Концепции зарождения жизни на Земле. 2
Федеральное агентство по
образованию Сочинский
Кафедра математики и информационных наук
РЕФЕРАТ
по концепциям современного естествознания на тему:
Концепции зарождения жизни на Земле.
г. Нижний Новгород
2010 год.
СОДЕРЖАНИЕ
- Введение…………………………………………………………
………3 - Концепции возникновения жизни на Земле…………………………4
2.1. Отличие живого от неживого……………………………………….4
2.2. Гипотезы возникновения жизни……………………………………5
2.2.1. Креационистская гипотеза………………………………………5
2.2.2. Гипотеза самопроизвольного зарождения……………………..6
2.2.3. Гипотеза стационарного состояния…………………………….8
2.2.4. Гипотеза панспермии……………………………
2.2.5. Гипотеза биохимической эволюции…………………………..11
3. Заключение……………………………………………………
4. Список литературы………………………………………………..
- ВВЕДЕНИЕ
Одним из наиболее трудных и в то же время интересных в современном естествознании является вопрос о происхождении жизни. Проблема происхождения жизни на Земле и возможности ее существования в других областях Вселенной издавна привлекала внимание как ученых и философов, так и простых людей.
Попытки понять, как возникла и развивалась жизнь на Земле, предпринимались еще в глубокой древности. Следствием этого стало появление различных гипотез, по-своему объясняющих возникновение жизни. На всем протяжении своего существования, каждая гипотеза имела своих сторонников и противников, приводилось множество доказательств в их пользу и опровержений.
Разрешением этого наитруднейшего
вопроса в настоящее время
занимаются ученые и философы всего
мира. Проводится множество опытов
и экспериментов, но пока ученые не
в состоянии воспроизвести
В данной работе будут подробно рассмотрены основные гипотезы возникновения жизни, их основные положения.
- КОНЦЕПЦИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ.
2.1. Отличие живого от неживого.
Прежде чем начать говорить о жизни и живой материи, необходимо понять основные различия между живым и неживым.
Итак, что такое живое и чем оно отличается от неживого. Есть несколько фундаментальных отличий в вещественном, структурном и функциональном планах. В вещественном плане в состав живого обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения, называемые биполимерами, - белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). В структурном плане живое отличается от неживого клеточным строением. В функциональном плане для живых тел характерно воспроизводство самих себя. Устойчивость и воспроизведение есть и в неживых системах, но в живых телах имеет место процесс самовоспроизведения, не что-то воспроизводит их, а они сами. Это принципиально новый момент.
Также живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ, способностью к росту и развитию, активной регуляцией своего состава функций способностью к движению, раздражимостью, приспособленностью к среде и т.д. Неотъемлемым свойством живого является деятельность, активность.
Однако строго научное разграничение живого и неживого встречает определённые трудности. Имеются как бы переходные формы от «нежизни» к жизни. Так, например, вирусы вне клеток другого организма не обладают ни одним из атрибутов живого. У них есть наследственный аппарат, но отсутствуют основные необходимые для обмена веществ ферменты, и поэтому они могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки организма-хозяина и используя его ферментные системы.
2.2. Гипотезы возникновения жизни.
На сегодняшний день основными гипотезами возникновения жизни на Земле являются:
- Креационистская (божественное сотворение живого высшими силами – Творцом, Богом);
- Гипотеза многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества;
- Гипотеза стационарного состояния (жизнь существовала всегда);
- Гипотеза панспермии (внеземное происхождение жизни);
- Гипотеза биохимической эволюции (происхождение жизни в результате протекания физических и химических законов).
2.2.1. Креационистская гипотеза.
Креационизм (от лат. creaсio -- создание) -- философско-методологическая концепция, в рамках которой всё многообразие органического мира, человечества, планеты Земля, а также мир в целом, рассматриваются как намеренно созданные неким сверхсуществом (Творцом) или божеством. Никаких научных подтверждений этой точки зрения нет: в религии истина постигается через божественное откровение и веру. Процесс сотворения мира мыслится как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения.
Теории креационизма придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений (особенно христиане, мусульмане, иудеи). Согласно этой теории, возникновение жизни относится к какому-то определённому сверхъестественному событию в прошлом, которое можно вычислить. В 1650 году архиепископ Ашер из г. Арма (Ирландия) вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н. э. и закончил свой труд 23 октября в 9 часов утра, создав человека. Ашер получил эту дату, сложив возраст всех людей, упоминающихся в Библейской генеалогии, от Адама до Христа («кто кого родил»). С точки зрения арифметики, это разумно, однако при этом получается, что Адам жил в то время, когда, как показывают археологические находки, на Ближнем Востоке уже существовала хорошо развитая городская цивилизация.
Традиционное иудейско-
Креационизм мыслится как
Божье Творение. Однако в настоящее
время некоторые рассматривают
его и как результат
2.2.2. Гипотеза самопроизвольного зарождения.
Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Религиозные учения всех времен и всех народов приписывали обычно появление жизни тому или другому творческому акту божества. Весьма наивно решали этот вопрос и первые исследователи природы. Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Даже для такого выдающегося ума древности, каким являлся Аристотель, принять представление о том, что животные -- черви, насекомые и даже рыбы -- могли возникнуть из ила, не представляло особых затруднений. Напротив, этот философ утверждал, что всякое сухое тело, становясь влажным, и, наоборот, всякое мокрое тело, становясь сухим, родят животных.
Чем дальше развивалось естествознание, чем большее значение в деле познания природы приобретали точное наблюдение и опыт, а не одни только рассуждения и мудрствования, тем более сужалась область применения теории самопроизвольного зарождения. Уже в 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Доктор Реди простыми опытами доказал неосновательность мнений о самозарождении червей в гниющем мясе. Он установил, что маленькие белые червячки - это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).
Эта гипотеза потерпела крах в середине ХIХв, когда проблемой происхождения жизни занялся знаменитый ученый Луи Пастер. К этому времени он уже многое сделал в области микробиологии и сумел разрешить проблемы, угрожавшие шелководству и виноделию. Он доказал также, что бактерии вездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать должным образом. Рядом опытов он показал, что всюду, а в особенности около человеческого жилья, в воздухе носятся мельчайшие вещества (зародыши). Они так легки, что свободно плавают в воздухе, лишь очень медленно и постепенно опускаясь на землю. Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения. Он доказалал, что если тщательно прокипятить содержимое колбы и затем предохранять его от зародышей, которые могли бы попасть с притекающим в колбу воздухом, то в ста случаях из ста загнивания жидкости и образования микробов не происходит.
Для обеспложивания притекающего в колбу воздуха Пастер применял самые разнообразные приемы: он или прокаливал воздух в стеклянных и металлических трубках, или защищал горло колбы ватной пробкой, в которой задерживаются все мельчайшие частицы, взвешенные в воздухе, или, наконец, пропускал воздух через тонкую стеклянную трубку, изогнутую в виде буквы S,-- в этом случае все зародыши механически задерживались на влажных поверхностях изгибов трубки.
Опыты Пастера с несомненностью
показали, что самозарождения микробов
в органических настоях не происходит.
Все живые организмы
2.2.3. Гипотеза стационарного состояния
Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности - либо изменение численности, либо вымирание.
По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст Земли исчисляется 4,6 млрд. лет. Более совершенные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам теории стационарного состояния полагать, что Земля существовала всегда.
Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб - латимерию (целаканта). Считалось, что кистепёрая рыба (целакант) представляет собой переходную форму от рыб к земноводным и вымерла 60-90 млн. лет назад (в конце мелового периода). Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в 1939 году у побережья о. Мадагаскар был выловлен 1-й живой целакант, а затем и другие экземпляры. Таким образом, целакант не является переходной формой. Были найдены и многие другие, считавшиеся вымершими, животные, например, лингула - маленькое морское животное, якобы вымершее 500 миллионов лет назад, живо и сегодня и как другие "живые ископаемые": солендон - землеройка, туатара - ящерица. За миллионы лет они не претерпели никаких эволюционных изменений.
Сторонники этой теории утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми останками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, ее сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте.
Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.
Гипотезу стационарного состояния иногда называют гипотезой этернизма (от лат. еternus - вечный). Гипотеза этернизма была выдвинута немецким учёным В. Прейером в 1880 г.
Взгляды Прейера поддерживал академик Владимир Иванович Вернадский (1864 - 1945), автор учения о биосфере. Вернадский считал, что жизнь - такая же вечная основа космоса, которыми являются материя и энергия. Исходя из представления о биосфере как о земном, но одновременно и космическом механизме, Вернадский связывал ее образование и эволюцию с организованностью Космоса. «Для нас становится понятным, -- писал он, -- что жизнь есть явление космическое, а не сугубо земное». Эту мысль Вернадский повторял многократно: «...начала жизни в том Космосе, который мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала этого Космоса. Жизнь вечна, поскольку вечный Космос».
2.2.4. Гипотеза панспермии.
Эта концепция не предлагает никакого механизма для объяснения первичного объяснения жизни, а лишь переносит проблему в какое-то другое место во Вселенной. Гипотеза панспермии утверждает, что жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время и в разных местах Галактики или Вселенной.
Одним из первых идею космических зачатков высказал в 1865 году немецкий врач Г. Э. Рихтер, утверждавший, что жизнь вечна и зачатки ее могут переноситься с одной планеты на другую. Эта гипотеза тесно примыкает к гипотезе стационарного состояния. Исходя из представления, что в мировом пространстве везде носятся маленькие частицы твердого вещества (космозои), отделившиеся от небесных тел, указанный автор допускал, что одновременно с этими частицами, может быть, прилепившись к ним, носятся жизнеспособные зародыши микроорганизмов. Таким образом эти зародыши могут переноситься с одного заселенного организмами небесного тела на другое, где жизни еще нет. Если на этом последнем уже создались благоприятные жизненные условия, в смысле подходящей температуры и влажности, то зародыши начинают прорастать, развиваться и являются впоследствии родоначальниками всего органического мира данной планеты.
Эта теория приобрела в научном мире много сторонников, между которыми были даже такие выдающиеся умы, как Г. Гельмгольц, С. Аррениус, Дж. Томсон, П. П. Лазарев и др. Ее защитники стремились, главным образом, научно обосновать возможность такого переноса зародышей с одного небесного тела на другое, при котором сохранялась бы жизнеспособность этих зародышей.
В конце 60-х годов возобновилась популярность этой теории. Это было связано с тем, что при изучении метеоритов и комет были обнаружены многие «предшественники живого» - органические соединения, синильная кислота, вода, формальдегид, цианогены. В 1975 году в лунном грунте и метеоритах были найдены предшественники аминокислот. Современные приверженцы концепции панспермии (в числе которых - лауреат Нобелевской премии английский биофизик Ф. Крик) считают, что жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами с помощью летательных аппаратов. Доказательством этого являются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на космодромы, а также сообщения о произошедших встречах с инопланетянами.
К гипотезе панспермии примыкает точка зрения астрономов Ч. Викрамасингха (Шри-Ланка) и Ф. Хойла (Великобритания). Они считают, что в космическом пространстве, в основном в газовых и пылевых облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы. Далее эти микроорганизмы захватываются кометами, которые затем, проходя вблизи планет, «сеют зародыши жизни». Другие учёные высказывают мысль о перенесении «спор жизни» на Землю светом (под давлением света). В общем, интерес к теории панспермии не угасает до сего времени.
2.2.5. Гипотеза биохимической эволюции.
Первую научную теорию относительно происхождения живых организмов на Земле создал советский биохимик А. И. Опарин (г.р. 1894). В 1924 г. он опубликовал работы, в которых изложил представления о том, как могла возникнуть жизнь на Земле. Согласно этой теории, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли и рассматривается Опариным как закономерный результат химической эволюции соединений углерода во Вселенной.
По Опарину, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:
1. Возникновение органических веществ.
2. Образование из более простых органических веществ биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.).
3. Возникновение примитивных
самовоспроизводящихся
Теория биохимической
эволюции имеет наибольшее количество
сторонников среди современных
учёных. Земля возникла около пяти
миллиардов лет назад; первоначально
температура её поверхности была
очень высокой (4000 - 80000С). По мере её
остывания образовались твёрдая
поверхность (земная кора - литосфера).
Атмосфера, первоначально состоявшая
из лёгких газов (водород, гелий), не могла
эффективно удерживаться недостаточно
плотной Землёй, и эти газы заменялись
более тяжёлыми: водяным паром, углекислым
газом, аммиаком и метаном. Когда
температура Земли опустилась ниже
1000C, водяной пар начал
Наиболее сложной проблемой
в современной теории эволюции является
превращение сложных
Система взглядов А. И. Опарина получила название «коацерватная гипотеза».
Теория была обоснована, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза почти все специалисты в области происхождения жизни. Если спонтанно, путем случайных безматричных синтезов в коацервате возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то как они могли копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам? Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения - внутри коацервата и в поколениях - единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур.
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Происхождение жизни - один из самых таинственных вопросов, исчерпывающий ответ на который вряд ли когда-нибудь будет получен. Множество гипотез и даже теорий о возникновении жизни, объясняющих различные стороны этого явления, неспособны пока что преодолеть существенное обстоятельство - экспериментально подтвердить факт появления жизни. Современная наука не располагает прямыми доказательствами того, как и где возникла жизнь. Существуют лишь логические построения и косвенные свидетельства, полученные путем модельных экспериментов, и данные в области палеонтологии, геологии, астрономии и т. п.
По мере развития проблемы происхождения жизни, стали возникать различные гипотезы, по-своему объясняющие этот всех интересующий вопрос. Сторонники гипотезы креационизма считали, что жизнь сотворили высшие силы в божественном акте единожды и навсегда. Но к науке эта версия не имеет ни малейшего отношения, поэтому учеными не рассматривалась. Гипотеза самозарождения полагала, что жизнь возникает из неживого, а гипотеза стационарного состояния гласила, что жизнь на Земле существовала всегда. Сторонники гипотезы панспермии утверждали, что жизнь на Землю попала из Космоса, из других планет, а занесли её скитальцы Вселенной – метеориты, кометы, космическая пыль. Наибольшее распространение получила гипотеза биохимической эволюции, объяснявшая возникновение жизни постепенным образованием в «первичном бульоне» аминокислот, а потом и белков, которые составляют основу живой материи.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Найдыш В. М. Концепции современного естествознания. - М., 2008.
2. Общая биология./ Под ред. Н. Д. Лисова. - Мн., 1999.
3. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. - М., 2001.
4. Белкин П.Н. Концепции современного естествознания. – М., 2004.
5. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М., 2003.
- Концепции зарождения жизни на Земле
- Концепции здоровья
- Концепции и глобальные модели будущего мира
- Концепции идеального города будущего в 60 годы
- Концепции и модели бюрократии
- Концепции и модели переходной экономики
- Концепции Иноземцева
- Концепции гражданского общества
- Концепции девиации
- Концепции детерминизма
- Концепции детерминизма и статистические законы
- Концепции естественного естествознания
- Концепции зарождения жизни на земле
- Концепции зарождения жизни на земле
