MINISTERUL EDUCATIEI AL FEDERATIEI RUSA

INSTITUTUL DE STAT DE SERVICII ȘI ECONOMIE SAN PETERSBURG

Departamentul de Fizică Aplicată

TEST

curs: „Concepte ale științelor naturale moderne”

pe tema: „Ipotezele originii vieții”

Completat de: student anul I

138 de grupuri

Bykova I.B.

Profesor: Naydenova S.N.

Vyborg

2003

CONŢINUT :

1. Introducere …………………………………………………………. Pagina 1

2. Concepte despre originea vieții……………………………………… pagina 2

3. Ipoteza originii vieții A.I. Oparina……………….. pagina 5

1. Idei științifice naturale despre viață și evoluția ei... pagina 8

5. Epocile geologice și evoluția vieții ………………………… pagina 10

6. Literatura utilizată……………………………………….. pagina 12

INTRODUCERE

Una dintre cele mai dificile și în același timp interesante din știința naturală modernă este problema originii vieții. Este dificil pentru că atunci când știința abordează problemele dezvoltării ca pe crearea a ceva nou, ea se află la limita capacităților sale ca ramură a culturii bazată pe dovezi și pe verificarea experimentală a afirmațiilor.

Oamenii de știință de astăzi nu sunt în măsură să reproducă procesul de origine a vieții cu aceeași acuratețe ca în urmă cu câteva miliarde de ani. Chiar și experimentul cel mai atent pus în scenă va fi doar un experiment model, lipsit de o serie de factori care au însoțit apariția vieții pe Pământ. Dificultatea metodologică constă în imposibilitatea efectuării unui experiment direct asupra originii vieții (unicitatea acestui proces împiedică utilizarea metodei științifice de bază).

Viața pe Pământ este reprezentată de o mare varietate de forme, care se caracterizează printr-o complexitate crescândă a structurii și funcțiilor. Toate organismele vii se caracterizează prin două caracteristici: integritate și auto-reproducere. În timpul schimbării individuale (ontogeneză), organismele se adaptează la conditii externe, iar schimbarea generațiilor capătă un caracter evolutiv-istoric (filogenie). Organismele au dezvoltat capacitatea de a fi relativ independente de mediul extern (autonomie). Una dintre principalele proprietăți ale oricărui organism viu este metabolismul. Alături de acesta, semnele esențiale ale vieții sunt iritabilitatea, creșterea, reproducerea, variabilitatea și ereditatea. Fiecare organism viu pare să lupte pentru principalul lucru - reproducerea propriului său fel.

2. Concepte despre originea vieții.

Există cinci concepte despre originea vieții:

1. Viața a fost creată de Creator la un anumit moment - creaționism.
2. Viața a apărut spontan din materia neînsuflețită (a fost crezută de Aristotel, care credea că viețuitoarele pot apărea și ca urmare a descompunerii solului).
3. Conceptul de stare de echilibru conform căruia viața a existat întotdeauna.
4. Conceptul de panspermie - originea extraterestră a vieții;
5. Conceptul de origine a vieții pe Pământ în trecutul istoric ca rezultat al proceselor supuse legilor fizice și chimice.

Potrivit creaționismului, originea vieții se referă la un eveniment specific din trecut care poate fi calculat. În 1650, arhiepiscopul Ussher din Irlanda a calculat că Dumnezeu a creat lumea în octombrie 4004 î.Hr., iar la ora 9 dimineața pe 23 octombrie, omul. El a obținut acest număr dintr-o analiză a vârstelor și relațiilor tuturor persoanelor menționate în Biblie. Cu toate acestea, până în acel moment exista deja o civilizație dezvoltată în Orientul Mijlociu, așa cum au demonstrat cercetările arheologice. Cu toate acestea, problema creării lumii și a omului nu este închisă, deoarece textele Bibliei pot fi interpretate în moduri diferite.

Aristotel, pe baza informațiilor despre animale care au venit de la soldații lui Alexandru cel Mare și de la călătorii negustori, a formulat ideea dezvoltării treptate și continue a viețuitoarelor din lucruri nevii și a creat ideea de „scara naturii” în raport cu lumea animală. Nu avea nicio îndoială cu privire la generația spontană de broaște, șoareci și alte animale mici. Platon a vorbit despre generarea spontană a ființelor vii de pe pământ prin procesul de decădere.

Odată cu răspândirea creștinismului, ideile generației spontane au fost declarate eretice și multă vreme nu au mai fost amintite. Helmont a venit cu o rețetă pentru a produce șoareci din grâu și rufe murdare. Bacon credea, de asemenea, că degradarea este germenul unei noi nașteri. Ideile de generare spontană au fost susținute de Galileo, Descartes, Harvey, Hegel și Lamarck.

În 1688, biologul italian Francesco Redi, printr-o serie de experimente cu vase deschise și închise, a demonstrat că micii viermi albi care apar în carnea putrezită sunt larve de muște și și-a formulat principiul: toate vieţuitoarele provin din fiinţe vii. În 1860, Pasteur a arătat că bacteriile pot fi peste tot și pot infecta substanțe nevii; pentru a scăpa de ele este necesară sterilizarea, numită pasteurizare.

Teorie panspermie(ipoteza despre posibilitatea transferului Vieții în Univers dintr-un corp cosmic în alții) nu oferă niciun mecanism care să explice apariția primară a vieții și transferă problema într-un alt loc din Univers. Liebig credea că „atmosferele corpurilor cerești, precum și nebuloasele cosmice rotative, pot fi considerate ca depozite eterne de forme animate, ca plantații eterne de embrioni organici”, de unde viața este dispersată sub forma acestor embrioni în Univers.

Kelvin, Helmholtz și alții au gândit într-un mod similar.La începutul secolului nostru, Arrhenius a venit cu ideea de radiopanspermie. El a descris modul în care particulele de materie, boabele de praf și sporii vii ai microorganismelor scapă în spațiul cosmic de pe planetele locuite de alte creaturi. Ei își mențin viabilitatea zburând în spațiul Universului datorită presiunii ușoare. Odată ajuns pe o planetă cu condiții potrivite pentru viață, ele încep viață nouă pe această planetă.

Această ipoteză a fost susținută de mulți, inclusiv de oamenii de știință ruși academicienii Serghei Pavlovici Kostychev (1877-1931), Lev Semenovici Berg (1876-1950) și Pyotr Petrovici Lazarev (1878-1942).

Pentru a dovedi panspermia, ei folosesc de obicei picturi rupestre care înfățișează obiecte care arată ca rachete sau astronauți sau apariția OZN-urilor. Zborurile navelor spațiale au distrus credința în existența vieții inteligente pe planetele sistemului solar, care a apărut după descoperirea de către Schiaparelli a canalelor pe Marte (1877). Dar până acum nu au fost găsite urme de viață pe Marte.

La sfârșitul anilor 60, interesul pentru ipotezele de panspermie a crescut din nou. Astfel, geologul B.I.Cuvashov (Questions of Philosophy. 1966) a scris că viața în Univers, în opinia sa, există pentru totdeauna.

La studierea substanței meteoriților și cometelor, au fost descoperiți mulți „precursori ai viețuitoarelor” - compuși organici, acid cianhidric, apă, formaldehidă, cianogeni. Formaldehida, în special, a fost găsită în 60% din cazuri în 22 de zone studiate, norii săi cu o concentrație de aproximativ 1 mie de molecule pe cm cub umplând suprafețe vaste. În 1975, precursori de aminoacizi au fost găsiți în solul lunar și în meteoriți. Susținătorii ipotezei introducerii vieții din spațiu le consideră a fi „semințe” semănate pe Pământ.

În ideile despre originea vieții ca urmare a proceselor fizice și chimice, evoluția unei planete vii joacă un rol important. Potrivit multor biologi, geologi și fizicieni, starea Pământului s-a schimbat tot timpul pe parcursul existenței sale. În vremuri foarte străvechi, Pământul era o planetă fierbinte, temperatura sa atingea 5-8 mii de grade. Pe măsură ce planeta s-a răcit, metalele refractare și carbonul s-au condensat și au format scoarța terestră, care nu a fost netedă din cauza activității vulcanice active și a tuturor tipurilor de mișcări ale solului în formare. Atmosfera Pământului primordial era foarte diferită de cea modernă. Gazele ușoare - hidrogen, heliu, azot, oxigen, argon și altele - nu au fost încă reținute suficient planetă densă, în timp ce compușii lor mai grei au rămas (apă, amoniac, dioxid de carbon, metan). Apa a rămas în stare gazoasă până când temperatura a scăzut sub 100°C.

Compoziția chimică a planetei noastre s-a format ca urmare a evoluției cosmice a materiei sistemului solar, în timpul căreia au apărut anumite proporții de relații cantitative ale atomilor. Prin urmare, datele moderne despre raportul dintre atomii elementelor chimice sunt importante. Abundența cosmică de oxigen și hidrogen a fost exprimată în abundența apei și a numeroșilor ei oxizi. Abundența relativ mai mare de carbon a fost unul dintre motivele care a determinat probabilitatea mai mare de apariție a vieții. Abundența de siliciu, magneziu și fier a contribuit la formarea de silicați în scoarța terestră și meteoriți. Sursele de informații despre abundența elementelor sunt datele despre compoziția Soarelui, meteoriților, suprafețelor Lunii și planetelor. Epoca meteoriților

Aproximativ vârsta rocilor Pământului, compoziția lor ajută la reconstrucția chimiei trecute a Pământului și evidențiază schimbările cauzate de apariția vieții pe Pământ.

Formularea științifică a problemei originii vieții îi aparține lui Engels, care credea că viața nu a apărut brusc, ci s-a format în timpul evoluției materiei. K.A.Timiryazev a vorbit în aceeași ordine de idei: „Suntem forțați să admitem că materia vie s-a desfășurat în același mod ca toate celelalte procese, prin evoluție... Acest proces a avut loc probabil în timpul trecerii de la non-viață. lumea organicăîn organic” (1912).

3. Ipoteza originii vieții A.I. Oparina

Chiar și Charles Darwin și-a dat seama că viața poate apărea numai în absența vieții. În 1871, el a scris: „Dar dacă acum... într-un corp de apă caldă care conține toate sărurile necesare de amoniu și fosfor și accesibilă influenței luminii, căldurii, electricității etc., s-a format chimic o proteină capabilă să în continuare, toate transformările mai complexe, atunci această substanță va fi imediat distrusă sau absorbită, ceea ce era imposibil în perioada de dinaintea apariției ființelor vii.” Organismele heterotrofe obișnuite acum pe pământ ar folosi materie organică nou apărută. Prin urmare, apariția vieții în condițiile pământești cunoscute nouă este imposibilă.

A doua condiție în care poate apărea viața este absența oxigenului liber în atmosferă. Această descoperire importantă a fost făcută de omul de știință rus A.I. Oparin în 1924 (omul de știință englez J.B.S. Haldane a ajuns la aceeași concluzie în 1929). A.I. Oparin a sugerat că în timpul descărcărilor electrice puternice din atmosfera pământului, care acum 4-4,5 miliarde de ani era alcătuită din azot, hidrogen, dioxid de carbon, vapori de apă și amoniac, eventual cu adaos de acid cianhidric (a fost descoperit în cozile cometelor). ), cei mai simpli compuși organici necesari pentru apariția vieții ar fi putut apărea. Prin urmare, substanțele organice care apar pe suprafața Pământului s-ar putea acumula fără a se oxida. Și acum, pe planeta noastră, se acumulează doar în condiții fără oxigen, așa cum ia naștere turba, cărbunele și petrolul. Creatorul ipotezei materialiste a originii vieții pe Pământ, biochimistul rus, academicianul Alexander Ivanovich Oparin (1894-1980), și-a dedicat întreaga viață problemei originii viețuitoarelor.

În 1912, biologul american J. Loeb a fost primul care a obținut cea mai simplă componentă a proteinelor - aminoacidul glicina - dintr-un amestec de gaze sub influența unei descărcări electrice.

Poate că, pe lângă glicină, a primit și alți aminoacizi, dar la acel moment nu existau metode pentru a determina cantitățile lor mici.

Descoperirea lui Loeb a trecut neobservată, așa că prima sinteză abiogenă a substanțelor organice (adică, care are loc fără participarea organismelor vii) dintr-un amestec aleatoriu de gaze este atribuită oamenilor de știință americani S. Miller și G. Urey. În 1953, au efectuat un experiment conform programului conturat de Oparin și sub influența descărcărilor electrice cu o tensiune de până la 60 mii V, simulând fulgerul, din hidrogen, metan, amoniac și vapori de apă sub presiune de câțiva pascali. la t = 80C, un amestec complex de multe zeci de substanțe organice. Printre acestea predominau produsele ecologice.

acizi (carboxilici) - formic, acetic și malic, aldehidele lor, precum și aminoacizi (inclusiv glicină și alanină). Experimentele lui Miller și Urey au fost testate în mod repetat pe amestecuri de gaze diferite și cu diferite surse de energie (lumina solară, radiații ultraviolete și radioactive și doar căldură). Materia organică a apărut în toate cazurile. Rezultatele obținute de Miller și Urey i-au determinat pe oameni de știință din diverse țări să studieze posibile căi de evoluție prebiologică. În 1957, la Moscova a avut loc primul Simpozion Internațional despre problema originii vieții.

Conform datelor obținute recent de oamenii de știință noștri, cele mai simple substanțe organice pot apărea și în spațiul cosmic la temperaturi apropiate de zero absolut. În principiu, Pământul ar fi putut primi substanțe organice abiogene ca zestre la apariția sa.

Ca urmare, oceanul s-a transformat într-o soluție complexă de substanțe organice (așa-numitul ocean primar), care în principiu ar putea hrăni bacteriile anaerobe.

(organisme care sunt capabile să trăiască și să se dezvolte în absența oxigenului liber și să obțină energie pentru viață prin descompunerea substanțelor organice sau anorganice). Pe lângă aminoacizi, conținea și precursori de acizi nucleici - baze purinice, zaharuri, fosfați etc.

Cu toate acestea, substanțele organice cu greutate moleculară mică nu sunt încă în viață. Baza vieții sunt biopolimerii - molecule lungi de proteine ​​și acizi nucleici, compuse din unități - aminoacizi și nucleotide. Reacția de polimerizare a unităților primare nu are loc într-o soluție apoasă, deoarece atunci când doi aminoacizi sau două nucleotide sunt combinate unul cu celălalt, o moleculă de apă este separată. Reacția în apă va merge la reversul. Rata de descompunere (hidroliza) a biopolimerilor va fi mai mare decât viteza de sinteză a acestora. În citoplasma celulelor noastre, sinteza biopolimerilor este un proces complex care necesită cheltuirea energiei ATP. Pentru ca acesta să continue, este nevoie de ADN, ARN și proteine, care sunt ele însele rezultatul acestui proces. Este clar că biopolimerii nu ar fi putut apărea singuri în oceanul primordial.

Poate că sinteza primară a biopolimerilor a avut loc atunci când oceanul primar a fost înghețat sau când reziduul său uscat a fost încălzit. Cercetătorul american S.W. Fox, încălzind un amestec uscat de aminoacizi la 130C, a arătat că în acest caz are loc reacția de polimerizare (apa eliberată se evaporă) și se obțin proteinoizi artificiali, similari proteinelor, având în lanț până la 200 sau mai mulți aminoacizi. Dizolvate în apă, au avut proprietățile proteinelor, au oferit un mediu nutritiv pentru bacterii și chiar au catalizat (accelerat) unele reacții chimice, precum enzimele reale. Poate că au apărut în era pre-biologică pe versanții fierbinți ai vulcanilor, iar apoi ploile i-au spălat în oceanul primordial. Există, de asemenea, un punct de vedere că sinteza biopolimerilor a avut loc direct în atmosfera primară, iar compușii rezultați au căzut în oceanul primar sub formă de particule de praf.

Următoarea etapă propusă în originea vieții este protocelulele. A.I. Oparin a arătat că în soluțiile în picioare de substanțe organice se formează coacervate - „picături” microscopice delimitate de o înveliș semi-permeabilă - membrana primară. Substanțele organice pot fi concentrate în coacervate, reacțiile și metabolismul cu mediul au loc mai repede în ele și se pot diviza chiar ca bacteriile. Fox a observat un proces similar la dizolvarea proteinelor artificiale; el a numit aceste bile microsfere.

În protocelule precum coacervatele sau microsferele, au avut loc reacții de polimerizare a nucleotidelor până când din ele s-a format un protogen - o genă primară capabilă să catalizeze apariția unei anumite secvențe de aminoacizi - prima proteină. Probabil că prima astfel de proteină a fost un precursor al unei enzime care catalizează sinteza ADN-ului sau ARN-ului. Acele protocelule în care a apărut mecanismul primitiv de ereditate și sinteza proteinelor s-au divizat mai repede și au luat în sine toate substanțele organice ale oceanului primar. În această etapă, selecția naturală era deja în curs de desfășurare pentru viteza de reproducere; orice îmbunătățire a biosintezei a fost preluată și noile protocelule le-au înlocuit pe toate anterioare.

Ultimii pași în originea vieții - originea ribozomilor și a ARN-urilor de transfer, codul genetic și mașinile energetice ale celulei folosind ATP - nu au fost încă replicate în laborator. Toate aceste structuri și procese sunt deja prezente în cele mai primitive microorganisme, iar principiul structurii și funcționării lor nu s-a schimbat de-a lungul istoriei Pământului. Prin urmare, deocamdată nu putem reconstrui decât provizoriu stadiul final al originii vieții - până când poate fi recreat în experimente.

Deocamdată, putem spune doar că apariția vieții pe pământ a durat relativ puțin - mai puțin de un miliard de ani. În urmă cu 3,8 miliarde de ani, existau primele microorganisme, din care provine toată diversitatea formelor de viață pământească.

Viața a apărut pe pământ în mod abiogen. În prezent, viețuitoarele provin doar din viețuitoare (origine biogenă). Este exclusă posibilitatea ca viața să reapară pe pământ.

4. Idei științifice naturale despre viață și evoluția ei

Darwin a deschis forţe motrice evoluția naturii vii. El a încercat să înțeleagă și să explice natura reală a contradicțiilor interne ale lumii organice. Teoria lui nu numai că explică natura acestor contradicții, ci indică și modalitățile prin care acestea sunt rezolvate în lumea animalelor și a plantelor.

Un loc semnificativ în toate lucrările lui Darwin, și în special în „Originea speciilor”, este ocupat de dovezile despre însuși faptul evoluției organice.

Acum este general acceptat că toate viețuitoarele se bazează pe compuși chimici similari ai unui grup de proteine, printre care nucleoproteinele au o poziție specială. Aceștia sunt compuși ai corpilor proteici și acizilor nucleici. Nucleoproteinele constituie componenta principală a nucleului celular al plantelor și animalelor. Cercetările din domeniul biologiei moleculare au arătat că acizii nucleici sunt responsabili pentru multe procese importante din viața organismelor. În acest caz, macromoleculele de acid dezoxiribonucleic (ADN) și acidul ribonucleic joacă un rol deosebit. (ARN). Molecula de ADN, în interacțiune cu alte substanțe celulare, determină sinteza proteinelor și a enzimelor care reglează metabolismul în organism. Proteinele și nucleoproteinele (în special ADN și ARN) sunt o componentă esențială a tuturor organismelor biologice. În consecință, din punct de vedere al evoluției chimice, ele stau la baza vieții tuturor formelor biologice cunoscute pe Pământ.

În plus, există o legătură eternă, continuă între natura neînsuflețită și cea vie. „Există o legătură continuă, fără sfârșit, între materia inertă și cea vie, care poate fi exprimată ca un flux biogen continuu de atomi de la materia vie la materia inertă a biosferei și înapoi. Acest curent biogen de atomi este cauzat de materia vie. Se exprimă prin respirație nesfârșită, nutriție, reproducere etc.”

Unitatea naturii vii este indicată și de diferențierea corpurilor animalelor și plantelor. Astfel, unitatea lumii organismelor se manifestă atât în ​​compoziția lor chimică, cât și în structura și funcționarea lor. Acest fapt nu a putut scăpa de atenția oamenilor de știință naturală. Ideea asemănării organismelor vii l-a condus pe J. Cuvier la doctrina tipurilor regnului animal. Ulterior, a fost dezvoltat în lucrările lui K. Baer, ​​​​E. Haeckel, A. O. Kovalevsky, I. I. Mechnikov, care au susținut că asemănarea animalelor nu poate fi explicată altfel decât prin comunitatea originii lor.

Unitatea lumii organice este indicată și de existența așa-numitelor forme intermediare, care includ animale și plante care ocupă o poziție de tranziție, intermediară, între taxoni mari.

În lumea organică nu există granițe rigide între diviziunile sale. În același timp, granițele dintre specii sunt întotdeauna reale. Darwin acordă o mare atenție problemei speciilor și speciației. Nu este o coincidență că titlul lucrării sale include cuvintele „originea speciilor”. Ca cea mai importantă unitate de sistematizare, specia ocupă un loc central în teoria evoluționistă. Sarcina teoriei evoluționiste este de a explica mecanismul originii vieții și schimbările în speciile reale de animale și plante care locuiesc pe Pământ.

Dovada evoluției este și asemănarea organelor animale, exprimată în poziția lor, relația în planul general de structură și în dezvoltarea unui embrion dintr-un rudiment similar. Organele similare sunt numite organe omoloage. Teoria evoluționistă explică asemănarea organelor prin originea comună a formelor comparate, în timp ce susținătorii conceptelor creaționiste au interpretat această asemănare ca fiind voința creatorului,

crearea de grupuri de animale după un plan specific.

Confirmarea ideii de evoluție este reflectarea istoriei dezvoltării organismelor asupra structurii lor și asupra proceselor de dezvoltare embrionară, precum și distribuția geografică a organismelor.

Genetica ocupă un loc aparte în dezvoltarea și aprofundarea conceptelor evolutive. Ideea imuabilității genelor a început să fie depășită în anii 20-30 ai secolului XX. în legătură cu apariţia populaţiei, genetica evolutivă. Elucidarea structurii populațiilor ne-a permis să aruncăm o nouă privire asupra proceselor evolutive care se desfășoară la nivelul populației. Genetica a făcut posibilă urmărirea principalelor etape ale procesului evolutiv de la apariția unei noi trăsături într-o populație până la apariția unei noi specii. Ea a adus metode experimentale precise cercetării la nivel intraspecific, microevoluționar.

unitate elementară ereditatea - o genă, care este o secțiune a unei molecule de ADN care determină dezvoltarea caracteristicilor elementare ale unui individ. Unitate evolutivă elementară trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: diviziune membre;

capacitatea de schimbare ereditară în schimbarea generațiilor biologice; realitatea şi concreteţea existenţei în conditii naturale. Populația este considerată a fi o astfel de unitate de evoluție - unitate elementară a procesului evolutiv, iar o schimbare ereditară într-o populaţie este un fenomen evolutiv elementar. Ea reflectă o schimbare în structura genotipică a populației. Gena este supusă mutațiilor - modificări ereditare la indivizi individuali. Mutație - discret

modificarea codului informațiilor ereditare ale unui individ. Există tipuri de mutații genice, cromozomiale, genomice și extranucleare.

Procesul mutațiilor menține un grad foarte ridicat de eterogenitate genetică în populațiile naturale. Dar, îndeplinind rolul de „furnizor” de material elementar, procesul de mutație în sine nu direcționează cursul schimbărilor evolutive; are o natură probabilistică, statistică.

Legile evoluției își găsesc expresia în viața unui individ, dar forțele motrice ale evoluției sunt cuprinse în cadrul unui sistem de indivizi, în acest caz o populație. Rezolvarea contradicțiilor populației servește ca bază pentru toată evoluția și, în același timp, determină transformarea organismului ca parte integrantă a populației. Relațiile dintre organismele dintr-o populație sunt natură complexă. Studiul lor este complicat de faptul că, pe lângă interacțiunile intrapopulaționale, organismele sunt influențate de alte populații, alte specii și, chiar mai larg, de condițiile de mediu.

5. Epocile geologice și evoluția vieții

Sub influența teoriei evoluționiste, geologii au fost nevoiți să-și reconsidere ideile despre istoria planetei noastre. Lumea organică s-a dezvoltat de-a lungul a miliarde de ani împreună cu mediul în care trebuia să existe, adică. împreună cu Pământul. Prin urmare, evoluția vieții nu poate fi înțeleasă fără evoluția Pământului și invers. Fratele A.O. Kovalevsky Vladimir Kovalevsky (1842-1883) a bazat teoria evoluționistă paleontologie- știința organismelor fosile.

Geologii descoperă primele urme de rămășițe organice în cele mai vechi sedimente care datează de la Proterozoic era geologică , acoperind o perioadă uriașă de timp - 700 de milioane de ani. Pământul la acea vreme era aproape complet acoperit de ocean. A fost locuit de bacterii, alge protozoare și animale marine primitive. Evoluția a continuat apoi atât de încet încât au trecut zeci de milioane de ani înainte ca lumea organică să se schimbe semnificativ.

ÎN Era paleozoică(cu o durată de aproximativ 365 de milioane de ani), evoluția tuturor viețuitoarelor a decurs într-un ritm mai rapid. S-au format mari întinderi de pământ, pe care au apărut plante de pământ. Ferigile s-au dezvoltat deosebit de rapid: au format păduri dese uriașe. Și animalele marine s-au îmbunătățit, ceea ce a dus la formarea de pești uriași blindați. În perioada carboniferă (carboniferă), care a marcat perioada de glorie a faunei și florei paleozoice, au apărut amfibienii. Și în perioada permiană, care a încheiat epoca paleozoică și a început epoca mezozoică (este la 185 de milioane de ani îndepărtat de noi), au apărut reptilele.

Lumea animală și vegetală a Pământului a început să se dezvolte și mai repede în Epoca mezozoică. Deja la începuturile sale, reptilele au început să domine pământul. Au apărut și primele mamifere, marsupiale. Copacii de conifere s-au răspândit și au apărut o varietate de păsări și mamifere.

A venit acum aproximativ 70 de milioane de ani Epoca cenozoică. Speciile de mamifere și păsări au continuat să se îmbunătățească. ÎN floră rolul predominant a trecut plantelor cu flori. S-au format speciile de animale și plante care trăiesc astăzi pe Pământ.

Odată cu apariția omului în urmă cu aproximativ 2 milioane de ani, începe perioada actuală a erei cenozoice - Cuaternarul sau antropogen. Omul pe scara geologică a timpului este un copil perfect. La urma urmei, 2 milioane de ani este o perioadă extrem de scurtă pentru natură. Cel mai semnificativ eveniment din epoca cenozoică a fost apariția unui număr mare de plante cultivate și animale domestice. Toate sunt rezultatul activității creatoare a omului, o ființă rațională capabilă de activitate cu scop.

Dacă Darwin, în timp ce dezvolta teoria evoluției, a studiat experiența crescătorilor, atunci, înarmați cu teoria științifică, crescătorii au învățat să dezvolte noi soiuri mult mai rapid și mai intenționat. Aici, un rol deosebit îi revine savantului rus N.I. Vavilov (1887-1943), care a dezvoltat doctrina originii plantelor cultivate. Evoluția viețuitoarelor continuă, dar sub influența omului.

Știm acum că oportunitatea formelor organice nu este ceva dat în avans, ci rezultatul unui proces lung și complex de dezvoltare a materiei și, prin urmare, oportunitatea formelor organice este relativă. Omul schimbă în mod activ natura vie. Creșterea intervenției umane în procesele naturale dă naștere unor noi probleme serioase, care poate fi rezolvată doar cu condiția ca persoana însuși să aibă grijă natura inconjuratoare, despre păstrarea celor subtile

rapoarte în biosferă, care s-au dezvoltat în ea de-a lungul a milioane de ani din evoluția vieții pe Pământ.

Doctrina biosferei a fost creată de remarcabilul om de știință V.I. Vernadsky (1863-1945). Prin biosferă, omul de știință a înțeles acea înveliș subțire a Pământului în care procesele au loc sub influența directă a organismelor vii.

Biosfera este situată la joncțiunea tuturor celorlalte învelișuri ale Pământului - litosfera, hidrosfera și atmosfera și joacă un rol vital în schimbul de substanțe între ele. Cantități uriașe de oxigen, carbon, azot, hidrogen și alte elemente trec în mod constant prin organismele vii de pe Pământ. V.I. Vernadsky a arătat că practic nu există un singur element în tabelul periodic care să nu fie inclus în materia vie a planetei și să nu fie eliberat din acesta în timpul dezintegrarii sale. Prin urmare, fața Pământului ca corp ceresc este de fapt modelată de viață. Vernadsky a fost primul care a arătat ce rol geologic decisiv a jucat materia vie pe planeta noastră.

Vernadsky s-a concentrat și asupra rolului geologic enorm al omului. El a arătat că viitorul biosferei este noosferă, adică sfera minții. Omul de știință credea în puterea minții umane, credea că interferând din ce în ce mai mult cu procesele evolutive naturale, omul va fi capabil să dirijeze evoluția viețuitoarelor în așa fel încât să facă planeta noastră și mai frumoasă și mai bogată.

CĂRȚI UZATE

1. Manualul T.Ya.Dubnischeva „Conceptul științelor naturale moderne”, M., 2000.

2. S.Kh.Karpenkov „Conceptele științelor naturale moderne”. M., " facultate» 2000

3. A.A. Gorelov „Conceptele științelor naturale moderne”. M. „Centrul” 1998

4. A.I. Oparin „Viața, natura, originea și dezvoltarea ei” M. 1960

5. Ponnamperuma S. „Originea vieții”, M., „Mir”, 1977

6. Josip Klechek Universul și Pământul - M. Artia 1985

7. Kesarev V.V. Evoluția materiei în univers - M. Atomizdat 1976

Întrebarea originii vieții este una dintre cele mai dificile întrebări din știința naturală modernă. Cu toate acestea, un mare interes a fost atras de el în orice moment. Dificultatea de a obține un răspuns la această întrebare este că este dificil să reproduci cu acuratețe procesele și fenomenele care au avut loc în Univers cu miliarde de ani în urmă. În același timp, diversitatea actuală a formelor și manifestărilor vieții de pe Pământ atrage cea mai mare atenție asupra acestei probleme. Astăzi se disting următoarele ipoteze principale ale originii vieții.

Creaționismul

Conform acestei ipoteze, viața și toate speciile de ființe vii care locuiesc pe Pământ au fost create de Dumnezeu. Mai mult decât atât, creația divină a lumii s-a produs simultan, astfel încât procesul de creare a vieții în sine nu este accesibil observației în timp. În plus, creaționismul nu oferă o interpretare clară a originii lui Dumnezeu Creatorul însuși și, prin urmare, are caracter de postulat. Celebrul naturalist suedez K. Linnaeus, precum și remarcabilul chimist rus M.V. Lomonosov, au susținut această dogmă a originii vieții.

Ipoteza generației spontane

Această ipoteză este o variație abiogeneza- originea vieții din materie nevie. Această ipoteză a fost o alternativă la creaționism, când cunoștințele acumulate ale oamenilor despre natura vie puneau sub semnul întrebării crearea vieții de către Dumnezeu. Filosofii Greciei Antice și naturaliștii Europei medievale credeau în apariția organismelor vii din materia neînsuflețită. Ei au crezut și au încercat să demonstreze că broaștele și insectele se înmulțesc în sol umed, muște în carne putrezită etc. Opiniile despre originea spontană a vieții au fost larg răspândite aproape până la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Abia la mijlocul secolului al XIX-lea. Omul de știință francez Louis Pasteur a demonstrat că bacteriile sunt omniprezente. Mai mult, orice obiect neviu devine „infectat” cu ele dacă nu se efectuează sterilizarea. Astfel, Pasteur a confirmat teoria biogeneza- Viața poate apărea doar dintr-o viață anterioară. Omul de știință a respins în cele din urmă conceptul de origine spontană a vieții.

Ipoteza panspermiei

În 1865, omul de știință german G. Richter a propus o ipoteză panspermie, conform căreia viața ar fi putut fi adusă pe Pământ din spațiu împreună cu meteoriți și praful cosmic. Un susținător al acestei ipoteze a fost marele om de știință rus, creator al doctrinei moderne a biosferei, V. I. Vernadsky. Cercetările moderne confirmă rezistența ridicată a unor microorganisme și a sporilor acestora la radiații și temperaturi scăzute. Recent, au existat rapoarte conform cărora au fost găsite urme de materie organică în meteoriți. La studierea celei mai apropiate planete de Pământ, Marte, au fost găsite structuri asemănătoare bacteriilor și urme de apă. Cu toate acestea, aceste constatări nu răspund la întrebarea despre originea vieții.

Ipoteza biochimică a originii vieții este cea mai comună în prezent. Această ipoteză a fost propusă în anii 20. secolul trecut, biochimistul rus A.I.Oparin și biologul englez J. Haldane. Ea a stat la baza ideilor științifice despre originea vieții.

Esența acestei ipoteze este că în primele etape ale dezvoltării Pământului a existat o perioadă lungă de abiogeneză. Organismele vii nu au luat parte la ea. Pentru sinteza compușilor organici, sursa de energie a fost radiația ultravioletă de la Soare. Radiația solară nu a fost reținută de stratul de ozon deoarece nu exista ozon sau oxigen în atmosfera Pământului antic. Aminoacizii sintetizați, zaharurile și alți compuși organici au fost stocați în oceanul antic timp de zeci de milioane de ani. Acumularea lor a dus în cele din urmă la formarea unei mase omogene, pe care Oparin a numit-o „bulion primar”. Potrivit lui Oparin, în „bulionul primordial” a apărut viața.

Oparin credea asta un rol vitalîn transformarea lucrurilor nevii în vie aparţine proteinelor. Proteinele sunt capabile să formeze complexe coloidale care atrag moleculele de apă. S-au format astfel de complexe, fuzionand unele cu altele coacervează- structuri izolate de restul masei de apă.

Coacervatele aveau unele proprietăți ale vieții. Ele ar putea absorbi selectiv substanțele din soluția înconjurătoare și ar putea crește în dimensiune - un anumit aparență de nutriție și creștere. Când coacervatele au fost zdrobite, s-au format noi picături care au păstrat proprietățile de bază ale formațiunii originale - aparență de reproducere. Dar pentru a se transforma în primele organisme vii, coacervaților le lipseau membranele biologice și informațiile genetice care să asigure reproducerea.

Următorul pas în originea vieții a fost apariția membranelor. Ele pot fi formate din pelicule lipidice care acoperă suprafața corpurilor de apă. Apoi, proteinele dizolvate în apă au fost adăugate unor astfel de formațiuni lipidice. Ca urmare, suprafața coacervatelor a dobândit structura și proprietățile unei membrane biologice. O astfel de membrană ar putea deja să permită trecerea unor substanțe și nu altora.

O combinație suplimentară de coacervate cu acizi nucleici a condus la formarea primelor organisme vii cu autoreglare și auto-reproducere - protobionti. Aceste organisme primare primitive erau anaerobe și heterotrofe care se hrăneau cu substanțe din „bulionul primordial”. Astfel, după 1 miliard de ani, conform acestei ipoteze, originea vieții pe Pământ a fost finalizată.

În prezent, se disting următoarele ipoteze principale ale originii vieții: ipotezele creaționismului, generației spontane, panspermiei și biochimice. Printre opiniile moderne ale oamenilor de știință cu privire la originea vieții, ipoteza biochimică ocupă locul cel mai important. Potrivit acesteia, viața pe Pământ a apărut pe o perioadă lungă de timp în absența oxigenului în prezență substanțe chimiceși o sursă constantă de energie.

MINISTERUL EDUCAȚIEI AL REPUBLICII BELARUS

BSPU IM. M. TANK

FACULTATEA DE ÎNVĂȚĂMÂNT SPECIAL

DEPARTAMENTUL FUNDAMENTELE DE DEFECTOLOGIE

Eseu

la disciplina „Științe naturale”

pe tema:

„Principalele ipoteze despre originea vieții pe Pământ”.

Efectuat:

Elev în anul I grupa 101

departamentul corespondență (bugetar

forma de antrenament)

………Irina Anatolievna

INTRODUCERE……………………………………………………………………………………………..….1

1. CREAȚIONISMUL………………………………………………………………….…….1

2. TEORIA STĂRII DE STARE…………..……………….….2

3. TEORIA GENERAȚIEI SPONTANE…………..…3

4. TEORIA PANSPERMIEI…………………………………………………………………7

5. TEORIA IA OPARINEI……………………………………………………..……10

6. VIZIUNI MODERNE ASUPRA ORIGINEI VIEȚII PE PĂMÂNT……………………………………………………………………………………………………..12

CONCLUZIE………………………………………………………………………..14

LITERATURA …………………………………………………………………...15

INTRODUCERE

Problema originii vieții pe Pământ și a posibilității existenței acesteia în alte zone ale Universului a atras de multă vreme atenția atât a oamenilor de știință, cât și a filozofilor și oameni normali. In spate anul trecut Interesul pentru această „problema eternă” a crescut semnificativ.

Acest lucru se datorează a două împrejurări: în primul rând, progreselor semnificative în modelarea în laborator a unor etape ale evoluției materiei care au dus la originea vieții, și în al doilea rând, dezvoltarea rapidă a cercetării spațiale, făcând căutarea directă a oricăror forme de viață pe planetele sistemului solar din ce în ce mai realiste, iar în viitor dincolo.

Originea vieții este una dintre cele mai misterioase întrebări, un răspuns cuprinzător la care este puțin probabil să fie obținut vreodată. Multe ipoteze și chiar teorii despre originea vieții, explicând diverse aspecte ale acestui fenomen, sunt până acum incapabile să depășească circumstanța esențială - confirmă experimental faptul apariției vieții. Știința modernă nu are dovezi directe despre cum și unde a apărut viața. Există doar construcții logice și dovezi indirecte obținute prin experimente model, și date din domeniul paleontologiei, geologiei, astronomiei etc.

Teoriile privind originea vieții pe Pământ sunt variate și departe de a fi de încredere. Cele mai comune teorii despre originea vieții pe Pământ sunt următoarele:

1. Viața a fost creată de o ființă supranaturală (Creatorul) la un moment dat (creaționismul).

2. Viața a existat întotdeauna (teoria stării staționare).

3. Viața a apărut în mod repetat din materie nevie (generație spontană).

4. Viața a fost adusă planetei noastre din exterior (panspermie).

5. Viața a apărut ca urmare a unor procese care se supun legilor chimice și fizice (evoluția biochimică).

1. CREAȚIONISMUL.

Creaționismul (din latinescul creașio - creație) este un concept filozofic și metodologic în cadrul căruia întreaga diversitate a lumii organice, a umanității, a planetei Pământ, precum și a lumii în ansamblu, sunt considerate ca fiind create în mod intenționat de unele superbe. (Creator) sau zeitate. Nu există dovezi științifice pentru acest punct de vedere: în religie, adevărul este înțeles prin revelația divină și prin credință. Procesul de creare a lumii este considerat ca a avut loc o singură dată și, prin urmare, inaccesibil observației.

Teoria creaționismului este aderată de adepții aproape tuturor celor mai comune învățături religioase (în special creștini, musulmani, evrei). Potrivit acestei teorii, originea vieții se referă la un anumit eveniment supranatural din trecut care poate fi calculat. În 1650, arhiepiscopul Usher de Armagh (Irlanda) a calculat că Dumnezeu a creat lumea în octombrie 4004 î.Hr. e. și și-a terminat munca pe 23 octombrie la ora 9, creând omul. Asher a obținut această dată însumând vârstele tuturor oamenilor menționați în genealogia biblică, de la Adam până la Hristos („cine a născut pe cine”). Din punct de vedere aritmetic, acest lucru are sens, dar înseamnă că Adam a trăit într-o perioadă în care, după cum arată descoperirile arheologice, în Orientul Mijlociu exista deja o civilizație urbană bine dezvoltată.

Viziunea tradițională iudeo-creștină despre creație, așa cum este prezentată în Cartea Genezei, a fost și continuă să fie controversată. Cu toate acestea, contradicțiile existente nu infirmă conceptul de creație. Ipoteza creației nu poate fi nici dovedită, nici infirmată și va exista întotdeauna alături de ipotezele științifice ale originii vieții.

Creaționismul este gândit ca fiind creația lui Dumnezeu. Cu toate acestea, în prezent, unii îl consideră rezultatul activității unei civilizații foarte dezvoltate, care creează diverse forme de viață și observă dezvoltarea acestora.

2. TEORIA STĂRII STAȚIONARE.

Conform acestei teorii, Pământul nu a luat ființă niciodată, ci a existat pentru totdeauna; a fost întotdeauna capabil să susțină viața și, dacă s-a schimbat, a fost foarte puțin. Conform acestei versiuni, speciile nu au apărut niciodată, au existat întotdeauna și fiecare specie are doar două posibilități - fie o schimbare a numărului, fie dispariție.

Conform estimărilor moderne, bazate pe rata dezintegrarii radioactive, vârsta Pământului este de 4,6 miliarde de ani. Metodele de datare mai avansate oferă estimări din ce în ce mai mari ale vârstei Pământului, făcându-i pe susținătorii teoriei stării de echilibru să creadă că Pământul a existat întotdeauna.

Susținătorii acestei teorii nu recunosc că prezența sau absența anumitor rămășițe fosile poate indica momentul apariției sau dispariției unei anumite specii și citează ca exemplu un reprezentant al peștilor cu aripioare lobe - celacant (coelacant). Se credea că peștele cu aripioare lobe (coelacant) era o formă de tranziție de la pește la amfibieni și a dispărut acum 60-90 de milioane de ani (la sfârșit Perioada cretacică). Cu toate acestea, această concluzie a trebuit revizuită când, în 1939, în largul coastei insulei. Primul celacant viu a fost prins în Madagascar, iar apoi alte exemplare. Astfel, celacantul nu este o formă de tranziție.

Au fost găsite și multe alte animale care au fost considerate dispărute, de exemplu, lingula - un mic animal marin, care se presupune că a dispărut acum 500 de milioane de ani, este în viață astăzi și ca și alte „fosile vii”: solendonul - o scorpie, tuatara - o şopârlă. De milioane de ani nu au suferit nicio schimbare evolutivă.

Un alt exemplu de concepție greșită este Archaeopteryx - o creatură care leagă păsările și reptilele, o formă de tranziție pe calea transformării reptilelor în păsări. Dar în 1977, în Colorado au fost descoperite fosile de păsări, a căror vârstă este proporțională și chiar depășește vârsta rămășițelor de Archaeopteryx, adică. nu este o formă de tranziție.

Susținătorii teoriei stării de echilibru susțin că doar studiind speciile vii și comparându-le cu rămășițele fosile se poate trage o concluzie despre dispariție și chiar și atunci este foarte probabil ca aceasta să fie incorectă. Folosind date paleontologice pentru a susține teoria stării de echilibru, susținătorii săi interpretează apariția fosilelor în termeni ecologici.

De exemplu, ei explică apariția bruscă a unei specii fosile într-un anumit strat prin creșterea dimensiunii populației sale sau deplasarea acesteia în locuri favorabile conservării rămășițelor.

O mare parte din argumentul pentru această teorie are de-a face cu aspecte obscure ale evoluției, cum ar fi semnificația întreruperilor în înregistrarea fosilelor, și tocmai în acest sens ea a fost dezvoltată cel mai pe larg.

Ipoteza stării de echilibru este uneori numită ipoteza eternismului (din latinescul eternus - etern). Ipoteza eternismului a fost înaintată de omul de știință german W. Preyer în 1880.

Părerile lui Preyer au fost susținute de academicianul Vladimir Ivanovici Vernadsky (1864 - 1945), autorul doctrinei biosferei. Vernadsky credea că viața este aceeași bază eternă a cosmosului, care sunt materie și energie. „Știm și știm științific”, a insistat el, „că Cosmosul nu poate exista fără materie, fără energie. Și există suficientă materie, chiar și fără manifestarea vieții, pentru a construi Cosmosul, acel Univers care este accesibil minții umane? El a răspuns negativ la această întrebare, referindu-se în mod specific la fapte științifice, și nu pe simpatii personale, convingeri filozofice sau religioase. „...Putem vorbi despre eternitatea vieții și despre manifestările organismelor ei, la fel cum putem vorbi despre eternitatea substratului material al corpurilor cerești, proprietățile lor termice, electrice, magnetice și manifestările lor. Din acest punct de vedere, problema începutului vieții va fi la fel de departe de cercetarea științifică ca și problema începutului materiei, căldurii, electricității, magnetismului și mișcării.”

Bazat pe ideea biosferei ca un mecanism pământesc, dar în același timp cosmic, Vernadsky a legat formarea și evoluția acesteia cu organizarea Cosmosului. „Ne devine clar”, a scris el, „că viața este un fenomen cosmic și nu unul pur pământesc”. Vernadsky a repetat această idee de multe ori: „... nu a existat un început de viață în Cosmos pe care îl observăm, deoarece nu a existat un început al acestui Cosmos. Viața este eternă pentru că Cosmosul este etern.”

3. TEORIA GENERAȚIEI SPONTANE.

Această teorie era comună în China antică, Babilon și Egipt ca alternativă la creaționism, cu care a coexistat. Învățăturile religioase din toate timpurile și toate popoarele atribuiau de obicei aspectul vieții unuia sau altuia act creator al unei zeități. Primii cercetători ai naturii au rezolvat și ei această problemă foarte naiv. Aristotel (384 – 322 î.Hr.), adesea salutat drept fondatorul biologiei, a aderat la teoria originii spontane a vieții. Chiar și pentru o minte atât de remarcabilă a antichității precum Aristotel, nu a fost deosebit de greu de acceptat ideea că animalele - viermi, insecte și chiar pești - ar putea apărea din nămol. Dimpotrivă, acest filozof a susținut că fiecare corp uscat, devenind umed, și, invers, fiecare corp umed, devenind uscat, va da naștere animalelor.

Conform ipotezei lui Aristotel despre generarea spontană, anumite „particule” de materie conțin un anumit „principiu activ” care, în condiții adecvate, poate crea un organism viu. Aristotel a avut dreptate când a crezut că acest principiu activ este conținut în oul fertilizat, dar a crezut în mod eronat că este prezent și în lumina soarelui, noroi și carnea putrezită.

„Acestea sunt faptele - lucrurile vii pot apărea nu numai prin împerecherea animalelor, ci și prin descompunerea solului. Același lucru este și în cazul plantelor: unele se dezvoltă din semințe, în timp ce altele par să genereze spontan sub influența întregii naturi, izvorând din pământul în descompunere sau din anumite părți ale plantelor” (Aristotel).

Autoritatea lui Aristotel a avut o influență excepțională asupra opiniilor oamenilor de știință medievali. Opinia acestui filozof în mintea lor a fost împletită în mod complex cu învățăturile părinților bisericii, dând adesea idei care erau absurde și chiar amuzante în ochii moderni. Pregătirea unei persoane vii sau a asemănării sale, un „homunculus”, într-un balon, prin amestecarea și distilarea diferitelor substanțe chimice, a fost considerată în Evul Mediu, deși foarte dificilă și fără lege, dar, fără îndoială, fezabilă. Producerea animalelor din materiale nevii părea atât de simplă și comună oamenilor de știință din acea vreme, încât celebrul alchimist și medic Van Helmont (1577 - 1644) dă direct o rețetă, în urma căreia puteți pregăti artificial șoareci acoperind un vas cu cereale. cu cârpe umede și murdare. Acest om de știință de mare succes a descris un experiment în care ar fi creat șoareci în trei săptămâni. Tot ce aveai nevoie era o cămașă murdară, un dulap întunecat și o mână de grâu. Van Helmont a considerat că transpirația umană este principiul activ în procesul de generare a șoarecilor.

O serie de lucrări care datează din secolele al XVI-lea și al XVII-lea descriu în detaliu transformarea apei, pietrelor și a altor obiecte neînsuflețite în reptile, păsări și animale. Grindel von Ach oferă chiar o imagine a broaștelor care se formează din roua mai, iar Aldrovand oferă desene care arată cum se nasc păsările și insectele din ramurile și fructele copacilor.

Cu cât știința naturală s-a dezvoltat în continuare, cu atât mai importantă observația și experiența exactă, și nu simpla raționament și filosofare, dobândite în cunoașterea naturii, cu atât sfera de aplicare a teoriei generației spontane se restrângea mai mult. Deja în 1688, biologul și medicul italian Francesco Redi, care locuia la Florența, a abordat problema originii vieții mai strict și a pus sub semnul întrebării teoria generației spontane. Dr. Redi, prin simple experimente, a dovedit netemeinicia opiniilor despre generarea spontană a viermilor în carnea putrezită. El a stabilit că micii viermi albi sunt larve de muște. După ce a efectuat o serie de experimente, a obținut date care susțin ideea că viața poate apărea doar din viața anterioară (conceptul de biogeneză).

„Convingerea ar fi zadarnică dacă nu ar putea fi confirmată prin experiment. Prin urmare, la mijlocul lunii iulie, am luat patru vase mari cu gura largă, am pus pământ într-unul dintre ele, niște pești în altul, anghile din Arno în al treilea, o bucată de vițel de lapte în al patrulea, le-am închis ermetic și le-am sigilat. lor. Apoi am pus același lucru în alte patru vase, lăsându-le deschise... În curând carnea și peștele din vasele desigilate au fost vierme; se vedeau muște zburând liber în și din vase. Dar n-am văzut un singur vierme în vasele sigilate, deși trecuseră multe zile de când peștii morți au fost așezați în ele” (Redi).

Astfel, în ceea ce privește ființele vii vizibile cu ochiul liber, presupunerea generației spontane s-a dovedit a fi insuportabilă. Dar la sfârșitul secolului al XVII-lea. Kircher și Leeuwenhoek au descoperit o lume de creaturi minuscule, invizibile cu ochiul liber și vizibile doar printr-un microscop. Aceste „cele mai mici animale vii” (cum a numit Leeuwenhoek bacteriile și ciliați pe care le-a descoperit) puteau fi găsite oriunde s-a produs descompunerea, în decocturi și infuzii vechi de plante, în carne putrezită, bulion, lapte acru, în fecale, în placa dentară. „În gura mea”, a scris Leeuwenhoek, „sunt mai mulți dintre ei (microbi) decât oameni în Regatul Unit”. Trebuie doar să plasați substanțe perisabile și ușor putrezitoare într-un loc cald pentru o perioadă, iar în ele se dezvoltă imediat ființe vii microscopice care nu erau acolo înainte. De unde vin aceste creaturi? Au venit cu adevărat din embrioni care au căzut accidental într-un lichid putrezitor? Câți dintre acești embrioni trebuie să fie peste tot! A apărut involuntar gândul că aici, în decocturi și infuzii putrezite, a avut loc generarea spontană a microbilor vii din materie neînsuflețită. Aceasta este opinia de la mijlocul secolului al XVIII-lea. a primit confirmare puternică în experimentele preotului scoțian Needham. Needham a luat bulion de carne sau decocturi de substanțe vegetale, le-a pus în vase bine închise și le-a fiert pentru scurt timp. În acest caz, potrivit lui Needham, toți embrionii ar fi trebuit să moară, dar alții noi nu puteau intra din exterior, deoarece vasele erau bine închise. Cu toate acestea, după ceva timp, microbii au apărut în lichide. Din aceasta, respectivul om de știință a concluzionat că este prezent în timpul fenomenului de generare spontană.

Totuși, un alt om de știință, italianul Spallanzani, s-a opus acestei opinii. Repetând experimentele lui Needham, el s-a convins că încălzirea mai îndelungată a vaselor care conțin lichide organice le sterilizează complet. În 1765, Lazzaro Spallanzani a efectuat următorul experiment: după ce a fiert carnea și bulionul de legume timp de câteva ore, le-a sigilat imediat și apoi le-a scos de pe foc. După ce a examinat lichidele câteva zile mai târziu, Spallanzani nu a găsit niciun semn de viață în ele. Din aceasta a tras concluzia că căldură a distrus toate formele de ființe vii și că fără ele nu ar putea apărea nimic viu.

O dispută acerbă a izbucnit între reprezentanții a două opinii opuse. Spallanzani a susținut că lichidele din experimentele lui Needham nu au fost suficient de încălzite și au rămas acolo embrioni de ființe vii. La aceasta, Needham a obiectat că nu el a încălzit prea puțin lichidele, ci, dimpotrivă, Spallanzani le-a încălzit prea mult și cu o metodă atât de grosolană a distrus „puterea generativă” a infuziilor organice, care este foarte capricioasă și volubilă. .

Astfel, fiecare dintre disputanți a rămas neconvins, iar chestiunea generării spontane de microbi în lichidele putrezite nu a fost rezolvată în nicio direcție timp de un secol întreg. În acest timp, s-au făcut multe încercări de a demonstra sau infirma experimental generarea spontană, dar niciuna dintre ele nu a condus la rezultate certe.

Întrebarea a devenit din ce în ce mai confuză și abia în jumătatea secolului al XIX-lea. s-a rezolvat în cele din urmă datorită strălucitelor cercetări ale genialului om de știință francez Pasteur.

LOUIS PASTER

Louis Pasteur a abordat problema originii vieții în 1860. Până atunci, făcuse deja multe în domeniul microbiologiei și reușise să rezolve problemele care amenințau sericultura și vinificația. El a demonstrat, de asemenea, că bacteriile sunt omniprezente și că materialele nevii pot fi ușor contaminate de viețuitoare dacă nu sunt sterilizate corespunzător. Printr-o serie de experimente, el a arătat că peste tot, și mai ales în apropierea locuințelor umane, embrioni mici plutesc în aer. Sunt atât de ușoare încât plutesc liber în aer, doar foarte încet și treptat căzând la pământ.

Ca urmare a unei serii de experimente bazate pe metodele lui Splanzani, Pasteur a dovedit validitatea teoriei biogenezei și a infirmat în final teoria generației spontane.

Pasteur a explicat apariția misterioasă a microorganismelor în experimentele cercetătorilor anteriori fie prin sterilizarea incompletă a mediului, fie prin protecția insuficientă a lichidelor de pătrunderea germenilor. Dacă fierbeți bine conținutul balonului și apoi îl protejați de germenii care ar putea pătrunde odată cu curgerea aerului în balon, atunci în o sută de cazuri din o sută nu se va produce putrezirea lichidului și formarea microbilor.

Pentru a deshidrata aerul care curge în balon, Pasteur a folosit o varietate de tehnici: fie a calcinat aerul în tuburi de sticlă și metal, fie a protejat gâtul balonului cu un dop de bumbac, în care sunt toate cele mai mici particule suspendate în aer. reținut, sau, în cele din urmă, a trecut aerul printr-un tub subțire de sticlă, curbat în forma literei S - în acest caz, toți embrionii au fost reținuți mecanic pe suprafețele umede ale coturilor tubului.

Baloane cu gât S utilizate în experimentele lui Louis Pasteur:

A – într-un balon cu gâtul curbat, bulionul rămâne transparent (steril) mult timp; B – după îndepărtarea gâtului în formă de S se observă creșterea rapidă a microorganismelor în balon (bulionul devine tulbure).

Oriunde protecția a fost suficient de fiabilă, apariția microbilor în lichid nu a fost observată. Dar poate că încălzirea prelungită a schimbat chimic mediul și l-a făcut inadecvat pentru întreținerea vieții? Pasteur a respins cu ușurință și această obiecție. A aruncat un dop de bumbac în lichid, lipsit de căldură, prin care trecea aer și care, prin urmare, conținea embrioni - lichidul putrezește rapid. În consecință, infuziile fierte sunt un sol destul de potrivit pentru dezvoltarea microbilor. Această dezvoltare nu are loc doar pentru că nu există embrion. Imediat ce embrionul intră în lichid, germinează imediat și produce o recoltă luxuriantă.

Experimentele lui Pasteur au arătat fără îndoială că generarea spontană de microbi nu are loc în infuziile organice. Toate organismele vii se dezvoltă din embrioni, adică provin din alte ființe vii. Cu toate acestea, confirmarea teoriei biogenezei a dat naștere unei alte probleme. Deoarece un alt organism viu este necesar pentru apariția unui organism viu, atunci de unde a venit primul organism viu? Doar teoria stării de echilibru nu necesită un răspuns la această întrebare, iar toate celelalte teorii implică faptul că, la un moment dat din istoria vieții, a existat o tranziție de la non-vie la viață. Deci, cum a început viața pe Pământ?

4. TEORIA PANSPERMIEI.

Pasteur este considerat pe bună dreptate părintele științei organismelor simple - microbiologie. Datorită muncii sale, s-a dat un impuls cercetării ample în lumea celor mai mici creaturi care locuiesc pe pământ, apă și aer, invizibile cu ochiul liber. Aceste studii nu mai vizau, ca înainte, doar descrierea formelor microorganismelor; bacterii, drojdie, ciliati, amibe etc. au fost studiate din punct de vedere al condițiilor lor de viață, al alimentației, respirației, reproducerii, din punct de vedere al schimbărilor pe care le fac în mediul lor și, în sfârșit, din punct de vedere al structurii lor interne, cele mai fine. structura. Cu cât au mers mai departe aceste studii, cu atât s-a descoperit din ce în ce mai mult că cele mai simple organisme nu sunt deloc atât de simple cum se credea anterior.

Corpul fiecărui organism - plantă, melc, vierme, pește, pasăre, animal, om - este format din bule minuscule, vizibile doar prin microscop. Este alcătuită din aceste celule cu bule, la fel cum o casă este formată din cărămizi. Diferitele organe ale diferitelor animale și plante conțin celule care diferă unele de altele ca aspect. Adaptându-se la munca atribuită unui anumit organ, celulele care îl alcătuiesc, într-un fel sau altul, se schimbă, dar, în principiu, toate celulele tuturor organismelor sunt asemănătoare între ele. Microorganismele diferă doar prin faptul că întregul lor corp este format dintr-o singură celulă. Această asemănare fundamentală a tuturor organismelor confirmă ideea acum general acceptată în știință că tot ceea ce trăiește pe Pământ este legat, ca să spunem așa, prin sânge. Organismele mai complexe au evoluat din cele mai simple, schimbându-se și îmbunătățindu-se treptat. Astfel, nu trebuie decât să-și explice singur formarea unui organism simplu - și originea tuturor animalelor și plantelor devine clară.

Dar, așa cum am menționat deja, chiar și cele mai simple, constând dintr-o singură celulă, sunt formațiuni foarte complexe. Componenta lor principală, așa-numita protoplasmă, este o substanță gelatinoasă semi-lichidă, vâscoasă, saturată cu apă, dar insolubilă în apă. Compoziția protoplasmei include o serie de compuși chimici extrem de complecși (în principal proteine ​​și derivații acestora), care nu se găsesc nicăieri altundeva, doar în organisme. Aceste substanțe nu sunt doar amestecate, ci se află într-o stare specială, puțin studiată, datorită căreia protoplasma are cea mai fină structură, greu de distins chiar și la microscop, dar extrem de complexă. Presupunerea că o astfel de formațiune complexă cu o organizare fină bine definită ar putea apărea spontan în câteva ore în soluții fără structură, cum ar fi bulionul și infuziile, este la fel de sălbatică ca și presupunerea că broaștele se formează din roua mai sau șoarecii din cereale.

Complexitatea excepțională a structurii chiar și a celor mai simple organisme a uimit atât de mult mințile unor oameni de știință încât au ajuns la concluzia că există un decalaj de netrecut între lucrurile vii și cele nevii. Trecerea neînsuflețitului în viu, organizat li se părea absolut imposibilă, fie în prezent, fie în trecut. „Imposibilitatea generării spontane în orice moment”, spune celebrul fizician englez W. Thomson, „ar trebui considerată la fel de ferm stabilită ca legea gravitației universale”.

Dar cum a apărut viața pe Pământ? La urma urmei, a existat o vreme în care Pământul, conform concepției acum general acceptate în știință, era o minge fierbinte. Datele din astronomie, geologie, mineralogie și alte științe exacte vorbesc pentru acest lucru - acest lucru este cert. Aceasta înseamnă că au existat condiții pe Pământ în care viața era imposibilă și de neconceput. Abia după ce globul și-a pierdut o parte semnificativă din căldură, disipând-o în spațiul interplanetar rece, abia după ce vaporii de apă răciți au format primele mări termale, a devenit posibilă existența unor organisme ca cele pe care le observăm acum. Pentru a clarifica această contradicție, a fost creată o teorie care poartă o denumire destul de complexă - teoria panspermiei (grec. panspermía - un amestec de tot felul de semințe, de la pán - all, everyone și spérma - sămânță).

Unul dintre primii care a exprimat ideea rudimentelor cosmice a fost în 1865 doctorul german G. E. Richter, care a susținut că viața este eternă și rudimentele sale pot fi transferate de pe o planetă pe alta. Această ipoteză este strâns legată de ipoteza stării staționare. Pe baza ideii că particule mici de materie solidă (cosmozoare), separate de corpurile cerești, plutesc peste tot în cosmos, acest autor a presupus că simultan cu aceste particule, poate agățate de ele, zboară în jur germeni viabili de microorganisme. Astfel, acești embrioni pot fi transferați de la un corp ceresc locuit de organisme la altul, unde încă nu există viață. Dacă pe acesta din urmă s-au creat deja condiții favorabile de viață, în sensul temperaturii și umidității adecvate, atunci embrionii încep să germineze, să se dezvolte și, ulterior, să devină strămoșii întregii lumi organice a unei planete date.

Această teorie a câștigat mulți susținători în lumea științifică, printre care au existat chiar minți remarcabile precum G. Helmholtz, S. Arrhenius, J. Thomson, P. P. Lazarev și alții.Apărătorii ei au căutat în principal să fundamenteze științific posibilitatea unui astfel de transfer de embrioni. de la un corp ceresc la altul, ceea ce ar păstra viabilitatea acestor embrioni. Pentru că, de fapt, până la urmă, întrebarea principalăÎntrebarea este dacă sporul poate face o călătorie atât de lungă și periculoasă precum zborul dintr-o lume în alta fără a muri, păstrând capacitatea de a germina și de a se dezvolta într-un nou organism. Să examinăm în detaliu ce pericole se întâlnesc pe calea embrionului.

În primul rând, acesta este frigul spațiului interplanetar (220° sub zero). După ce s-a separat de planeta natală, embrionul este sortit să plutească mulți ani, secole și chiar milenii la o temperatură atât de terifiantă, înainte ca o șansă norocoasă să-i dea ocazia să aterizeze pe un pământ nou. Nu se poate să nu se îndoiască dacă embrionul este capabil să reziste la un astfel de test. Pentru a rezolva această problemă, am apelat la studiul rezistenței la frig în sporii moderni. Experimentele efectuate în această direcție au arătat că germenii microorganismelor tolerează excelent frigul. Ele rămân viabile chiar și după șase luni la 200° sub zero. Desigur, 6 luni nu înseamnă 1000 de ani, dar experiența încă ne dă dreptul să presupunem că măcar unii dintre embrioni pot supraviețui frigului teribil al spațiului interplanetar.

Un pericol mult mai mare pentru embrioni este lipsa totală de protecție împotriva razelor de lumină. Calea lor între planete este pătrunsă de razele soarelui, distructive pentru majoritatea microbilor. Unele bacterii mor de lumina directă a soarelui în câteva ore, altele sunt mai rezistente, dar iluminarea foarte puternică are un efect negativ asupra tuturor microbilor fără excepție. Cu toate acestea, acest efect nefavorabil este slăbit semnificativ în absența oxigenului atmosferic și știm că nu există aer în spațiul interplanetar și, prin urmare, putem presupune în mod rezonabil că embrionii vieții vor rezista acestui test.

Dar o șansă norocoasă face posibil ca embrionul să cadă în sfera gravitațională a unei planete cu condiții de temperatură și umiditate favorabile dezvoltării vieții. Rătăcitorul nu putea decât, supunând forței gravitației, să cadă pe noul său Pământ. Dar chiar aici, aproape deja într-un port liniștit, îl așteaptă un pericol teribil. Anterior, embrionul s-a repezit în spațiu fără aer, dar acum, înainte de a cădea pe suprafața planetei, trebuie să zboare printr-un strat destul de gros de aer care învăluie această planetă din toate părțile.

Desigur, toată lumea este conștientă de fenomenul „stelelor căzătoare” - meteoriți. Știința modernă explică acest fenomen după cum urmează. Corpuri solide și particule de diferite dimensiuni plutesc în spațiul interplanetar, posibil fragmente de planete sau comete care au zburat în sistemul nostru solar din cele mai îndepărtate locuri din Univers. Zburând aproape de glob, sunt atrași de acesta din urmă, dar înainte de a cădea la suprafața lui, trebuie să zboare prin atmosfera aerului. Datorită frecării cu aerul, un meteorit care căde rapid se încălzește până la căldură albă și devine vizibil în bolta întunecată a cerului. Doar câțiva dintre meteoriți ajung pe pământ; cei mai mulți ard din cauza căldurii intense când sunt încă departe de suprafața acestuia.

Embrionii trebuie să sufere o soartă similară. Totuși, diverse considerații arată că acest tip de moarte nu este necesar. Există motive să presupunem că cel puțin unii dintre embrionii care intră în atmosfera unei anumite planete vor ajunge la suprafața ei viabilă.

În același timp, nu trebuie să uităm de acele perioade de timp astronomice colosale în care Pământul ar putea fi însămânțat cu embrioni din alte lumi. Aceste intervale sunt calculate în milioane de ani! Dacă în acest timp, din multe miliarde de embrioni, cel puțin unul a ajuns în siguranță la suprafața Pământului și a găsit aici condiții potrivite pentru dezvoltarea sa, atunci acest lucru ar fi deja suficient pentru formarea întregii lumi organice. Această posibilitate, dată fiind starea actuală a științei, pare puțin probabilă, dar acceptabilă; în orice caz, nu avem fapte care să o contrazică direct.

Totuși, teoria panspermiei este un răspuns doar la întrebarea originii vieții pământești, și deloc la întrebarea originii vieții în general, transferând problema într-un alt loc din Univers.

„Unul din două lucruri”, spune Helmholtz. „Viața organică fie a început vreodată (a apărut), fie există pentru totdeauna.” Dacă o admitem pe prima, atunci teoria panspermiei își pierde orice semnificație logică, deoarece dacă viața ar fi putut avea originea oriunde în Univers, atunci, pe baza uniformității lumii, nu avem niciun motiv să spunem că nu ar fi putut avea originea pe Pământ. Prin urmare, susținătorii teoriei luate în considerare acceptă poziția eternității vieții. Ei admit că „viața își schimbă doar forma, dar nu este niciodată creată din materie moartă”.

La sfârșitul anilor 60, popularitatea acestei teorii a reluat. Acest lucru s-a datorat faptului că, în timpul studiului meteoriților și cometelor, au fost descoperiți mulți „precursori ai viețuitoarelor” - compuși organici, acid cianhidric, apă, formaldehidă, cianogeni. În 1975, precursori de aminoacizi au fost găsiți în solul lunar și în meteoriți. Susținătorii panspermiei le consideră „semințe semănate pe Pământ”. În 1992, au apărut lucrări ale oamenilor de știință americani, unde, pe baza unui studiu al materialului colectat în Antarctica, ele descriu prezența în meteoriți a rămășițelor unor creaturi vii asemănătoare bacteriilor.

Adepții moderni ai conceptului de panspermie (inclusiv laureatul Premiul Nobel Biofizicianul englez F. Crick) cred că viața a fost adusă pe Pământ fie accidental, fie intenționat de extratereștrii spațiali folosind aeronave. Dovadă în acest sens sunt aparițiile repetate de OZN-uri, picturile pe stâncă ale unor obiecte asemănătoare spatioporturilor, precum și rapoartele despre întâlniri cu extratereștri.

Ipoteza panspermiei este susținută de punctul de vedere al astronomilor Ch. Wickramasinghe (Sri Lanka) și F. Hoyle (Marea Britanie). Ei cred că microorganismele sunt prezente în număr mare în spațiul cosmic, în principal în norii de gaz și praf. Apoi, aceste microorganisme sunt capturate de comete, care apoi, trecând în apropierea planetelor, „seamănă germenii vieții”.

Alți oameni de știință au exprimat ideea de a transfera „spori de viață” pe Pământ prin lumină (sub presiunea luminii).

În general, interesul pentru teoria panspermiei nu a scăzut până în prezent.

5. TEORIA A.I.OPARINEI.

Prima teorie științifică privind originea organismelor vii pe Pământ a fost creată de biochimistul sovietic A. I. Oparin (născut în 1894). În 1924, a publicat lucrări în care a conturat idei despre cum ar fi putut apărea viața pe Pământ. Potrivit acestei teorii, viața a apărut în condițiile specifice ale Pământului antic și este considerată de Oparin drept rezultat natural al evoluției chimice a compușilor de carbon din Univers.

Potrivit lui Oparin, procesul care a dus la apariția vieții pe Pământ poate fi împărțit în trei etape:

1. Apariția substanțelor organice.

2. Formarea biopolimerilor (proteine, acizi nucleici, polizaharide, lipide etc.) din substanţe organice mai simple.

3. Apariția organismelor primitive care se reproduc pe sine.

Teoria evoluției biochimice are cel mai mare număr de susținători dintre oamenii de știință moderni. Pământul a apărut acum aproximativ cinci miliarde de ani; Inițial, temperatura de suprafață a fost foarte ridicată (4000 - 80000C). Pe măsură ce s-a răcit, s-a format o suprafață solidă (crusta terestră - litosferă). Atmosfera, formată inițial din gaze ușoare (hidrogen, heliu), nu a putut fi reținută eficient de Pământul insuficient de dens, iar aceste gaze au fost înlocuite cu altele mai grele: vapori de apă, dioxid de carbon, amoniac și metan. Când temperatura Pământului a scăzut sub 1000C, vaporii de apă au început să se condenseze, formând oceanele lumii. În acest moment, în conformitate cu ideile lui A.I. Oparin, a avut loc sinteza abiogenă, adică în oceanele pământului inițial, saturate cu diverși compuși chimici simpli, „în bulionul primar” sub influența căldurii vulcanice, a descărcărilor de fulgere, radiațiile ultraviolete intense și alți factori de mediu au început sinteza compușilor organici mai complecși, și apoi biopolimeri. Formarea substanțelor organice a fost facilitată de absența organismelor vii - consumatori de materie organică - și a principalului... agent oxidant... -... oxigen. Molecule complexe de aminoacizi s-au combinat aleatoriu în peptide, care, la rândul lor, au creat proteinele originale. Din aceste proteine ​​au fost sintetizate ființe vii primare de dimensiuni microscopice.

Cea mai dificilă problemă în teoria modernă evoluția este transformarea unor substanțe organice complexe în organisme vii simple. Oparin credea că rolul decisiv în transformarea lucrurilor nevii în viețuitoare aparține proteinelor. Aparent, moleculele de proteine, atrăgând molecule de apă, au format complexe hidrofile coloidale. Fuziunea ulterioară a unor astfel de complexe între ele a dus la separarea coloizilor din mediul apos (coacervare). La limita dintre coacervat (din latinescul coacervus - cheag, grămadă) și mediu s-au construit molecule de lipide - o membrană celulară primitivă. Se presupune că coloizii ar putea face schimb de molecule cu mediul (un prototip de nutriție heterotrofă) și ar putea acumula anumite substanțe. Un alt tip de moleculă a oferit capacitatea de a se reproduce.

Sistemul de vederi al lui A. I. Oparin a fost numit „ipoteza coacervată”.

Teoria era justificată, cu excepția unei singure probleme, asupra căreia aproape toți experții în domeniul originii vieții închideseră de mult ochii. Dacă în mod spontan, prin sinteze aleatorii fără șablon, au apărut în coacervat un singur model de succes de molecule de proteine ​​(de exemplu, catalizatori eficienți care oferă un avantaj pentru un anumit coacervat în creștere și reproducere), atunci cum ar putea fi copiate pentru distribuție în interiorul coacervate, și cu atât mai mult pentru transmiterea la coacervații descendenți? Teoria s-a dovedit a fi incapabilă să ofere o soluție la problema reproducerii exacte - în cadrul unui coacervat și în generații - a structurilor proteice eficiente, care apar aleatoriu.

6. VIZIUNI MODERNE ASUPRA ORIGINEI VIEȚII PE Pământ.

Teoria A.I. Oparina și alte ipoteze similare au un dezavantaj semnificativ: nu există un singur fapt care să confirme posibilitatea sintezei abiogene pe Pământ chiar și a celui mai simplu organism viu din compuși fără viață. Mii de încercări de astfel de sinteză au fost efectuate în numeroase laboratoare din întreaga lume. De exemplu, omul de știință american S. Miller, pe baza ipotezelor privind compoziția atmosferei primare a Pământului, a trecut descărcări electrice printr-un amestec de metan, amoniac, hidrogen și vapori de apă într-un dispozitiv special. El a reușit să obțină molecule de aminoacizi - acele „blocuri” de bază care formează baza vieții - proteine. Aceste experimente au fost repetate de multe ori, iar unii oameni de știință au reușit să obțină lanțuri destul de lungi de peptide (proteine ​​simple). Doar daca! Nimeni nu a avut norocul să sintetizeze chiar și cel mai simplu organism viu. În zilele noastre, principiul lui Redi este popular printre oamenii de știință: „Ființele vii provin numai din viețuitoare”.

Dar să presupunem că astfel de încercări vor fi într-o zi încununate cu succes. Ce va dovedi o astfel de experiență? Doar că sinteza vieții necesită mintea umană, știință complexă, dezvoltată și tehnologie modernă. Nimic din toate acestea nu a existat pe Pământul original. Mai mult, sinteza compușilor organici complecși din cei simpli contrazice a doua lege a termodinamicii, care interzice trecerea sistemelor materiale de la o stare de probabilitate mai mare la o stare de probabilitate mai mică și dezvoltarea de la compuși organici simpli la cei complecși, atunci de la bacterii la oameni, au avut loc tocmai în această direcție. Aici nu observăm altceva decât un proces creativ. A doua lege a termodinamicii este o lege imuabilă, singura lege care nu a fost niciodată pusă la îndoială, încălcată sau infirmată. Prin urmare, ordinea (informația genetică) nu poate apărea spontan din dezordinea proceselor aleatorii, ceea ce este confirmat de teoria probabilității.

Recent, cercetările matematice au dat o lovitură zdrobitoare ipotezei sintezei abiogene. Matematicienii au calculat că probabilitatea generării spontane a unui organism viu din blocuri fără viață este practic zero. Astfel, L. Blumenfeld a demonstrat că probabilitatea formării aleatorii a cel puțin unei molecule de ADN (acidul dezoxiribonucleic - una dintre cele mai importante componente ale codului genetic) pe toată durata existenței Pământului este de 1/10800. Gândiți-vă la neglijabil. magnitudinea acestui număr! La urma urmei, în numitorul său există o cifră în care după unu există un rând de 800 de zerouri, iar acest număr este de un număr incredibil de ori mai mare decât numărul total al tuturor atomilor din Univers. Astrofizicianul american contemporan C. Wickramasinghe a exprimat imposibilitatea sintezei abiogene în felul următor: „Este mai rapid pentru un uragan care se aruncă peste un vechi cimitir de avioane să asambleze un superliner nou-nouț din bucăți de deșeuri decât ca viața să iasă din componentele sale ca un rezultatul unui proces aleatoriu.”

Teoriile sintezei abiogene și datele geologice contrazic. Indiferent cât de departe am pătrunde în adâncurile istoriei geologice, nu găsim urme ale „erei azoice”, adică perioadei în care viața nu a existat pe Pământ.

Acum, paleontologii au găsit rămășițe fosile ale unor creaturi destul de complex organizate - bacterii, alge albastre-verzi, ciuperci simple. V. Vernadsky era sigur că viața este veșnică din punct de vedere geologic, adică în istoria geologică nu a existat o epocă în care planeta noastră să fie fără viață. „Problema abiogenezei (generarea spontană de organisme vii)”, a scris omul de știință în 1938, „rămâne infructuoasă și paralizează munca științifică cu adevărat urgentă”.

Forma de viață terestră este extrem de strâns legată de hidrosferă. Acest lucru este dovedit de faptul că apa este partea principală a masei oricărui organism terestru (o persoană, de exemplu, este formată din peste 70% apă, iar organisme precum meduze - 97-98%). Este evident că viața pe Pământ s-a format doar atunci când hidrosfera a apărut pe ea, iar acest lucru, conform datelor geologice, s-a întâmplat aproape de la începutul existenței planetei noastre. Multe dintre proprietățile organismelor vii sunt determinate tocmai de proprietățile apei, dar apa în sine este un compus fenomenal. Astfel, potrivit lui P. Privalov, apa este un sistem cooperant în care fiecare acțiune este distribuită într-un mod de „cursă de ștafete” pe mii de distanțe interatomice, adică are loc „acțiunea pe distanță lungă”.

Unii oameni de știință cred că întreaga hidrosferă a Pământului este, în esență, o „moleculă” gigantică de apă. S-a stabilit că apa poate fi activată de câmpuri electromagnetice naturale de origine terestră și cosmică (în special artificiale). Descoperirea recentă de către oamenii de știință francezi a „memoriei apei” a fost extrem de interesantă. Poate că faptul că biosfera Pământului este un singur superorganism se datorează acestor proprietăți ale apei? La urma urmei, toate organismele sunt componente, „picături” ale acestei supermolecule de apă pământească.

Deși încă nu cunoaștem decât viața terestră proteină-acid nucleic-apă, asta nu înseamnă că alte forme nu pot exista în Cosmosul nemărginit. Unii oameni de știință, în special cei americani, G. Feinberg și R. Shapiro, modelează următoarele opțiuni posibile ipotetic:

plasmoizi - viața în atmosferele stelare datorită forțelor magnetice asociate cu grupuri de sarcini electrice în mișcare;

radiobs - viața în norii interstelari bazată pe agregate de atomi care se află în diferite stări de excitație;

Lavobs - viață bazată pe compuși de siliciu, care pot exista în lacurile de lavă topită de pe planete foarte fierbinți;

vrăbii de apă - viață care poate exista la temperaturi scăzute pe planete acoperite cu „rezervoare” de metan lichid și atrag energie din transformarea ortohidrogenului în parahidrogen;

Termofagele sunt un tip de viață spațială care obține energie din gradientul de temperatură din atmosfera sau oceanele planetelor.

Desigur, astfel de forme de viață exotice există în prezent doar în imaginația oamenilor de știință și a scriitorilor de science fiction. Cu toate acestea, nu poate fi exclusă posibilitatea existenței reale a unora dintre ele, în special a plasmoidelor. Există anumite motive să credem că pe Pământ, în paralel cu forma „noastră” de viață, există un alt tip de viață, asemănător plasmoidelor menționate. Printre acestea se numără unele tipuri de OZN-uri (obiecte zburătoare neidentificate), formațiuni asemănătoare fulgerului cu bile, precum și „grămădii” de energie care zboară în atmosferă invizibile pentru ochi, dar înregistrate de film fotografic color, care în unele cazuri au prezentat un comportament inteligent.

Astfel, există acum motive să se afirme că viața pe Pământ a apărut încă de la începutul existenței sale și a apărut, în cuvintele lui Ch. Wickramasinghe, „dintr-un sistem de viață pangalactic atotpervaziv”.

CONCLUZIE.

Avem dreptul logic de a recunoaște diferența fundamentală dintre viu și neviu? Există fapte în natura din jurul nostru care să ne convingă că viața există pentru totdeauna și are atât de puține în comun cu natura neînsuflețită, care sub nicio formă, nu s-ar putea forma niciodată din ea, ieși în evidență? Putem recunoaște organismele ca entități complet diferite de restul lumii?

Biologia secolului XX. a aprofundat înțelegerea trăsăturilor esențiale ale viețuitoarelor, dezvăluind baza moleculară a vieții. Tabloul biologic modern al lumii se bazează pe ideea că lumea vie este Sistem grandios sisteme foarte organizate.

Fără îndoială, noi cunoștințe vor fi incluse în modelele originii vieții și vor deveni din ce în ce mai valabile. Dar cu cât noul diferă mai calitativ de vechi, cu atât este mai dificil de explicat apariția lui.

După ce am trecut în revistă principalele teorii despre originea vieții pe Pământ, teoria creației mi s-a părut personal cea mai probabilă. Biblia spune că Dumnezeu a creat totul din nimic. În mod surprinzător, știința modernă admite că totul ar fi putut fi creat din nimic. „Nimic” în terminologia științifică se numește vid. Vacuum, care este fizica secolului al XIX-lea. considerat gol, conform conceptelor științifice moderne este o formă unică de materie, capabilă să „naște” particule materiale în anumite condiții. Mecanica cuantică modernă permite ca vidul să ajungă într-o „stare excitată”, în urma căreia se poate forma un câmp în el și din el - materie.

LITERATURĂ.

1. Bernal D. „Apariția vieții” Anexa nr. 1: Oparin A.I. „Originea vieții”. - M.: „Mir”, 1969.

2. Vernadsky V.I. Materie vie. - M., 1978.

3. Naydysh V. M. Concepte ale științelor naturale moderne. – M., 1999.

4. Biologie generală./ Ed. N. D. Lisova. – Mn., 1999.

5. Ponnamperuma S. „Originea vieții”. - M.: „Mir”, 1977.

6. Smirnov I.N., Titov V.F. Filozofie. Manual pentru studenții instituțiilor de învățământ superior. - M.: Academia Economică Rusă poartă numele. Plehanov, 1998.

Îndrumare

Ai nevoie de ajutor pentru a studia un subiect?

Specialiștii noștri vă vor consilia sau vă vor oferi servicii de îndrumare pe teme care vă interesează.
Trimiteți cererea dvs indicând subiectul chiar acum pentru a afla despre posibilitatea de a obține o consultație.

Originea vieții este o vastă problemă științifică. În ultimii 10 ani, au existat o mulțime de date și cercetări noi disponibile. Astăzi, există încă întrebări nerezolvate, dar imaginea generală a modului în care viața ar fi putut apărea din materia neînsuflețită devine mai clară foarte repede. Dar, după cum știți, în știință, fiecare răspuns dă naștere la 10 întrebări noi.

Modelele de evoluție treptată de la compuși anorganici la primele organisme sunt acum bine dezvoltate. Dar istoria acestui număr datează de la celebrul autor .

Naturalistul și cercetătorul englez nu a scris nimic despre asta în lucrările sale științifice și nu a studiat serios teoriile și ipotezele despre originea vieții. Acest subiect era dincolo de înțelegerea științei secolului al XIX-lea. Charles vorbea doar despre modul în care primele organisme vii care existau deja au dat naștere întregii diversități de forme biologice pe care le vedem.

Numai din scrisorile sale către cel mai bun prieten al său știm că Darwin a încercat să se gândească la acest subiect, dar, desigur, la acel nivel de cunoștințe, el nu și-a putut asuma în mod specific nimic în afară de cel mai idei generale, că oarecum ar putea fi generate substanțe organice din chimia anorganică, săruri de amoniu, fosfor folosind electricitate într-un mic iaz cald.

Dar trebuie remarcat faptul că chiar și în această scrisoare a ghicit multe foarte precis. De exemplu, chimiștii au descoperit o cale plauzibilă pentru sinteza abiogenă a nucleotidelor, blocurile de bază ale ARN-ului. S-a dovedit că aceste nucleotide pot fi sintetizate spontan în condiții similare cu cele ale unui mic iaz cald.

Au fost inventate un număr mare de versiuni ale originii întregii vieți de pe Pământ. Multe dintre ele au fost inventate de teoreticieni ai conspirației și de pseudo oameni de știință. Dar totuși, cea mai mare parte a teoriilor se bazează pe fapte și cercetări reale.

Principalele teorii ale originii vieții:

— creaționismul;

- panspermie;

— teoria stării de echilibru;

- generatie spontana;

- evolutie biochimica.

Ipoteza creaționistă aderat de oameni care cred că viața a fost creată de un creator, Dumnezeu, mintea universală. Nu are dovezi, iar promovarea sa este realizată nu de oameni de știință, ci de jurnaliști, teologi și teologi. Lor li se alătură și oameni care vor să câștige bani în plus prin înșelăciune.

Acești creaționiști continuă să susțină că există un mister în problema originii oamenilor, deoarece arheologii nu pot găsi vreo verigă lipsă, adică o formă de tranziție de la omul antic Cro-Magnon la homo sapiens modern. Articole care sunt extrem de importante de înțeles:

» Origini 100% umane: teorii și ipoteze

Teoria stării de echilibru este că lucrurile vii, împreună cu universul și, în consecință, întreaga lume, au existat și vor exista întotdeauna, indiferent de timp. Odată cu aceasta, corpurile și formațiunile derivate din univers, cum ar fi stelele, sistemele planetare și organismele vii, sunt limitate în timp: se nasc și mor.

În momentul de față, această ipoteză are doar semnificație istorică și nu a fost discutată în cercurile științifice de mult timp, deoarece a fost infirmată. stiinta moderna la punctul cheie: universul a apărut datorită big bang-ului și expansiunii sale ulterioare. Un articol important pe această temă într-un simplu și într-un limbaj clar: 100% Originea și evoluția universului.

Teoria panspermiei deja mai științific. Presupune următoarele: organismele vii au adus corpuri cosmice precum meteoriți sau comete pe planeta noastră. Unii susținători deosebit de visători sunt siguri că OZN-urile și extratereștrii au făcut acest lucru în mod deliberat, urmărindu-și obiectivele.

În sistemul nostru solar, probabilitatea de a găsi organisme vii în altă parte este extrem de mică, dar viața ar fi putut zbura către noi dintr-un alt sistem stelar. Datele astronomice arată că, în funcție de compoziția biochimică a meteoriților, meteoriților și cometelor, compuși organici, de exemplu, aminoacizi, pot fi adesea găsiți în ei. Ei erau cei care puteau deveni semințe atunci când un corp cosmic a intrat în contact cu Pământul, la fel cum semințele de păpădie se împrăștie la sute de metri în jur.

Principala contrabalansare la afirmatiile panspermistelor este intrebarea logica de unde a venit viata de pe alte planete de pe care a zburat acelasi asteroid sau cometa. Astfel, ipoteza panspermică a originii extraterestre a organismelor vii nu poate decât să completeze versiunea principală - cea biochimică.

Teoria abiogenezei prin evolutie biochimica, studiaza si dovedeste cu succes formarea structurilor organice din materie anorganica, in afara organismului si fara utilizarea unor enzime speciale.

Sinteza celor mai simpli compuși organici din materie anorganică poate avea loc într-o mare varietate de condiții naturale: pe planetă sau în spațiu (de exemplu, într-un disc protoplanetar - proplyd). În 1953, a fost realizat celebrul experiment clasic Miller-Urey, dovedind că substanțele organice precum aminoacizii pot apărea într-un amestec de diferite gaze care ar imita compoziția atmosferică a planetei.

În natură, de-a lungul timpului, s-a format și a dobândit capacitatea de a (apropo, astăzi sinteza lui de către oameni este foarte dificilă). Dar acesta este blocul principal, iar răspunsul la întrebarea despre originea vieții pe Pământ constă tocmai în el.

Acum este absolut clar cum a apărut molecula de acid dezoxiribonucleic. La început, creaturile biologice se bazau pe o altă moleculă similară numită ARN. Multă vreme, a existat o altă lume vie în care organismele aveau informații ereditare sub forma unei molecule de acid ribonucleic care acționa ca proteine. Această moleculă este capabilă să stocheze informații ereditare cum ar fi ADN-ul și să efectueze o activitate activă precum proteinele.

În celulele moderne, aceste funcții sunt separate - ADN-ul stochează informații ereditare, proteinele fac treaba, iar ARN-ul servește ca un fel de intermediar între ele. În primele organisme antice a existat doar ARN, care a făcut față ambelor sarcini de unul singur.

Un model interesant în problema originii tuturor viețuitoarelor este că, în ultimii ani, au apărut zeci de articole științifice noi care ne aduc cât mai aproape de rezolvarea misterului și nicio altă teorie sau ipoteză privind originea în prezent sunt necesare alte vieţi decât cea abiogenă.

Viața pe Pământ a început acum trei miliarde de ani. De atunci, evoluția a transformat organisme unicelulare elementare în varietatea de forme, culori, dimensiuni și funcții pe care le vedem astăzi. Dar cum exact a apărut viața în supa primordială - apă conținută în izvoare puțin adânci și saturată cu aminoacizi și nucleotide?

Există multe răspunsuri teoretice la întrebarea ce anume a cauzat apariția vieții, de la o lovitură de fulger la un corp cosmic. Iată doar câteva dintre ele.

Scânteie de electricitate

Acea scânteie foarte metaforică a vieții ar putea fi o scânteie complet literală sau multe scântei, a căror sursă era fulgerul. Scânteile electrice care intră în apă ar putea provoca formarea de aminoacizi și glucoză, transformându-i dintr-o atmosferă bogată în metan, apă, hidrogen și amoniac. Această teorie a fost chiar confirmată experimental în 1953, dovedind că fulgerul ar fi putut foarte bine să fie cauza formării elementelor de bază necesare apariției primelor forme de viață.

După efectuarea experimentului, oamenii de știință au reușit să demonstreze că atmosfera timpurie a planetei noastre nu putea conține o cantitate suficientă de hidrogen, dar norii vulcanici care acoperă suprafața Pământului ar putea include toate elementele necesare și, în consecință, suficienți electroni pentru a provoca fulger.

Gurile hidrotermale subacvatice

Gurile de aer adânci relativ puternice ar fi putut deveni o sursă necesară de hidrogen pentru formarea primelor organisme vii pe suprafețele lor stâncoase. Chiar și astăzi, în jurul gurilor hidrotermale se dezvoltă o varietate de ecosisteme, chiar și la adâncimi mari.

Lut

Primele molecule organice ar fi putut fi găsite pe o suprafață de lut. Argila conține întotdeauna o cantitate suficientă de componente organice, în plus, ar putea deveni un fel de organizator al acestor componente în structuri mai complexe și mai eficiente, asemănătoare cu ADN-ul.

De fapt, ADN-ul este un fel de hartă pentru aminoacizi, indicând exact cum ar trebui să fie organizați în celulele grăsimilor complexe. Un grup de biologi de la Universitatea din Glasgow din Scoția susțin că argila ar putea fi o astfel de hartă pentru cei mai simpli polimeri și grăsimi până când aceștia vor învăța să se „autoorganizeze”.

Panspermie

Această teorie ne face să ne gândim la posibilitatea originii cosmice a vieții. Adică, conform postulatelor sale, viața nu și-a luat naștere pe Pământ, ci pur și simplu a fost adusă aici cu ajutorul unui meteorit, de exemplu, de pe Marte. Au fost găsite suficiente fragmente pe pământ care probabil ne-au venit de pe planeta roșie. Un alt mod de „taxi spațial” pentru forme de viață necunoscute sunt cometele, care sunt capabile să călătorească între sistemele stelare.

Chiar dacă acest lucru este adevărat, panspermia este încă în imposibilitatea de a răspunde la întrebarea cum a apărut exact viața acolo unde a fost adusă pe planeta Pământ.

Sub stratul de gheață

Este posibil ca oceanele și continentele în urmă cu trei miliarde de ani să fi fost acoperite cu un strat gros de gheață, deoarece Soarele nu a strălucit atât de puternic ca astăzi. Gheața ar putea deveni un strat protector pentru moleculele organice fragile, blocând razele ultraviolete și corpuri cosmice ciocnind cu suprafața, provocați mai întâi daune și forme slabe viaţă. În plus, mai mult temperatura scazuta ar fi putut determina evoluția primelor molecule în unele mai puternice și mai durabile.

Lumea ARN

Teoria lumii ARN se bazează pe întrebarea filozofică a oului și a găinii. Faptul este că pentru formarea (dublarea) ADN-ului sunt necesare proteine, iar proteinele nu se pot autoreproduce fără însăși harta încorporată în ADN. Deci, cum a apărut viața dacă una nu poate apărea fără cealaltă, dar ambele există perfect în prezent? Răspunsul poate fi ARN, un acid ribonucleic care poate stoca informații precum ADN-ul și poate servi ca enzime proteice. Pe baza ARN, s-a format ADN mai perfect, apoi proteine ​​mai eficiente au înlocuit complet ARN-ul.

Astăzi, ARN-ul există și îndeplinește mai multe funcții în organisme complexe, de exemplu, este responsabil pentru funcționarea anumitor gene. Această teorie este destul de logică, dar nu răspunde la întrebarea ce a servit drept catalizator pentru formarea acidului ribonucleic în sine. Presupunerea că ar fi putut apărea de la sine este respinsă de majoritatea oamenilor de știință. Explicația teoretică este formarea celor mai simpli acizi PNA și TNA, care apoi s-au dezvoltat în ARN.

Cel mai simplu început

Această teorie se numește holobioză și provine din ideea că viața nu a început din molecule complexe de ARN și cod genetic primar, ci din particule simple care interacționează între ele de dragul metabolismului. Poate că aceste particule de-a lungul timpului au dezvoltat o înveliș protector, ca o membrană, și apoi au evoluat într-un singur organism, mai complex. Acest model este numit „modelul enzimatic al metabolismului”, în timp ce teoria lumii ARN este numită „modelul codului genetic primar”.