Появление жизни на Земле. Основные концепции

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Кафедра философии 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат на тему:

«Появление  жизни на Земле. Основные концепции» 
 
 
 
 
 
 
 
 

. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

План: 

Введение………………………………………………………………….………3

Креационизм……………………………………………………………….…….4

Теория  стационарного состояния………………………………………..……...5

Самопроизвольное  зарождение жизни…………………………………..…...6-8

Панспермия…………………………………………………………………...8-12

Биохимическая эволюция…………………………………………..………12-13

Заключение……………………………………………………………………...14

Список  литературы……………………………………………………………..15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

Происхождение жизни - один из самых таинственных вопросов, исчерпывающий ответ на который вряд ли когда-нибудь будет  получен. 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).

Рассмотрим  более подробно каждую из них.

1. 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. 
 
 

2. 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.

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.

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". 

3. ТЕОРИЯ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ЗАРОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ 

Теория  спонтанного зарождения жизни возникла в Вавилоне, Египте и Китае как  альтернатива креационизму. В ее основе лежит понятие о том, что под  влиянием естественных факторов живое  может возникнуть из неживого, органическое из неорганического. Она восходит к  Эмпедоклу и Аристотелю: определенные «частицы» вещества содержат некое  «альтернативное начало», которое  при определенных условиях может  создать живой организм. Аристотель считал, что активное начало есть в  оплодотворенном яйце, солнечном  свете, гниющем мясе. У Демокрита  начало жизни было в иле, у Фалеса – в воде, у Анаксагора – в  воздухе.

Аристотель  на основе сведений о животных, которые  поступали от воинов Александра Македонского и купцов-путешественников, сформировал  идею постепенного и непрерывного развития живого из неживого и создал представление о «лестнице природы» применительно к животному миру. Он не сомневался в самозарождении лягушек, мышей и других мелких животных. Платон говорил о самозарождении живых существ из земли в процессе гниения.

Идея  самозарождения получила широкое распространение  в средневековье и эпоху Возрождения, когда допускалась возможность  самозарождения не только простых, но и довольно высокоорганизованных существ, даже млекопитающих (например, мышей  из тряпок). Например, в трагедии В. Шекспира «Антоний и Клеопатра» Леонид говорит  Марку Антонию: «Ваши египетские гады заводятся в грязи от лучей  вашего египетского солнца. Вот, например, крокодил...». Известны попытки Парацельса разработать рецепты искусственного человека (гомункулуса).

Гельмонт  придумал рецепт получения мышей  из пшеницы и грязного белья. Бэкон  тоже считал, что гниение – зачаток  нового рождения. Идеи самозарождения жизни поддерживали Галилей, Декарт, Гарвей, Гегель,

         Против теории самозарождения  в XVII в. выступил флорентийский  врач Франческо Реди. Положив  мясо в закрытый горшок, Ф. Реди  показал, что в гнилом мясе  личинки мясной мухи не самозарождаются.  Сторонники теории самозарождения  не сдавались, они утверждали, что самозарождение личинок не  произошло по той лишь причине,  что в закрытый горшок не  поступал воздух. Тогда Ф. Реди  поместил кусочки мяса в несколько  глубоких сосудов. Часть из  них он оставил открытыми, а  часть прикрыл кисеей. Через некоторое  время в открытых сосудах мясо  кишело личинками мух, тогда  как в сосудах, прикрытых кисеей, в гнилом мясе никаких личинок  не было.

         В XVIII в. теорию самозарождения  жизни продолжал защищать немецкий  математик и философ Лейбниц.  Он и его сторонники утверждали, что в живых организмах существует  особая «жизненная сила». По  мнению виталистов (от лат. «вита» - жизнь), «жизненная сила» присутствует  всюду. Достаточно лишь вдохнуть  ее, и неживое станет живым  ».

           Микроскоп открыл людям микромир. Наблюдения показывали, что в  плотно закрытой колбе с мясным  бульоном или сенным настоем  через некоторое время обнаруживаются  микроорганизмы. Но стоило прокипятить  мясной бульон в течение часа  и запаять горлышко, как в запаянной  колбе ничего не возникало.  Виталисты выдвинули предположение»  что длительное кипячение убивает  «жизненную силу», которая не  может проникнуть в запаянную  колбу.

В XIX в. Даже Ламарк в 1809 г. писал о возможности  самозарождения грибков.

         С появлением книги Дарвина  «Происхождение видов» вновь  встал вопрос о том, как же  все-таки возникла жизнь на  Земле. Французская Академия наук  в 1859 г. назначила специальную  премию за попытку осветить  по-новому вопрос о самопроизвольном  зарождении. Эту премию в 1862 г.  получил знаменитый французский  ученый Луи Пастер.

Пастер  провел эксперимент, соперничавший  по простоте со знаменитым опытом Реди. Он кипятил в колбе различные  питательные среды, в которых  могли развиваться микроорганизмы. При длительном кипячении в колбе  погибали не только микроорганизмы, но и их споры. Помня об утверждении  виталистов, что мифическая «жизненная сила» не может проникнуть в запаянную  колбу, Пастер присоединил к ней S-образную трубку со свободным концом. Споры микроорганизмов оседали  на поверхности тонкой изогнутой  трубки и не могли проникнуть в  питательную среду. Хорошо прокипяченная  питательная среда оставалась стерильной, в ней не наблюдалось самозарождения микроорганизмов, хотя доступ воздуха (а с ним и пресловутой «жизненной силы») был обеспечен.

Так было доказано то, что в наше время  какой бы то  ни было организм может  появиться только из другого живого организма. 

4. ТЕОРИЯ  ПАНСПЕРМИИ

Было  время, когда Земля, по общепринятому  теперь в науке взгляду, представляла собой раскаленный добела шар. За это говорят данные и астрономии, и геологии, и минералогии, и прочих точных наук — это несомненно. Значит, на Земле существовали такие условия, при которых жизнь была невозможна, немыслима. Только после того, как  земной шар потерял значительную часть своего тепла, рассеяв его  в холодное межпланетное пространство, только после того, как охлажденные  водяные пары образовали первые тепловые моря, стало возможно существование  организмов, подобных тем, которые мы сейчас наблюдаем. Для разъяснения  этого противоречия была создана  теория, носящая довольно сложное  название, — теория панспермии (греч. panspermía — смесь всяких семян, от pán — весь, всякий и spérma — семя).

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. 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 солнца, 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.

Есть  основания предполагать, что, по крайней  мере, некоторые из зародышей, попавшие в атмосферу той или иной планеты, доберутся до ее поверхности жизнеспособными.

Вместе  с тем не нужно забывать о тех  колоссальных астрономических промежутках  времени, в течение которых Земля  могла засеваться зародышами из других миров. Эти промежутки исчисляются  миллионами лет! Если за это время  из многих миллиардов зародышей хотя бы один добрался благополучно до поверхности  Земли и нашел здесь подходящие для своего развития условия, то этого  было бы уже достаточно для образования  всего органического мира. Эта  возможность при современном  состоянии науки представляется хотя и маловероятной, но допустимой; во всяком случае, у нас нет фактов, которые ей прямо противоречили  бы.

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.

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. 

5.БИОХИМИЧЕСКАЯ  ЭВОЛЮЦИЯ

Первую  научную теорию относительно происхождения  живых организмов на Земле создал советский биохимик А. И. Опарин. 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  организмов.

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 конденсироваться, образуя мировой океан. В это  время, в соответствии с представлениями  А. И. Опарина, состоялся абиогенный синтез, то есть в первоначальных земных океанах, насыщенных разными простыми химическими соединениями, "в  первичном бульоне" под влиянием вулканического тепла, разрядов молний, интенсивной ультрафиолетовой радиации и других факторов среды начался  синтез более сложных органических соединений, а затем и биополимеров. Образованию органических веществ  способствовало отсутствие живых организмов – потребителей органики – и  главного…окислителя…–…кислорода. Сложные молекулы аминокислот случайно объединялись в пептиды, которые, в  свою очередь, создали первоначальные белки. Из этих белков синтезировались  первичные живые существа микроскопических размеров.

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.

      Из  того, что мы знаем о происхождении  жизни на Земле, ясно, что процесс  возникновения живых организмов из простых органических соединений был крайне длительным. Чтобы на Земле зародилась жизнь, понадобился  длившийся много миллионов лет  эволюционный процесс, в течение  которого сложные молекулярные структуры, прежде всего нуклеиновые кислоты  и белки, прошли отбор на устойчивость, на способность к воспроизведению  себе подобных.

Несомненно, в модели происхождения жизни  будут включаться новые знания, и  они будут всё более обоснованными. Но чем более качественно новое  отличается от старого, тем труднее  объяснить его возникновение. Исследование, анализ и развитие данных концепций, на мой взгляд, одна из главных задач науки, а от решения данной задачи зависят многие извечные вопросы, способные перевернуть все сознание человечества. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература

1 А.И.Опарин «Жизнь, её природа, происхождение и развитие» М. 1960 г.

2  А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник «Биология. Общая биология. 10-11 классы» 2005 г.