Вход

Основные концепции происхождения жизни

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Реферат*
Код 310851
Дата создания 08 июля 2013
Страниц 17
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 29 марта в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
910руб.
КУПИТЬ

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1.КРЕАЦИОНИЗМ
2.САМОПРОИЗВОЛЬНОЕ ЗАРОЖДЕНИЕ
3.ТЕОРИЯ СТАЦИОНАРНОГО СОСТОЯНИЯ
4.ТЕОРИЯ ПАНСПЕРМИИ
5.ТЕОРИЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Введение

Основные концепции происхождения жизни

Фрагмент работы для ознакомления

жизнь возникала неоднократно из неживого вещества (самопроизвольное зарождение);
жизнь существовала всегда (теория стационарного состояния);
жизнь занесена на нашу планету извне (панспермия);
жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам (биохимическая эволюция).
Целью работы было рассмотреть эти теории, выделяя недостатки и преимущества каждой из них.
1. КРЕАЦИОНИЗМ
Согласно теории креационизма, жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом. Такая теория устраивает последователей почти всех наиболее распространенных религиозных учений. Еще в средние века, в 1650 г. архиепископ Ашер из г. Арма (Ирландия) вычислил, что бог сотворил мир в октябре 4004 г. до нашей эры и закончил свой труд 23 октября в 9 часов утра, создав человека. Этот вошедший в историю христианин, путем сложения возрастов всех людей, упоминающихся в библейской генеалогии, от Адама до Христа, сгенерировал дату сотворения мира. Обращаясь же к историческим данным, мы видим, что в 4004 г. до н. э. на Ближнем Востоке уже была развитая цивилизация, а не только Адам и Ева. Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, не может не вызывать вопросов. Не смотря на то, что христиане признают Библию как завет Господа, данный людям, существуют значительные разночтения о длине “дня” сотворений. Так одни последователи креационизма считают, что мир, и все населяющие его существа, были созданы за 6 стандартных дней по 24 часа в каждом. Другие точки зрения ими решительно отвергаются. Другие христиане готовы принять некую аллегоричность процесса сотворения мира, описанного в Библии. Для них описание сотворения живых существ скорее относится к ответу на вопрос “почему?”, а не “каким образом?”.
“Методы” богословия – вера и божественное откровение были подвергнуты сомнению в эпоху Просвещения, когда начали формироваться современные подходы к доказательству различных теорий, основанные на результатах наблюдений и экспериментальных данных. Вера же признает вещи бездоказательно, как данность. Таким образом, логически не может быть противоречия между научным и богословским объяснением сотворения мира, так как эти две сферы мышления взаимно исключают одна другую1. Для настоящего ученого научная истина всегда содержит элемент гипотезы, которую необходимо экспериментально доказать, а для верующего божественная истина абсолютна. Процесс божественного сотворения мира представляется как событие, произошедшее единственный раз в прошлом, и потому не имеющее аналогии, подходящей для изучения в настоящем времени. На основании этого, современная наука не включает концепцию божественного сотворения в разряд научных концепций. Тем не менее, наука сегодня не имеет достаточных данных и для полного опровержения креационизма, поскольку имеет дело только с явлениями, поддающимися наблюдению.
2. САМОПРОИЗВОЛЬНОЕ ЗАРОЖДЕНИЕ
Теория спонтанного зарождения была распространена в древних цивилизациях, таких как Египет, Китай и Вавилон и существовала параллельно с креационизмом. Так символическая фигура философии античного времени – Аристотель разделял и развивал теорию спонтанного зарождения. Он выдвинул идею о существовании активного начала в частицах, способных в определенных условиях развиться в живой организм. Однако он приписывал существование таких частиц и элементам неживой природы – почве, камню и солнечному свету. Такие выводы он делал на допущении возможности того, что материю можно дробить без качественного изменения её свойств. В отношении живых существ он считал, что в яйце или спермии нет готовых структур взрослого организма, они при каждом акте развития возникают заново. Управляет развитием энтелехия – конечная причина или цель, т. е. божественная идея о совершенном петухе или совершенной курице1. Сходные взгляды можно найти и у учителя Аристотеля – Платона в диалоге “Тимей”. Возникновение христианской теории сотворения мира потеснило теорию спонтанного зарождения, однако не искоренило полностью. Так Ван Гельмонт, знаменитый ученый XVII в. утверждал, что провел эксперимент, в результате которого произошло зарождение мыши из грязной рубашки, темного шкафа и горсти пшеницы под действием человеческого пота. Несколькими десятилетиями позже, итальянский ученый Ф. Реди показал, что белые червяки в гниющем мясе не зарождаются в нем самопроизвольно под действием аристотелевской энтелехии, а являются личинками мух. Это открытие подвергло сомнению теорию самопроизвольного зарождения, внеся вклад в развитие теории биогенеза, но не опровергло окончательно. Идеи происхождения жизни волновали и великого ученого средневековья Лейбница. В своей “Монадологии” он задается вопросом о бесконечно малых частицах, наделенных определенными свойствами – о монадах. Представления Лейбница – характерные для своего времени, они являются по большей части креационизмом, но с элементами самозарождения: “Так как субстанция есть достаточное основание для всего разнообразия, которое притом всюду находится во взаимной связи, то существует только один Бог, и этого Бога достаточно. Хотя каждая монада представляет весь универсум, но отчетливее представляет она тело, которое собственно с ней и связано”1. Микробиологические исследования Антонио ван Левенгука на бактериях также не позволили отказаться от идеи спонтанного зарождения. Наконец в 1860 году проблемой происхождения жизни занялся Луи Пастер. В ряде экспериментов с нагреванием жидкостей Пастер доказал правоту идеи биогенеза и опроверг теорию самозарождения.
3. ТЕОРИЯ СТАЦИОНАРНОГО СОСТОЯНИЯ
Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно. Она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало. Виды в живой природе также существовали всегда1. Оценки возраста Земли сильно варьировали – примерно от 6000 лет по расчетам архиепископа Ашера до 5 миллиардов лет по современным оценкам, основанным на радиоизотопном методе. Такой древний возраст Земли позволяет сторонникам теории стационарного состояния считать, что Земля существовала всегда. В рамках этой теории видовой эволюции нет места, виды существовали исходно, затем, со временем, либо вымирали, либо изменялась их численность. Одним из научных фактов, поддерживающих такую теорию, является обнаружение в районе о. Мадагаскар живых представителей кистеперых рыб, которые по палеонтологическим данным вымерли еще в конце мелового периода – 70 млн. лет назад. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Отличительной особенностью толкования сторонниками стационарного состояния палеонтологических данных является их идея о том, что появление ископаемых остатков определенного вида животных в определенном временном пласте всегда объясняется либо изменением численности вида, либо тем, что определенные пласты были более приспособлены для сохранения останков в принципе, по сравнению с другими: в этом случае, внезапное появление вида можно отнести за счет его миграции. Вероятно, лишь накопление дополнительных палеонтологических знаний о разных эпохах, позволит окончательно отказаться от теории стационарного состояния.
4. ТЕОРИЯ ПАНСПЕРМИИ
Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а предлагает гипотезу о её внеземном происхождении. У этой теории немало сторонников. Многие считают, что эта теория не отвечает на главный вопрос “Как возникла жизнь?”, сводя его к частному вопросу “Как возникла жизнь на Земле?”. Теория панспермии утверждает, что жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время и в разных частях Галактики или Вселенной. Подтверждение этой теории часто ищут в мифах и легендах древних времен, в наскальных изображениях “пришельцев”, и даже в Священном Писании некоторые способны увидеть косвенные указания на вмешательство инопланетного разума. Многочисленная околонаучная литература, посвященная НЛО и инопланетянам, объясняет появление жизни на Земле в терминах, понятных обывателю. Обращение к теории панспермии значительно связано с развитием космонавтики, хотя еще в начале прошлого века были написаны романы “Война миров” и “Аэлита”. Многочисленные данные, опубликованные на основе космических исследований, дают право предполагать, что вероятность обнаружить жизнь в пределах Солнечной системы ничтожна. Тем не менее, последние исследования Марса пробуждают надежду на теоретическую возможность обнаружение какой-либо формы жизни на этой планете. При изучении материала метеоритов и комет в них были обнаружены многие “предшественники” живого: цианогены, синильная кислота, органические соединения – все они могли бы сыграть роль семян, падавших на голую Землю.
5. ТЕОРИЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ
Согласно всеобщей концепции, представленной в Энциклопедическом словаре, жизнь возникла путем абиогенеза. Абиогенез – образование органических соединений, распространенных в живой природе, вне организма без участия ферментов. В широком смысле абиогенез – возникновение живого из неживого1.
По мнению многих биологов, в далеком прошлом состояние нашей планеты было мало похоже на нынешнее: температура её поверхности оценивается в 4000 – 80000С, и по мере того, как Земля остывала, углерод и более тугоплавкие металлы конденсировались и образовывали земную кору. Поверхность планеты была, наиболее вероятно, голой и неровной, так как на ней в результате вулканической активности, непрерывных подвижек коры и сжатия, вызванного охлаждением, происходило образование складок и разрывов. Другим был и состав атмосферы Земли. Из-за того, что гравитационное поле планеты было еще недостаточно сильным, кислород, аргон, гелий, водород и азот уходили из атмосферы, а оставались двуокись углерода и метан. Кроме того, в то время уже была вода, наиболее вероятно в составе паров, поскольку Земля была раскалена. Судя по геологическим данным, первичная атмосфера была “восстановительной” – древние горные породы содержат соединения двухвалентного железа, тогда как в сегодняшней, “окислительной” атмосфере, благодаря кислороду железо представлено соединениями со степенью окисления Fe3+. Наличие водяных паров, двуокиси углерода и восстановительная атмосфера были благоприятными условиями для появления первых углеводородных соединений. Постепенное накопление кислорода в атмосфере и создание защитного озонового слоя Земли было возможно благодаря реакциям разложения водяного пара с выделением кислорода под действием жесткого ультрафиолета1.
С первой четверти прошлого века среди теорий возникновения жизни лидировала теория “первичного бульона” А. И. Опарина. В этой теории важная роль отводилась первобытному океану, в котором под действием радиоактивных лучей могли с большой вероятностью протекать химические реакции между простыми веществами, в которых синтезировались первые органические соединения. Гигантские площади поверхности океана, разнообразный элементный состав простых соединений в состоянии “раствора”, доступность солнечной энергии – все это, по мнению Опарина, является несомненным основанием для жизнеспособности его теории “первичного бульона”. Эта теория имела косвенное подтверждение в опытах С. Миллера в 1953г. Косвенными доказательства можно считать по той причине, что экспериментально невозможно было воспроизвести достоверно условия “первобытного” океана и “первобытной” Земли. Он создал “циклическую” установку, основу которой составляла газовая камера, наполненная смесью газов: метаном, аммиаком, водородом и водяными парами под высоким давлением. Кроме того, установка содержала так называемую “ловушку”, в которую после охлаждения могли попадать синтезированные соединения. На газы в камере воздействовали электрическим разрядом высокого напряжения в течение недели, после чего содержимое “ловушки” подвергали хроматографическому анализу. В результате этого эксперимента было обнаружено 15 аминокислот (строительный материал белков), в том числе глицин, аланин и аспарагиновая кислота. В других экспериментах Миллеру удалось получить не менее важные биологические молекулы – аденин, входящий и в нуклеиновые кислоты и в АТФ, и простые сахара, такие как рибоза, входящие в состав РНК. Таким образом, в грубом приближении, можно говорить о том, что были получены прообразы основных биологических макромолекул - белков и нуклеиновых кислот. После этого Орджел в подобном эксперименте синтезировал шестизвенные олигонуклеотиды – элементарные нуклеиновые кислоты.
Не смотря на то, что теория Опарина получила многочисленные экспериментальные подтверждении, она не отвечала на очень важный вопрос организации сложных биологических форм, таких как клетка, из органических молекул. На сегодняшний день существует общая концепция биохимической эволюции. Так Опарин полагал, что ведущая роль в переходе от неживого к живому принадлежит белкам. Белкам в мире живых организмов принадлежит большое количество функций: структурная, ферментативная, питательная, иммунологическая и т. д. Белки, из за того, что являются амфотерными соединениями, способны к образованию коллоидных гидрофильных комплексов, окруженных притянутыми молекулами воды. Такие гидрофильные комплексы способны агрегировать друг с другом с образованием коллоидов, отделенных от водной среды в процессе коацервации. Образовавшись, подобные коацерваты, возможно, были способны обмениваться с окружающей средой веществами и избирательно накапливать различные соединения, в особенности кристаллоиды. Состав коацервата определялся наличием в среде определенных химических элементов. Таким образом, разнообразие состава “бульона” в разных местах вело к различиям в химическом составе коацерватов и поставляло, таким образом, сырье для “биохимического естественного отбора”1. Важнейшими элементами биохимической эволюции являлись и ионы металлов, которые могли выступать катализаторами простейших реакций, а в комплексе с аминокислотами могли формировать прообразы ферментов. Такие предшественники ферментов уже могли иметь преимущество по сравнению с другими случайно синтезировавшимися молекулами – они могли положить начало автокаталитическим циклам с частичным возобновлением субстратов, которые в свою очередь тоже могли быть катализаторами повторной реакции и так далее.
В настоящее время концепция Опарина носит уже обобщенное название “Опарина-Холдейна”, по имени английского естествоиспытателя Дж. Холдейна1. У Опарина жизнь возникает на уровне многомерных структур – коагулянты, гели и коацерваты представляют собой первичную биоматерию. Холдейн же в своих работах не обращался к понятиям гелей и коацерватов, и первыми живыми существами считал органические макромолекулы. Такая макромолекула должна была представлять собой прототип гигантского гена, способного к репродукции. Эта теория носит название информационной концепции или “генобиоза” в противоположность концепции голобиоза, признающей первичность белковых молекул. Известный биолог Ф. Дайсон в рамках теории голобиоза развивает гипотезу независимого появления репликации (копирования молекулы ДНК) и метаболизма. При компьютерном моделировании гипотеза Дайсона дает следующий порядок возникновения биоструктур: клетка – ферменты – гены2.
В настоящее время появились новые гипотезы зарождения жизни: в тонких пленках органики, адсорбированной на кристаллах пирита или апатитов; в геотермальных источниках на дне океана. Выделяют особую роль соединений серы в происхождении жизни. Ясности пока нет, но очевидно, что существование жизни повышает энтропию Вселенной, переводя локально материю в организованное, структурированное состояние.
Решительным прорывом в понимании зарождения жизни на Земле было возникновение науки молекулярной биологии. Молекулярная биология показала всеобщность сложных взаимодействий между белковыми макромолекулами и молекулами нуклеиновых кислот, определяющих развитие и существование биологических организмов1. Вопрос сводился лишь к поиску того, кто из двух – ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) или белки были первыми биомолекулами. Белки не могут хранить наследственную информацию, а без этого жизнь невозможна, в свою очередь, синтез ДНК не происходит без участия белковых ферментов. Могли ли одновременно появиться белки и ДНК? Этот вопрос волновал многих ученых. При этом совсем не уделялось внимания роли РНК (рибонуклеиновая кислота). Лишь когда были найдены вирусы, в которых генетическую информацию несла молекула РНК, к молекуле РНК стали относиться серьезней. Другим эпохальным событием было открытие рибозимов – молекул РНК с каталитическими свойствами, подобными белковым. Таким образом, обнаружилось, что только молекула РНК может выполнять сразу обе главные жизненные задачи – и хранение информации, и ее реализацию. Стало ясно, что возможен полноценный живой организм, не имеющий ни белков, ни ДНК, в котором все функции выполняются только молекулами РНК. Так появилась теория мира РНК, согласно которой первые живые организмы были РНК-организмами без белков и ДНК. А первым прообразом будущего РНК-организма мог стать автокаталитический цикл, образованный самовоспроизводящимися молекулами РНК – теми самыми рибозимами, которые способны катализировать синтез собственных копий.

Список литературы

1.Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология (в 3 томах) // Мир, Москва, 1993. Т. 3. 376 стр.
2.Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания // Изд. центр Академия. Москва. 2006. 608 стр.
3.Естествознание. Энцеклопедический словарь под ред. Шолле В. Д. // Большая Российская энциклопедия. Москва. 2002.
4.Лейбниц Г.В. Сочинения в четырех томах //. Мысль, Москва, 1982. Т. 1.
5.Медников Б. М. Аксиомы биологии // Знание, Москва, 1982. 136 стр.
6.Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение // Высшая школа, Москва, 1976. 331 стр.
Очень похожие работы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.00443
© Рефератбанк, 2002 - 2024