih organizama dokazati da je život na Zemlji mogao nastati abiogeno.
2. Zašto je ponovno pojavljivanje života na Zemlji nemoguće?
3. Među trenutno postojećim organizmima, mikoplazme su najprimitivnije. Manje su veličine od nekih virusa. Međutim, u tako maloj ćeliji postoji čitav skup vitalnih molekula: DNK, RNK, proteini, enzimi, ATP, ugljikohidrati, lipidi, itd. Mikoplazme nemaju nikakve organele osim vanjske membrane i ribozoma. Na šta ukazuje činjenica postojanja ovakvih organizama?
ISTORIJA ZEMLJE I METODE NJENOG PROUČAVANJA
Sliku evolucijskog procesa od njegovog početka do danas rekreira nauka o drevni život - paleontologija. Naučnici-paleontolozi prate daleke ere koristeći fosilizirane ostatke organizama prošlosti sačuvanih u slojevima zemlje. Geološki slojevi se stoga figurativno mogu nazvati stranicama i poglavljima kamene hronike istorije Zemlje. Ali je li moguće precizno odrediti njihovu starost, a ujedno i starost fosilnih organizama sadržanih u ovim slojevima?
Metode geohronologije. Postoje različite metode za određivanje starosti fosila i slojeva stijena. Svi se dijele na relativne i apsolutne. Metode relativna geohronologija dolaze iz ideje da više
površinski sloj je uvijek mlađi od donjeg. Također se uzima u obzir da svako geološko doba karakterizira svoj specifičan izgled - specifičan skup životinja i biljaka. Na osnovu proučavanja redoslijeda slojeva ležišta geološkog presjeka, sastavlja se dijagram rasporeda slojeva (stratigrafski dijagram) ovog područja. Paleontološki podaci omogućavaju identifikaciju identičnih ili sličnih vrsta u slojevima različitih geoloških presjeka različite zemlje i kontinente. Na osnovu sličnosti fosilnih oblika, zaključuje se o sinhronizmu slojeva koji sadrže tzv. vodeće fosile, tj. njihov pripada jednom istom isto vrijeme.
Metode apsolutna geohronologija zasnivaju se na prirodnoj radioaktivnosti određenih hemijskih elemenata. Po prvi put je predložio da se ovaj fenomen koristi kao mjerilo vremena Pierre Curie (1859-1906). Stroga konstantnost brzine radioaktivnog raspada dovela je do ideje da se razvije jedna tačna hronološka skala istorije Zemlje. Kasnije su ovo pitanje razvili E. Rutherford (1871-1937) i drugi naučnici -
Za određivanje apsolutne starosti koriste se "dugovječni" radioaktivni izotopi, pogodni za proučavanje starosti najstarijih slojeva Zemlje. Brzina raspada radioaktivnog izotopa izražava se njegovim poluraspadom. Ovo je vrijeme tokom kojeg se bilo koji početni broj atoma prepolovi.Poznavajući vrijeme poluraspada odgovarajućeg izotopa i mjereći omjer količine radioaktivnog izotopa i njegovih proizvoda raspada, možete odrediti starost određene stijene. Na primjer, vrijeme poluraspada uranijuma-238 je 4,498 milijardi godina. Kilogram uranijuma, bez obzira u kojoj steni se nalazi, nakon 100 miliona godina daje 13 g olova i 2 g helijuma. Posljedično, što je više uranijuma olova u stijeni, to je ona starija i sloj koji ga uključuje. Ovo je princip rada "radioaktivnog sata". Razmatrani primjer ilustruje najstariji metod geohronologije izotopa - olovo. Nazvan je tako jer je starost stijena određena akumulacijom olova tokom raspada uranijuma i torijuma. Kao rezultat radioaktivnog raspada uranijuma-238 nastaje olovo-206, uran-235, olovo-207, a tokom raspada torija-232 pojavljuje se olovo-208.
U zavisnosti od konačnog produkta radioaktivnog raspada, razvijene su i druge metode geohronologije izotopa: helijum, ugljenik, kalijum-argon itd.
Za određivanje geološke lokacije do 50 hiljada godina široko se koristi radiokarbonsko datiranje. Zasniva se na činjenici da se pod uticajem svemirskog zračenja i Zemljine atmosfere, azot pretvara u radioaktivni ugljični izotop C, sa vremenom poluraspada od 5750 godina.U živim organizmima, usled stalne razmene sa okolinom, koncentracija konstanta izotopa radioaktivnog ugljenika, dok posle smrti i prestanka razmene
tvari, radioaktivni izotop ""*C počinje da se razgrađuje. Poznavajući vrijeme poluraspada, možete vrlo precizno odrediti starost organskih ostataka: uglja, grana, treseta, kostiju. Ova metoda se koristi za datiranje epoha glacijacije, faza drevne ljudske civilizacije itd.
Poslednjih godina uspešno se razvija dendrohronološka metoda. Proučavajući utjecaj vremenskih uvjeta na rast prstenova rasta na drvetu, biolozi su otkrili da naizmjenični prstenovi niskog i visokog rasta daju jedinstvenu sliku. Sastavljanjem prosječne krivulje rasta drva za svaki region, moguće je datirati bilo koji komad drveta s tačnošću od jedne godine. Tako, na primjer, sovjetski arheolozi precizno datiraju starost drveta korištenog u izgradnji drevnog Novgoroda.
Poput prstenova drveća, oni odražavaju dnevne, sezonske i godišnje cikluse linija rasta koralja. Ovi morski beskičmenjaci vanjski dio skelet je prekriven tankim krečnjačkim slojem tzv epitheca. Kada su dobro očuvani, na epnteku su vidljivi jasni prstenovi - rezultat periodičnih promjena u stopi taloženja kalcijum karbonata. Ove formacije su grupisane u pojaseve. Američki paleontolog J. Wells dokazao je (1963) da prstenaste linije i pojasevi na epiteku koralja predstavljaju dnevne i godišnje formacije. Proučavajući moderne vrste koralja koji formiraju grebene, izbrojao je oko 360 linija u njihovom godišnjem pojasu, odnosno svaka linija je odgovarala porastu u jednom danu. Zanimljivo je da koralji koji su živjeli prije otprilike 370 miliona godina imaju od 385 do 399 linija u svom godišnjem pojasu. Na osnovu toga, J. Wells je došao do zaključka da je broj dana u godini u tom dalekom geološkom vremenu bio veći nego u našoj eri. Zaista, kao što pokazuju astronomski proračuni i paleontološki podaci, Zemlja je rotirala brže i stoga je dužina dana bila otprilike 22 sata. Poznavanje redoslijeda pojavljivanja pojedinih organizama i starosti različitih slojeva zemljine kore, naučnici u generalni nacrt sastavio hronologiju istorije naše planete i opisao razvoj života na njoj.
Kalendar istorije Zemlje. Istorija Zemlje je podeljena na duge periode - era. Ere se dijele na itdriods, periodi - na ere, era - na veka.(Kalendar istorije Zemlje predstavljen je u tabeli.)
Podjela na ere i periode nije slučajna. Kraj jedne ere i početak druge obilježile su značajne transformacije na licu Zemlje, promjene u odnosima između kopna i mora i intenzivni procesi izgradnje planina.
Imenovan ur grčko porijeklo: kitarhija -ispod drevnog,archaea - najstariji, Proterozoik - primarni život,Paleozoik - drevni život,mezozoik - prosečan život.kenozoik- novi život (sl. 40).
j 55
Uspon sisara
Vrt reptila
Porast vodozemaca
Osvajanje zemlje
Drevni kičmenjaci
Izgled ozonskog ekrana
Sunđeri, crvi
Arheociti
Formiranje Kurske željezne rude
Hidroidni polipi su višećelijski. Zelene alge-eukarioti. Izgled tla Plavo-zelene alge Bakterije J bilješke
Pojava život
Vulkanizam, kondenzacija vodene pare, akumulacija sekundarne atmosfera
Obrazovanje zemljine kore
Formiranje planeta
40. Istorija razvoja života na Zemlji
Geohronološki sto
Trajanje (u milionima godina) | počevši do danas (u milionima godina) |
|||
Kenozoik | Kvartarni holocen 0,02 0,02 Pleistocen 1,5 1,5 |
|||
Tercijarni pliocen 11 neogen |
||||
Nastavak
Paleogen | Oligo cijene Eocen Paleocen | ||
Kasno rano | |||
Kasno rano | |||
Mezozoik Paleozoik | Kasno srednje rano | ||
Kasno rano | |||
Srednje rano | |||
Kasno srednje rano | |||
Kasno rano | |||
Kasno srednje rano | |||
Late Middle | |||
Proterozoik | Kasni proterozojski rifej | ||
Kasno srednje rano | |||
Proterozoik | |||
Rani proterozoik | |||
1100--1400 3500-3800 |
|||
Katarhey |
TESTIRAJ SE
1. Koja je suština glavnih metoda datiranja stijena i fosilnih ostataka organizama?
2. Koji je princip rada “radioaktivnog sata”?
3. Šta je kalendar istorije Zemlje?
RAZVOJ ŽIVOTA U PREKAMBRIJANU
Donedavno su paleontolozi mogli da zadube u istoriju života pre samo 500-570 miliona godina, a fosilni zapisi su počeli u periodu Kambrija. Dugo vremena nije bilo moguće otkriti ostatke organizama u pretkambrijskim sedimentima. Ali ako imamo na umu da 7/8 geološke povijesti Zemlje zauzima prekambrij, onda je brz razvoj paleontologije posljednjih godina razumljiv.
Archaea. Paleontološki podaci iz najstarijih sedimentnih slojeva ukazuju da je predorganizam evolucije trajao 1,5-!,6 milijardi godina nakon formiranja Zemlje kao planete. Katarhey je bila “predstava bez gledalaca”. Život je nastao na granici katarhije i arheje. O tome svjedoče nalazi ostataka mikroorganizama u ranim arhejskim stijenama starim 3,5-3,8 milijardi godina. Malo se zna o životu u Arhejcima. Arhejske stijene sadrže velike količine grafita. Smatra se da grafit potiče od ostataka organskih spojeva koji su bili dio živih organizama. Bili su ćelijski o "kariotima". - bakterije i plavo-zelene. Proizvodi vitalne aktivnosti ovih primitivnih mikroorganizama su i najstarije sedimentne stijene (stromatoliti) - vapnenačke formacije u obliku stupova koje se nalaze u Kanadi, Australiji, Africi, Uralu i Sibiru. Sedimentne stijene željeza, nikla i mangana imaju bakterijsku osnovu. Do 90% svjetskih rezervi sumpora nastalo je kao rezultat aktivnosti sumpornih bakterija. Mnogi mikroorganizmi su aktivni učesnici u formiranju kolosalnih, još malo istraženih mineralnih resursa na dnu Svjetskog okeana. Tu su otkrivena ležišta gvožđa, mangana, bakra, nikla i kobalta. Uloga mikroorganizama je također velika u stvaranju uljnih škriljaca, nafte i plina.
Plavo-zelene bakterije se brzo šire kroz arheje i postaju gospodari planete. Ovi organizmi nisu imali posebno jezgro, ali su ga imali razvijen sistem metabolizam, sposobnost reprodukcije. Plavo-zeleni su, osim toga, posjedovali fotosintetski aparat. Pojava potonjeg bila je najveća aromirfoza u evoluciji žive prirode i otvorila je jedan od puteva (vjerojatno specifično kopnenih) za stvaranje slobodnog kisika.
Do kraja arheja (prije 2,8-3 milijarde godina), prvi
kolonijalne alge, čiji su fosilizirani ostaci pronađeni u Australiji, Africi i Sovjetskom Savezu.
Paleontološka istraživanja će postepeno dopunjavati sliku života ranim fazama njegovu evoluciju. Za sada je samo shematski ocrtana hronologija tog dalekog vremena. Kamena hronika je već počela, ali tragovi "pisanja" su veoma retki -
Hipoteza o ozonu ekran. Najvažnija faza u razvoju života na Zemlji usko je povezana s promjenama koncentracije kisika u atmosferi i formiranjem ozonskog zaslona. Ovu pretpostavku izneli su američki naučnici G. Berkner i L. Marshall krajem 60-ih godina našeg veka. Sada to potvrđuju podaci iz biogeohemije i paleontologije. Zahvaljujući vitalnoj aktivnosti plavo-zelenih, sadržaj slobodnog kiseonika u atmosferi je značajno povećan.Postizanje takozvane „Pasterove tačke“ koncentracije kiseonika – 1% njegove koncentracije u savremenoj atmosferi – stvorilo je preduslove za ispoljavanje aerobnog mehanizma disimilacije-disanja.Pre toga su dominirali anaerobni (bez kiseonika) procesi Pojava disanja je bila velika aromorfoza, usled koje se oslobađanje energije za vitalne procese višestruko povećalo.
Akumulacija kiseonika dovela je do pojave primarnog ozonskog ekrana u gornjih slojeva biosfere, koja je otvorila ogromne horizonte za procvat života, jer je spriječila prodor razornih ultraljubičastih zraka na Zemlju.
Pojava ozonskog ekrana i prelazak sa anaerobnih procesa na disanje javlja se u Vendi - najviše kasna faza Proterozoik i dovodi do razvoja fotosintetskih organizama - autotrofi u gornjim slojevima okeana bogatim sunčevim zracima. Zauzvrat, akumulacija organskih spojeva od strane autotrofnih organizama kao rezultat fotosinteze stvorila je uvjete za evoluciju njihovih potrošača - heterotrofnih organizama.
U paleozoiku, na granici silura i devona, sadržaj kiseonika u atmosferi dostigao je 10% njegove današnje koncentracije. Do tog vremena, snaga ozonskog ekrana je toliko porasla da je omogućila živim organizmima da dođu do kopna.
DokumentOpcionodobro-seminar BORGES I NABOKOV U POTRAZI... o rezultatima se očekuje da će se raspravljati u ovom kurs-seminar, pokazao taj sličan... i kulturno-istorijski kontekst. Real dobro-seminar je namenjen svima zainteresovanima za uporedne...
Trenutno život na Zemlji ne može nastati abiogeno. Darwin je 1871. napisao: „Ali ako bi sada... u bilo kojoj toploj vodi, koja sadrži sve potrebne soli amonijuma i fosfora i dostupna je uticaju svetlosti, toplote, elektriciteta, hemijski je formiran protein, sposoban za dalje sve više složenih transformacija, tada bi se ova supstanca odmah uništila i apsorbirala, što je bilo nemoguće u periodu nastanka živih bića.” Život je nastao na Zemlji abiogeno. Trenutno, živa bića dolaze samo od živih bića (biogenog porijekla). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.
Teorija panspermije.
Godine 1865 Nemački doktor G. Richter je iznio kosmozojska hipoteza
( kosmički rudimenti) prema kojima je život vječan i rudimenti koji naseljavaju kosmički prostor mogu se prenositi s jedne planete na drugu.
Sličnu hipotezu iznio je švedski prirodnjak S. Arrhenius 1907. godine, sugerirajući da embriji života zauvijek postoje u Univerzumu - hipoteza panspermije. On je opisao kako čestice materije, zrnca prašine i žive spore mikroorganizama bježe u svemir s planeta na kojima žive druga bića. Oni održavaju svoju održivost leteći u svemiru zahvaljujući laganom pritisku. Kada se nađu na planeti sa pogodnim uslovima za život, oni počinju novi zivot na ovoj planeti. Ovu hipotezu su podržali mnogi, uključujući ruske naučnike S.P. Kostycheva, L.S. Berga i P.P. Lazareva.
Ova hipoteza ne pretpostavlja nikakav mehanizam za objašnjenje primarnog porijekla života i prenosi problem na drugo mjesto u Univerzumu. Liebig je vjerovao da je „atmosfera nebeska tela, kao i rotirajuće kosmičke magline mogu se smatrati vječnim spremištima animirane forme, vječnim plantažama organskih embriona”, odakle se život raspršuje u obliku ovih embriona u Univerzumu.
Da bi se potkrijepila panspermija, koriste se pećinske slike koje prikazuju objekte slične raketama ili astronautima, ili izgled NLO-a. Letovi svemirskih letjelica uništili su vjerovanje u postojanje inteligentnog života na planetama Sunčevog sistema, koje se pojavilo nakon što je Schiparelli 1877. otkrio kanale na Marsu.
Lovell je izbrojao 700 kanala na Marsu. Mreža kanala pokrivala je sve kontinente. Godine 1924. kanali su fotografisani i većina naučnika ih je videla kao dokaz postojanja inteligentnog života. Fotografije 500 kanala također su zabilježile sezonske promjene boja, što je potvrdilo ideje sovjetskog astronoma G. A. Tikhova o vegetaciji na Marsu, budući da su jezera i kanali bili zeleni.
Vrijedne informacije o fizičkim uvjetima na Marsu dobili su sovjetski svemirski brod Mars i američke sletne stanice Viking 1 i Viking 2. Tako se pokazalo da se polarne kape, koje doživljavaju sezonske promjene, sastoje od vodene pare pomiješane s mineralnom prašinom i čvrstim ugljičnim dioksidom (suhi led). Ali do sada na Marsu nisu pronađeni tragovi života.
Proučavanje površine sa umjetnih satelita sugerira da su kanali i rijeke Marsa mogli nastati kao rezultat topljenja podzemnog leda u područjima povećana aktivnost ili unutrašnja toplota planete, ili kada periodične promene klima.
Krajem šezdesetih godina dvadesetog vijeka ponovo je poraslo interesovanje za hipoteze o panspermiji. Prilikom proučavanja tvari meteorita i kometa otkriveni su "prekursori živih bića" - organska jedinjenja, cijanovodonična kiselina, voda, formaldehid, cijanogeni.
Formaldehid je detektovan u 60% slučajeva u 22 proučavana područja, sa oblacima koncentracije od približno 1000 molekula/cm. kocka ispuniti ogromne prostore.
Godine 1975. u lunarnom tlu i meteoritima pronađeni su prekursori aminokiselina.
Koncept stacionarnog stanja života.
Prema V. I. Vernadskom, treba govoriti o vječnosti života i manifestacijama njegovih organizama, kao što govorimo o vječnosti materijalnog supstrata nebeskih tijela, njihovim toplinskim, električnim, magnetskim svojstvima i njihovim manifestacijama. Sva živa bića potiču od živih bića (Redi princip).
Primitivni jednoćelijski organizmi mogli su nastati samo u biosferi Zemlje, kao iu biosferi Univerzuma. Prema Vernadskom, prirodne nauke su izgrađene na pretpostavci da život sa svojim posebnim kvalitetima ne učestvuje u životu Univerzuma. Ali biosfera se mora uzeti kao cjelina, kao jedan živi kosmički organizam (tada nestaje pitanje početka živog, skoka iz neživog u živo).
Hipoteza o "holobiozi".
Tiče se prototipa pretćelijskog pretka i njegovih sposobnosti.
Postoje različiti oblici prećelijskog pretka - "bioid", "biomonada", "mikrosfera".
Prema biohemičaru P. Dekkeru, strukturnu osnovu “bioida” čine održive neravnotežne disipativne strukture, odnosno otkriće mikrosistema sa enzimskim aparatom koji katalizira metabolizam “bioida”.
Ova hipoteza tumači aktivnost prije ćelijskog pretka u razmjensko-metaboličkom duhu.
U okviru hipoteze o “holobiozi”, biohemičari S. Fox i K. Dose modelirali su svoje biopolimere sposobne za metabolizam – sintezu složenih proteina.
Glavni nedostatak ove hipoteze je odsustvo genetskog sistema u takvoj sintezi. Otuda se preferira "molekularni progenitor" svakog živog bića, a ne primarna protocelularna struktura.
Hipoteza o genobiozi.
Američki naučnik Haldane vjerovao je da primarna struktura nije sposobna za metabolizam okruženje, ali molekularni sistem sličan genu i sposoban za reprodukciju, pa se zbog toga naziva "goli gen". Opće priznanje Ova hipoteza je dobijena nakon otkrića RNK i DNK i njihovih fenomenalnih svojstava.
Prema ovoj genetskoj hipotezi, na početku je nastala nukleinske kiseline kao matričnu osnovu za sintezu proteina. Prvi ga je 1929. godine iznio G. Möller.
Eksperimentalno je dokazano da se jednostavne nukleinske kiseline mogu replicirati bez enzima. Sinteza proteina na ribosomima odvija se uz učešće t-RNA i r-RNA. Oni su sposobni da grade ne samo nasumične kombinacije aminokiselina, već i naređene proteinske polimere. Možda su se primarni ribozomi sastojali samo od RNK. Takvi ribozomi bez proteina mogli bi sintetizirati uređene peptide uz učešće tRNA molekula, koji su kontaktirali rRNA kroz uparivanje baza.
U sljedećoj fazi kemijske evolucije pojavile su se matrice koje su određivale sekvencu t-RNA molekula, a time i sekvencu aminokiselina koje su vezane t-RNA molekulima. Sposobnost nukleinskih kiselina da služe kao šabloni u formiranju komplementarnih lanaca (na primjer, sinteza RNK na DNK) je najuvjerljiviji argument u prilog ideje o vodećoj važnosti u procesu biogeneze nasljednog aparata i, shodno tome, u korist genetske hipoteze o nastanku života.
3. Kako se pojavio život na Zemlji
Savremeni koncept nastanka života na Zemlji rezultat je široke sinteze prirodnih nauka, mnogih teorija i hipoteza koje su iznijeli istraživači različitih specijalnosti.
Uvod.
1. Koncepti nastanka života na Zemlji.
2. Poreklo života.
3. Pojava najjednostavnijih oblika živih bića.
Zaključak.
Spisak korišćene literature
Uvod
Pitanja o poreklu prirode i suštini života dugo su bila predmet interesovanja čoveka u njegovoj želji da razume svet oko sebe, razume sebe i odredi svoje mesto u prirodi. Poreklo života jedan je od tri najvažnija ideološka problema, uz problem nastanka našeg univerzuma i problem porekla čoveka.
Stoljetna istraživanja i pokušaji rješavanja ovih pitanja doveli su do različitih koncepata o poreklu života.
1. Koncepti nastanka života na Zemlji
Kreacionizam je božanska kreacija živih bića.
Prema kreacionizmu, pojava života na Zemlji nije se mogla dogoditi na prirodan, objektivan, pravilan način; život je posledica božanskog stvaralačkog čina. Poreklo života se odnosi na određeni događaj u prošlosti koji se može izračunati. Godine 1650. irski nadbiskup Usher izračunao je da je Bog stvorio svijet u oktobru 4004. prije Krista, a u 9 sati ujutro 23. oktobra, čovjeka. Ovaj broj je dobio analizom starosti i odnosa svih osoba koje se spominju u Bibliji. Međutim, do tada je na Bliskom istoku već postojala razvijena civilizacija, što su dokazala arheološka istraživanja. Međutim, pitanje stvaranja svijeta i čovjeka nije zatvoreno, budući da se biblijski tekstovi mogu tumačiti na različite načine.
Koncept višestrukog spontanog stvaranja života iz nežive materije(pridržavao se ga je i Aristotel, koji je vjerovao da živa bića mogu nastati i kao rezultat raspadanja tla). Teorija o spontanom nastanku života nastala je u Babilonu, Egiptu i Kini kao alternativa kreacionizmu. Zasniva se na konceptu da, pod uticajem prirodnih faktora, živa bića mogu nastati iz neživih, a organska iz neorganskih stvari. To seže još od Aristotela: određene „čestice“ supstance sadrže određeni „alternativni princip“, koji pod određenim uslovima može stvoriti živi organizam. Aristotel je vjerovao da je aktivni princip u oplođenom jajetu, sunčevoj svjetlosti i trulom mesu. Za Demokrita je početak života bio u blatu, za Talesa - u vodi, za Anaksagoru - u vazduhu. Aristotel je, na osnovu podataka o životinjama koje su došli od vojnika Aleksandra Velikog i trgovačkih putnika, formirao ideju o postepenom i kontinuiranom razvoju živih bića od neživih stvari i stvorio ideju o „ljestve prirode“ u odnosu na životinjski svijet. Nije sumnjao u spontano nastajanje žaba, miševa i drugih malih životinja. Platon je govorio o spontanom nastanku živih bića iz zemlje kroz proces propadanja.
Ideja spontanog nastajanja postala je raširena u srednjem vijeku i renesansi, kada je mogućnost spontanog generiranja bila dopuštena ne samo za jednostavna, već i za prilično visoko organizirana stvorenja, čak i sisare.
(na primjer, miševi napravljeni od krpa). Poznati su Paracelsusovi pokušaji da razvije recepte veštačka osoba(homunculus).
Helmont je smislio recept za proizvodnju miševa od pšenice i prljavog veša. Bacon je također vjerovao da je propadanje klica novog rođenja. Ideje spontanog nastajanja života podržavali su Galileo, Descartes, Harvey i Hegel.
Protiv teorije spontanog generisanja u 17. veku. Govorio je firentinski doktor Francesco Redi. Stavivši meso u zatvoreni lonac, F. Redi je to pokazao pokvareno meso Larve puhača se ne stvaraju spontano. Zagovornici teorije spontanog nastajanja nisu odustajali; tvrdili su da do spontanog stvaranja larvi nije došlo samo iz razloga što zrak nije ušao u zatvoreni lonac. Zatim je F. Redi stavio komade mesa u nekoliko dubokih posuda. Neke je ostavio otvorene, a neke prekrio muslinom. Nakon nekog vremena, meso u otvorenim posudama je vrvjelo larvama muva, dok u posudama prekrivenim muslinom nije bilo larvi u trulom mesu.
U 18. vijeku Teoriju spontanog nastajanja života nastavio je braniti njemački matematičar i filozof Leibniz. On i njegove pristalice tvrdili su da u živim organizmima postoji posebna "životna snaga". Prema vitalistima (od latinskog "vita" - život), "životna sila" je prisutna svuda. Samo ga trebate udahnuti i neživo će oživjeti.”
Mikroskop je ljudima otkrio mikrosvijet. Promatranja su pokazala da se mikroorganizmi otkrivaju nakon nekog vremena u dobro zatvorenoj tikvici s mesnom juhom ili infuzijom sijena. Ali čim se mesna čorba kuhala sat vremena i vrat zapečaćen, ništa se nije pojavilo u zatvorenoj tikvici. Vitalisti su sugerisali da produženo ključanje ubija „vitalnu silu“, koja ne može da prodre u zatvorenu bocu.
U 19. vijeku Čak je i Lamark pisao 1809. o mogućnosti spontanog stvaranja gljiva.
Pojavom Darwinove knjige “Porijeklo vrsta” ponovo se postavilo pitanje kako je nastao život na Zemlji. Francuska akademija nauka je 1859. godine dodijelila posebnu nagradu za pokušaj da se baci novo svjetlo na pitanje spontanog nastajanja. Ovu nagradu je 1862. godine primio poznati francuski naučnik Louis Pasteur. Koji je izveo eksperiment koji je u jednostavnosti parirao Redijevom čuvenom eksperimentu. U tikvici je prokuhao razne hranljive podloge u kojima su mogli rasti mikroorganizmi. Prilikom dugotrajnog ključanja u tikvici uginuli su ne samo mikroorganizmi, već i njihove spore. Sjećajući se vitalističke tvrdnje da mitska "životna sila" ne može prodrijeti u zatvorenu bocu, Pasteur je na nju pričvrstio cijev u obliku slova S sa slobodnim krajem. Spore mikroorganizama su se smjestile na površini tanke zakrivljene cijevi i nisu mogle prodrijeti u hranljivi medij. Dobro prokuhan hranljivi medij ostao je sterilan, u njemu nije uočeno spontano stvaranje mikroorganizama, iako je bio osiguran pristup zraku (a sa njim i ozloglašena "vitalna sila").
Tako je dokazano da u naše vrijeme bilo koji organizam može nastati samo iz drugog živog organizma.
Koncept stabilnog stanja, prema kojoj je život oduvek postojao. Zagovornici teorije o vječnom postojanju života vjeruju da su na Zemlji koja oduvijek postoji, neke vrste bile prisiljene izumrijeti ili dramatično promijeniti svoj broj na određenim mjestima na planeti zbog promjena vanjskih uvjeta. Na ovom putu nije razvijen jasan koncept, budući da postoje neke praznine i nejasnoće u fosilnom zapisu Zemlje. Sljedeća grupa hipoteza je također povezana s idejom o vječnom postojanju života u Univerzumu.
Koncept panspermije– vanzemaljsko porijeklo života. Teorija panspermije (hipoteza o mogućnosti prenošenja Života u Univerzumu s jednog kosmičkog tijela na drugo) ne nudi nikakav mehanizam koji bi objasnio primarni nastanak života i prenosi problem na drugo mjesto u Univerzumu. Liebig je vjerovao da se "atmosfere nebeskih tijela, kao i rotirajuće kosmičke magline, mogu smatrati vječnim spremištima animirane forme, vječnim plantažama organskih klica", odakle se život raspršuje u obliku ovih klica u Univerzumu.
Nemački lekar G. Rihter je 1865. godine izneo hipotezu kosmozoa (kosmičkih rudimenata), prema kojoj je život večan i rudimenti koji nastanjuju kosmički prostor mogu se prenositi sa jedne planete na drugu. Ovu hipotezu su podržali mnogi eminentni naučnici. Slično su razmišljali Kelvin, Helmholtz i dr. Početkom našeg stoljeća Arrhenius je došao na ideju radiopanspermije. On je opisao kako čestice materije, zrnca prašine i žive spore mikroorganizama bježe u svemir s planeta na kojima žive druga bića. Oni održavaju svoju održivost leteći u svemiru zahvaljujući laganom pritisku. Jednom na planeti sa odgovarajućim uslovima za život, oni započinju novi život na ovoj planeti.
Da bi potkrijepili panspermiju, obično koriste pećinske slike koje prikazuju objekte koji izgledaju kao rakete ili astronauti, ili izgled NLO-a. Letovi svemirskih letjelica uništili su vjerovanje u postojanje inteligentnog života na planetama Sunčevog sistema, koje se pojavilo nakon Schiaparellijevog otkrića kanala na Marsu.
Koncept nastanka života na Zemlji u istorijskoj prošlosti kao rezultat procesa podređenih fizičkim i hemijskim zakonima.
Trenutno je najšire prihvaćena hipoteza o nastanku života na Zemlji, koju je formulisao sovjetski naučnik akad. A.I. Oparin i engleski naučnik J. Haldane. Ova hipoteza se zasniva na pretpostavci o postepenom nastanku života na Zemlji iz organska materija kroz dugotrajnu abiogenu (nebiološku) molekularnu evoluciju. Teorija A.I. Oparina je generalizacija uvjerljivih dokaza o nastanku života na Zemlji kao rezultat prirodnog procesa prijelaza iz kemijskog oblika kretanja materije u biološki.
2 . Poreklo života
kriptozoik
Ovo geološko vrijeme počelo je nastankom Zemlje prije 4,6 milijardi godina, uključuje period formiranja zemljine kore i protookeana, a završava se široko rasprostranjenom distribucijom visoko organiziranih organizama s dobro razvijenim egzoskeletom. Kriptoza se obično dijeli na arhej, ili arheozoik, koji je trajao otprilike 2 milijarde godina, i proterozoik, koji je također trajao blizu 2 milijarde godina. Jednom davno u kriptozoiku, najkasnije prije 3,5 milijardi godina, na Zemlji se pojavio život. Život je mogao nastati samo kada su se u Arheju razvili povoljni uslovi i, prije svega, povoljne temperature.
Živa materija, između ostalih supstanci, izgrađen je od proteina. Stoga je do trenutka kada je život nastao, temperatura na zemljinoj površini morala dovoljno pasti da se proteini ne bi uništili. Poznato je da je danas temperaturna granica za postojanje žive materije na 90 C; neke bakterije žive u vrelim izvorima na toj temperaturi. Na ovoj visokoj temperaturi već se mogu formirati određena organska jedinjenja neophodna za stvaranje žive materije, prvenstveno proteini. Teško je reći koliko je to trajalo zemljine površine ohladiti na odgovarajuću temperaturu.
Mnogi istraživači koji proučavaju problem nastanka života na Zemlji vjeruju da je život nastao u plitkoj morskoj vodi kao rezultat običnih fizičkih i kemijskih procesa svojstvenih neorganskoj tvari. Sigurno hemijska jedinjenja nastaju pod određenim uslovima i hemijski elementi se međusobno kombinuju u određenim težinskim omjerima.
Vjerojatnost stvaranja složenih organskih spojeva posebno je visoka za atome ugljika zbog njihovog specifične karakteristike. Zato je ugljenik postao građevinski materijal iz kojeg su, prema zakonima fizike i hemije, relativno lako i brzo nastajala najsloženija organska jedinjenja.
Molekuli nisu odmah dostigli stepen složenosti neophodan za izgradnju „žive materije“. Možemo govoriti o hemijskoj evoluciji, koja je prethodila biološkoj i koja je kulminirala pojavom živih bića. Proces hemijske evolucije bio je prilično spor. Početak ovog procesa udaljen je 4,5 milijardi godina od modernog vremena i praktično se poklapa sa vremenom nastanka same Zemlje.
On početnim fazama U svojoj istoriji, Zemlja je bila vruća planeta. Zbog rotacije, uz postepeno smanjenje temperature, atomi teških elemenata su se pomjerili u centar, a atomi lakih elemenata (vodik, ugljik, kisik, dušik), od kojih su sastavljena tijela živih organizama, koncentrisani su na površini. slojeva. Daljnjim hlađenjem Zemlje pojavila su se hemijska jedinjenja: voda, metan, ugljen-dioksid, amonijak, cijanovodonik, kao i molekularni vodonik, kiseonik, azot. Fizički i Hemijska svojstva voda (visok dipolni moment, viskoznost, toplotni kapacitet, itd.) i ugljenik (poteškoće u formiranju oksida, sposobnost redukcije i formiranja linearnih jedinjenja) utvrdili su da su oni bili u kolijevci života.
U tim početnim fazama formirana je primarna atmosfera Zemlje, koja nije bila oksidirajuća, kao što je sada, već reducirajuća u prirodi. Pored toga, bio je bogat inertnim gasovima (helijum, neon, argon). Ova primarna atmosfera je već izgubljena. Na njegovom mjestu nastala je druga atmosfera Zemlje, koja se sastoji od 20% kisika - jednog od kemijski najaktivnijih plinova. Ova druga atmosfera je proizvod razvoja života na Zemlji, jedna od njegovih globalnih posljedica.
Daljnji pad temperature uzrokovao je prelazak niza gasovitih jedinjenja u tečno i čvrsto stanje, kao i formiranje zemljine kore. Kada je temperatura Zemljine površine pala ispod 100°C, vodena para se zgusnula.
Duge padavine sa čestim grmljavinom dovele su do stvaranja velikih vodenih površina. Kao rezultat aktivne vulkanske aktivnosti, iz unutrašnjih slojeva Zemlje izneseno je na površinu mnogo vruće mase, uključujući karbide - spojeve metala s ugljikom. Kada su karbidi stupili u interakciju s vodom, oslobađali su se ugljikovodični spojevi. vruće kišnica kao dobar rastvarač, sadržavao je otopljene ugljovodonike, kao i plinove (amonijak, ugljični dioksid, cijanovodonik), soli i druge spojeve koji su mogli ući u hemijske reakcije. Sasvim je logično pretpostaviti da je Zemlja već u početnim fazama svog postojanja posjedovala određenu količinu ugljikovodika. Drugu fazu biogeneze karakterizirala je pojava složenijih organskih spojeva, posebno proteinskih tvari, u vodama primarnog oceana. Zbog visokih temperatura, munjevitih pražnjenja, pojačano ultraljubičasto zračenje Relativno jednostavne molekule organskih jedinjenja, u interakciji sa drugim supstancama, postaju složenije i formiraju ugljene hidrate, masti, aminokiseline, proteine i nukleinske kiseline.
Od određene faze u procesu kemijske evolucije na Zemlji kisik je počeo aktivno sudjelovati. Mogao bi se akumulirati u Zemljinoj atmosferi kao rezultat raspadanja vode i vodene pare pod utjecajem ultraljubičastih zraka sa Sunca. (Bilo je potrebno najmanje 1-1,2 milijarde godina da se redukovana atmosfera primarne Zemlje transformiše u oksidovanu.) Sa akumulacijom kiseonika u atmosferi, redukovana jedinjenja su počela da oksidiraju. Dakle, oksidacijom metana nastaje metil alkohol, formaldehid, mravlja kiselina itd. Nastala jedinjenja nisu uništena zbog svoje isparljivosti. Napuštajući gornje slojeve zemljine kore, ušli su u vlažnu, hladnu atmosferu, koja ih je štitila od uništenja. Nakon toga su te tvari, zajedno s kišom, pale u mora, okeane i druge vodene bazene. Nagomilavajući se ovdje, opet su ušli u reakcije, uslijed čega ih više složene supstance(aminokiseline i spojevi kao što je adenitis). Da bi određene otopljene tvari međusobno djelovale, potrebna im je dovoljna koncentracija u otopini. U takvoj „juhi“ bi se prilično uspješno mogao razviti proces formiranja složenijih organskih molekula. Tako su vode primarnog okeana postupno bile zasićene raznim organskim tvarima, formirajući "primarni bujon". Zasićenje ove "organske juhe" uvelike je olakšala aktivnost podzemnih vulkana.
U vodama primarnog okeana povećavala se koncentracija organskih tvari, miješale su se, međusobno djelovale i kombinirale u male izolirane strukture otopine. Takve strukture se lako mogu dobiti umjetno miješanjem otopina različitih proteina, kao što su želatin i albumin. Ove organske multimolekularne strukture izolovane u rastvoru, istaknuti ruski naučnik A.I. Oparin se zvao koacervatne kapi ili koacervati. Koacervati su najmanje koloidne čestice - kapljice sa osmotskim svojstvima. Istraživanja su pokazala da koacervati imaju prilično složenu organizaciju i niz svojstava koja ih približavaju najjednostavnijim živim sistemima. Na primjer, oni su u stanju apsorbirati različite tvari iz okoline koje stupaju u interakciju sa spojevima same kapi i povećavaju se u veličini. Ovi procesi donekle podsjećaju primarni oblik asimilacija. Istovremeno, u koacervatima mogu nastati procesi razgradnje i oslobađanja produkata raspadanja. Odnos između ovih procesa varira među različitim koacervatima. Razlikuju se pojedinačne dinamički stabilnije strukture s prevladavanjem sintetičke aktivnosti. Međutim, sve ovo još ne daje osnov da se koacervati svrstavaju u žive sisteme, jer nemaju sposobnost samoreprodukcije i samoregulacije sinteze organskih supstanci. Ali oni su već sadržavali preduslove za nastanak živih bića.
Povećana koncentracija organskih tvari u koacervatima povećala je mogućnost interakcije između molekula i komplikacije organskih spojeva. Koacervati su nastali u vodi kada su dva polimera sa slabom interakcijom došla u kontakt.
Osim koacervata, u „primarnom bujonu“ nakupljaju se polinukleotidi, polipeptidi i razni katalizatori bez kojih je nemoguće formiranje sposobnosti samoreprodukcije i metabolizma. Neorganske supstance takođe mogu biti katalizatori. Tako je J. Bernal svojevremeno iznio hipotezu da su najpovoljniji uslovi za nastanak života bili u malim, mirnim, toplim lagunama sa veliki iznos mulj, glinasta zamućenost. U takvom okruženju polimerizacija aminokiselina se odvija vrlo brzo; ovdje proces polimerizacije ne zahtijeva zagrijavanje, jer čestice mulja djeluju kao neka vrsta katalizatora.
Tako su se na površini mlade planete Zemlje postepeno nakupljala organska jedinjenja i njihovi polimeri, za koje se pokazalo da su prethodnici primarnih živih sistema - eobionta.
3 . Pojava najjednostavnijih oblika života.
Eobionti su se pojavili prije najmanje 3,5 milijardi godina.
Prvi živi organizmi su se prirodno razlikovali po svojoj ekstremnoj jednostavnosti strukture. Međutim, prirodna selekcija, tokom koje su opstali mutanti koji su bolje prilagođeni uslovima sredine, a njihovi manje prilagođeni konkurenti izumrli, dovela je do stalnog povećanja složenosti životnih oblika. Primarni organizmi, koji su se pojavili negdje u ranom arheju, još nisu bili podijeljeni na životinje i biljke. Razdvajanje ove dvije sistematske grupe završeno je tek na kraju ranog arheja. Najdrevniji organizmi su živjeli i umirali u prvobitnom okeanu, a nakupine njihovih mrtvih tijela već su mogle ostaviti jasne otiske u stijenama. Prvi živi organizmi mogli su se hraniti isključivo organskim tvarima, odnosno bili su heterotrofni. Ali nakon što su iscrpili zalihe organske tvari u svom neposrednom okruženju, bili su suočeni s izborom: da umru ili da razviju sposobnost sintetiziranja organske tvari iz neživih materijala, prvenstveno iz ugljičnog dioksida i vode. Zaista, tokom evolucije, neki organizmi (biljke) su stekli sposobnost da apsorbuju energiju sunčeve zrake i uz njegovu pomoć razdvojiti vodu na njene sastavne elemente. Koristeći vodonik za reakciju redukcije, uspjeli su pretvoriti ugljični dioksid u ugljikohidrate i koristiti ga za izgradnju drugih organskih tvari u svojim tijelima. Ovi procesi su poznati kao fotosinteza. Organizmi koji su u stanju da pretvore neorganske supstance u organske putem unutrašnjih hemijskih procesa nazivaju se autotrofi.
Pojava fotosintetskih autotrofnih organizama bila je prekretnica u istoriji života na Zemlji. Od tada je počelo nakupljanje slobodnog kiseonika u atmosferi i ukupna količina organske materije koja postoji na Zemlji počela je naglo da raste. Bez fotosinteze, dalji napredak u istoriji života na Zemlji bio bi nemoguć. Nalazimo tragove fotosintetskih organizama u najstarijim slojevima zemljine kore.
Prve životinje i biljke bile su mikroskopska jednoćelijska stvorenja. Odlučan korak naprijed bilo je spajanje homogenih ćelija u kolonije; međutim, istinski ozbiljan napredak postao je moguć tek nakon pojave višećelijskih organizama. Njihova tijela su se sastojala od pojedinačnih ćelija ili grupa ćelija raznih oblika i sastanke. To je dalo poticaj brzom razvoju života, organizmi su postajali sve složeniji i raznovrsniji. Kao prvo Proterozoik godine, flora i fauna planete je brzo napredovala. U morima su cvjetali nešto progresivniji oblici algi, a pojavili su se i prvi višećelijski organizmi: spužve, koelenterati, mekušci i crvi. Naredne faze biološki razvoj relativno lako se prate iz fosiliziranih ostataka skeleta pronađenih u različitim slojevima zemljine kore. Ove ostatke, koji su se igrom slučaja i povoljne sredine sačuvali u sedimentima do danas, nazivamo fosilima, odnosno fosilima.
godine otkriveni su najstariji ostaci organizama na Zemlji Prekambrij sedimenti Južna Afrika. Riječ je o organizmima sličnim bakterijama, čiju starost naučnici procjenjuju na 3,5 milijardi godina. Toliko su male (0,25 X 0,60 mm) da se mogu vidjeti samo uz pomoć elektronski mikroskop. Organski dijelovi ovih mikroorganizama su dobro očuvani i omogućavaju nam da zaključimo da su slični modernim bakterijama. Hemijska analiza otkrila je njihovu biološku prirodu. Drugi dokazi o pretkambrijskom životu pronađeni su u drevnim formacijama u Minesoti (starim 27 milijardi godina), Rodeziji (2,7 milijardi godina), duž granice Kanade i SAD (stare 2 milijarde godina), sjevernom Michigenu (starost 1 milijardu godina) i na drugim mjestima.
Ostaci životinja sa skeletnim dijelovima otkriveni su u pretkambrijskim naslagama tek posljednjih godina. Međutim, ostaci raznih životinja bez kostura dugo su pronađeni u pretkambrijskim sedimentima. Ova primitivna stvorenja još nisu imala vapnenački skelet ili čvrste potporne strukture, ali su se povremeno nalazili otisci tijela višećelijskih organizama, a kao izuzetak, njihovi fosilizirani ostaci. Primjer je otkriće u kanadskim krečnjacima neobičnih tvorevina u obliku kupa - Atikokania - za koje mnogi naučnici smatraju da su roditelji morskih spužvi. Vitalnu aktivnost većih živih bića, najvjerovatnije crva, pokazuju jasni cik-cak otisci - tragovi puzanja, kao i ostaci "duga" pronađenih u tankoslojnim sedimentima morskog dna. Meka tijela životinja su se raspala od pamtivijeka, ali su paleontolozi uspjeli iz tragova utvrditi način života životinja i utvrditi postojanje njihovih različitih rodova, na primjer, Planolithes, Russophycus itd. Izuzetno zanimljiva fauna otkrivena je u 1947. australijski naučnik R.K. Spriggs u brdima Ediacara, otprilike 450 km sjeverno od Adelaidea (Južna Australija). Ovu faunu proučavao je N. F. Glessner, profesor na Univerzitetu u Adelaideu, rođeni Austrijanac, koji je izjavio da većina životinjskih vrsta iz Ediacara pripada do sada nepoznatim grupama neskeletnih organizama. Neki od njih pripadaju drevnim meduzama, drugi podsjećaju na segmentirane crve - annelide. U Ediacari i sličnim starosnim lokalitetima u Južnoj Africi i drugim regijama otkriveni su i ostaci organizama koji pripadaju nauci potpuno nepoznatim grupama. Tako je profesor H. D. Pflug ustanovio, na osnovu nekih ostataka, novu vrstu primitivnih višećelijskih životinja, Petalonamae. Ovi organizmi imaju tijelo u obliku lista i očigledno potječu od najprimitivnijih kolonijalnih organizama. Porodični odnosi Petalonami sa drugim vrstama životinja nisu sasvim jasni. Međutim, sa evolucijske tačke gledišta, to je veoma važno Ediacaran vremena, fauna slična po sastavu naseljavala je mora različitih regija
Zemlja.
Nedavno su mnogi sumnjali da su nalazi u Edijakaru proterozojskog porijekla. Nove radiometrijske metode su pokazale da su slojevi sa edijakarskom faunom stari oko 700 miliona godina. Drugim riječima, pripadaju Kasni proterozoik. Mikroskopske jednoćelijske biljke bile su još raširenije u proterozoju.
U sedimentima starim i do 3 milijarde godina poznati su tragovi vitalne aktivnosti modrozelenih algi, takozvanih stromatolita, izgrađenih od koncentričnih slojeva kreča. Plavo-zelene alge nisu imale skelet, a stromatoliti su nastali od materijala koji se taložio kao rezultat biohemijski procesi vitalna aktivnost ovih algi. Plavo-zelene alge, zajedno s bakterijama, pripadaju najprimitivnijim organizmima - prokariotima, čije stanice još nisu imale formirano jezgro.
Dakle, život se pojavio u pretkambrijskim morima, a kada se pojavio, podijeljen je u dva glavna oblika: životinje i biljke. Prvi jednostavni organizmi razvili su se u višećelijske organizme, relativno složene žive sisteme, koji su postali preci biljaka i životinja, koji su se u kasnijim geološkim erama naselili širom planete. Život je umnožavao svoje manifestacije u plitkim morskim vodama, prodirući u slatkovodne bazene; mnogi oblici su se već pripremali za novu revolucionarnu fazu evolucije - za ulazak u zemlju.
Zaključak.
Nakon što je nastao, život je počeo da se razvija brzim tempom (ubrzanje evolucije tokom vremena). Dakle, za razvoj od primarnih protobionata do aerobnih oblika bilo je potrebno oko 3 milijarde godina, dok je od pojave kopnenih biljaka i životinja prošlo oko 500 miliona godina; Ptice i sisari su evoluirali od prvih kopnenih kralježnjaka u 100 miliona godina, primati su evoluirali za 12-15 miliona godina, a pojava ljudi trajala je oko 3 miliona godina.
Da li je moguće da na Zemlji sada nastane život?
Iz onoga što znamo o nastanku života na Zemlji jasno je da je proces nastanka živih organizama iz jednostavnih organskih jedinjenja bio izuzetno dug. Da bi život nastao na Zemlji, bio je potreban evolucijski proces koji je trajao mnogo miliona godina, tokom kojeg su složene molekularne strukture, prvenstveno nukleinske kiseline i proteini, odabrane za stabilnost, za sposobnost reprodukcije svoje vrste.
Ako danas na Zemlji, negdje u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti, mogu nastati prilično složena organska jedinjenja, onda je vjerovatnoća da će ova jedinjenja postojati bilo koji vremenski period zanemarljiva. Oni će odmah biti oksidirani ili iskorišteni od strane heterotrofnih organizama. Charles Darwin je to vrlo dobro razumio: 1871. napisao je: „Ali ako se sada u bilo kojoj toploj vodi koja sadrži sve potrebne soli amonijuma i fosfora i koja je dostupna uticaju svetlosti, toplote, struje itd., hemijski formira protein koji može daljih, sve složenijih transformacija. Ova supstanca bi se odmah uništila ili apsorbirala, što je bilo nemoguće u periodu prije pojave živih bića.”
Život je nastao na Zemlji abiogeno. Trenutno, živa bića dolaze samo od živih bića (biogenog porijekla). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji. Sada se živa bića pojavljuju samo kroz reprodukciju.
Bibliografija:
1. Naydysh V.M. Koncepti savremene prirodne nauke. – M.: Gardariki,
1999. – 476 str.
2. Slyusarev A.A. Biologija sa opštom genetikom. - M.: Medicina, 1978. –
3. Biologija/ Semenov E.V., Mamontov S.G., Kogan V.L. – M.: Viša škola, 1984. – 352 str.
4. Opća biologija/ Belyaev D.K., Ruvinsky A.O. – M.: Obrazovanje, 1993.
Tutoring
Trebate pomoć u proučavanju teme?
Naši stručnjaci će savjetovati ili pružiti usluge podučavanja o temama koje vas zanimaju.
Pošaljite svoju prijavu naznačivši temu upravo sada kako biste saznali o mogućnosti dobivanja konsultacija.
A. I. Oparinova hipoteza. Najznačajnija karakteristika hipoteze A. I. Oparina je postepeno usložnjavanje hemijske strukture i morfološkog izgleda prethodnika života (probionta) na putu do živih organizama.
Veliki broj dokaza ukazuje na to da su okruženje za nastanak života mogle biti priobalna područja mora i okeana. Ovdje, na spoju mora, kopna i zraka, stvoreni su povoljni uslovi za stvaranje složenih organskih spojeva. Na primjer, otopine nekih organskih tvari (šećeri, alkoholi) su vrlo stabilne i mogu postojati neograničeno dugo. U koncentriranim otopinama proteina i nukleinskih kiselina, ugrušci slični ugrušcima želatine u vodeni rastvori. Takvi ugrušci se nazivaju koacervatne kapi ili koacervati (Sl. 70). Koacervati su sposobni da adsorbuju različite supstance. Hemijski spojevi u njih ulaze iz otopine, koji se transformiraju kao rezultat reakcija koje se odvijaju u kapljicama koacervata i ispuštaju se u okoliš.
Koacervati još nisu živa bića. Oni pokazuju samo vanjsku sličnost s takvim karakteristikama živih organizama kao što su rast i metabolizam s okolinom. Stoga se pojava koacervata smatra fazom razvoja prije života.
Rice. 70. Formiranje kapi koacervata
Koacervati su prošli veoma dug proces selekcije za strukturnu stabilnost. Stabilnost je postignuta stvaranjem enzima koji kontrolišu sintezu određenih spojeva. Većina važna faza u nastanku života došlo je do pojave mehanizma za reprodukciju vlastite vrste i nasljeđivanje svojstava prethodnih generacija. To je postalo moguće zbog formiranja složenih kompleksa nukleinskih kiselina i proteina. Nukleinske kiseline, sposobne za samoreprodukciju, počele su kontrolirati sintezu proteina, određujući redoslijed aminokiselina u njima. A enzimski proteini su izvršili proces stvaranja novih kopija nukleinskih kiselina. Tako je nastala glavna osobina života - sposobnost reprodukcije molekula sličnih sebi.
Živa bića su tzv otvoreni sistemi, odnosno sistemi u koje energija dolazi spolja. Bez opskrbe energijom život ne može postojati. Kao što znate, prema načinu potrošnje energije (vidi Poglavlje III), organizmi se dijele u dvije velike grupe: autotrofne i heterotrofne. Autotrofni organizmi direktno koriste sunčevu energiju u procesu fotosinteze (zelene biljke), heterotrofni organizmi koriste energiju koja se oslobađa pri razgradnji organskih tvari.
Očigledno, prvi organizmi su bili heterotrofi, koji su dobijali energiju razgradnjom organskih jedinjenja bez kiseonika. U zoru života nije bilo slobodnog kiseonika u Zemljinoj atmosferi. Pojava atmosfere modernog hemijskog sastava usko je povezana sa razvojem života. Pojava organizama sposobnih za fotosintezu dovela je do oslobađanja kisika u atmosferu i vodu. U njegovoj prisutnosti postala je moguća kisikova razgradnja organskih tvari, koja proizvodi višestruko više energije nego u nedostatku kisika.
Od trenutka svog nastanka, život čini jedan biološki sistem – biosferu (vidi Poglavlje XVI). Drugim riječima, život nije nastao u obliku pojedinačnih izolovanih organizama, već odmah u obliku zajednica. Evoluciju biosfere u cjelini karakterizira stalna komplikacija, odnosno nastanak sve složenijih struktura.
Da li je moguće da na Zemlji sada nastane život? Iz onoga što znamo o nastanku života na Zemlji jasno je da je proces nastanka živih organizama iz jednostavnih organskih jedinjenja bio izuzetno dug. Da bi život nastao na Zemlji, bio je potreban evolucijski proces koji je trajao mnogo miliona godina, tokom kojeg su složene molekularne strukture, prvenstveno nukleinske kiseline i proteini, odabrane za stabilnost, za sposobnost reprodukcije svoje vrste.
Ako danas na Zemlji, negdje u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti, mogu nastati prilično složena organska jedinjenja, onda je vjerovatnoća da će ova jedinjenja postojati bilo koji vremenski period zanemarljiva. Oni će odmah biti oksidirani ili iskorišteni od strane heterotrofnih organizama. Čarls Darvin je ovo veoma dobro razumeo. Godine 1871. napisao je: „Ali ako bi sada... u nekoj toploj vodi koja sadrži sve potrebne soli amonijuma i fosfora i dostupna je uticaju svetlosti, toplote, elektriciteta, itd., hemijski je formiran protein koji je sposoban daljih, sve složenijih transformacija, ta supstanca bi se odmah uništila ili apsorbirala, što je bilo nemoguće u periodu prije pojave živih bića.”
Život je nastao na Zemlji abiogeno. Trenutno, živa bića dolaze samo od živih bića (biogenog porijekla). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.
- Navedite glavne faze koje bi mogle sačinjavati proces nastanka života na Zemlji.
- Kako mislite da je iscrpljivanje rezervi uticalo na dalju evoluciju? hranljive materije u vodama primarnog okeana?
- Objasnite evolucijski značaj fotosinteze.
- Šta mislite zašto ljudi pokušavaju da odgovore na pitanje o poreklu života na Zemlji?
- Zašto je ponovno pojavljivanje života na Zemlji nemoguće?
- Dajte definiciju pojma “život”.