Гипотеза абиогенеза достоинства и недостатки кратко

Обновлено: 05.07.2024

Теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения жизни

Концепция спонтанного зарождения жизни существовала в Вавилоне, Египте и Китае как альтернатива креационизму.

Креационизм — философское и религиозное учение о сотворении мира и человека Богом. Креационизм принимает жизнь как данность и не предпринимает попыток объяснения происхождения жизни естественными законами природы.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Самозарождение — спонтанное зарождение живых существ из неживых материалов.

Поддерживали данную гипотезу и другие натуралисты. Например, один исследователь утверждал, что видел через микроскоп самозарождение лягушки из майской росы. Эту теорию поддерживали также Галилей, Декарт, Гарвей, Гегель, Ламарк.

Однако в конце XVII века итальянский врач и натуралист Франческо Реди смог доказать ненаучность теории экспериментальным методом. Окончательно опровергнуть гипотезу спонтанного возникновения живых организмов удалось в 1859 г. французскому микробиологу Л . Пастеру .

Опыты Реди, Нидхэма, Спалланцани, Тереховского и Пастера

Эксперимент Реди

Спустя несколько лет после опытов Реди был изобретен мощный микроскоп, позволяющий увидеть мельчайшие организмы, которые могут жить в разных веществах. Это возобновило споры о самозарождении организмов.

Эксперимент Нидхэма

В 1745 г. английский естествоиспытатель Джон Тербервилл Нидхем провел ряд экспериментов, результаты которых оценивались в пользу абиогенеза.

Абиогенез — образование органических соединений, распространенных в живой природе, вне организма без участия ферментов.

Ученый для опытов использовал питательные жидкости (куриный бульон и др.). Нидхем производил нагрев жидкости и наливал ее в пробирку, которую впоследствии закупоривал. В итоге воздухонепроницаемую пробирку ученый снова нагревал и оставлял на несколько дней. В результате в жидкости образовывались организмы.

Эксперименты Спалланцани

Итальянский ученый Ладзаро Спалланцани (1729-1799) понимал, что Нидхем ошибся в своих экспериментах, и решил доказать экспериментально, что в нагреве жидкости решающую роль играет температура нагрева, которая при недостаточно высоком показателе не убивает микроорганизмы. Спалланцани закрывал пробирки с отварами и нагревал их в течение часа. Для сравнения ученый брал другие пробирки с жидкостью, которые кипятил только несколько минут. Через какое-то время Спалланцани обнаружил, что в плотно закрытых пробирках, которые он кипятил продолжительное время, никаких микроорганизмов не появилось. В тех емкостях, где нагревание проходило короткий промежуток времени, появилась жизнь.

Нидхем не желал признавать поражения и заявил в ответ на эксперименты ученого о существовании Производящей силы, находящейся в семенных отварах и бульоне, которую Спалланцани убивает путем активного нагревания пробирок. Спалланцани снова провел эксперимент: ученый приоткрыл крышку емкости с семенным отваром, который прогревал в течение нескольких часов. Согласно возражению Нидхема, Производящая сила жидкости должна была умереть, однако, приоткрытая пробирка впускала микроорганизмы из воздуха, что стало причиной их размножения в дальнейшем. Результаты экспериментов Спалланцани набирали популярность, а доказательства Нидхема стали терять актуальность.

Ладзаро Спалланцани совершил ряд важнейших открытий, сыгравших важную роль в развенчании теории самозарождения и развитии микробиологии вообще.

Опыты Тереховского

Российский врач и натуралист Мартын Тереховский основывался на опытах Спалланцани , однако обратил особое внимание на природу микроскопических организмов, обитающих в водных настоях, приготовленных на веществах с растительным или животным происхождением. М. Тереховский привел описание изучаемых организмов, которые могут:

активно двигаться;
реагировать на яды;
реагировать на электрические заряды;
двигаться с помощью специальных органов;
погибать при определенной температуре.

Спалланцани считал, что микроорганизмы попадают в настой из воздуха. Тереховский решил связать условия их появления с естественными условиями пребывания организмов в природе. Ученый определил, что состав вида микроскопических элементов в настоях соответствует их видовому составу в обычной воде, которая используется для приготовления этих настоев. Это говорило о том, что организмы возникают не из вещества, на основе которого делается настой.

Ученый провел ряд экспериментов, в результате которых он пришел к следующим положениям:

Микроорганизмы вносятся в настой с водой, которая берется из естественных водоемов и других источников, где эти организмы обычно обитают.
Растительная и животная основа, на которой готовится настой, не гарантирует появление в жидкости микроорганизмов.
Не существует никакой связи между появлением организмов и гниением настоя.
Если число микроорганизмов увеличивается в чистой воде — это результат их размножения из изначально заложенных в ней живых элементов.

В результате опыты Тереховского совпадали с наблюдениями других ученых-единомышленников. Российский врач привел опыты в единую систему и убедительно обосновал собственную концепцию.

Плюсом изучения Тереховским микроорганизмов стало создание нового представления о них не как о скоплениях с заложенной жизненной активностью, а как достаточно сложных по своему строению и своей жизнедеятельности организмов. Минусом концепции ученого была ограниченность круга его изучения: Тереховский в основном занимался крупными водными микроскопическими организмами и не обращал внимание на существование спор, которые обитают в воздушной среде.

Эксперимент Пастера

Окончательно опровергнуть гипотезу спонтанного возникновения живых организмов удалось в 1859 году французскому химику и микробиологу Л . Пастеру . Он проводил ряд опытов с колбами с S-образными горлами. Особенность такой конструкции заключается в том, что если такие колбы прокипятить и аккуратно охладить, то даже при отсутствии пробки в емкости будет сохраняться стерильность. Такой эффект возможен благодаря изгибам S-образного горла, в которых оседают содержащиеся в воздухе микроорганизмы.

После экспериментов Пастера в конце XIX века возникли новые споры о самозарождении плесневых грибов в процессе брожения вин. Ученый вновь был вынужден проводить опыт, отбирая мякоть винограда и помещая ее в стерильные условия, лишенные контакта с воздухом. Пастер доступно и понятно доказал, что спорам дрожжей необходим воздух, чтобы вызвать определенные процессы в ткани винограда.

Несостоятельность теории витализма

Несмотря на ряд проведенных опытов, в XX веке были популярны идеи о самозарождении относительно субмикроскопических живых частиц — вирусов.

Научно доказано, что вирусы не зарождаются из невирусного материала, а происходят только от себе подобных частиц, то есть вирусов.

Современные доказательства несостоятельности витализма ссылаются на работы Реди, Тереховского и Луи Пастера, которые внесли вклад в признание на мировом уровне теории, что любой организм, от самого примитивного до самого сложного и высокоорганизованного, рождается только от своих родителей, живых организмов.

В этой статье дается определение термина “абиогенез” и рассматриваются доказательства, подтверждающие эту теорию. Мы также обсудим раннюю Землю и возможности для зарождения первой жизни на планете с чисто научной точки зрения.

Определение

Как возникла жизнь на Земле? Когда все началось? Эти вопросы оставались загадкой на протяжении тысячелетий человеческой истории. Мы знаем, что возраст Земли составляет около 4,5 миллиардов лет, и что первые бактерии уже обитали на нашей планет более 3,5 миллиард лет назад. Теория эволюции дает нам объяснение того, как жизнь началась с одноклеточных бактерий и распространилась на миллионы видов животных, растений, грибов и бактерий. Но откуда взялась первая живая клетка?

Абиогенез — это научная теория, утверждающая, что жизнь на Земле появилась спонтанным естественным путем благодаря существующим в то время условиям. Другими словами, живая материя возникла из неживой.

Абиогенез предполагает, что первые созданные формы жизни были очень примитивными и постепенно становились все более сложными. Биогенезу, в котором жизнь возникает в результате воспроизводства другой жизни, предположительно предшествовал абиогенез, который стал невозможным, когда атмосфера Земли приняла свой нынешний состав.

Ранняя Земля

Представьте себе безжизненную Землю: постоянные извержения вулканов, мощные грозы, кипящие океаны, частые землетрясения и атмосфера с высоким уровнем токсичных газов.

Так как же и почему возникла жизнь в этих условиях? Эта тема интересовала многих ученых, которые хотели найти достоверный ответ на столь важный вопрос.

Теория Опарина — Холдейна

В 20-х годах прошлого века британский ученый Холдейн, Джон Бёрдон Сандерсон и русский биохимик Александр Опарин независимо друг от друга выдвинули схожие идеи относительно условий, необходимых для возникновения жизни на Земле. Оба считали, что органические молекулы могут быть образованы из абиогенных материалов в присутствии внешнего источника энергии (например, ультрафиолетового излучения), и что примитивная атмосфера была с очень низким количеством свободного кислорода и содержала аммиак, водяной пар, водород и метан.

Оба также подозревали, что первые формы жизни появились в теплом примитивном океане и были гетеротрофными (получая предварительно сформированные питательные вещества из соединений, существовавших на ранней Земле), а не автотрофными (синтезирующими питательные вещества из солнечного света или неорганических веществ).

Опарин считал, что жизнь возникла из коацерватов, микроскопических спонтанно сформированных сферических агрегатов липидных молекул, которые удерживаются вместе за счет электростатических сил и, возможно, были предшественниками клеток. Работа Опарина с коацерватами подтвердила, что ферменты, лежащие в основе биохимических реакций метаболизма, функционируют более эффективно, когда они содержатся в мембраносвязанных сферах, чем когда они свободны в водных растворах.

Холдейн, незнакомый с коацерватами Опарина, полагал, что сначала образуются простые органические молекулы, а в присутствии ультрафиолетового света они становятся все более сложными, в конечном итоге формируя клетки. Идеи Холдейна и Опарина легли в основу многих исследований абиогенеза, проводившихся в последующие десятилетия.

Эксперимент Миллера — Юри

В 1953 году американские химики Гарольд Клейтон Юри и Стэнли Миллер проверили теорию Опарина — Холдейна. В своем эксперименте они использовали аппарат с колбой, наполненной водой и химическими веществами, которые, как считалось, существовали на ранней Земле. Ученые обнаружили, что эти химические вещества при определенных условиях спонтанно образуют органические молекулы. Эксперимент предполагает, что органические молекулы могли самопроизвольно образоваться на молодой Земле, став фундаментом для появления первых живых существ.

Некоторые ученые считают, что условия эксперимента Миллера — Юри не соответствовали реальным, но последующие эксперименты с измененной атмосферой показали аналогичные результаты спонтанного образования аминокислот, липидов и нуклеотидов.

РНК пришла первой

В течение многих лет ученые спорили о том, что важнее — ДНК или РНК. ДНК служит основным средством хранения генетической информации. РНК — это рибонуклеиновая кислота, которая может выступать в качестве генетической библиотеки и катализировать реакции. Эта способность делает РНК идеальным кандидатом для зарождения первой жизни на Земле.

Так откуда же взялась РНК? Может ли РНК самопроизвольно образовываться? Сначала рассмотрим структуру РНК, состоящую из четырех нуклеотидных оснований:

Эти четыре нуклеотида являются строительными блоками РНК. Если они могут быть синтезированы самопроизвольно в условиях ранней Земли, тогда можно будет решить большую часть головоломки о том, как зародилась жизнь. И вот, недавно было обнаружено, что некоторые молекулы действительно могут образовывать все четыре нуклеотида в присутствии ультрафиолетового излучения или солнечного света.

Первые клетки

Итак, если органические молекулы и РНК могут спонтанно образовываться, то как насчет клеток? Как создаются клеточные мембраны?

Липиды – это молекулы, которые составляют слой клеточной мембраны. Как стало ясно из эксперимента Миллера — Юри, липиды могут спонтанно образовываться при определенных атмосферных условиях. Они имеют гидрофильную и гидрофобную стороны. В то время как гидрофильная сторона может взаимодействовать с водой, гидрофобная сторона – нет, и поэтому они образуют кластеры в воде. Гидрофильная сторона, обращена наружу, а гидрофобная – внутрь. Это похоже на то, как масло в лавовой лампе никогда не смешивается с жидкостью.

Другие гипотезы

Хотя научные доказательства абиогенеза являются авторитетной научной теорией, некоторые ученые сформулировали другие гипотезы для объяснения происхождения жизни на Земле. Одной из таких гипотез является панспермия, которая утверждает, что жизнь прибыла на Землю из космоса и, следовательно, возникла в других частях галактики. Это интересная гипотеза, но ее трудно проверить.

Подведение итогов

Теория абиогенеза говорит, что жизнь возникла спонтанно при определенных условиях из неживой материи. Как ученые пришли к этой гипотезе? Эксперименты показывают, что органические молекулы, нуклеотиды РНК и клеточные мембраны могут самопроизвольно образовываться в условиях, схожих на раннюю Землю. РНК – это нуклеиновая кислота, которая может действовать как генетическая библиотека и катализировать реакции, поэтому, вероятно, первая жизнь на Земле была способна функционировать исключительно с РНК. За миллионы лет эти молекулы РНК развили новые каталитические способности и в конечном итоге превратились в сложные клетки, которые мы знаем сегодня.

абиогенез Это относится к серии процессов и этапов, на которых возникли первые формы жизни на Земле, начиная с инертных мономерных блоков, которым со временем удалось увеличить их сложность. В свете этой теории жизнь возникла из неживых молекул при соответствующих условиях.

Вполне вероятно, что после того, как абиогенез произвел простые системы жизни, биологическая эволюция будет действовать, чтобы породить все сложные формы жизни, которые существуют сегодня..

Некоторые исследователи полагают, что процессы абиогенеза должны были произойти хотя бы один раз в истории Земли, чтобы дать начало гипотетическому организму LUCA или последнему универсальному общему предку (сокращений на английском языке)., последний универсальный общий предок), около 4 миллиардов лет назад.

Предполагается, что LUCA должен иметь генетический код, основанный на молекуле ДНК, которая с четырьмя основаниями, сгруппированными в триплеты, кодифицирована для 20 типов аминокислот, образующих белки. Исследователи, пытающиеся понять происхождение жизни, изучают процессы абиогенеза, которые породили LUCA.

Ответ на этот вопрос широко задавался и часто скрывался в тумане и неуверенности. По этой причине сотни биологов предложили серию теорий, которые включают от появления первичного супа до объяснений, связанных с ксенобиологией и астробиологией..

1 Из чего он состоит??
2 Происхождение жизни: теории
- 2.1 Теория самозарождения
- 2.2 Опровержение самопроизвольной генерации
- 2.3 Вклад Пастера
- 2.4 Панспермия
- 2.5 Хемосинтетическая теория
- 2.6 Миллер и Юри эксперимент
- 2.7 Формирование полимера
- 2.8 Сверка результатов Миллера и Пастера
- 2.9 Мир РНК
Из чего он состоит??

Теория абиогенеза основана на химическом процессе, благодаря которому из безжизненных предшественников возникли более простые формы жизни..

Предполагается, что процесс абиогенеза происходил непрерывно, в отличие от внезапного взгляда на случай удачи. Таким образом, эта теория предполагает существование континуума между неживой материей и первыми живыми системами..

Кроме того, предлагается ряд различных сценариев, где начало жизни может начаться с неорганических молекул. Как правило, эти условия являются экстремальными и отличаются от текущих условий Земли.

Эти предполагаемые пребиотические условия часто воспроизводятся в лаборатории, чтобы попытаться генерировать органические молекулы, такие как знаменитый эксперимент Миллера и Юри..

Происхождение жизни: теории

Происхождение жизни было одной из самых спорных тем учеными и философами со времен Аристотеля. Согласно этому важному мыслителю, разлагающаяся материя может быть превращена в животных с жизнью благодаря стихийному действию природы.

Абиогенез в свете аристотелевской мысли можно резюмировать в его знаменитой фразе OMN VIVUM EX VIVO, что означает "вся жизнь исходит от жизни".

Затем довольно большое количество моделей, теорий и предположений пытались выяснить условия и процессы, которые привели к возникновению жизни..

Ниже мы опишем наиболее выдающиеся теории, как с исторической, так и с научной точки зрения, которые пытались объяснить происхождение первых живых систем:

Теория самозарождения

В начале 17-го века было постулировано, что формы жизни могут возникать из безжизненных элементов. Теория самозарождения была широко принята мыслителями того времени, поскольку имела поддержку католической церкви. Таким образом, живые существа могут прорасти как своих родителей, так и неживой материи..

Среди наиболее известных примеров, использованных в поддержку этой теории, - появление червей и других насекомых в разложившейся плоти, лягушек, появившихся из грязи, и мышей, появившихся из грязной одежды и пота..

На самом деле были рецепты, которые обещали создание живых животных. Например, чтобы иметь возможность создавать мышей из неживого материала, мы должны были комбинировать зерна пшеницы с грязной одеждой в темной среде и с течением дней появляются живые грызуны..

Сторонники этой смеси утверждали, что человеческий пот в одежде и брожение пшеницы были агентами, которые направляли формирование жизни..

Опровержение самопроизвольной генерации

В семнадцатом веке стали замечать недостатки и пробелы в положениях теории самозарождения. Лишь в 1668 году итальянский физик Франческо Реди изобрел адекватный экспериментальный дизайн, чтобы отвергнуть его..

В своих контролируемых экспериментах Реди поместил мелко нарезанные кусочки мяса, завернутые в муслин, в стерильные контейнеры. Эти банки были надлежащим образом покрыты марлей, поэтому ничто не могло соприкасаться с мясом. Кроме того, эксперимент рассказал с другой серией бутылок, которые не были покрыты.

С течением времени черви наблюдались только в обнаруженных кувшинах, поскольку мухи могли свободно проникать и откладывать яйца. В случае банок с крышкой яйца помещали прямо в марлю.

Таким же образом исследователь Лаззаро Спалланцани разработал серию экспериментов, чтобы отвергнуть предпосылки самопроизвольной генерации. Для этого он разработал серию бульонов, которые он подвергал длительному кипению, чтобы уничтожить любой микроорганизм, который там будет жить..

Вклад Пастера

Позже, в 1864 году, французский биолог и химик Луи Пастер решил положить конец постулатам самопроизвольного рождения..

В этих контейнерах Пастер сварил серию бульонов, которые оставались стерильными. Когда шея одного из них сломалась, она стала загрязненной, и микроорганизмы быстро размножались.

Доказательства, предоставленные Пастером, были неопровержимы, и ему удалось разрушить теорию, которая длилась более 2500 лет..

панспермия

В начале 1900-х годов шведский химик Сванте Аррениус написал книгу под названием «Создание миров«В котором он предположил, что жизнь пришла из космоса через споры, устойчивые к экстремальным условиям.

Логично, что теория панспермии была окружена множеством противоречий, кроме того, что она не давала объяснения происхождению жизни..

Хемосинтетическая теория

Изучая эксперименты Пастера, один из косвенных выводов его доказательств состоит в том, что микроорганизмы развиваются только из других, то есть жизнь может происходить только из жизни. Это явление было названо "биогенез".

Следуя этой точке зрения, возникнут теории химической эволюции во главе с русским Александром Опариным и англичанином Джоном Д. С. Холдейном..

Это видение, также называемое теорией хемосинтеза Опарин-Халдана, предполагает, что в пребиотической среде Земля обладала атмосферой, в которой не было кислорода и было много водяных паров, метана, аммиака, углекислого газа и водорода, поэтому она сильно снижала.

В этой среде были разные силы, такие как электрические разряды, солнечная радиация и радиоактивность. Эти силы действовали на неорганические соединения, порождая более крупные молекулы, создавая органические молекулы, известные как пребиотические соединения..

Миллер и Юри эксперимент

В середине 1950-х годов исследователям Стэнли Л. Миллеру и Гарольду С. Юри удалось создать гениальную систему, которая имитировала предполагаемые наследственные условия атмосферы на земле, следуя теории Опарина-Холдейна..

Формирование полимера

Хотя ранее упомянутые эксперименты предлагают правдоподобный путь, по которому возникли биомолекулы, являющиеся частью живых систем, они не предлагают какого-либо объяснения процесса полимеризации и увеличения сложности.

Есть несколько моделей, которые пытаются выяснить этот вопрос. Первый включает твердые минеральные поверхности, где повышенная площадь поверхности и силикаты могут действовать как катализаторы для молекул углерода..

В глубинах океана гидротермальные жерла являются подходящим источником катализаторов, таких как железо и никель. Согласно экспериментам в лабораториях, эти металлы участвуют в реакциях полимеризации.

Примиряя результаты Миллера и Пастера

Следуя порядку идей, обсуждаемых в предыдущих разделах, мы имеем, что эксперименты Пастера доказали, что жизнь не возникает из инертных материалов, в то время как свидетельства Миллера и Юри показывают, что если это происходит, но на молекулярном уровне.

Чтобы иметь возможность согласовать оба результата, необходимо иметь в виду, что состав земной атмосферы сегодня полностью отличается от пребиотической атмосферы..

В клетке жизнь увековечена, и на этом принципе Пастер основывается на том, чтобы утверждать, что каждое живое существо должно происходить из другого существовавшего ранее..

Мир РНК

Роль автокатализа во время абиогенеза имеет решающее значение, поэтому одна из самых известных гипотез о происхождении жизни - это мир РНК, который постулирует начало от простых цепных молекул со способностью к саморепликации..

Это понятие РНК предполагает, что первые биокатализаторы были не молекулами белковой природы, а молекулами РНК - или полимером, подобным этому - со способностью выполнять катализ.

Это предположение основано на свойстве РНК синтезировать короткие фрагменты с использованием темперирования, которое направляет процесс, в дополнение к стимулированию образования пептидов, сложных эфиров и гликозидных связей..

Согласно этой теории, наследственная РНК была связана с некоторыми кофакторами, такими как металлы, пиримидины и аминокислоты. По мере развития и усложнения обмена веществ возникает способность синтезировать полипептиды..

В ходе эволюции РНК была заменена более химически стабильной молекулой: ДНК.

Современные представления о происхождении жизни

В настоящее время подозревается, что жизнь зародилась по экстремальному сценарию: океанические области вблизи вулканических дымоходов, где температура может достигать 250 ° C, а атмосферное давление превышает 300 атмосфер..

Эти среды были заселены архебактериями, организмами, способными расти, развиваться и размножаться в экстремальных условиях, вероятно, очень похожих на пребиотические условия (включая низкие концентрации кислорода и высокие уровни СО).₂).

Термостойкость этих сред, защита, которую они обеспечивают от внезапных изменений, и постоянный поток газов - вот некоторые из положительных качеств, которые делают морское дно и вулканические дымоходы подходящими средами для возникновения жизни..

Термины биогенез и абиогенез

В 1974 году известный исследователь Карл Саган опубликовал статью, разъясняющую использование терминов биогенез и абиогенез. По словам Сагана, оба термина были неправильно использованы в статьях, связанных с объяснениями происхождения первых живых форм.

Среди этих ошибок - использование термина биогенез в качестве собственного антонима. Таким образом, биогенез используется для описания происхождения жизни от других живых форм, тогда как абиогенез относится к происхождению жизни из неживой материи..

В этом смысле современный биохимический путь считается биогенным, а пребиологический метаболический путь - абиогенным. Поэтому необходимо уделить особое внимание использованию обоих терминов..

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ на Земле Бойко С.А.

План: Феномен жизни. Гипотезы происхождения жизни на Земле: креационизм; гипотеза биогенеза; гипотеза панспермии; гипотеза Опарина-Холдейна; Современные представления о происхождении жизни на Земле. Список литературы. Происхождение жизни на Земле

Что такое жизнь? Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических частей этих тел. Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизво-дящиеся системы, построенные из биополимеров - белков и нуклеиновых кислот Ф.Энгельс М.В.Волькенштейн

Феномен жизни В XX веке делались многочисленные попытки дать определение жизни, отражающие всю многогранность данного процесса Все определения содержали следующие постулаты, отражающие сущность жизни: жизнь есть особая форма движения материи; жизнь есть обмен веществ и энергии в организме; жизнь есть жизнедеятельность в организме; жизнь есть самовоспроизведение в организме, которое обеспечивается передачей генетической информации от поколения к поколению Происхождение жизни на Земле

Теории происхождения жизни на Земле Креационизм Витализм (самозарождение) Панспермия Теория стационарного состояния Биохимическая эволюция Биогенез – происхождение живого от живого Абиогенез – происхождение живого от неживого

Происхождение жизни на Земле Гипотезы происхождения жизни на Земле № п/п Название гипотезы Сущность гипотеза Достоинства Недостатки 1 Креационизм 2 Гипотеза биогенеза 3 Гипотеза панспермии 4 Гипотеза Опарина-Холдейна 5 Гипотеза абиогенеза

Живые существа могут неоднократно появляться из неживой материи: рыбы - из ила, черви - из почвы или мяса, мыши –из тряпок и т. д. Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни Старинные гравюры: слева – превращение плодов в рыб и птиц; справа- в уток.

Происхождение жизни на Земле Гипотезы происхождения жизни на Земле 2. Гипотеза биогенеза С античных времен и до середины XVII в. Ученые не сомневались в возможности самопроизвольного зарождения жизни. Все живые существа появляются из неживой материи: рыбы – из ила; черви – из почвы; мыши – из тряпок; мухи – из гнилого мяса; плоды – птицы. Аристотель, изучая угрей, установил, что они рождаются из «колбасок ила, образующегося от трения взрослой рыбы о дно

1862 год Луи Пастер Пастер проводит опыт с прокипяченным бульоном в запаянной колбе,из которой была выведена s –образная трубка. Бульон стерилен. Пастер удаляет трубку и через некоторое время в бульоне появляется жизнь

Гипотеза панспермии В качестве альтернативы выступала концепция панспермии, связанная с именами таких выдающихся ученых, как Г. Гельмгольц, У. Томпсон (лорд Кельвин), С. Аррениус, В.И. Вернадский. Эти исследователи полагали, что жизнь столь же вечна и повсеместна, как материя, и зародыши ее постоянно путешествуют по космосу; Аррениус, в частности, доказал путем расчетов принципиальную возможность переноса бактериальных спор с планеты на планету под действием давления света; предполагалось также, что вещество Земли в момент ее образования из газопылевого облака уже было "инфицировано" входившими в состав последнего "зародышами жизни".

Гипотеза стационарного состояния Земля и жизнь существовали всегда, вечно. Виды существовали всегда, однако могли вымирать, либо изменять численность.

ТЕОРИЯ ОПАРИНА-ХОЛДЕЙНА 1924-1928

Этапы возникновения жизни на планете (по Опарину): Живая клетка Протобионты Коацерваты Сложные органические соединения (белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты) Простые органические соединения (аминокислоты, сахара и т.д.) Простые неорганические соединения (H₂O, CO₂, N ₂, NH₃), ионы металлов, минеральные кислоты

Комплекс условий на первичной Земле Достаточно высокая температура поверхности планеты Активная вулканическая деятельность Грозовые электрические разряды Ультрафиолетовое излучение Результат их воздействия Синтез органических веществ из неорганических соединений, протекающий в водной среде

Абиогенный синтез органических соединений 1953 год С.Миллер и Г.Юри в искусственных условиях синтезировали органические соединения из неорганических. В водной фазе образовывались различные органические соединения: мочевина, молочная кислота и некоторые аминокислоты

Схема возникновения эукариот Теория симбиогенеза 1. Предковые прокариотические клетки 2. Предэукариотическая клетка с обособленным ядром 3. Аэробная бактерия (предшественник митохондрии) 4. Цианобактерия (предшественник хлоропласта) 5. Ядро 6. Митохондрия 7. Хлоропласт

Биологический этап Многоклеточные эукариоты Колониальные организмы Одноклеточные эукариоты Прокариоты Прокариоты гетеротрофы автотрофы Пробионты Коацерваты

Недостатки гипотезы Опарина-Холдейна: как произошел качественный скачок от неживого к живому. Вероятность случайного образования белковой молекулы, в зависимости от сложности белка составляет примерно 10-500 – 10-300; для самопродукции нуклеиновых кислот необходимы ферментные белки, а для синтеза белков – нуклеиновые кислоты.

Современные представления о происхождении жизни на Земле. В 1947 г. английский ученый Джон Бернал сформулировал гипотезу биопоэза. Он выделил три основных этапа формирования жизни: абиогенное возникновение органических мономеров (химический), формирование биологических полимеров (предбиологический) и возникновение первых организмов (биологический)

Гипотеза биопоэза Этап химической эволюции: абиогенный синтез органический мономеров в условия первичной атмосферы. Продолжительность многие миллионы и сотни миллионов лет Биологический этап эволюции: формирование разнообразных групп живых организмов Этап предбиологическщй эволюции: реакции полимеризации. Шло формирование белково-нуклеиново- липоидного комплекса (коацерваты, гиперциклы, пробионты, прогеноты)

Заключение Итак, существует 5 основных гипотез происхождения жизни на Земле. Каждая из них имеет свои сильные и слабые стороны, но ни одна не дает точного ответа на вопрос о происхождении жизни. Наиболее убедительна гипотеза биохимической эволюции, но она никогда не будет доказана до конца.

Определите правильность суждений 1. Коацерваты- первые живые организмы на Земле. 2. Температура Земли в момент образования достигла 1000˚С. 3. В состав первичной атмосферы входили газы: метан, аммиак, азот, водяной пар. 4. Коацерваты не способны поглощать вещества из окружающего раствора 5. В настоящее время на Земле невозможно самозарождение живых организмов. 6. Конденсация водяного пара началась в период охлаждения планеты. 7. Коацерваты – это пузырьки жидкости, окруженные белковыми пленками. 8. Первые живые организмы на Земле были гетеротрофами. 9. Образованию органических веществ способствовало отсутствие в атмосфере озонового экрана. 10. Последовательность образования белков – это аммиак  амины аминокислоты белки.

Читайте также: