Походження життя землі
МІНІСТЕРСТВО ТОРГІВЛІ Укаїни
Московський державний університет комерції
Факультет Комерція та Маркетинг
Курс 1-й (прискорене навчання)
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
З дисципліни «Концепція сучасного природознавства»
Тема: Освіта життя землі
Викладач: Професор, Голенков В.Ф.
Походження життя Землі стало третім значним етапом серед походження нашого всесвіту і походження Землі.
Існувала маса теорій та гіпотез про виникнення життя на Землі. Серед них міф про «творчий акт створення світу Богом», описаний у Біблії, гіпотези Аристотеля, Епікура та Демокріта.
Дослідження Луї Пастера в 19 столітті остаточно підтвердили помилковість уявлень про походження життя як про спонтанне самозародження. Щоправда, вони не дали остаточних висновків щодо походження життя.
І лише 3 травня 1924 р. на зборах українського ботанічного товариства вчений О. І. Опарін з нової точки зору розглянув проблему виникнення життя. Його доповідь "Про виникнення життя" стала вихідною точкою нового погляду на вічну проблему нашої появи на Землі. Необхідно підкреслити, що незалежно від Опаріна таких самих висновків дійшов англійський вчений Дж. Холдейн.
Спільним у поглядах Опаріна та Холдейна було пояснення виникнення життя внаслідок хімічної еволюції. Обидва вони підкреслювали величезну роль первинного океану як величезної хімічної лабораторії, де утворився «первинний бульйон».
Умови виникнення життя.
Зародження життя не відбулося саме собою, а відбулося завдяки певним зовнішнім умовам, що склалися на той час. Головна умова виникнення життя пов'язана з масою тарозмірами нашої планети. Доведено, що якщо маса планети більша ніж 1/20 маси Сонця, на ній починаються інтенсивні ядерні реакції.
Наступною важливою умовою виникнення життя була вода. Значення води для життя є виключно. Це зумовлено її специфічними термічними особливостями: величезною теплоємністю, слабкою теплопровідністю, розширенням при замерзанні, добрими властивостями як розчинника та ін.
Третім елементом став вуглець, який був присутній Землі як графіту і карбідів. З карбідів за її взаємодії з водою утворювалися вуглеводні.
Четвертою необхідною умовою була зовнішня енергія. Така енергія на земній поверхні була в декількох формах: промениста енергія Сонця, зокрема ультрафіолетове світло, електричні розряди в атмосфері та енергія атомного розпаду природних радіоактивних речовин.
Поява живих істот.
Коли на Землі виникли речовини подібні до білків, почався новий етап у розвитку матерії — перехід від органічних сполук до живих істот. Спочатку органічні речовини знаходилися в морях і океанах у вигляді розчинів. У них не було будь-якої будови, будь-якої структури. Але коли подібні органічні сполуки змішувалися між собою, з розчинів виділялися особливі напіврідкі, драглисті утворення — коацервати. У них концентрувалися всі білкові речовини, що знаходяться в розчині.
Хоча коацерватні крапельки були рідкі, вони мали певну внутрішню будову. Частинки речовини в них були розташовані не безладно, як у розчині, а з певною закономірністю. При утворенні коацерватів виникали зачатки організації, проте ще дуже примітивною і нестійкою. Для самої крапельки ця організація мала великезначення. Будь-яка коацерватна крапелька була здатна вловлювати з розчину, в якому плаває ті чи інші речовини. Вони хімічно приєднувалися до речовин самої крапельки. Таким чином, у ній протікав процес творення та зростання. Але в будь-якій крапельці поряд із творенням існував і розпад. Той чи інший із цих процесів, залежно від складу та внутрішньої будови крапельки, починав переважати.
В результаті в якомусь місці первинного океану змішалися розчини білково-подібних речовин і утворилися коацерватні крапельки. Вони плавали над чистої воді, а розчині різноманітних речовин. Крапельки вловлювали ці речовини і росли за їхній рахунок. Швидкість зростання окремих крапельок була неоднакова. Вона залежала від внутрішньої будови кожної їх.
Якщо в крапельці переважали процеси розкладання, вона розпадалася. Речовини, її складові переходили в розчин і поглиналися іншими крапельками. Більш-менш довго існували ті крапельки, у яких процеси творення переважали над процесами розпаду.
Таким чином, всі форми організації, що випадково виникають, самі собою випадали з процесу подальшої еволюції матерії.
Кожна окрема крапелька не могла рости безмежно як одна суцільна маса - вона розпадалася на дочірні крапельки. Але кожна крапелька в той же час була чимось відмінною від інших і, відокремившись, росла і змінювалася самостійно. У новому поколінні всі невдало організовані крапельки гинули, а найдосконаліші брали участь у подальшій еволюції матерії. Так, у процесі виникнення життя відбувався природний відбір коацерватних крапельок. Зростання коацерватів поступово прискорювалося. Причому наукові дані підтверджують, що життя виникло не у відкритому океані, а у шельфовій зоні моря або в лагунах, де булинайбільш сприятливі умови для концентрації органічних молекул та утворення складних макромолекулярних систем.
Зрештою, удосконалення коацерватів призвело до нової форми існування матерії — до виникнення на Землі найпростіших живих істот. Взагалі, виняткове розмаїття життя здійснюється на однаковій біохімічній основі: нуклеїнові кислоти, білки, вуглеводи, жири та кілька рідкісних сполук типу фосфатів.
Основні хімічні елементи, з яких побудовано життя, - це вуглець, водень, кисень, азот, сірка та фосфор. Очевидно, організми використовують для своєї будови найпростіші та найпоширеніші у Всесвіті елементи, що обумовлено самою природою цих елементів. Наприклад, атоми водню, вуглецю, кисню та азоту мають невеликі розміри і утворюють стійкі сполуки з двома і триразовими зв'язками, що підвищує їхню реакційну здатність. А утворення складних полімерів, без яких виникнення та розвиток життя взагалі неможливі, пов'язане зі специфічними хімічними особливостями вуглецю.
Сірка та фосфор присутні у відносно малих кількостях, але їхня роль для життя особливо важлива. Хімічні властивості цих елементів дають змогу утворення кратних хімічних зв'язків. Сірка входить до складу білків, а фосфор – складова частина нуклеїнових кислот.
Перші живі організми.
Будова перших живих організмів хоч і була набагато досконалішою, ніж у коацерватних крапельок, але все ж таки вона була незрівнянно простішою за нинішні живі істоти. Природний відбір, що розпочався у коацерватних крапельках, продовжувався і з появою життя. Протягом довгого часу будова живих істот дедалі покращувалась, пристосовувалася до умов існування.
Спочатку їжею для живихістот були лише органічні речовини, що виникли з первинних вуглеводнів. Але з часом кількість таких речовин зменшилася. У умовах первинні живі організми виробили у собі здатність будувати органічні речовини з елементів неорганічної природи — з вуглекислоти і води. У процесі послідовного розвитку в них з'явилася здатність поглинати енергію сонячного променя, розкладати за рахунок цієї енергії вуглекислоту та будувати у своєму тілі з її вуглецю та води органічні речовини. Так виникли найпростіші рослини – синьо-зелені водорості. Залишки синьо-зелених водоростей виявляються у найдавніших відкладах земної кори.
Інші живі істоти зберегли колишній спосіб харчування, але їм стали служити первинні рослини. Так виникли у своєму первісному вигляді тварини.
На зорі життя і рослини, і тварини були дрібними одноклітинними істотами, подібними до бактерій, що живуть у наш час, синьо-зеленим водоростям, амебам. Великою подією історія послідовного розвитку живої природи стало виникнення багатоклітинних організмів, т. е. живих істот, які з багатьох клітин, об'єднаних в один організм. Поступово, але значно швидше, ніж раніше, живі організми ставали дедалі складнішими та різноманітнішими.
З утворенням складних ультра молекулярних систем (пробіонтів), що включають нуклеїнові кислоти, білки, ферменти і механізм генетичного коду, з'являється життя на Землі. Пробіонти потребували різних хімічних сполук — нуклеотидів, амінокислот та ін. Через низький рівень генетичної інформації, пробіонти мали досить обмежені можливості. Справа в тому, що вони використовували для свого зростання готові органічні сполуки, синтезовані в ході хімічної еволюції, і якби життя наНа своєму ранньому етапі існувала тільки у формі одного виду організмів, то первинний бульйон був би досить швидко вичерпаний.