Hipoteza istraživanja
Ako je život nastao abiogeno, onda je ponovni nastanak života na zemlji nemoguć.Ciljevi studije
Saznajte je li sada moguće nastati život na Zemlji?Napredak u radu
1. Pregled literature i korištenje interneta o problemu istraživanja;2. Odgovor na pitanje: Je li sada moguće nastati život na Zemlji?
Rezultati istraživanja
Tijekom studije, studenti su sugerirali da ako prilično složeni organski spojevi mogu nastati negdje na Zemlji danas u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti, onda je vjerojatnost da će ti spojevi postojati neko vrijeme zanemariva. 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 vodenom tijelu koje sadrži sve potrebne amonijeve i fosforne soli i dostupno je svjetlu, toplini, elektricitetu itd.”, ako bi se kemijski formirala bjelančevina sposobna za daljnje, sve složenije transformacije, tada bi ta tvar odmah bila uništena ili apsorbirana, što je bilo nemoguće u razdoblju prije nastanka živih bića." Učenici su došli do zaključka: ponovni nastanak života na Zemlji je nemoguć.
Zaključak
Život je na zemlji nastao abiogeno. Trenutno živa bića nastaju samo biogenskim putem, tj. reprodukcijom roditeljskih organizama. Posljedično, isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.kao i ovisnost rane faze razvoj mnogih organizama iz vodeni okoliš, značajna raznolikost i bogatstvo morske faune u odnosu na kopnenu.
Postoji široko rasprostranjeno stajalište prema kojem su najpovoljnije okruženje za nastanak života bila obalna područja mora i oceana. Ovdje, na spoju mora, kopna, zraka, povoljni uvjeti za stvaranje složenih organskih spojeva potrebnih za nastanak života.
Posljednjih godina pozornost znanstvenika privlače vulkanska područja Zemlje kao jedan od mogućih izvora nastanka života. Vulkanske erupcije oslobađaju veliku količinu plinova, čiji se sastav uvelike podudara sa sastavom plinova koji su formirali primarnu atmosferu Zemlje. Osim toga, visoka temperatura potiče reakcije.
Godine 1977. u oceanskim jarcima otkriveni su takozvani "crni pušači". Na dubini od nekoliko tisuća metara pod pritiskom od stotina atmosfera, voda s temperaturom od +200 izlazi iz "cijevi". . .+300°S, obogaćen plinovima karakterističnim za vulkanska područja. Mnogi deseci novih rodova, obitelji pa čak i klasa životinja otkriveni su oko lula “crnih pušača”. Mikroorganizmi su također izuzetno raznoliki, među kojima prevladavaju sumporne bakterije. Možda je život nastao u dubinama oceana pod izrazito kontrastnim uvjetima temperaturne razlike (od +200 do +4°C)? Koji je život bio primarni - vodeni ili kopneni? Odgovore na ova pitanja mora dati znanost budućnosti.
Je li moguće da na Zemlji nastane život? Sada? Proces nastanka živih organizama iz jednostavnih organskih spojeva bio je iznimno dug. Za izbijanje života na Zemlji bio je potreban evolucijski proces koji je trajao mnogo milijuna godina, tijekom kojeg su probioti iskusili dugotrajnu selekciju za stabilnost, sposobnost reprodukcije vlastite vrste i stvaranje enzima koji kontroliraju sve kemijske procese u živa bića. Faza prije života je očito bila duga. Ako sada na Zemlji, negdje u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti, mogu nastati prilično složeni organski spojevi, onda je vjerojatnost da će ti spojevi postojati neko duže vrijeme zanemariva. Odmah će ih koristiti heterotrofni organizmi. To je shvatio Charles Darwin, koji je 1871. godine napisao: “Ali ako sada (oh, kakav veliki ako!) u nekom toplom vodenom tijelu koje sadrži sve potrebne amonijeve i fosforne soli i dostupno je svjetlu i toplini, elektricitetu itd. , ako bi se kemijski formirao protein, sposoban za daljnje sve složenije transformacije, tada bi ta tvar odmah bila uništena ili apsorbirana, što je bilo nemoguće u razdoblju prije nastanka živih bića.”
Dakle, moderne spoznaje o podrijetlu života na Zemlji dovode do sljedećih zaključaka:
Život je na Zemlji nastao abiogeno. Biološkoj evoluciji prethodila je duga kemijska evolucija.
Pojava života je faza u evoluciji materije u Svemiru.
Pravilnost glavnih faza nastanka života može se eksperimentalno provjeriti u laboratoriju i izraziti u obliku sljedećeg dijagrama: atomi ----*- jednostavne molekule --^ makromolekule -- > ultramolekularni sustavi (probionti) -- > jednostanični organizmi.
Primarna atmosfera Zemlje imala je redukcijski karakter. Zbog toga su prvi organizmi bili heterotrofi.
Darvinistički principi prirodne selekcije i preživljavanja najjačih mogu se prenijeti na predbiološke sustave.
Trenutno živa bića potječu samo od živih bića (biogenski). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.
TESTIRAJ SE
\ . Na temelju usporednih karakteristika koacervatnih kapljica i živih organizama dokazati da je život na Zemlji mogao nastati abiogenim putem.
2. Zašto je ponovna pojava života na Zemlji nemoguća?
3. Među trenutno postojećim organizmima mikoplazme su najprimitivnije. Manje su veličine od nekih virusa. Međutim, u tako sićušnoj stanici postoji cijeli skup vitalnih molekula: DNA, RNA, proteini, enzimi, ATP, ugljikohidrati, lipidi itd. Mikoplazme nemaju organele osim vanjske membrane i ribosoma. Na što ukazuje činjenica postojanja takvih organizama?
POVIJEST ZEMLJE I METODE NJEZINA PROUČAVANJA
Sliku evolucijskog procesa od njegova početka do danas ponovno stvara znanost drevni život - paleontologija. Znanstvenici-paleontolozi prate daleka razdoblja koristeći fosilizirane ostatke prošlih organizama sačuvane u zemljinim slojevima. Geološke slojeve stoga možemo slikovito nazvati stranicama i poglavljima kamene kronike povijesti Zemlje. Ali je li moguće točno odrediti njihovu starost, a ujedno i starost fosilnih organizama sadržanih u tim slojevima?
Metode geokronologije. Postoje različite metode za određivanje starosti fosila i slojeva stijena. Svi se dijele na relativne i apsolutne. Metode relativna geokronologija dolaze iz ideje da više
površinski sloj je uvijek mlađi od donjeg sloja. Također se uzima u obzir da svaku geološku eru karakterizira svoj specifičan izgled – specifičan skup životinja i biljaka. Na temelju proučavanja redoslijeda slojeva slojeva geološkog presjeka izrađuje se dijagram rasporeda slojeva (stratigrafski dijagram) ovog područja. Paleontološki podaci omogućuju prepoznavanje identičnih ili sličnih vrsta u slojevima različitih geoloških presjeka različite zemlje i kontinenata. Na temelju sličnosti fosilnih oblika zaključuje se o sinkronizmu slojeva u kojima se nalaze tzv. vodeći fosili, tj. njihov koji pripadaju jednom te istom isti vrijeme.
Metode apsolutna geokronologija temelje se na prirodnoj radioaktivnosti određenih kemijskih elemenata. Po prvi put je predložio da se ovaj fenomen koristi kao standard vremena Pierre Curie (1859-1906). Stroga postojanost brzine radioaktivnog raspada dovela je do ideje o razvoju jedinstvene točne kronološke ljestvice povijesti Zemlje. Kasnije su ovo pitanje razvili E. Rutherford (1871-1937) i drugi znanstvenici -
Za određivanje apsolutne starosti koriste se "dugovječni" radioaktivni izotopi, pogodni za proučavanje starosti najstarijih slojeva Zemlje. Brzina raspada radioaktivnog izotopa izražava se njegovim vremenom poluraspada. To je vrijeme tijekom kojeg se bilo koji početni broj atoma prepolovi Poznavajući vrijeme poluraspada odgovarajućeg izotopa i mjereći omjer količine radioaktivnog izotopa i produkata njegovog raspada, možete odrediti starost određene stijene. Na primjer, vrijeme poluraspada urana-238 je 4,498 milijardi godina. Kilogram urana, bez obzira u kojoj se stijeni nalazio, nakon 100 milijuna godina daje 13 g olova i 2 g helija. Posljedično, što je više olova urana u stijeni, to je ona i sloj koji je uključuje stariji. To je princip rada "radioaktivnog sata". Razmatrani primjer ilustrira najstariju metodu geokronologije izotopa - olova. Nazvan je tako jer je starost stijena određena nakupljanjem olova tijekom raspada urana i torija. Kao rezultat radioaktivnog raspada urana-238 pojavljuje se olovo-206, uran-235, olovo-207, a tijekom raspada torija-232 pojavljuje se olovo-208.
Ovisno o konačnom produktu radioaktivnog raspada, razvijene su i druge metode izotopske geokronologije: helij, ugljik, kalij-argon itd.
Za određivanje geološkog položaja do 50 tisuća godina naširoko se koristi radiokarbonsko datiranje. Temelji se na činjenici da se pod utjecajem svemirskog zračenja i Zemljine atmosfere dušik pretvara u radioaktivni izotop ugljika C, s vremenom poluraspada od 5750 godina. U živim organizmima, zbog stalne izmjene s okolinom, koncentracija konstante izotopa radioaktivnog ugljika, dok nakon smrti i prestanka izmjene
tvari, radioaktivni izotop ""*C počinje se raspadati. Poznavajući vrijeme poluraspada, možete vrlo točno odrediti starost organskih ostataka: ugljena, grana, treseta, kostiju. Ova se metoda koristi za datiranje razdoblja glacijacije, faza drevne ljudske civilizacije itd.
Posljednjih godina uspješno se razvija dendrokronološka metoda. Proučavajući utjecaj vremenskih prilika na rast godova na drvu, biolozi su ustanovili da izmjenični godovi niskog i visokog rasta daju jedinstvenu sliku. Sastavljanjem prosječne krivulje rasta drva za svaku regiju, moguće je datirati bilo koji komad drveta s točnošću od jedne godine. Tako, primjerice, sovjetski arheolozi točno određuju starost drva korištenog u izgradnji drevnog Novgoroda.
Poput godova, oni odražavaju dnevne, sezonske i godišnje cikluse linija rasta koralja. Ovi morski beskralješnjaci vanjski dio skelet je prekriven tankim vapnenastim slojem tzv epiteka. Kada je dobro očuvan, na epnteku su vidljivi jasni prstenovi - rezultat periodičnih promjena u brzini taloženja kalcijevog karbonata. Te su formacije grupirane 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 tvore grebene, izbrojao je oko 360 linija u njihovom godišnjem pojasu, tj. Svaka linija odgovara porastu u jednom danu. Zanimljivo je da koralji koji su živjeli prije otprilike 370 milijuna godina imaju od 385 do 399 linija u godišnjem pojasu. Na temelju toga J. Wells je došao do zaključka da je broj dana u godini u tom dalekom geološkom vremenu bio veći nego u našoj eri. Doista, kako pokazuju astronomski izračuni i paleontološki podaci, Zemlja se brže okretala, pa je duljina dana bila otprilike 22 sata. Poznavanje slijeda pojavljivanja pojedinih organizama i starosti pojedinih slojeva zemljina kora, znanstvenici u opći nacrt sastavio kronologiju povijesti našeg planeta i opisao razvoj života na njemu.
Kalendar povijest Zemlje. Povijest Zemlje podijeljena je na duga vremenska razdoblja - doba. Ere se dijele na prRidovi, razdoblja - na razdoblja, doba - na stoljeća.(Kalendar povijesti Zemlje prikazan je u tablici.)
Podjela na ere i razdoblja nije slučajna. Kraj jedne i početak druge ere obilježen je značajnim preobrazbama lica Zemlje, promjenama u odnosima kopna i mora te intenzivnim planotvornim procesima.
Nazvan ur Grčko porijeklo: kitarhija -ispod antičkog,arheja - najstariji, proterozoik - primarni život,Paleozoik - drevni život,mezozoik - prosječan život.kenozoik- novi život (sl. 40).
j 55
Uspon sisavaca
Procvat gmazova
Uspon vodozemaca
Osvajanje zemlje
Drevni kralješnjaci
Pojava ozonskog ekrana
Spužve, crvi
Arheociti
Formiranje Kursk željezne rude
Hidroidni polipi su višestanični. Zelene alge-eukarioti. Izgled tla Modrozelene alge Bakterije J bilješke
Pojava život
Vulkanizam, kondenzacija vodene pare, akumulacija sekundarnih atmosfera
Obrazovanje zemljina kora
Formiranje planeta
Slika 40. Povijest razvoja života na Zemlji
Geokronološki stol
Trajanje (u milijunima godina) | od početka do danas (u milijunima 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 | Kasni srednji rani | ||
Kasno Rano | |||
Srednje rani | |||
Kasni srednji rani | |||
Kasno Rano | |||
Kasni srednji rani | |||
Kasni srednji | |||
proterozoik | Kasni proterozoik Rifej | ||
Kasni srednji rani | |||
proterozoik | |||
Rani proterozoik | |||
1100--1400 3500-3800 |
|||
Katarhey |
TESTIRAJ SE
1. Što je bit glavnih metoda datiranja stijena i fosilnih ostataka organizama?
2. Koji je princip rada “radioaktivnog sata”?
3. Što je Zemljin povijesni kalendar?
RAZVOJ ŽIVOTA U PREKAMBRIJU
Donedavno su paleontolozi mogli proniknuti u povijest života prije samo 500-570 milijuna godina, a fosilni zapis započeo je s kambrijskim razdobljem. 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 razumljiv brz razvoj paleontologije posljednjih godina.
Arheje. Paleontološki podaci iz najstarijih sedimentnih slojeva pokazuju da je predorganizmski stadij evolucije trajao 1,5-!,6 milijardi godina nakon nastanka Zemlje kao planeta. Katarhey je bila "predstava bez gledatelja". Život je nastao na granici katarheje i arheje. O tome svjedoče nalazi ostataka mikroorganizama u ranim arhejskim stijenama starosti 3,5-3,8 milijardi godina. Malo se zna o životu u Arheju. Arhejske stijene sadrže velike količine grafita. Vjeruje se da grafit dolazi od ostataka organskih spojeva koji su bili dio živih organizama. Ovo su bile stanične o "kariotima". - bakterije i plavozelene. Produkti vitalne aktivnosti ovih primitivnih mikroorganizama također su najstarije sedimentne stijene (stromatoliti) - vapnenačke tvorevine u obliku stupa pronađene 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 aktivni su sudionici u formiranju kolosalnih, još malo istraženih mineralnih resursa na dnu Svjetskog oceana. Tamo su otkrivena nalazišta željeza, mangana, bakra, nikla i kobalta. Velika je uloga mikroorganizama i u stvaranju uljnih škriljevaca, nafte i plina.
Plavo-zelene bakterije brzo su se proširile kroz arheje i postale gospodari planeta. Ti organizmi nisu imali zasebnu jezgru, ali su je imali razvijen sustav metabolizam, sposobnost reprodukcije. Plavozeleni su, osim toga, posjedovali fotosintetski aparat. Pojava potonjeg bila je najveća aromirfoza u evoluciji žive prirode i otvorila je jedan od putova (vjerojatno upravo 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 postupno će dopunjavati sliku života dalje rane faze njegovu evoluciju. Za sada je kronologija tog dalekog vremena ocrtana samo shematski. Kamena kronika je već započela, ali tragovi "pisanja" su vrlo rijetki -
Hipoteza o ozonu zaslon. Najvažnija faza u razvoju života na Zemlji usko je povezana s promjenama koncentracije kisika u atmosferi i nastankom ozonskog zaslona. Ovu su pretpostavku izrazili američki znanstvenici G. Berkner i L. Marshall krajem 60-ih godina našeg stoljeća. Sada to potvrđuju podaci iz biogeokemije i paleontologije. Zahvaljujući vitalnoj aktivnosti plavozelenih, sadržaj slobodnog kisika u atmosferi značajno se povećao postizanjem takozvane "Pasteurove točke" koncentracije kisika - 1% njegove koncentracije u modernoj atmosferi - stvorili su se preduvjeti. za ispoljavanje aerobnog mehanizma disimilacije-disanja.. Prije toga, dominantni anaerobni (bezkisik) procesi su bili velika aromorfoza, uslijed čega se višestruko povećalo oslobađanje energije za vitalne procese.
Akumulacija kisika dovela je do pojave primarnog ozonskog zaslona gornje slojeve biosfere, koja je otvorila goleme horizonte za bujanje života, jer je spriječila prodor razornih ultraljubičastih zraka na Zemlju.
Pojava ozonskog zaslona i prijelaz s anaerobnih procesa na disanje događa se u vendu - najviše kasna faza Proterozoik i dovodi do razvoja fotosintetskih organizama - autotrofi u solarno bogatim gornjim slojevima oceana. S druge strane, akumulacija organskih spojeva od strane autotrofnih organizama kao rezultat fotosinteze stvorila je uvjete za evoluciju njihovih potrošača - heterotrofni organizmi.
U paleozoiku, na granici silura i devona, sadržaj kisika u atmosferi dosegnuo je 10% njegove današnje koncentracije. Do tog je vremena snaga ozonskog zaslona toliko porasla da je omogućila živim organizmima da dosegnu kopno.
DokumentNeobaveznodobro-seminar BORGES I NABOKOV U POTRAZI... očekuje se rasprava o rezultatima u ovom naravno-seminar, pokazao je da sličan ... i kulturno-povijesni kontekst. Stvaran dobro-seminar je namijenjen svima koje zanima komparativna...
Trenutačno život na Zemlji ne može nastati abiogenim putem. Darwin je 1871. godine napisao: “Ali ako sada... u bilo kojem toplom vodenom tijelu, koje sadrži sve potrebne soli amonijaka i fosfora i dostupno je utjecaju svjetla, topline, elektriciteta, kemijski je formiran protein, sposoban dalje sve više složene transformacije, tada bi ta tvar odmah bila uništena i apsorbirana, što je bilo nemoguće u razdoblju nastanka živih bića.” Život je na Zemlji nastao abiogeno. Trenutno živa bića potječu samo od živih bića (biogenog porijekla). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.
Teorija panspermije.
Godine 1865 njemački liječnik G. Richter iznio kozmozoanska hipoteza
( kozmički rudimenti) prema kojem je život vječan i rudimente koji nastanjuju kozmički prostor moguće je prenositi s jednog planeta na drugi.
Sličnu hipotezu iznio je švedski prirodoslovac S. Arrhenius 1907., sugerirajući da embriji života vječno postoje u svemiru - hipoteza o panspermiji. Opisao je kako čestice materije, zrnca prašine i žive spore mikroorganizama bježe u svemir s planeta nastanjenih drugim stvorenjima. Svoju životnu sposobnost održavaju letenjem u prostoru Svemira zahvaljujući svjetlosnom pritisku. Kad se jednom nađu na planetu s prikladnim uvjetima za život, počinju novi život na ovoj planeti. Ovu su hipotezu podržali mnogi, uključujući ruske znanstvenike S.P. Kostycheva, L.S. Berga i P.P.
Ova hipoteza ne pretpostavlja nikakav mehanizam za objašnjenje primarnog porijekla života i prebacuje problem na drugo mjesto u Svemiru. Liebig je vjerovao da "atmosfera nebeska tijela, kao i rotirajuće kozmičke maglice mogu se smatrati vječnim spremištima animiranog oblika, kao vječnim plantažama organskih embrija,” odakle se život raspršuje u obliku tih embrija u Svemiru.
Za potvrđivanje panspermije koriste se pećinski crteži koji prikazuju objekte slične raketama ili astronautima ili izgledu NLO-a. Letovi svemirskih letjelica uništili su vjerovanje u postojanje inteligentnog života na planetima Sunčevog sustava, koje se pojavilo nakon što je Schiparelli otkrio kanale na Marsu 1877. godine.
Lovell je izbrojao 700 kanala na Marsu. Mreža kanala pokrivala je sve kontinente. Godine 1924. kanali su fotografirani i većina ih je znanstvenika vidjela 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 dobile su sovjetska svemirska letjelica Mars i američke sletne stanice Viking 1 i Viking 2. Tako se ispostavilo da se polarne kape, koje doživljavaju sezonske promjene, sastoje od vodene pare pomiješane s mineralnom prašinom i čvrstim ugljičnim dioksidom (suhim ledom). No do sada na Marsu nisu pronađeni nikakvi tragovi života.
Proučavanje površine s umjetnih satelita sugeriralo je da su kanali i rijeke Marsa mogli nastati kao rezultat topljenja podzemnog vodenog leda u područjima povećana aktivnost ili unutarnja toplina planeta, ili kada periodične promjene klima.
Krajem šezdesetih godina dvadesetog stoljeća ponovno je porastao interes za hipoteze o panspermiji. Prilikom proučavanja tvari meteorita i kometa otkriveni su "preteče živih bića" - organski spojevi, cijanovodična kiselina, voda, formaldehid, cijanogeni.
Formaldehid je pronađen u 60% slučajeva u 22 proučavana područja, s oblacima koncentracija od približno 1000 molekula/cm. kocka ispuniti ogromne prostore.
Godine 1975. prekursori aminokiselina pronađeni su u lunarnom tlu i meteoritima.
Koncept stacionarnog stanja života.
Prema V. I. Vernadskom, treba govoriti o vječnosti života i manifestacija njegovih organizama, kao što govorimo o vječnosti materijalnog supstrata nebeskih tijela, njihovih toplinskih, električnih, magnetskih svojstava i njihovih manifestacija. Sva živa bića potječu od živih bića (Redijevo načelo).
Primitivni jednostanični organizmi mogli su nastati samo u biosferi Zemlje, kao iu biosferi Svemira. Prema Vernadskom, prirodne znanosti izgrađene su na pretpostavci da život sa svojim posebnim svojstvima ne sudjeluje u životu svemira. Ali biosferu treba uzeti kao cjelinu, kao jedinstven živi kozmički organizam (tada nestaje pitanje početka živog, skoka iz neživog u živo).
Hipoteza o "holobiozi".
Radi se o prototipu pretstaničnog pretka i njegovim sposobnostima.
Postoje različiti oblici predstaničnog pretka - "bioid", "biomonada", "mikrosfera".
Prema biokemičaru P. Dekkeru, strukturnu osnovu “bioida” čine održive neravnotežne disipativne strukture, odnosno otkriće mikrosustava s enzimatskim aparatom koji katalizira metabolizam “bioida”.
Ova hipoteza tumači aktivnost prije staničnog pretka u razmjensko-metaboličkom duhu.
U okviru hipoteze o holobiozi, biokemičari S. Fox i K. Doze modelirali su svoje biopolimere sposobne za metabolizam - složenu sintezu proteina.
Glavni nedostatak ove hipoteze je nepostojanje genetskog sustava u takvoj sintezi. Otuda preferiranje "molekularnog pretka" svakog živog bića, umjesto primarne protocelularne strukture.
Hipoteza genobioze.
Američki znanstvenik Haldane smatrao je da primarna struktura nije ona s kojom se metabolizira okruženje, već molekularni sustav sličan genu i sposoban za reprodukciju, te se stoga naziva "goli gen". Opće priznanje Ova hipoteza je primljena nakon otkrića RNK i DNK i njihovih fenomenalnih svojstava.
Prema ovoj genetskoj hipotezi, na početku je nastao nukleinske kiseline kao osnova matrice za sintezu proteina. Prvi ga je 1929. iznio G. Möller.
Eksperimentalno je dokazano da se jednostavne nukleinske kiseline mogu replicirati bez enzima. Sinteza proteina na ribosomima odvija se uz sudjelovanje t-RNA i r-RNA. Oni su sposobni graditi ne samo nasumične kombinacije aminokiselina, već uređene proteinske polimere. Možda su se primarni ribosomi sastojali samo od RNA. Takvi ribosomi bez proteina mogli bi sintetizirati uređene peptide uz sudjelovanje tRNA molekula koje dolaze u kontakt s rRNA kroz sparivanje baza.
U sljedećem stupnju kemijske evolucije pojavile su se matrice koje određuju slijed molekula t-RNA, a time i slijed aminokiselina koje se vežu na molekule t-RNA. Sposobnost nukleinskih kiselina da služe kao uzorci u formiranju komplementarnih lanaca (primjerice, sinteza RNK na DNK) najuvjerljiviji je argument u korist ideje o vodećoj važnosti u procesu biogeneze nasljednog aparata i, posljedično, u korist genetske hipoteze o postanku života.
3. Kako se život pojavio na Zemlji
Suvremena koncepcija nastanka života na Zemlji rezultat je široke sinteze prirodnih znanosti, mnogih teorija i hipoteza koje su iznijeli istraživači različitih specijalnosti.
Uvod.
1. Pojmovi o nastanku života na Zemlji.
2. Podrijetlo života.
3. Pojava najjednostavnijih oblika živih bića.
Zaključak.
Popis korištene literature
Uvod
Pitanja o podrijetlu prirode i suštini života odavno su predmet zanimanja čovjeka u njegovoj želji da razumije svijet oko sebe, razumije sebe i odredi svoje mjesto u prirodi. Postanak života jedan je od tri najvažnija ideološka problema, uz problem nastanka našeg Svemira i problem porijekla čovjeka.
Stoljeća istraživanja i pokušaja rješavanja ovih pitanja dovela su do različitih koncepcija nastanka života.
1. Pojmovi o nastanku života na Zemlji
Kreacionizam je božansko stvaranje živih bića.
Prema kreacionizmu, pojava života na Zemlji nije se mogla dogoditi na prirodan, objektivan, pravilan način; život je posljedica božanskog stvaralačkog čina. Podrijetlo života odnosi se na određeni događaj u prošlosti koji se može izračunati. Godine 1650. irski nadbiskup Ussher izračunao je da je Bog stvorio svijet u listopadu 4004. godine prije Krista, a u 9 sati 23. listopada čovjek. Taj je broj dobio analizom dobi i odnosa svih osoba koje se spominju u Bibliji. No, do tada je na Bliskom istoku već postojala razvijena civilizacija, što dokazuju arheološka istraživanja. Međutim, pitanje stvaranja svijeta i čovjeka nije zatvoreno, budući da se tekstovi Biblije mogu tumačiti na različite načine.
Koncept višestrukog spontanog nastajanja života iz nežive materije(pridržavao ga se i Aristotel koji je smatrao 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. Temelji se na ideji da, pod utjecajem prirodnih čimbenika, živa bića mogu nastati iz neživih stvari, organske stvari iz anorganskih stvari. To seže do Aristotela: određene "čestice" tvari sadrže određeni "alternativni princip", koji pod određenim uvjetima može stvoriti živi organizam. Aristotel je vjerovao da se aktivni princip nalazi u oplođenom jajetu, sunčevoj svjetlosti i trulom mesu. Za Demokrita je početak života bio u blatu, za Talesa - u vodi, za Anaksagoru - u zraku. Aristotel je na temelju podataka o životinjama koji su dolazili od vojnika Aleksandra Velikog i trgovačkih putnika, formirao ideju o postupnom i kontinuiranom razvoju živih bića iz neživih te stvorio ideju o “ljestve prirode” u odnosu na životinjski svijet. Nije sumnjao u spontani nastanak žaba, miševa i drugih malih životinja. Platon je govorio o spontanom nastanku živih bića iz zemlje kroz proces raspadanja.
Ideja spontane generacije postala je raširena u srednjem vijeku i renesansi, kada je mogućnost spontane generacije bila dopuštena ne samo za jednostavna, već i za prilično visoko organizirana stvorenja, čak i sisavce.
(npr. miševi od krpa). Poznati su Paracelsusovi pokušaji da razvije recepte umjetna osoba(homunculus).
Helmont je smislio recept za proizvodnju miševa od pšenice i prljavog rublja. Bacon je također vjerovao da je propadanje klica novog rođenja. Ideje o spontanom nastanku života podržavali su Galileo, Descartes, Harvey i Hegel.
Protiv teorije spontanog nastajanja u 17.st. Govorio je firentinski liječnik Francesco Redi. Stavivši meso u zatvoreni lonac, F. Redi je to pokazao u pokvareno meso Ličinke puhalice ne stvaraju se spontano. Zagovornici teorije spontanog nastajanja nisu odustajali, oni su tvrdili da do spontanog nastajanja ličinki nije došlo samo zato što zrak nije ušao u zatvorenu posudu. 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 vrvjelo je od ličinki muha, dok u posudama prekrivenim muslinom nije bilo ličinki u pokvarenom mesu.
U 18. stoljeću Teoriju o spontanom nastanku života nastavio je braniti njemački matematičar i filozof Leibniz. On i njegovi pristaše tvrdili su da u živim organizmima postoji posebna "životna sila". Prema vitalistima (od latinskog "vita" - život), "životna sila" prisutna je posvuda. Samo ga treba 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 je mesna juha kuhana sat vremena i vrat je zapečaćen, ništa se nije pojavilo u zatvorenoj tikvici. Vitalisti su sugerirali da produljeno kuhanje ubija "životnu snagu", koja ne može prodrijeti u zatvorenu tikvicu.
U 19. stoljeću Čak je i Lamarck 1809. pisao o mogućnosti spontanog nastajanja gljiva.
Pojavom Darwinove knjige “Podrijetlo vrsta” ponovno se postavilo pitanje kako je nastao život na Zemlji. Francuska akademija znanosti 1859. dodijelila je posebnu nagradu za pokušaj da se baci novo svjetlo na pitanje spontane generacije. Ovu je nagradu 1862. godine primio poznati francuski znanstvenik Louis Pasteur. Tko je proveo eksperiment koji se u jednostavnosti mjerio s Redijevim poznatim eksperimentom. U tikvici je prokuhao razne hranjive podloge u kojima su mogli rasti mikroorganizmi. Tijekom dugotrajnog vrenja u tikvici nisu umrli samo mikroorganizmi, već i njihove spore. Prisjećajući se vitalističke tvrdnje da mitska "životna sila" ne može prodrijeti kroz zatvorenu tikvicu, Pasteur je na nju pričvrstio cijev u obliku slova S sa slobodnim krajem. Spore mikroorganizama smjestile su se na površini tanke zakrivljene cijevi i nisu mogle prodrijeti u hranjivi medij. Dobro prokuhana hranjiva podloga ostala je sterilna, u njoj nije uočeno spontano stvaranje mikroorganizama, iako je osiguran pristup zraku (a time i zloglasnoj "životnoj sili").
Tako je dokazano da u naše vrijeme bilo koji organizam može nastati samo iz drugog živog organizma.
Koncept stabilnog stanja, prema kojoj život postoji oduvijek. Zagovornici teorije o vječnom postojanju života vjeruju da su na oduvijek postojećoj Zemlji neke vrste bile prisiljene izumrijeti ili dramatično promijeniti svoj broj na određenim mjestima na planetu zbog promjena vanjskih uvjeta. Na tom putu nije razvijen jasan koncept, jer postoje neke praznine i nejasnoće u fosilnom zapisu Zemlje. Sljedeća skupina hipoteza također je povezana s idejom o vječnom postojanju života u svemiru.
Koncept panspermije– izvanzemaljsko podrijetlo života. Teorija panspermije (hipoteza o mogućnosti prijenosa života u svemiru s jednog kozmičkog tijela na druga) ne nudi nikakav mehanizam koji bi objasnio primarni nastanak života i problem prebacuje na drugo mjesto u svemiru. Liebig je vjerovao da se "atmosfere nebeskih tijela, kao i rotirajuće kozmičke maglice, mogu smatrati vječnim spremištima animiranog oblika, vječnim plantažama organskih klica", odakle se život raspršuje u obliku tih klica u Svemiru.
Godine 1865. njemački liječnik G. Richter iznio je hipotezu o kozmozoima (kozmičkim začecima), prema kojoj je život vječan i začeci koji nastanjuju kozmički prostor mogu se prenositi s jednog planeta na drugi. Ovu su hipotezu podržali mnogi eminentni znanstvenici. Na sličan način razmišljali su Kelvin, Helmholtz i drugi Arrhenius je početkom našeg stoljeća došao na ideju o radiopanspermiji. Opisao je kako čestice materije, zrnca prašine i žive spore mikroorganizama bježe u svemir s planeta nastanjenih drugim stvorenjima. Svoju životnu sposobnost održavaju letenjem u prostoru Svemira zahvaljujući svjetlosnom pritisku. Kada se jednom nađu na planetu s odgovarajućim uvjetima za život, započinju novi život na ovom planetu.
Kako bi potkrijepili panspermiju, obično se koriste pećinskim crtežima koji prikazuju objekte koji izgledaju poput raketa ili astronauta ili pojavu NLO-a. Letovi svemirskih letjelica uništili su vjeru u postojanje inteligentnog života na planetima Sunčevog sustava, koja se pojavila nakon Schiaparellijevog otkrića kanala na Marsu.
Pojam nastanka života na Zemlji u povijesnoj prošlosti kao rezultat procesa podložnih fizikalnim i kemijskim zakonitostima.
Trenutno je najprihvaćenija hipoteza o podrijetlu života na Zemlji, koju je formulirao sovjetski znanstvenik akad. A.I.Oparin i engleski znanstvenik J.Haldane. Ova hipoteza temelji se na pretpostavci o postupnom nastanku života na Zemlji iz organska tvar 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 . Podrijetlo života
kriptozoik
Ovo geološko vrijeme započelo je nastankom Zemlje prije 4,6 milijardi godina, uključuje razdoblje formiranja zemljine kore i praoceana, a završava širokom rasprostranjenošću 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 milijarde godina, pojavio se život na Zemlji. Život se mogao pojaviti tek kada su se u arheju razvili povoljni uvjeti, a prije svega povoljne temperature.
Živa materija, između ostalih tvari, izgrađen je od bjelančevina. Stoga je do nastanka života temperatura na zemljinoj površini morala pasti toliko da proteini ne budu uništeni. Poznato je da je danas granična temperatura za postojanje žive tvari 90 C; neke bakterije žive u toplim izvorima na ovoj temperaturi. Na toj visokoj temperaturi već se mogu stvarati određeni organski spojevi potrebni za nastanak žive tvari, prvenstveno bjelančevine. Teško je reći koliko je vremena trebalo zemljina površina ohladiti na odgovarajuću temperaturu.
Mnogi istraživači koji proučavaju problem podrijetla života na Zemlji vjeruju da je život nastao u plitkoj morskoj vodi kao rezultat uobičajenih fizikalnih i kemijskih procesa svojstvenih anorganskoj tvari. Određeno kemijski spojevi nastaju pod određenim uvjetima i kemijski elementi međusobno se kombiniraju u određenim težinskim omjerima.
Vjerojatnost nastanka složenih organskih spojeva posebno je velika za ugljikove atome zbog njihove specifične značajke. Zato je ugljik postao građevni materijal iz kojeg su, prema zakonima fizike i kemije, relativno lako i brzo nastajali najsloženiji organski spojevi.
Molekule nisu odmah dosegle stupanj složenosti koji je neophodan za konstrukciju "žive tvari". Možemo govoriti o kemijskoj evoluciji, koja je prethodila biološkoj evoluciji i kulminirala pojavom živih bića. Proces kemijske evolucije bio je prilično spor. Početak tog procesa udaljen je 4,5 milijardi godina od modernog doba i praktički se poklapa s vremenom nastanka same Zemlje.
Na početne faze U svojoj povijesti Zemlja je bila vrući planet. Uslijed rotacije, uz postupno smanjenje temperature, atomi teških elemenata pomaknuli su se u središte, a atomi lakih elemenata (vodik, ugljik, kisik, dušik), od kojih su sastavljena tijela živih organizama, koncentrirani su na površini. slojeva. Daljnjim hlađenjem Zemlje pojavili su se kemijski spojevi: voda, metan, ugljikov dioksid, amonijak, cijanovodik, kao i molekularni vodik, kisik, dušik. Tjelesni i kemijska svojstva voda (veliki dipolni moment, viskoznost, toplinski kapacitet itd.) i ugljik (teško stvaranje oksida, sposobnost redukcije i stvaranja linearnih spojeva) odredili su da su u kolijevci života.
U tim početnim fazama formirana je primarna atmosfera Zemlje, koja nije bila oksidacijska, kao sada, već redukcijska priroda. Osim toga, bio je bogat inertnim plinovima (helij, neon, argon). Ova primarna atmosfera već je izgubljena. Na njegovom mjestu nastala je druga Zemljina atmosfera koja se sastoji od 20% kisika - jednog od kemijski najaktivnijih plinova. Ova druga atmosfera proizvod je razvoja života na Zemlji, jedna od njegovih globalnih posljedica.
Daljnji pad temperature uzrokovao je prijelaz niza plinovitih spojeva u tekuće i čvrsto stanje, kao i stvaranje zemljine kore. Kada je temperatura Zemljine površine pala ispod 100°C, vodena para se zgusnula.
Dugotrajne kiše s čestim grmljavinskim nevremenima dovele su do stvaranja velikih vodenih površina. Kao rezultat aktivne vulkanske aktivnosti, iz unutarnjih slojeva Zemlje na površinu je izbačeno mnogo vruće mase, uključujući karbide - spojeve metala s ugljikom. Kada su karbidi u interakciji s vodom, otpušteni su ugljikovodični spojevi. vruće kišnica kao dobro otapalo sadržavao je otopljene ugljikovodike, kao i plinove (amonijak, ugljični dioksid, cijanovodik), soli i druge spojeve koji bi mogli ući u kemijske 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, pražnjenja munje, pojačana ultraljubičasto zračenje Relativno jednostavne molekule organskih spojeva u interakciji s drugim tvarima postale su složenije i formirale su ugljikohidrate, 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 razgradnje vode i vodene pare pod utjecajem ultraljubičastih zraka Sunca. (Bilo je potrebno najmanje 1-1,2 milijarde godina da se reducirana atmosfera primarne Zemlje transformira u oksidiranu.) S nakupljanjem kisika u atmosferi, reducirani spojevi su počeli oksidirati. Tako se oksidacijom metana dobivaju metilni alkohol, formaldehid, mravlja kiselina itd. Nastali spojevi nisu uništeni zbog svoje hlapljivosti. Napuštajući gornje slojeve zemljine kore, ušli su u vlažnu, hladnu atmosferu, koja ih je štitila od uništenja. Naknadno su te tvari, zajedno s kišom, pale u mora, oceane i druge vodene bazene. Akumulirajući se ovdje, ponovno su stupili u reakcije, uslijed kojih je više složene tvari(aminokiseline i spojevi kao što je adenitis). Kako bi određene otopljene tvari međusobno djelovale, potrebna im je dovoljna koncentracija u otopini. U takvoj "juhi" mogao bi se vrlo uspješno odvijati proces stvaranja složenijih organskih molekula. Tako su vode primarnog oceana postupno zasićene raznim organskim tvarima, tvoreći "primarni bujon". Zasićenost ove "organske juhe" uvelike je olakšana aktivnošću podzemnih vulkana.
U vodama primarnog oceana povećava se koncentracija organskih tvari, one se miješaju, međusobno djeluju i spajaju u male izolirane strukture otopine. Takve se strukture lako mogu dobiti umjetnim putem miješanjem otopina različitih proteina, poput želatine i albumina. Ove organske multimolekularne strukture izolirane u otopini, izvanredni ruski znanstvenik A.I. Oparin se zvao koacervatne kapi ili koacervati. Koacervati su najmanje koloidne čestice – kapljice s osmotskim svojstvima. Istraživanja su pokazala da koacervati imaju prilično složenu organizaciju i imaju niz svojstava koja ih približavaju najjednostavnijim živim sustavima. Na primjer, sposobni su apsorbirati različite tvari iz okoliša koje stupaju u interakciju sa spojevima same kapi i povećavaju se u veličini. Ovi procesi donekle podsjećaju primarni oblik asimilacija. Istodobno se u koacervatima mogu odvijati procesi razgradnje i oslobađanja produkata razgradnje. Odnos između ovih procesa varira među različitim koacervatima. Razlikuju se pojedine dinamički stabilnije strukture s prevladavanjem sintetske aktivnosti. Međutim, sve to još ne daje temelja za svrstavanje koacervata u žive sustave, jer nemaju sposobnost samoreprodukcije i samoregulacije sinteze organskih tvari. Ali oni su već sadržavali preduvjete za nastanak živih bića.
Povećana koncentracija organskih tvari u koacervatima povećala je mogućnost interakcija među molekulama i složenost organskih spojeva. Koacervati su nastali u vodi kada su dva polimera u slaboj interakciji došla u kontakt.
Osim koacervata, u “primarnom bujonu” nakupljeni su polinukleotidi, polipeptidi i razni katalizatori bez kojih je nemoguće formiranje sposobnosti za samoreprodukciju i metabolizam. Anorganske tvari također mogu biti katalizatori. Tako je J. Bernal svojedobno iznio hipotezu da su najpovoljniji uvjeti za nastanak života u malim, mirnim, toplim lagunama s velik broj mulj, glinovita mutnoća. U takvom okruženju vrlo brzo dolazi do polimerizacije aminokiselina; ovdje proces polimerizacije ne zahtijeva zagrijavanje, jer čestice mulja djeluju kao neka vrsta katalizatora.
Tako su se organski spojevi i njihovi polimeri postupno nakupljali na površini mlade planete Zemlje, za koje se pokazalo da su prethodnici primarnih živih sustava - eobionata.
3 . Pojava najjednostavnijih oblika života.
Eobionti su se pojavili prije najmanje 3,5 milijardi godina.
Prvi živi organizmi prirodno su se razlikovali po svojoj krajnjoj jednostavnosti građe. Međutim, prirodna selekcija, tijekom koje su mutanti bolje prilagođeni okolišnim uvjetima preživjeli, 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 sustavne skupine dovršeno je tek krajem ranog arheja. Najstariji organizmi živjeli su i umirali u primordijalnom oceanu, a nakupine njihovih mrtvih tijela već su mogle ostaviti jasne otiske u stijenama. Prvi živi organizmi mogli su se hraniti isključivo organskim tvarima, tj. bili su heterotrofni. No, nakon što su iscrpili zalihe organske tvari u svom neposrednom okruženju, suočili su se s izborom: umrijeti ili razviti sposobnost sintetiziranja organske tvari iz neživih materijala, prvenstveno iz ugljičnog dioksida i vode. Doista, tijekom evolucije neki organizmi (biljke) su stekli sposobnost apsorpcije energije sunčeve zrake i uz njegovu pomoć rastaviti vodu na sastavne elemente. Koristeći vodik za reakciju redukcije, uspjeli su pretvoriti ugljični dioksid u ugljikohidrate i koristiti ga za izgradnju drugih organskih tvari u svojim tijelima. Ovi procesi poznati su kao fotosinteza. Organizmi koji su sposobni unutarnjim kemijskim procesima pretvoriti anorganske tvari u organske nazivaju se autotrofnima.
Pojava fotosintetskih autotrofnih organizama bila je prekretnica u povijesti života na Zemlji. Od tog vremena počelo je nakupljanje slobodnog kisika u atmosferi i ukupna količina organske tvari koja postoji na Zemlji počela je naglo rasti. Bez fotosinteze daljnji napredak u povijesti života na Zemlji bio bi nemoguć. Nalazimo tragove fotosintetskih organizama u najstarijim slojevima zemljine kore.
Prve životinje i biljke bile su mikroskopska jednostanična bića. Određeni korak naprijed bilo je spajanje homogenih stanica u kolonije; međutim, istinski ozbiljan napredak postao je moguć tek nakon pojave višestaničnih organizama. Njihovo se tijelo sastojalo od pojedinačnih stanica ili skupina stanica raznih oblika i imenovanja. To je dalo poticaj brzom razvoju života, organizmi su postajali sve složeniji i raznolikiji. Na početku proterozoik razdoblja, flora i fauna planeta brzo napreduje. U morima su cvjetali nešto progresivniji oblici algi, a pojavili su se i prvi višestanični organizmi: spužve, crijevoživke, mekušci i crvi. Naknadne faze biološki razvoj relativno lako ući u trag iz fosiliziranih ostataka kostura pronađenih u raznim slojevima zemljine kore. Te ostatke, koji su se igrom slučaja i povoljnog okoliša do danas sačuvali u sedimentima, nazivamo fosilima, odnosno fosilima.
godine otkriveni su najstariji ostaci organizama na Zemlji prekambrijum sedimentima Južna Afrika. Riječ je o organizmima sličnim bakterijama, čiju starost znanstvenici procjenjuju na 3,5 milijardi godina. Toliko su mali (0,25 X 0,60 mm) da se mogu vidjeti samo uz pomoć elektronski mikroskop. Organski dijelovi ovih mikroorganizama dobro su očuvani i dopuštaju nam zaključak da su slični modernim bakterijama. Kemijska analiza otkrila je njihovu biološku prirodu. Ostali dokazi života u prekambriju pronađeni su u drevnim formacijama u Minnesoti (staroj 27 milijardi godina), Rodeziji (staroj 2,7 milijardi godina), duž kanadsko-američke granice (staroj 2 milijarde godina), sjevernom Michiganu (staroj 1 milijardu godina) i na drugim mjestima.
Ostaci životinja s dijelovima kostura 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 kostur niti čvrste potporne strukture, ali su se povremeno nalazili otisci tijela višestaničnih organizama, a kao iznimka, njihovi fosilizirani ostaci. Primjer je otkriće u kanadskim vapnencima čudnih formacija stožastog oblika - Atikokania - koje mnogi znanstvenici smatraju roditeljima morskih spužvi. O životnoj aktivnosti većih živih bića, najvjerojatnije crva, govore jasni cik-cak otisci - tragovi puzanja, kao i ostaci "japa" pronađenih u tankoslojnim sedimentima morskog dna. Meka tijela životinja raspadala su se u pamtivijeku, no paleontolozi su iz tragova uspjeli utvrditi način života životinja i utvrditi postojanje njihovih različitih rodova, primjerice Planolithes, Russophycus itd. Iznimno zanimljiva fauna otkrivena je u 1947. australski znanstvenik R.K. Spriggs u brdima Ediacara, otprilike 450 km sjeverno od Adelaidea (Južna Australija). Ovu je faunu proučavao N. F. Glessner, profesor na Sveučilištu u Adelaideu, rođeni Austrijanac, koji je ustvrdio da većina životinjskih vrsta iz Ediacara pripada dosad nepoznatim skupinama organizama bez kostura. Neki od njih pripadaju drevnim meduzama, drugi nalikuju segmentiranim crvima - anelidima. U Ediacari i sličnim starim lokalitetima u Južnoj Africi i drugim regijama također su otkriveni ostaci organizama koji pripadaju skupinama potpuno nepoznatim znanosti. Tako je profesor H. D. Pflug na temelju nekih ostataka ustanovio novu vrstu primitivnih višestaničnih životinja, Petalonamae. Ovi organizmi imaju tijelo u obliku lista i očito potječu od najprimitivnijih kolonijalnih organizama. Obiteljski odnosi Petalonamija s drugim vrstama životinja nisu sasvim jasni. S evolucijskog gledišta, međutim, vrlo je važno da Ediakaran vrijeme, fauna sličnog sastava nastanjivala je mora različitih regija
Zemlja.
Nedavno su mnogi sumnjali da su nalazi iz Ediacarana proterozojskog podrijetla. Nove radiometrijske metode pokazale su da su slojevi s edijakarskom faunom stari oko 700 milijuna godina. Drugim riječima, pripadaju Kasni proterozoik. Mikroskopske jednostanične biljke bile su još raširenije u proterozoiku.
Tragovi vitalne aktivnosti modrozelenih algi, tzv. stromatoliti, izgrađeni od koncentričnih slojeva vapna, poznati su u sedimentima starim i do 3 milijarde godina. Plavo-zelene alge nisu imale kostur, a stromatoliti su nastali od materijala koji se istaložio kao rezultat biokemijski procesi vitalna aktivnost ovih algi. Modrozelene alge, uz bakterije, spadaju u najprimitivnije organizme - prokariote, čije stanice još nemaju formiranu jezgru.
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 višestanične organizme, relativno složene žive sustave, koji su postali preci biljaka i životinja, koje su se u narednim geološkim razdobljima naselile diljem planeta. Život je umnožio svoje manifestacije u plitkim morskim vodama, prodirući u slatkovodne bazene; mnogi oblici već su se pripremali za novi revolucionarni stadij evolucije – za ulazak na zemlju.
Zaključak.
Nakon što je nastao, život se počeo razvijati velikom brzinom (ubrzanje evolucije tijekom vremena). Tako je za razvoj od primarnih protobionata do aerobnih oblika bilo potrebno oko 3 milijarde godina, dok je od pojave kopnenih biljaka i životinja prošlo oko 500 milijuna godina; Ptice i sisavci su se razvili od prvih kopnenih kralježnjaka u 100 milijuna godina, primati su evoluirali u 12-15 milijuna godina, a nastanak ljudi trajao je oko 3 milijuna godina.
Je li sada moguće da na Zemlji nastane život?
Iz onoga što znamo o nastanku života na Zemlji jasno je da je proces nastanka živih organizama iz jednostavnih organskih spojeva bio iznimno dug. Za nastanak života na Zemlji bio je potreban evolucijski proces koji je trajao mnogo milijuna godina, tijekom kojeg su složene molekularne strukture, prvenstveno nukleinske kiseline i proteini, odabrane za stabilnost, za sposobnost reprodukcije vlastite vrste.
Ako danas na Zemlji, negdje u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti, mogu nastati prilično složeni organski spojevi, onda je vjerojatnost da će ti spojevi postojati neko vrijeme zanemariva. 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 kojem toplom vodenom tijelu koje sadrži sve potrebne amonijeve i fosforne soli i dostupno je utjecaju svjetla, topline, elektriciteta itd., kemijski formira protein sposoban daljnjih, sve složenijih transformacija. Ta bi tvar odmah bila uništena ili apsorbirana, što je bilo nemoguće u razdoblju prije nastanka živih bića.”
Život je na zemlji nastao abiogeno. Trenutno živa bića potječu samo od živih bića (biogenog porijekla). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji. Sada se živa bića pojavljuju samo putem reprodukcije.
Popis korištene literature:
1. Naydysh V.M. Pojmovi moderne prirodne znanosti. – M.: Gardariki,
1999. – 476 str.
2. Slyusarev A.A. Biologija s općom 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.
Podučavanje
Trebate li pomoć u proučavanju teme?
Naši stručnjaci savjetovat će vam ili pružiti usluge podučavanja o temama koje vas zanimaju.
Pošaljite svoju prijavu naznačite temu upravo sada kako biste saznali o mogućnosti dobivanja konzultacija.
Hipoteza A.I. Oparina. Najznačajnija značajka hipoteze A. I. Oparina je postupno usložnjavanje kemijske strukture i morfološke pojave preteča života (probionata) na putu do živih organizama.
Veliki broj dokaza upućuje na to da su okoliš za nastanak života mogla biti obalna područja mora i oceana. Ovdje, na spoju mora, kopna i zraka, stvoreni su povoljni uvjeti za stvaranje složenih organskih spojeva. Na primjer, otopine nekih organskih tvari (šećera, alkohola) vrlo su stabilne i mogu postojati neograničeno dugo. U koncentriranim otopinama proteina i nukleinskih kiselina ugrušci slični želatini u vodene otopine. Takvi se ugrušci nazivaju koacervatne kapi ili koacervati (slika 70). Koacervati su sposobni adsorbirati različite tvari. Kemijski spojevi ulaze u njih iz otopine, koji se transformiraju kao rezultat reakcija koje se odvijaju u kapljicama koacervata i oslobađaju 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 stupnjem predživotnog razvoja.
Riža. 70. Stvaranje koacervatne kapi
Koacervati su prošli vrlo dug proces selekcije za strukturnu stabilnost. Stabilnost je postignuta stvaranjem enzima koji kontroliraju sintezu određenih spojeva. Većina važna faza u podrijetlu života došlo je do pojave mehanizma za reprodukciju vlastite vrste i nasljeđivanje svojstava prethodnih generacija. To je postalo moguće zahvaljujući formiranju složenih kompleksa nukleinskih kiselina i proteina. Nukleinske kiseline, sposobne za samoreprodukciju, počele su kontrolirati sintezu proteina, određujući redoslijed aminokiselina u njima. A enzimski proteini izveli su proces stvaranja novih kopija nukleinskih kiselina. Tako je nastala glavna osobina života - sposobnost reprodukcije sebi sličnih molekula.
Živa bića su tzv otvoreni sustavi, tj. sustava u koje energija dolazi izvana. Bez opskrbe energijom život ne može postojati. Kao što znate, prema načinu potrošnje energije (vidi III. poglavlje), organizmi se dijele u dvije velike skupine: autotrofne i heterotrofne. Autotrofni organizmi izravno koriste sunčevu energiju u procesu fotosinteze (zelene biljke), heterotrofni organizmi koriste energiju koja se oslobađa pri razgradnji organskih tvari.
Očito su prvi organizmi bili heterotrofi, dobivajući energiju razgradnjom organskih spojeva bez kisika. U zoru života u Zemljinoj atmosferi nije bilo slobodnog kisika. Pojava atmosfere modernog kemijskog sastava usko je povezana s razvojem života. Pojava organizama sposobnih za fotosintezu dovela je do ispuštanja kisika u atmosferu i vodu. U njegovoj prisutnosti postala je moguća razgradnja organskih tvari kisikom, koja proizvodi višestruko više energije nego u odsutnosti kisika.
Od trenutka svog nastanka, život čini jedinstveni biološki sustav - biosferu (vidi XVI. poglavlje). Drugim riječima, život nije nastao u obliku pojedinačnih izoliranih organizama, već odmah u obliku zajednica. Evoluciju biosfere kao cjeline karakterizira stalno usložnjavanje, odnosno nastajanje sve složenijih struktura.
Je li sada moguće da na Zemlji nastane život? Iz onoga što znamo o nastanku života na Zemlji jasno je da je proces nastanka živih organizama iz jednostavnih organskih spojeva bio iznimno dug. Za nastanak života na Zemlji bio je potreban evolucijski proces koji je trajao mnogo milijuna godina, tijekom kojeg su složene molekularne strukture, prvenstveno nukleinske kiseline i proteini, odabrane za stabilnost, za sposobnost reprodukcije vlastite vrste.
Ako danas na Zemlji, negdje u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti, mogu nastati prilično složeni organski spojevi, onda je vjerojatnost da će ti spojevi postojati neko vrijeme zanemariva. Oni će odmah biti oksidirani ili iskorišteni od strane heterotrofnih organizama. Charles Darwin je to vrlo dobro razumio. Godine 1871. napisao je: “Ali ako sada... u nekoj toploj vodenoj masi koja sadrži sve potrebne amonijeve i fosforne soli i dostupna je svjetlu, toplini, elektricitetu itd., kemijski je formiran protein koji je sposoban dalje , sve složenije transformacije, onda bi ta tvar odmah bila uništena ili apsorbirana, što je bilo nemoguće u razdoblju prije nastanka živih bića.”
Život je na Zemlji nastao abiogeno. Trenutno živa bića potječu samo od živih bića (biogenog porijekla). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.
- Navedite glavne faze koje bi mogle sadržavati proces nastanka života na Zemlji.
- Što mislite kako je iscrpljivanje zaliha utjecalo na daljnju evoluciju? hranjivim tvarima u vodama primarnog oceana?
- Objasnite evolucijski značaj fotosinteze.
- Što mislite zašto ljudi pokušavaju odgovoriti na pitanje o podrijetlu života na Zemlji?
- Zašto je ponovna pojava života na Zemlji nemoguća?
- Dajte definiciju pojma “život”.