Абиогинез. Возникновение жизни на Земле

 

 

РЕФЕРАТ

 

На тему: «Абиогинез. Возникновение жизни на Земле»

 

 

 

Выполнил: Иванов И.И

Проверил: Соколова А.Е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г.Омск  2012г.

Абиогинез. Возникновение жизни на Земле

 

Существовало множество теорий о происхождении жизни  на  Земле.  Часть

ученых считала, что жизнь была создана  Творцом,  другие  же  полагали,  что

существуют  некие  «семена  жизни»,  переносимые  с   планеты   на   планету

метеоритами - «теория панспермии». Третья группа ученых считала,  что  жизнь

зародилась сама  собой,  благодаря  «жизненной  силе».  По  их  мнению,  эта

«жизненная сила» существует везде. Идея виталистов господствовала в  средние

века. Теория самозарождения включала в себя то, что рыбы  могли  зарождаться

из ила, черви из почвы, мыши из грязи, мухи из мяса и т. д.

      Против этой теории  выступил Франческо Реди, который на  основе  опытов

доказал не возможность существования  мифической «силы жизни».  Но  виталисты

не сдавались, утверждая, что в  опыте  Реди  не  было  доступа кислорода,  а

следовательно не могла проникнуть и «жизненная сила».

      Независимо от  Франческо Реди французский ученый Луи Постер,  принимая

во внимание утверждения виталистов,  проделал  эксперимент  :  он  взял  две

колбы с S-образными горлышками, в  которых  содержалась  питательная  среда,

после длительного кипячения, при  котором погибали не только  микроорганизмы,

но их споры. Колба с целым  горлом долго оставалась стерильной, а в сосуде  с

удаленным S-горлом быстро появились  микроорганизмы, этот опыт  показал,  что

«живительная сила» не существует.

      Были и такие,  которые считали, что  жизнь   зародилась  из  неживого  -

теория абиогинеза.  Основоположником  этой  теории  был Опарин,  который в

1924г. высказал предположение,  что при  мощных   электрических   разрядах   в

земной атмосфере, которая 4,5 млрд. лет назад состояла из  аммиака,  метана,

углекислого газа и  паров  воды  могли  возникнуть  простейшие  органические

соединения, необходимые для возникновения  жизни.

       Это  предположение,   на   опытной   основе,   доказал   американский

исследователь С. Миллер.

      Таким образом,  всё множество теорий и гипотез   о  возникновении  жизни

на Земле сводятся к двум взаимоисключающим  друг друга точкам зрения:

- биогенез: теория возникновения  живого из живого

- абиогенез: возникновения живого  из неживого.

       Современная наука  рассматривает  абиогенное  возникновение   жизни  на

   Земле, считая эту теорию  наиболее вероятной.

      Абиогенез состоит  из 3-х основных этапов развития  жизни:

     1. Абиогенное возникновение  биологических мономеров.

     2. Образование биологических  полимеров.

     3.   Формирование   мембранных   структур   и   первичных   организмов

        (пробионтов).

 

 

 

   Абиогенное, или небиологическое,  возникновение  органических  молекул  из

неорганических доказывали ещё  в 1924г.  русский  учёный  академик  Александр

Иванович Опарин (1894 – 1980) и в 1929г. английский естествоиспытатель  Джон

Холдейн  (1892  – 1964).  Они исходили  из  того,  что на  первых  этапах

формирования Земля  имела  очень  высокую  температуру.  По  мере  остывания

планеты тяжелые металлы перемещались к ее центру, а более легкие  оставались

на поверхности. Атмосфера состояла из свободного водорода и  его  соединений

(H2O, CH4, NH3, HCN), что служило  предпосылкой  возникновению  органических

молекул небиологическим путем. До начала 20в.  многие  ученые  предполагали,

что такие соединения могут возникать  только в живых организмах, их  называли

органическими веществами в противоположность  веществам  неживой  природы  –

минералам, названным неорганическими  соединениями.

       В  1953г.  американский  ученый  Стенли  Ллойд   Миллер,    пропуская

электрические разряды напряжением  до 60000В. через смесь H2O,  CH4,  NH3   ,

H2  под давлением в  несколько   Па  и  температуре  80С   получил  простейшие

жирные  кислоты,  мочевину,  уксусную,  муравьиную   кислоты   и   несколько

аминокислот – вещества, из которых  строятся  молекулы  белков.  Возможность

абиогенного синтеза органических соединений подтверждается  также  тем,  что

они обнаружены в космическом пространстве.

 

      Образование биологических  полимеров.  По  мере  смягчения   условий  на

Земле  стало  возможным  образование  сложных  органических   соединений   –

полимеров.  Не  исключено,   что   синтез   полимеров   катализировался   на

поверхности  минеральных  глин.  Экспериментально  показано,   что   раствор

аминокислоты аланина в водной среде в присутствии особого вида  глинозема и

АТФ может  давать  полимерные  цепочки  полиаланина.  Органические  молекулы

имеют большую молекулярную массу  и  сложную  пространственную  конфигурацию.

Такие  высокомолекулярные  комплексы,  окруженные  водной  оболочкой,  могут

объединяться    в    коацерваты.    Дальнейшая    прогрессивная     эволюция

предбиологических структур могла  происходить только при усложнении  обменных

процессов и в условиях пространственного  разделения различных  синтетических

и  энергетических  процессов  внутри  коацерватов.  Более  прочную  изоляцию

внутренней   среды   от   внешних   воздействий   могла   осуществить   лишь

биологическая мембрана.

 

      Формирование мембранных  структур и первичных организмов  (пробионтов).

Вокруг  коацерватов,  богатых  органическими  соединениями,  возникли   слои

липидов,  отделивших  коацерват   от   окружающей   водной   среды.   Липиды

преобразовались в ходе эволюции в  наружную мембрану, существенно  повысившую

жизнеспособность  и   устойчивость   организмов.   Возникновение   мембраны,

обладающей  способностью  к   избирательной   проницаемости,   содействовало

развитию  все  более  совершенных  саморегулирующихся   систем   вплоть   до

возникновения  первых  клеток.  Появляются  первые  примитивные  безъядерные

клетки  –  прокариоты.  Первые  живые  организмы  были  гетеротрофными,  они

использовали в качестве энергии (пищи) органические соединения,  находящиеся

в растворенном виде в водах первичного океана.

 

      Развитие жизни  на Земле. Биологическая эволюция  на Земле длится  более

3  млрд.  лет.  С  момента   возникновения   первых   примитивных   клеточных

организмов благодаря естественному  отбору появилось  бесчисленное  множество

форм живых организмов. Историю  Земли принято делить на промежутки времени  –

эры и периоды, границами которых  являются  крупные  геологические  события,

связанные   с   историей   развития   планеты   как    космического    тела.

Геохронологическая история Земли  состоит из 5 эр.

 

 

 

   Список используемой литературы:

1. Общая биология (Рувинский)

2. Общая биология (М.; Просвещение  1993г., Д.К. Белясов)

3. Биология для школьников и  поступающих в ВУЗы (М.;1999г., Дрофа)