Пензенский  Государственный Педагогический Университет

им. В.Г. Белинского

факультет русского языка и литературы

кафедра экологии и зоологии 
 
 
 
 

Реферат

по  теме:

«Основные гипотезы возникновения  жизни на Земле» 
 

Выполнила: студентка 1-го курса

                                                                                Апакина А.В. 

                                                                Проверила: доцент кафедры     

                                                                                  Курмаева Н.М. 
 
 

Пенза,2011 

Оглавление 

Введение. 3

КРЕАЦИОНИЗМ. 5

ТЕОРИЯ  СТАЦИОНАРНОГО СОСТОЯНИЯ. 7

ТЕОРИЯ  САМОПРОИЗВОЛЬНОГО  ЗАРОЖДЕНИЯ. 10

ТЕОРИЯ  ПАНСПЕРМИИ. 16

ТЕОРИЯ  А. И. ОПАРИНА. 20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 23

ЛИТЕРАТУРА. 24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

     Проблема  происхождения жизни на Земле  и возможности ее существования  в других областях Вселенной издавна  привлекала внимание как ученых и  философов, так и простых людей. За последние годы интерес к этой "вечной проблеме" значительно  возрос.

     Это обусловлено двумя обстоятельствами: во-первых, значительными успехами в лабораторном моделировании некоторых  этапов эволюции материи, приведшей  к зарождению жизни, и, во-вторых, стремительным  развитием космических исследований, делающих все более реальным непосредственный поиск каких-либо форм жизни на планетах Солнечной системы, а в будущем  и за ее пределами.

     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.

     Теории, касающиеся возникновения жизни  на Земле, разнообразны и далеко не достоверны. Наиболее распространенными  теориями возникновения жизни на Земле являются следующие:

     1. Жизнь была создана сверхъестественным  существом (Творцом) в определенное  время (креационизм).

     2. Жизнь существовала всегда (теория стационарного состояния).

     3. Жизнь возникала неоднократно  из неживого вещества (самопроизвольное зарождение).

     4. Жизнь занесена на нашу планету  извне (панспермия).

     5. Жизнь возникла в результате  процессов, подчиняющихся химическим  и физическим законам (биохимическая эволюция).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КРЕАЦИОНИЗМ.

     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-христианское представление  о сотворении мира, изложенное в  Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Однако существующие противоречия не опровергают концепцию творения. Гипотеза творения не может быть ни доказана, ни опровергнута и будет существовать всегда вместе с научными гипотезами происхождения жизни.

     Креационизм мыслится как Божье Творение. Однако в настоящее время некоторые  рассматривают его и как результат  деятельности высокоразвитой цивилизации, создающей различные формы жизни  и наблюдающей за их развитием. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ТЕОРИЯ  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.

     Ещё один пример заблуждения это археоптерикс - существо, связующее птиц и пресмыкающихся, переходная форма на пути превращения  рептилий в птиц. Но в 1977 году в штате  Колорадо были обнаружены окаменелости птиц, возраст которых соизмерим  и даже превышает возраст останков археоптерикса, т.е. он не является переходной формой.

     Большая часть доводов в пользу этой теории связана с такими неясными аспектами  эволюции, как значение разрывов в  палеонтологической летописи, и она  наиболее подробно разработана именно в этом направлении.

     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. «Мы знаем, и знаем  это научно, — твердил он, —  что Космос без материи, без энергии  не может существовать. И достаточно ли материи и без выявления  жизни - для построения Космоса, той  Вселенной, который доступный человеческому  уму?». На этот вопрос он ответил отрицательно, ссылаясь именно на научные факты, а  не на личные симпатии, философские  или религиозные убеждения. «...Можно  говорить о вечности жизни и проявлений ее организмов, как можно твердить о вечности материального субстрата  небесных тел, их тепловых, электрических, магнитных свойств и их проявлений. С этой точки зрения таким же далеким  от научных поисков будет вопрос о начале жизни, как и вопрос о  начале материи, теплоты, электрики, магнетизма, движения».

     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».

ТЕОРИЯ  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.

     Авторитет Аристотеля имел исключительное влияние  на воззрения средневековых ученых. Мнение этого философа в их умах причудливо переплеталось с учением  отцов церкви, зачастую давая нелепые  и даже смешные на современный  взгляд представления. Приготовление  живого человека или его подобия, “гомункулуса”, в колбе, при помощи смешения и перегонки различных  химических веществ, считалось в  средние века хотя и весьма трудным  и беззаконным, но, без сомнения, выполнимым делом. Получение же животных из неживых материалов представлялось ученым того времени настолько простым  и обычным, что известный алхимик  и врач Ван-Гельмонт (1577 – 1644 гг.) прямо дает рецепт, следуя которому можно искусственно приготовить мышей, покрывая сосуд с зерном мокрыми и грязными тряпками. Этот весьма удачливый ученый описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван- Гельмонт считал человеческий пот.

     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).

     “Убежденность была бы тщетой, если бы ее нельзя было подтвердить экспериментом. Поэтому  в середине июля я взял четыре больших  сосуда с широким горлом, поместил в один из них землю, в другой –  немного рыбы, в третий – угрей  из Арно, в четвертый – кусок  молочной телятины, плотно закрыл их и  запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив  их открытыми… Вскоре мясо и рыб  в незапечатанных сосудах зачервили; можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я  не видел ни одного червяка, хотя прошло много дней, после того как в  них была положена дохлая рыба” (Реди).

     Таким образом, относительно живых существ, видимых простым глазом, предположение  о самозарождении оказалось несостоятельным. Но в конце XVII в. Кирхером и Левенгуком был открыт мир мельчайших существ, невидимых простым глазом и различимых только в микроскоп. Этих “мельчайших  живых зверьков” (так Левенгук называл  открытые им бактерии и инфузории) можно  было обнаружить всюду, где только происходило  гниение, в долго стоявших отварах и настоях растений, в гниющем мясе, бульоне, в кислом молоке.

     Невольно  являлась мысль, что именно здесь, в  гниющих отварах и настоях  и происходит самозарождение живых  микробов из неживой материи. Это  мнение в середине XVIII в. получило сильное  подтверждение в опытах шотландского священника Нидхэма. Нидхэм брал мясной бульон или отвары растительных веществ, помещал их в плотно закрывающиеся  сосуды и короткое время кипятил. При этом, по мнению Нидхэма, должны были погибнуть все зародыши, новые  же не могли попасть извне, так  как сосуды были плотно закрыты. Тем  не менее, спустя некоторое время  в жидкостях появлялись микробы. Отсюда ученый делал вывод, что он присутствует при явлении самозарождения.

     Однако  против этого мнения выступил другой ученый, итальянец Спалланцани. Повторяя опыты Нидхэма, он убедился, что более  продолжительное нагревание сосудов, содержащих органические жидкости, совершенно их обеспложивает. В 1765 году Ладзаро Спалланцани провел следующий опыт: подвергнув мясные и овощные отвары кипячению в течение нескольких часов, он сразу же их запечатал, после чего снял с огня. Исследовав жидкости через несколько дней, Спалланцани не обнаружил в них никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая температура уничтожила все формы живых существ и что без них ничто живое уже не могло возникнуть.

     Между представителями двух противоположных  взглядов разгорелся ожесточенный спор. Спалланцани доказывал, что жидкости в опытах Нидхэма не были достаточно прогреты и там оставались зародыши живых существ. На это Нидхэм возражал, что не он нагревал жидкости слишком  мало, а, наоборот, Спалланцани нагревал их слишком много и таким грубым приемом разрушал “зарождающую силу”  органических настоев, которая очень  капризна и непостоянна.

     Таким образом, каждый из спорящих остался  при своем мнении, и вопрос о  самозарождении микробов в гниющих  жидкостях не был разрешен ни в  ту, ни в другую сторону в течение  целого столетия. За это время было сделано немало попыток опытным  путем доказать или опровергнуть самозарождение, но ни одна из них не привела к определенным результатам.

     Вопрос  запутывался все больше и больше, и только в половине XIX в. он был  окончательно разрешен благодаря блестящим  исследованиям гениального французского ученого Пастера.

     Луи Пастер занялся проблемой происхождения  жизни в 1860 году. 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.    

     В результате ряда экспериментов, в основе которых лежали методы Спланцани, Пастер доказал справедливость теории биогенеза  и окончательно опроверг теорию спонтанного  зарождения.

     Таинственное  появление микроорганизмов в  опытах предыдущих исследователей Пастер объяснял или неполным обеспложиванием  среды, или недостаточной защитой  жидкостей от проникновения зародышей. 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.

     Колбы с S-образным горлышком, использованные в опытах Луи Пастера:

     А – в колбе с изогнутым горлышком  бульон долгое время остаётся прозрачным (стерильным); Б – после удаления S-образного горла в колбе наблюдается бурный рост микроорганизмов (бульон мутнеет).

     Всюду, где защита была в достаточной  степени надежной, появление микробов в жидкости не наблюдалось. Но, может  быть, продолжительное нагревание химически  изменило среду и сделало ее непригодной  для поддержания жизни? Пастер легко  опроверг и это возражение. Он бросал в обеспложенную нагреванием  жидкость ватную пробку, через которую  пропускался воздух и которая, следовательно, содержала зародышей,— жидкость быстро загнивала. Следовательно, прокипяченные  настои являются вполне подходящей почвой для развития микробов. Это развитие не происходит только потому, что нет  зародыша. Как только зародыш попадает в жидкость, так сейчас же он прорастает и дает пышный урожай. 

       Опыты Пастера с несомненностью показали, что самозарождения микробов в органических настоях не происходит. Все живые организмы развиваются из зародышей, т. е. берут свое начало от других живых существ. Однако подтверждение теории биогенеза породило другую проблему. Коль скоро для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда же взялся самый первый живой организм? Только теория стационарного состояния не требует ответа на этот вопрос, а во всех других теориях подразумевается, что на какой-то стадии истории жизни произошел переход от неживого к живому. 
 
 
 

ТЕОРИЯ  ПАНСПЕРМИИ.

     Исключительная  сложность строения даже наиболее простых  организмов так поразила умы некоторых  ученых, что они пришли к убеждению  о существовании непроходимой пропасти между живым и неживым. Переход  неживого в живое, организованное казался  им абсолютно невозможным ни в  настоящем, ни в прошлом.

     Теория панспермии (греч. panspermиa — смесь всяких семян, от pаn — весь, всякий и spеrma — семя).

       Одним из первых идею панспермии 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. Ведь на самом деле, в конце концов, главный вопрос заключается именно в том, может ли спора совершить такое длительное и полное опасностей путешествие, как перелет из одного мира в другой, не погибнув, сохранив способность прорасти и развиться в новый организм. Разберем подробно, какие опасности встречаются на пути зародыша.

     Прежде  всего, это холод межпланетного  пространства (220° ниже нуля). Отделившись  от родной планеты, зародыш обречен  долгие годы, столетия и даже тысячелетия  носиться при такой ужасающей  температуре, прежде чем счастливый случай даст ему возможность опуститься на новую землю. Невольно является сомнение, способен ли зародыш выдержать такое  испытание. Для решения этого  вопроса обращались к исследованию устойчивости по отношению к холоду современных нам спор. Опыты, произведенные  в этом направлении, показали, что  холод зародыши микроорганизмов  выносят превосходно. Они сохраняют  свою жизнеспособность даже после шестимесячного пребывания при 200° ниже нуля. Конечно, 6 месяцев не 1000 лет, но все же опыт дает нам право предполагать, что, по крайней мере, некоторые из зародышей  могут перенести страшный холод  межпланетного пространства.

     Гораздо большую опасность для зародышей  представляет их полная незащищенность от световых лучей. Их путь меж планетами  пронизан лучами солнц, губительными для  большинства микробов. Некоторые  бактерии погибают от действия прямых солнечных лучей уже в течение  нескольких часов, другие более устойчивы, но на всех без исключения микробов очень сильное освещение действует  неблагоприятно. Однако это неблагоприятное  действие в значительной степени  ослабляется в отсутствие кислорода  воздуха, а мы знаем, что в межпланетном пространстве воздуха нет, и потому можем не без основания предполагать, что зародыши жизни выдержат и  это испытание.

     Но  вот счастливый случай дает возможность  зародышу попасть в сферу притяжения какой-либо планеты с благоприятными для развития жизни условиями  температуры и влажности. Скитальцу  осталось только, подчиняясь силе тяжести, упасть на его новую Землю. Но как  раз тут, почти уже в мирной гавани, и ждет его грозная опасность. Ранее зародыш носился в безвоздушном пространстве, но теперь, прежде чем  упасть на поверхность планеты, он должен пролететь через довольно толстый  слой воздуха, окутывающий со всех сторон эту планету.

     Всем, конечно, хорошо известно явление “падающих  звезд”— метеоров. Современная  наука объясняет это явление  следующим образом. В межпланетном пространстве носятся твердые тела и частицы различных размеров, возможно, осколки планет или комет, залетевшие в нашу солнечную систему  из отдаленнейших мест Вселенной. Пролетая поблизости от земного шара, они  притягиваются этим последним, но, прежде чем упасть на его поверхность, они  должны пролететь через воздушную  атмосферу. Вследствие трения о воздух быстро падающий метеорит нагревается  до белого каления и становится видимым  на темном небесном своде. Только немногие из метеоритов достигают земли, большинство  сгорает от сильного жара еще далеко от её поверхности.

     Подобной  же участи должны подвергнуться и  зародыши. Однако различные соображения  показывают, что подобного рода гибель не является обязательной. Есть основания  предполагать, что, по крайней мере, некоторые из зародышей, попавшие в  атмосферу той или иной планеты, доберутся до ее поверхности жизнеспособными.

     Однако  теория панспермии является ответом  только на вопрос происхождении земной жизни, а отнюдь не на вопрос о происхождении  жизни вообще, перенося проблему в  другое место Вселенной.

     “Одно из двух, — говорит Гельмгольц. —  Органическая жизнь или когда-либо началась (зародилась), или существует вечно”. Если признать первое, то теория панспермии теряет всякий логический смысл, так как если жизнь могла  зародиться где-либо во Вселенной, то, исходя из однообразия мира, мы не имеем  никаких оснований утверждать, что  она не могла зародиться и на Земле. Поэтому сторонники разбираемой  теории принимают положение о  вечности жизни. Они признают, что  “жизнь только меняет свою форму, но никогда не создается из мертвой материи”.

     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. Сторонники панспермии считают их «семенами, посеянными на Земле». В 1992 году появились работы американских ученых, где они на основании исследования материала, подобранного в Антарктиде, описывают  наличие в метеоритах остатков живых  существ, напоминающих бактерии.

     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.

     В общем, интерес к теории панспермии не угасает до сего времени.

ТЕОРИЯ  А. И. ОПАРИНА.

     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.