Контрольна робота - гіпотези про виникнення життя на землі

ВСТУП
За останні роки інтерес до цієї "вічної проблеми" все зростає. Це обумовлено двома обставинами: по-перше, значними успіхами в лабораторному моделюванні деяких етапів еволюції матерії, що призвела до зародження життя, і, по-друге, стрімким розвитком космічних досліджень, які роблять все більш реальним безпосередній пошук будь-яких форм життя на планетах Сонячної системи , а в майбутньому і за її межами.
Безліч гіпотез і навіть теорій про виникнення життя, пояснюють різні сторони цього явища, не здатні поки що подолати суттєва обставина - експериментально підтвердити факт появи життя. Сучасна наука не має в своєму розпорядженні прямими доказами того, як і де виникло життя. Існують лише логічні побудови і непрямі свідчення, отримані шляхом модельних експериментів, і дані в області палеонтології, геології, астрономії і т. П.
Теорії, що стосуються виникнення життя на Землі, різноманітні і далеко не достовірні. Найбільш поширеними концепціями виникнення життя на Землі є такі п'ять:
1. Життя було створене надприродною істотою (Творцем)
2. Життя існувала завжди (теорія стаціонарного стану).
3. Життя виникало неодноразово з неживої речовини
4. Життя занесена на нашу планету ззовні.
5. Життя виникла в результаті процесів, що підкоряються хімічним і фізичним законам.

1.5. Гіпотеза біохімічної еволюції А. І. Опаріна.
Першу наукову теорію щодо походження живих організмів на Землі створив радянський біохімік А. І. Опарін (р.н. 1894). Відповідно до цієї гіпотези, життя виникло в специфічних умовах стародавньої Землі і розглядається Опаріним як закономірний результат хімічної еволюції сполук вуглецю у Всесвіті.
За Опаріну, процес, який призвів до виникнення життя на Землі, може бути розділений на три етапи:
1. Виникнення органічних речовин.
2. Освіта з простіших органічних речовин біополімерів (білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпідів та ін.).
3. Виникнення примітивних самовідтворюються організмів.
Теорія біохімічної еволюції має найбільшу кількість прихильників серед сучасних вчених. Земля виникла близько п'яти мільярдів років тому; спочатку температура її поверхні була дуже високою (4000 - 80000С). У міру її остигання утворилися тверда поверхня (земна кора - літосфера). Атмосфера, спочатку складалася з легких газів (водень, гелій), не могла ефективно утримуватися недостатньо щільною Землею, і ці гази замінювалися важкими: водяною парою, вуглекислим газом, аміаком і метаном. Коли температура Землі опустилася нижче 1000C, водяна пара почала конденсуватися, утворюючи світовий океан. В цей час, відповідно до уявлень А. І. Опаріна, відбувся абіогенний синтез, тобто в початкових земних океанах, насичених різними простими хімічними сполуками, «в первинному бульйоні» під впливом вулканічного тепла, розрядів блискавок, інтенсивної ультрафіолетової радіації та інших факторів середовища почався синтез більш складних органічних сполук, а потім і біополімерів. Утворенню органічних речовин сприяла відсутність живих організмів - споживачів органіки - і головного ... окислювача ... - ... кисню. Складні молекули амінокислот випадково об'єднувалися в пептиди, які, в свою чергу, створили початкові білки. З цих білків синтезувалися первинні живі істоти мікроскопічних розмірів.
Найбільш складною проблемою в сучасній теорії еволюції є перетворення складних органічних речовин на прості живі організми. Опарін вважав, що вирішальна роль в перетворенні неживого в живе належить білкам. Мабуть, білкові молекули, притягаючи молекули води, утворювали колоїдні гідрофільні комплекси. Подальше злиття таких комплексів один з одним призводило до відділення колоїдів від водного середовища (коацервація). На кордоні між коацерватами (від лат. Coacervus - згусток, купа) і середовищем шикувалися молекули ліпідів - примітивна клітинна мембрана. Передбачається, що колоїди могли обмінюватися молекулами з навколишнім середовищем (прообраз гетеротрофного харчування) і накопичувати певні речовини. Ще один тип молекул забезпечував здатність до самовідтворення.
Теорія була обгрунтована, крім однієї проблеми, на яку довго закривали очі майже всі фахівці в області походження життя. Якщо спонтанно, шляхом випадкових безматрічних синтезів в коацервати виникали поодинокі вдалі конструкції білкових молекул (наприклад, ефективні каталізатори, що забезпечують перевагу даному коацервати в рості і розмноженні), то як вони могли копіюватися для поширення всередині коацервата, а тим більше для передачі коацерватам-нащадкам? Теорія виявилася нездатною запропонувати вирішення проблеми точного відтворення - всередині коацервата і в поколіннях - одиничних, випадково з'явилися ефективних білкових структур.

У теорії А.І. Опаріна та інших подібних гіпотез є один суттєвий недолік: немає жодного факту, який би підтвердив можливість абіогенного синтезу на Землі хоча б найпростішого живого організму з неживих сполук. У численних лабораторіях світу здійснені тисячі спроб такого синтезу. Наприклад, американський вчений С. Міллер, виходячи з припущень щодо складу первинної атмосфери Землі, в спеціальному приладі пропускав електричні розряди через суміш метану, аміаку, водню і парів води. Йому вдалося отримати молекули амінокислот - тих основних «цеглинок», з яких складається основа життя - білки. Ці досліди були багаторазово повторені, декому з учених вдалося отримати досить довгі ланцюжки пептидів (простих білків). І тільки! Жодного хоча б найпростішого живого організму нікому не пощастило синтезувати. Нині серед вчених популярністю користується принцип Реді: «Живе - лише від живого».
Але припустимо, що такі спроби колись увінчаються успіхом. Що доведе такий досвід? Лише те, що для синтезу життя потрібні розум людини, складна розвинена наука і сучасна техніка. Нічого цього на початковій Землі не було. Більше того, синтез складних органічних сполук з простих суперечить другому закону термодинаміки, який забороняє перехід матеріальних систем від стану більшої ймовірності до стану меншою, а розвиток від простих органічних сполук до складних, потім від бактерій до людини відбувався саме в цьому напрямку. Тут ми спостерігаємо ніщо інше, як творчий процес. Другий закон термодинаміки непорушний закон, єдиний закон, який ще жодного разу не був поставлений під сумнів, порушений або спростують. Тому порядок (генна інформація) не може стихійно виникнути з безладдя випадкових процесів, що і підтверджується теорією ймовірності.
Сучасний американський астрофізик Ч. Вікрамасінгх так образно висловив неможливість абіогенного синтезу: «Швидше ураган, який пронесеться над кладовищем старих літаків, збере новенький суперлайнер з шматків брухту, ніж в результаті випадкового процесу виникне зі своїх компонентів життя».
Суперечать теорії абіогенного синтезу і геологічні дані. Як би далеко ми не проникали всередину геологічної історії, не знаходимо слідів «азойской ери», тобто періоду, коли на Землі не існувало життя.
Земна форма життя надзвичайно тісно пов'язана з гідросферою. Про це свідчить хоча б той факт, що вода є основною частиною маси будь-якого земного організму (людина, наприклад, більше ніж на 70% складається з води, а такі організми, як медуза - на 97-98%). Очевидно, що життя на Землі сформувалося лише тоді, коли на ній з'явилася гідросфера, а це, за геологічними даними, сталося майже з початку існування нашої планети. Багато з властивостей живих організмів обумовлені саме властивостями води, сама ж вода є феноменальне з'єднання.
Деякі вчені вважають, що вся гідросфера Землі, по суті, є одна гігантська «молекула» води. Встановлено, що вода може активуватися природними електромагнітними полями земного і космічного походження (зокрема штучного). Надзвичайно цікавим було недавнє відкриття французькими вченими «пам'яті води». Можливо, те, що біосфера Землі є єдиний суперорганізм, і обумовлено цими властивостями води? Адже всі організми - це складові частини, «краплі» цієї супермолекули земної води.
Є деякі підстави вважати, що на Землі паралельно з «нашої» формою життя існує інша її різновид. До них відносять деякі види НЛО (непізнані літаючі об'єкти), освіти, схожі на кульові блискавки, а також невидимі для ока, але фіксуються кольоровою фотоплівкою літаючі в атмосфері енергетичні «згустки», які в ряді випадків виявляли розумна поведінка.
Таким чином, зараз є підстави стверджувати, що життя на Землі з'явилося з самого початку її існування і виникла, за словами Ч. Вікрамасінгх, «від всепроникною общегалактіческой живої системи».

ВИСНОВОК
За останні десять років розуміння походження життя зробило величезні успіхи. Залишається сподіватися, що наступне десятиліття принесе ще більше: нові дослідження дуже активно ведуться в багатьох областях.
Але, саме, теорія еволюції дає можливість зрозуміти оптимальну стратегію взаємини людини і навколишнього живої природи, дозволяє ставити питання про розробку принципів керованої еволюції. Окремі елементи такої керованої еволюції вже сьогодні проглядаються, наприклад, в спробах не простої промислового використання, а господарського управління еволюцією окремих видів тварин і рослин.
Вивчення процесів еволюції важливо для охорони навколишнього середовища. Людина, втручаючись у природу, ще не навчився передбачати і попереджати небажані наслідки свого втручання. Людина використовує для боротьби зі шкідниками гексахлоран, ртутні препарати і багато інших отруйні речовини. Це негайно веде до еволюційного «відповіді» природи - виникненню стійких до пестицидів рас комах, «суперкрис», стійких до антикоагулянтів і т. П.
Часто таким же катастрофічним стає промислове забруднення. Мільйони тонн пральних порошків, потрапляючи в стічні води, вбивають вищі організми і викликають небачене раніше розвиток цианей і деяких мікроорганізмів. Еволюція в цих випадках набуває потворних форм, і не виключено, що в майбутньому людство зіткнеться з несподіваною «еволюційної загрозою» з боку тих чи інших суперстійкі до промислових забруднень мікроорганізмів, бактерії і цианей, які зможуть змінити зовнішність нашої планети в небажаному напрямку.
і т.д.