Реферат проблема возникновения жизни на земле

Обновлено: 04.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

ГБОУ СПО Тольяттинский политехнический техникум

Выполнил: Косолапов Антон Юрьевич

Проверил: Винтаева Юлия Анатольевна

I . Что такое жизнь? Отличие живого от неживого …………………………………. c . 4

II . Гипотезы и теории происхождения жизни ……………………………………… . с. 5

III . Донаучные представления о возникновении жизни …………………………… с. 7

2. Гипотеза самозарожденияжизни …………………………………………………… c . 9

IV . Современные гипотезы …………………………………………………………. с. 10

3. Гипотеза стационарного состояния ………………………………………………. . с. 10

5. Гипотеза биохимической эволюции ………………………………………………. с. 12

V . Дальнейшее развитие жизни ……………………………………………………… с. 15

Список использованной литературы ………………………………………………… с. 17

Проблема возникновения жизни на Земле издавна не дает покоя многим ученым. С тех пор, как человек начал задаваться вопросом, откуда произошло все живое прошло много лет, и за все это время рассматривалось множество гипотез и предположений о зарождении жизни. Религиозная теория, теория самозарождения, теория панспермии, теория вечного существования жизни. Человечество до сих пор не может до конца разгадать эту загадку. За основную теорию возникновения жизни, тем не менее, принимается теория, предложенная А. И. Опариным в первой половине ХХ века. Она основана на предположении о химической эволюции, которая постепенно переходит к биохимической, а затем - к биологической эволюции. Образование клетки явилось сложнейшим явлением. Но оно и положило начало развитию жизни и всему ее многообразию.

Итак, с чего же все начиналось?

Жизнь заполняет все уголки нашей планеты. Океаны, моря, озера, реки, горы, равнины, пустыни, даже воздух населены живыми существами. Миллиарды лет жизнь шествует на Земле как уникальная самоорганизующаяся система. Она знала периоды расцвета, исторических испытаний и тяжелых кризисов, прежде чем достигла в наши дни своего великолепного богатства. Сегодня науке известно около 4,5 млн. видов животных и растений. Предполагается, что за всю историю жизни на Земле существовало около 4,5 млрд. видов животных и растений.

Как же появились эти виды? Во все ли эпохи истории Земли растительный и животный мир был таким, как сейчас?

Для науки очевидно, что современный животный и растительный мир представляет собой лишь обложку той великой книги, которую изучает палеонтология. Окаменевшие останки живших некогда существ, которые содержатся в земных пластах, записали историю своей эволюции и ее связь с изменениями окружающей среды.

Что такое жизнь? Отличие живого от неживого.

Для понимания закономерностей эволюции органического мира на Земле необходимо иметь общие представления об эволюции и основных свойствах живого.

Когда – то считалось, что живое можно отличить от неживого по таким свойствам, как обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение, приспособляемость. Но анализ показал, что порознь все эти свойства встречаются и среди неживой природы, и поэтому не могут рассматриваться как специфические свойства живого.

Итак, что такое живое и чем оно отличается от не живого.

Кроме того, есть несколько фундаментальных отличий живого от неживого в вещественном, структурном и функциональном планах.

В вещественном плане в состав живого обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения, называемые биополимерами, - белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК).

В структурном плане живое отличается от не живого клеточным строением.

В функциональном плане для живых тел характерно воспроизводство самих себя. Устойчивость и воспроизведение есть и в неживых системах, но в живых телах имеет место процесс самовоспроизведения. Это принципиально новый момент.

Такие живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ, способностью к росту и развитию, активной регуляцией своего состава и функций, способностью к движению, раздражимостью, приспособленностью к среде и т.д.

Свойством живого является деятельность, активность.

Жизнь возможна при определённых физических и химических условиях (температура, присутствие воды, ряда солей и т. д.).

Гипотезы и теории происхождения жизни на Земле.

С глубокой древности и до нашего времени было высказано бессчетное количество гипотез о происхождении жизни на Земле.

В развитии учений о происхождении жизни существенное место занимает теория, утверждающая, что всё живое происходит только от живого – теория биогенеза.

В 1688 г. итальянский биолог Ф. Реди серией опытов с открытыми и закрытыми сосудами доказал, что появляющиеся в мясе белые маленькие черви – это личинки мух и сформулировал принцип: всё живое – из живого.

В 1860 г. Пастер показал, что бактерии могут быть везде и заражать неживые вещества. Для избавления от них необходимо стерилизация, получившая название пастеризации.

Однако как теория происхождения жизни биогенез несостоятелен, поскольку противопоставляет живое не живому, утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни.

Абиотическая концепция.

Абиогенез – идея о происхождении живого из неживого – исходная гипотеза современной теории происхождения жизни.

В 1924 г. известный биохимик А. И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4 - 4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни.

Предсказания академика Опарина оправдались. В 1955 г. американский исследователь С. Миллер, пропуская электрические заряды через смесь газов и паров, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот.

Таким образом, в середине ХХ века был экспериментально осуществлен абиогенетический синтез белковоподобных и других органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.

Гипотеза Опарина о возникновении жизни на Земле опирается на представление о постепенном усложнении химической структуры и морфологического облика предшественников жизни (пробионтов) на пути к живым организмам. На стыке моря, суши и воздуха создавались благоприятные условия для образования сложных органических соединений. В концентрированных растворах белков, нуклеиновых кислот могут образовываться сгустки подобно водным растворам желатина. А. И. Опарин назвал эти сгустки коацерватными каплями или коацерватами.

Коацерваты – это обособленные в растворе органические многомолекулярные структуры. Это еще не живые существа. Их возникновение рассматривают как стадию развития преджизни. Наиболее важным этапом в происхождении жизни было возникновение механизма воспроизведения себе подобных и наследования свойств предыдущих поколений. Это стало возможным благодаря образованию сложных комплексов нуклеиновых кислот и белков. Нуклеиновые кислоты, способные к самовоспроизведению, стали контролировать синтез белков, определяя в них порядок аминокислот. А белки – ферменты осуществляли процесс создания новых копий нуклеиновых кислот. Так возникло главное свойство, характерное для жизни – способность к воспроизведению подобных себе молекул.

Сильная сторона абиогенетической гипотезы – её эволюционный характер, жизнь – закономерный этап эволюции материи. Возможность экспериментальной проверки основных положений гипотезы.

На коацерватных каплях можно сымитировать доклеточные фазы зарождения жизни.

Абиогенная гипотеза включает решительный отпор ученых – сторонников идеи вечности и безначальности биологической жизни.

В отношении самозарождения организмов необходимо отметить, что Французская Академия наук, ещё в 1859 году, назначила специальную премию за попытку осветить по – новому вопрос о самопроизвольном зарождении жизни. Эту премию в 1862 г. получил знаменитый французский ученый Луи Пастер, который своими опытами доказал невозможность самозарождения микроорганизмов.

В настоящее время существует 5 научных концепций возникновения жизни:

1. Креационизм – жизнь была создана сверхъестественным существом в определенное время;

2. Самопроизвольное зарождение – жизнь возникала неоднократно из неживого вещества;

3. Теория стационарного состояния – жизнь существовала всегда;

4. Теория панспермии – жизнь занесена на нашу планету извне;

5. Теория биохимической эволюции – жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам.

д) современные концепции возникновения жизни на Земле.

3. Биоэнергоинформационный обмен как основа возникновения жизни на Земле.

4. Соотношение современных научных представлений о возникновении жизни на Земле с истинами христианской веры о сотворении мира.

6. Заключение.

Современное человечество живет на грани тысячелетий, и уже одно это заставляет людей уделять больше внимания своему будущему и разумному осмыслению прошлого. Анализ проблем, волнующих человечество, показывает, что одной из важнейших стала проблема взаимодействия природы и общества. Противоречия между природой и обществом в условиях бурно развивающегося научно-технического прогресса перерастают в антагонизм, угрожающий жизни на нашей планете.

Признаки глобального нравственно-экологического кризиса человечества, в котором оказался мир и следствием которого стали резкие нарушения экологического равновесия и несовместимость жизни человечества с созданной им средой обитания, ставят перед каждым конкретным человеком задачи овладения принципами управления своей жизнью, находящейся в постоянном взаимодействии с окружающей средой, задачи рационального природопользования и освоения роли, места и значения человека в эволюционных процессах.

Достижения науки и техники создали у большинства людей представление об абсолютном превосходстве человека над природой. Космическая техника, наземный транспорт, успехи науки, позволившие получать новые вещества, не существовавшие до этого в природе, - все это усилило антропоцентризм по отношению к природе. Люди как бы стали забывать, что они сами – часть природы, биологический вид, жизнь которого определяется амплитудой природных условий, что все их могущество основано на использовании законов природы, вне которых развитие человеческой цивилизации просто невозможно.

Анализ барьеров, стоящих на пути выхода из кризиса, показывает, что самый главный из них – нравственно-психологический. Его преодоление состоит в освоении человеком духовной структуры Вселенной, так как нравственность и бессмертие тесно связаны – в смене парадигм в социальной сфере и науке, разумном использовании законов природы.

3. Концепции происхождения жизни.

а) Идея самопроизвольного происхождения.

. Вначале в науке вообще не существовало проблемы возникновения жизни, потому что учеными античного мира допускалась возможность постоянного зарождения живого из неживого. Великий Аристотель (4-ый в. до Р.Х.) не сомневался в самозарождении лягушек. Философ Плотин в 3-ем веке до новой эры утверждал, что живые существа самозарождаются в земле в процессе гниения. Эта идея самопроизвольного зарождения организмов, видимо, представлялась многим поколениям наших далеких предков очень убедительной, так как просуществовала, не меняясь, долгие века, вплоть до 17-го века.

В 17-ом веке опыты тосканского врача Франческо Реди показали, что без мух черви в гниющем мясе не обнаружатся, а если прокипятить органические растворы, то микроорганизмы в них вообще зарождаться не смогут. И только в 60-х гг. 19-го века французский ученый Луи Пастер в своих опытах продемонстрировал, что микроорганизмы появляются в органических растворах только потому, что туда раньше был занесен зародыш.

Таким образом, опыты Пастера имели двоякое значение –

1. Доказали несостоятельность концепции самопроизвольного зарождения жизни.

2. Обосновали идею о том, что все современное живое происходит только от живого.

в). Идея космического происхождения жизни.

Примерно в тот же период, когда Пастер продемонстрировал свои опыты, немецкий ученый Г. Рихтер разработал теорию занесения живых существ на Землю из космоса. Он утверждал, что зародыши могли попасть на Землю вместе с космической пылью и метеоритами и положить начало эволюции живого, которая породила все многообразие земной жизни. Эта концепция называлась концепцией панспермии. Ее разделяли такие ученые, как Г. Гельмгольц, У. Томпсон, что способствовало ее широкому распространению в научных кругах. Но она не получила научного доказательства, так как примитивные организмы или зародыши должны были бы погибнуть под действием ультрафиолетовых лучей и космического излучения.

г). Гипотеза А.И. Опарина.

Гипотеза Опарина способствовала конкретному изучению происхождения простейших форм жизни. Она положила начало физико-химическому моделированию процессов образования молекул аминокислот, нуклеиновых оснований, углеводородов в условиях предполагаемой первичной атмосферы Земли.

д). Современные концепции происхождения жизни.

Сегодня проблема происхождения жизни исследуется широким фронтом различных наук. В зависимости от того, какое наиболее фундаментальное свойство живого исследуется и преобладает в данном изучении (вещество, информация, энергия), все современные концепции происхождения жизни можно разделить условно на:

Концепцию субстратного происхождения жизни (ее придерживаются биохимики во главе с А.И. Опариным).
Концепцию энергетического происхождения. Она разрабатывается ведущими учеными-синергетиками И. Пригожиным, М. Эйгеном.
Концепцию информационного происхождения. Ее развивали А.Н. Колмогоров, А.А. Ляпунов, Д.С. Чернавский.
Концепцию генного происхождения. Автором этой концепции является американский генетик Г. Меллер. Он допускает, что живая молекула , способная размножаться, могла возникнуть вдруг, случайно в результате взаимодействия простейших веществ. Он считает, что элементарная единица наследственности – ген – является и основой жизни. И жизнь в форме гена, по его мнению, возникла путем случайного сочетания атомных группировок и молекул, существовавших в водах первичного океана. Но математические расчеты этой концепции показывают полную невероятность такого события.

Ф. Энгельс одним из первых высказал мысль о том, что жизнь возникла не внезапно, а сформировалась в ходе длительного пути эволюционного развития материи. Эволюционная идея положена в основу гипотезы сложного, многоступенчатого пути развития материи, предшествовавшего зарождению жизни на Земле.

Современные биологи доказывают, что универсальной формулы жизни (т.е. такой, которая бы полностью отображала бы ее сущность) нет и быть не может. Такое понимание предполагает исторический подход к биологическому познанию как постижению сущности жизни, в ходе чего менялись и сами концепции происхождения жизни и представления о тех формах, в которых такое познание возможно.

3. Биоэнергоинформационный обмен как основа возникновения жизни.

Одной из новейших концепций происхождения жизни на Земле является концепция о биоэнергоинформационном обмене. Понятие биоэнергоинформационного обмен возникло в сфере биофизики, биоэнергетики и экологии в связи с последними достижениями в этих областях науки. Термин биоэнергоинформатика был введен доктором технических наук, профессором МГТУ им. Н.Э. Баумана В.Н. Волченко в 1989 году, когда им его единомышленниками была проведена первая Всесоюзная конференция по биоэнергоинформатике в Москве.

Одним из элементов этой концепции выступает наличие во Вселенной общего замысла, плана. Эта гипотеза подтверждается современной астрофизикой, согласно которой фундаментальные свойства Вселенной, значения основных физических констант и даже формы физических закономерностей тесно связаны со структурой Вселенной во всех ее масштабах и с возможностью Жизни.

Отсюда следует второй элемент концепции биоэнергоинформатики – Вселенную нужно рассматривать как живую систему. А в живых системах фактор Сознания (информации) наряду с материей и энергией, должен занимать весьма существенное место. Таким образом , можно говорить о необходимости триединства Вселенной: материи, энергии и информации.

4. Соотношение научных представлений о возникновении жизни на Земле с истинами христианской веры о сотворении мира.

Однако, священные книги занимаются, главным образом, взаимоотношением человека и Бога, а не законами внешнего материального мира и его историей. Исключением из этого является лишь начало первой книги Библии, называемой Книгой Бытия.

Она была написана несколько тысячелетий назад величайшим пророком и законодателем Моисеем. Вопрос о том, как возник мир – волновал человека чуть ли не с самого его появления на Земле, поэтому на него и должен был в какой-то мере ответить Моисей. Перед ним стояла задача величайшей трудности, ибо, если и пользуясь результатами современных исследований, весьма трудно изложить историю Вселенной в популярной форме, то какую же силу провидения должен был иметь автор Бытия, чтобы, совершенно не имея никаких рациональных сведений о сотворении мира, изложить историю этого великого события в форме, понятной читателю, жившему за несколько тысяч лет до Рождества Христова.

Язык человека, особенно язык времен Моисея, слишком беден для того, чтобы точно изобразить величайшие картины космических явлений, представших духовному взору автора Бытия. Целые группы животного и растительного мира были тогда совершенно неизвестны, не было никаких точных данных о строении Земли, вещества, Вселенной, а поэтому библейское описание сотворения мира не могло быть изложено в точных (с современной точки зрения) выражениях.

Библейское повествование о творении начинается следующими словами :

1. В начале сотворил Бог небо и землю.

Создание общей теории относительности А. Эйнштейна привело в 1917 году к возможности описать свойства мира как целого. Эйнштейн получил уравнения поля тяготения, решение которых должны были описывать состояние Вселенной. Однако оказалось, что уравнения не описывают стационарную Вселенную, т.е. Вселенную в среднем неизменную в пространстве и времени. Представление же о неизменности Вселенной как целого во времени было настолько укоренившейся точкой зрения, что даже такой новатор, как Эйнштейн, стал произвольно менять уравнения только для того, чтобы спасти неизменность мира.

В 1922 году петроградский физик и математик А.А. Фридман показал, что уравнения Эйнштейна допускают решения, которые описывают расширяющуюся Вселенную. В такой Вселенной массы вещества удаляются от некоего центра и друг от друга.

В 1929 году последовало экспериментальное подтверждение всеобщего разбегания галактик американским астрономом Э. Хебблом. Было установлено, что в спектрах далеких галактик линии, соответствующие сине-зеленой части спектра, смещаются в красную область, а в видимой части спектра наблюдаются линии, которые в обычных лабораторных условиях лежат в ультрафиолетовой области. Это так называемое красное смещение спектральных линий можно объяснить только эффектом Доплера. То есть, если светящийся объект удаляется от нас, то линии излучаемого им спектра смещаются в сторону инфракрасного конца спектра, и чем быстрее движется источник от нас , тем дальше в красную сторону сдвинуты его спектральные линии. Космологическая теория расширяющейся Вселенной, выдержав испытание временем (около 70-ти лет) и подтвержденная наблюдениями, удовлетворительно описывает видимую Вселенную.

И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы.

И назвал Бог свет днем, а тьму ночью.

Последняя эра в развитии материи Вселенной называется Звездной и характеризуется дальнейшим развитием вещества – образованием плотных тел дающих начало галактикам, звездам и планетам. Это связано с тем, что с момента образования атомов нейтрального газа, в действие вступают силы тяготения, которые создают неоднородные скопления вещества. В звездную эру образовались и наша Солнечная система, и планета Земля.

И назвал Бог сушу землею, а собрание вод назвал морями. И увидел Бог, что это хорошо.

Именно в гидросфере появились первые бактериоподобные образования , знаменующие о начале органической жизни. Затем появляются многоклеточные водоросли, затем моллюски, питающиеся этими водорослями. Затем водоросли переходят в наземную траву, а гигантские травы переходят в травовидные деревья Палеозоя.

Таким образом, основываясь на современных научных представлениях и данных, приходится в полном соответствии с Библией считать, что растения были первыми организованными формами органической жизни на Земле, и растительный мир уже в глубокой древности достигал значительного разнообразия форм. Кроме того, растительный мир за счет фотосинтеза растений резко изменил состав атмосферы Земли. Произошло существенное увеличение количества свободного кислорода, который оказался сильнейшим ядом для неприспособленных к нему организмов, многие виды их вымерли. От тех же видов, которые приспособились к жизни в кислородной атмосфере, произошли все современные аэробные организмы.

Эти слова, сказанные пророком Моисеем о 4-ом дне творения, соответствуют геологическим катаклизмам, произошедшим на Земле в Каменноугольный период Палеозойской эры, когда огромное количество углекислых газов, являющихся катализаторами для водяных паров, вырвалось из недр Земли. Благодаря этому, атмосфера вокруг Земли приблизилась к современному состоянию, небо впервые очистилось, и лучи Солнца начали проникать на Землю.

Образование большого количества кислорода в результате химических процессов, происходивших в этот период в атмосфере Земли, и превращавшегося в верхних слоях атмосферы в озон, явилось необходимым условием для выхода жизни из воды на сушу и для самой возможности заселения жизнью суши.

И сказал Бог: «Да произведет вода пресмыкающихся, душу живую, и птицы да полетят над землею по тверди небесной.

Этому периоду развития жизни соответствуют крупнейшие геологические явления, которые произошли на Земле в конце мезозоя. Усиленно действует последняя затухающая стадия вулканизма, в исключительно мощной форме происходят процессы колебания литосферы, которые вызвали серию ледниковых и межледниковых периодов. В результате этого происходит резкое изменение живой природы. На суше вымирают все динозавры, летающие ящеры, многие водные пресмыкающиеся. На первый план жизненного состязания выходят млекопитающие. Поэтому современная нам кайнозойская эра может быть названа эпохой млекопитающих. Они не только господствуют на суше (звери и скоты), но и поднялись в воздух (летучие мыши), и овладели морями (киты, дельфины тюлени, моржи и т.д.). Форма, богатство красок и вариации размеров млекопитающих поразительны – от крохотных полевок до гигантских слонов и китов. Они освоили все леса и степи земного шара, их не пугает ни зной пустынь, ни холод полярных стран,- всюду они являются наиболее подвижными, самыми активными, наибо

лее умными животными. К ним принадлежит и сам человек.

В 7-ой день, когда Бог почил от дел, кончились дни творения, настало великое статическое состояние природы, царство живых существ – в море, в воздухе и на земле новых творений больше не появлялось. Человек стал венцом творения.

В настоящее время биологическая эволюция может считаться научно установленной закономерностью. Однако, в противоположность общепринятому мнению, ни зоология, ни ботаника, как науки о современных формах жизни, не могут ее доказать. Только палеонтология совместно с геологией обладает фактическими документами прошлых эпох жизни. Следовательно, только она может дать фактическую основу истории органического мира.

Известно, что предельные возможности Земли, рассчитанные количественно, уже исчерпаны и человечество уверенно идет к катастрофе. Биосфера как живая саморегулирующаяся система под воздействием хозяйственной деятельности человека вышла из устойчивого состояния и интенсивно разрушается. Для ее континентальной части порог устойчивости превзойден в 5-7 раз. Мировая система при условии сохранения нынешних темпов роста населения и развития экономики через 30-40 лет может потерпеть катастрофу, потому что Земля имеет количественный предел той нагрузки, которую представляет для нее человеческая деятельность.

В основу модели устойчивой мировой системы положены следующие принципы:

1. Переход от принципов беспредельного примитивного накопления материальных богатств к сдержанному и лишь необходимому достатку, т.е. от господства капитала – к господству Разума и духа.

2. Возвращение биосферы в устойчивое состояние.

3. Придание всей оставшейся девственной природе заповедного статуса в мировом масштабе.

4. Крайне экономное и эффективное использование ресурсов Земли.

5. Применение лишь экологически чистых, замкнутых технологий.

6. Стабилизация численности населения.

7. Отказ от применения силы в мировом масштабе.

8. Равноправие государств и народов и запрещение идеологии господства одной группы государств и народов над миром.

Все это можно с полным основанием назвать вариантами решения проблемы сохранения жизни на Земле.

История развития жизни на планете, в целом, и человечества, в частности, не знала столь грозной эпохи для своего существования, чем конец 20-го века, эпохи глобального кризиса мировой системы. Опираясь на огромный и бесценный опыт всего человечества, можно надеяться с высокой степенью вероятности, что модель устойчивого бескатастрофического развития человечества будет воплощена в жизнь благодаря огромным его усилиям, что угроза апокалипсиса будет снята и человеческий Разум, как часть всего Живого, сохранится.

Академик В.И. Вернадский был глубоко убежден, что именно вхождение человечества в эпоху ноосферы должно стать основой прочного мира, мира без войн и расовых различий, мира единого в экономическом и информационном отношениях, мира, построенного на высокой сознательности и нравственности.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Кафедра исторических наук и политологии

студентка 522 группы

Павлова Марина Борисовна
Проверила:

Асс. Веревская М.А.

Ростов-на-Дону, 2009 год

Содержание
Введение 3

1. Взгляды на происхождение жизни и ее развитие 4

2. Теория самопроизвольного зарождения 5

3. Теория панспермии 8

4.Эволюция жизни на Земле: от простого к сложному 12

Заключение 17

Список используемой литературы 18
Введение
Жизнь на Земле представлена громадным разнообразием форм, которым присуща возрастающая сложность строения и функций. Всем живым организмам свойственны два признака: целостность и самовоспроизведение. В ходе индивидуального изменения (онтогенеза) организмы приспосабливаются к внешним условиям, а смена поколений приобретает эволюционно-исторический характер (филогенез). Организмы выработали способность к относительной независимости от внешней среды (автономность). Одно из главных свойств всякого живого организма - обмен веществ. Наряду с ним существенными признаками жизни являются раздражимость, рост, размножение, изменчивость, наследственность. Всякий живой организм как бы стремится к главному - воспроизведению себе подобных.
Сущность жизни есть функция определенной материальной организации. Познание жизни выявило сложную структурно-функциональную природу биологических организмов. Долгое время в науке применялось понятие жизни, предложенное Ф. Энгельсом: “Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел”.
По мере совершенствования методов и средств познания живых структур уточнялись представления о природе белка, характере обменных процессов в живом организме и взаимодействии его с окружающей средой. К познанию жизни подключились физика и химия, что позволило выделить молекулярный уровень биологической организации. Активно внедряются представления о физико-химической природе жизни, что якобы предопределяет возможность ее познания исключительно средствами физики и химии.
Важным результатом философского и естественнонаучного познания жизни является вывод о единстве жизни на Земле.
Проблема происхождения жизни на Земле и возможности ее существования в других областях Вселенной издавна привлекала внимание как ученых и философов, так и простых людей. За последние годы интерес к этой "вечной проблеме" значительно возрос.
Это обусловлено двумя обстоятельствами: во-первых, значительными успехами в лабораторном моделировании некоторых этапов эволюции материи, проведшей к зарождению жизни, и во-вторых, стремительным развитием космических исследований, делающих все более реальным непосредственный поиск каких-либо форм жизни на планетах Солнечной системы, а в будущем и за ее пределами.

1. Взгляды на происхождение жизни и ее развитие.
Происхождение жизни - один из самых таинственных вопросов, исчерпывающий ответ на который вряд ли когда-нибудь будет получен. Множество гипотез и даже теорий о возникновении жизни, объясняющих различные стороны этого явления, неспособны пока что преодолеть существенное обстоятельство - экспериментально подтвердить факт появления жизни. Мы не знаем и, возможно, не узнаем никогда условий, в которых зародились структуры, обладающие свойствами живого. Вероятно, их воспроизведение в лабораториях - дело будущего, но повторение его в масштабах планеты - совершенно невероятно.
Белково-коацерватная теория Опарина
Согласно этой теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа:

Возникновение органических веществ

4.Эволюция жизни на Земле: от простого к сложному
В настоящее время, да, наверное, и в будущем, наука не сможет дать ответ на вопрос, как выглядел самый первый организм, появившийся на Земле, – предок, от которого берут начало три основные ветви древа жизни. Одна из ветвей – эукариоты, клетки которых имеют оформленное ядро, содержащее генетический материал, и специализированные органеллы: митохондрии, вырабатывающие энергию, вакуоли и др. К эукариотным организмам относятся водоросли, грибы, растения, животные и человек.
Вторая ветвь – это бактерии – прокариотные (доядерные) одноклеточные организмы, не имеющие выраженного ядра и органелл. И наконец, третья ветвь – одноклеточные организмы, именуемые археями, или архебактериями, клетки которых имеют такое же строение, как и у прокариот, но совсем другую химическую структуру липидов.
Многие архебактерии способны выживать в крайне неблагоприятных экологических условиях. Некоторые из них являются термофилами и обитают только в горячих источниках с температурой 90 °С и даже выше, где другие организмы попросту погибли бы. Превосходно чувствуя себя в таких условиях, эти одноклеточные организмы потребляют железо и серусодержащие вещества, а также ряд химических соединений, токсичных для других форм жизни. По мнению ученых, найденные термофильные архебактерии являются крайне примитивными организмами и в эволюционном отношении – близкими родственниками самых древних форм жизни на Земле.
Интересно, что современные представители всех трех ветвей жизни, наиболее похожие на своих прародителей, и сегодня обитают в местах с высокой температурой. Исходя из этого, некоторые ученые склонны считать, что, вероятнее всего, жизнь возникла около 4 млрд лет тому назад на дне океана вблизи горячих источников, извергающих потоки, богатые металлами и высокоэнергетическими веществами. Взаимодействуя друг с другом и с водой стерильного тогда океана, вступая в самые разнообразные химические реакции, эти соединения дали начало принципиально новым молекулам. Так, в течение десятков миллионов лет в этой “химической кухне” готовилось самое большое блюдо – жизнь. И вот около 4,5 млрд лет тому назад на Земле появились одноклеточные организмы, одинокое существование которых продолжалось весь докембрийский период.
Всплеск эволюции, давший начало многоклеточным организмам, произошел гораздо позже, немногим более полумиллиарда лет назад. Хотя размеры микроорганизмов столь малы, что в одной капле воды могут поместиться миллиарды, масштабы проведенной ими работы грандиозны.
Полагают, что первоначально в земной атмосфере и Мировом океане не было свободного кислорода, и в этих условиях жили и развивались лишь анаэробные микроорганизмы. Особым шагом в эволюции живого было возникновение фотосинтезирующих бактерий, которые, используя энергию света, превращали углекислый газ в углеводные соединения, служащие пищей для других микроорганизмов. Если первые фотосинтетики выделяли метан или сероводород, то появившиеся однажды мутанты начали вырабатывать в процессе фотосинтеза кислород. По мере накопления кислорода в атмосфере и водах анаэробные бактерии, для которых он губителен, заняли бескислородные ниши.
В древних ископаемых остатках, найденных в Австралии, возраст которых исчисляется 3,46 млрд лет, были обнаружены структуры, которые считают останками цианобактерий – первых фотосинтезирующих микроорганизмов. О былом господстве анаэробных микроорганизмов и цианобактерий свидетельствуют строматолиты, встречающиеся в мелководных прибрежных акваториях не загрязненных соленых водоемов. По форме они напоминают большие валуны и представляют интересное сообщество микроорганизмов, живущее в известняковых или доломитовых породах, образовавшихся в результате их жизнедеятельности. На глубину нескольких сантиметров от поверхности строматолиты насыщены микроорганизмами: в самом верхнем слое обитают фотосинтезирующие цианобактерии, вырабатывающие кислород; глубже обнаруживаются бактерии, которые до определенной степени терпимы к кислороду и не нуждаются в свете; в нижнем слое присутствуют бактерии, которые могут жить только в отсутствие кислорода. Расположенные в разных слоях, эти микроорганизмы составляют систему, объединенную сложными взаимоотношениями между ними, в том числе пищевыми. За микробной пленкой обнаруживается порода, образующаяся в результате взаимодействия остатков отмерших микроорганизмов с растворенным в воде карбонатом кальция. Ученые считают, что когда на первобытной Земле еще не было континентов и лишь архипелаги вулканов возвышались над поверхностью океана, мелководье изобиловало строматолитами.
В результате жизнедеятельности фотосинтезирующих цианобактерий в океане появился кислород, а примерно через 1 млрд лет после этого он начал накапливаться в атмосфере. Сначала образовавшийся кислород взаимодействовал с растворенным в воде железом, что привело к появлению окислов железа, которые постепенно осаждались на дне. Так в течение миллионов лет с участием микроорганизмов возникли огромные залежи железной руды, из которой сегодня выплавляется сталь.
Затем, когда основное количество железа в океанах подверглось окислению и уже не могло связывать кислород, он в газообразном виде ушел в атмосферу.
После того как фотосинтезирующие цианобактерии создали из углекислого газа определенный запас богатого энергией органического вещества и обогатили земную атмосферу кислородом, возникли новые бактерии – аэробы, которые могут существовать только в присутствии кислорода. Кислород им необходим для окисления (сжигания) органических соединений, а значительная часть получаемой при этом энергии превращается в биологически доступную форму – аденозинтрифосфат (АТФ). Этот процесс энергетически очень выгоден: анаэробные бактерии при разложении одной молекулы глюкозы получают только 2 молекулы АТФ, а аэробные бактерии, использующие кислород, – 36 молекул АТФ.
С появлением достаточного для аэробного образа жизни количества кислорода дебютировали и эукариотные клетки, имеющие в отличие от бактерий ядро и такие органеллы, как митохондрии, лизосомы, а у водорослей и высших растений – хлоропласты, где совершаются фотосинтетические реакции. По поводу возникновения и развития эукариот существует интересная и вполне обоснованная гипотеза, высказанная почти 30 лет назад американским исследователем Л.Маргулисом. Согласно этой гипотезе митохондрии, выполняющие функции фабрик энергии в эукариотной клетке, – это аэробные бактерии, а хлоропласты растительных клеток, в которых происходит фотосинтез, – цианобактерии, поглощенные, вероятно, около 2 млрд лет назад примитивными амебами. В результате взаимовыгодных взаимодействий поглощенные бактерии стали внутренними симбионтами и образовали с поглотившей их клеткой устойчивую систему – эукариотную клетку.
Исследования ископаемых останков организмов в породах разного геологического возраста показали, что на протяжении сотен миллионов лет после возникновения эукариотные формы жизни были представлены микроскопическими шаровидными одноклеточными организмами, такими как дрожжи, а их эволюционное развитие протекало очень медленными темпами. Но немногим более 1 млрд лет назад возникло множество новых видов эукариот, что обозначило резкий скачок в эволюции жизни.
Прежде всего это было связано с появлением полового размножения. И если бактерии и одноклеточные эукариоты размножались, производя генетически идентичные копии самих себя и не нуждаясь в половом партнере, то половое размножение у более высокоорганизованных эукариотных организмов происходит следующим образом. Две гаплоидные, имеющие одинарный набор хромосом половые клетки родителей, сливаясь, образуют зиготу, имеющую двойной набор хромосом с генами обоих партнеров, что создает возможности для новых генных комбинаций. Возникновение полового размножения привело к появлению новых организмов, которые и вышли на арену эволюции.
Три четверти всего времени существования жизни на Земле она была представлена исключительно микроорганизмами, пока не произошел качественный скачок эволюции, приведший к появлению высокоорганизованных организмов, включая человека. Проследим основные вехи в истории жизни на Земле по нисходящей линии.
1,2 млрд лет назад произошел взрыв эволюции, обусловленный появлением полового размножения и ознаменовавшийся появлением высокоорганизованных форм жизни – растений и животных.
Образование новых вариаций в смешанном генотипе, возникающем при половом размножении, проявилось в виде биоразнообразия новых форм жизни.
2 млрд лет назад появились сложноорганизованные эукариотные клетки, когда одноклеточные организмы усложнили свое строение за счет поглощения других прокариотных клеток. Одни из них – аэробные бактерии – превратились в митохондрии – энергетические станции кислородного дыхания. Другие – фотосинтетические бактерии – начали осуществлять фотосинтез внутри клетки-хозяина и стали хлоропластами в клетках водорослей и растений. Эукариотные клетки, имеющие эти органеллы и четко обособленное ядро, включающее генетический материал, составляют все современные сложные формы жизни – от плесневых грибов до человека.
3,9 млрд лет назад появились одноклеточные организмы, которые, вероятно, выглядели, как современные бактерии, и архебактерии. Как древние, так и современные прокариотные клетки устроены относительно просто: они не имеют оформленного ядра и специализированных органелл, в их желеподобной цитоплазме располагаются макромолекулы ДНК – носители генетической информации, и рибосомы, на которых происходит синтез белка, а энергия производится на цитоплазматической мембране, окружающей клетку.
4 млрд лет назад загадочным образом возникла РНК. Возможно, что она образовалась из появившихся на первобытной земле более простых органических молекул. Полагают, что древние молекулы РНК имели функции носителей генетической информации и белков-катализаторов, они были способны к репликации (самоудвоению), мутировали и подвергались естественному отбору. В современных клетках РНК не имеют или не проявляют этих свойств, но играют очень важную роль посредника в передаче генетической информации с ДНК на рибосомы, в которых происходит синтез белков.
Заключение
Жизнь - одна из форм бытия и одна из высших форм движения. Однако при всей очевидности, казалось бы, и наглядности феномена жизни познание сущности жизни, ее критериев, закономерностей развития - дело чрезвычайно сложное. Показателем этой сложности служит факт, что до сих пор отсутствует определение жизни, которое удовлетворяло бы научным требованиям. Современная наука во взгляде на жизнь исходит из представлений о качественном отличии живого от неживого, о наличии общих свойств у растительного и животного мира, включая человека. Естественнонаучное познание жизни осуществляется по многим направлениям. Практически в него вовлечены все науки. И все же основная тяжесть выпадает на биологию - науку о жизни.
Познание жизни - первоочередная в числе задач, к решению которых человек приступил с момента своего осознанного существования. И это понятно, ибо жизнь для него - первейшая ценность; она породила самого человека и ее биологические механизмы в совокупности с социальными факторами составляют суть человеческой природы.

Список используемой литературы
1. Бернал Д. "Возникновение жизни" Приложение №1: Опарин А.И. "Происхождение жизни" М., "Мир",1969.

2. Поннамперума С. "Происхождение жизни", М., "Мир", 1977.

3. Лорен Грэхэм Глава III. Проблема происхождения жизни

4. Вернадский В.И. Живое вещество, М., 1978.

5. Чернавский, Дмитрий Сергеевич. Проблема происхождения жизни и мышления с точки зрения современной физики // Успехи физических наук. Т. 170. 2000. № 2. С. 157—183.

Введение

Проблема происхождения жизни приобрела сейчас неодолимое очарование для всего человечества. Она не только привлекает к себе пристальное внимание ученых разных стран и специальностей, но интересует вообще всех людей мира. Сейчас считается общепризнанным, что возникновение жизни на Земле представляло собой закономерный процесс, вполне поддающийся научному исследованию. В основе этого процесса лежала эволюция соединений углерода которая происходила во Вселенной задолго до возникновения нашей Солнечной системы и лишь продолжалась во время образования планеты Земля – при формировании ее коры, гидросферы и атмосферы.

С момента возникновения жизни природа находится в непрерывном развитии. Процесс эволюции длится уже сотни миллионов лет, и его результатом является то разнообразие форм живого, которое во многом до конца еще не описано и не классифицировано.

Вопрос о происхождении жизни труден в исследовании, потому, что, когда наука подходит к проблемам развития как создания качественно нового, она оказывается у предела своих возможностей как отрасли культуры, основанной на доказательстве и экспериментальной проверке утверждений.

Ученые сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Даже наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь модельным экспериментом, лишенным ряда факторов, сопровождавших появление живого на Земле. Трудность — в невозможности проведения прямого эксперимента по возникновению жизни (уникальность этого процесса препятствует использование основного научного метода).

Вопрос происхождении жизни интересен не только сам по себе, но и тесной связью с проблемой отличия живого от неживого, а также связью с проблемой эволюции жизни.

Глава 1.Что такое жизнь?

1.1. Отличие живого от неживого

Для понимания закономерностей эволюции органического мира на Земле необходимо иметь общее представления об эволюции и основных свойствах живого. Для этого необходимо охарактеризовать живые существа с точки зрения их некоторых особенностей и выделить основные уровни организации жизни.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Когда-то считалось, что живое можно отличить от неживого по таким свойствам, как обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение, приспособляемость. Но анализ показал, что порознь все эти свойства встречаются и среди неживой природы, и поэтому не могут рассматриваться как специфические свойства живого. В одной из последних и наиболее удачных попыток живое характеризуется следующими особенностями, сформулированными Б. М. Медниковым в виде аксиом теоретической биологии:

Все живые организмы оказываются единством фенотипа и программы для его построения (генотипа), передающейся по наследству из поколения в поколение (аксиома А. Вейсмана).

Генетическая программа образуется матричным путем. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предшествующего поколения (аксиома Н. К. Кольцова).

В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате различных причин изменяются случайно и не направленно, и лишь случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде (1-ая аксиома Ч. Дарвина) .

Случайные изменения генетических программ при становлении фенотипа многократно усиливаются (аксиома Н. В. Тимофеева-Ресовского).

Многократно усиленные изменения генетических программ подвергаются отбору условиями внешней среды (2-ая аксиома Ч. Дарвина).

Целостность биологических систем качественно отличается от целостности неживого, и прежде всего тем, что целостность живого поддерживается в процессе развития. Живые системы – открытые системы, они постоянно обмениваются веществами и энергией со средой. Для них характерна отрицательная энтропия (увеличение упорядоченности), увеличивающаяся, видимо, в процессе органической эволюции. Вероятно, что в живом проявляется способность к самоорганизации материи.

Нужна помощь в написании реферата?

«Среди живых систем нет двух одинаковых особей, популяция и видов. Эта уникальность проявления дискретности и целостности живого основана на замечательном явлении ковариантной редупликации.

Кроме того, есть несколько фундаментальных отличий живого от неживого в вещественном, структурном и функциональном планах. В вещественном плане в состав живого обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения, называемые биополимерами, — белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). В структурном плане живое отличается от неживого клеточным строением. В функциональном плане для живых тел характерно воспроизводство самих себя. Устойчивость и воспроизведение есть и в неживых системах. Но в живых телах имеет место процесс самовоспроизведения. Не что-то воспроизводит их, а они сами. Это принципиально новый момент.

Жизнь возможна лишь при определённых физических и химических условиях (температура, присутствие воды, ряда солей и т. д.). Однако прекращение жизненных процессов, например при высушивании семян или глубоком замораживании мелких организмов, не ведёт к потере жизнеспособности. Если сохраняется неповрежденной структура, она при возвращении к нормальным условиям обеспечивает восстановление жизненных процессов.

Однако строго научное разграничение живого и неживого встречает определенные трудности. Так, например, вирусы вне клеток другого организма не обладают ни одним из атрибутов живого. У них есть наследственный аппарат, но отсутствуют основные необходимые для обмена веществ ферменты, и поэтому они могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки организма-хозяина и используя его ферментные системы. В зависимости от того, какой признак мы считаем важным, мы относим вирусы к живым системам или нет.

Итак, суммируя все выше сказанное, дадим определение жизни:

Глава 2. Концепции происхождения жизни

2.1. Идея самопроизвольного происхождения

Вначале в науке вообще не существовало проблемы возникновения жизни, потому что учеными античного мира допускалась возможность постоянного зарождения живого из неживого. Великий Аристотель (4-ый в. до Р. Х.) не сомневался в самозарождении лягушек. Философ Плотин в 3-ем веке до новой эры утверждал, что живые существа самозарождаются в земле в процессе гниения. Эта идея самопроизвольного зарождения организмов, видимо, представлялась многим поколениям наших далеких предков очень убедительной, так как просуществовала, не меняясь, долгие века, вплоть до 17-го века .

Нужна помощь в написании реферата?

Таким образом, опыты Пастера имели двоякое значение –

Доказали несостоятельность концепции самопроизвольного зарождения жизни.

Обосновали идею о том, что все современное живое происходит только от живого.

2.3. Идея космического происхождения жизни

2.4. Гипотеза А. И. Опарина

Глава 3. Как появилась жизнь на Земле

Современная концепция возникновения жизни на Земле является результатом широкого синтеза естественных наук, многих теорий и гипотез, выдвинутых исследователями разных специальностей .

Нужна помощь в написании реферата?

Для возникновения жизни на Земле важна первичная атмосфера (планеты). Первичная атмосфера Земли содержала метан, аммиак, водяной пар и водород. Именно воздействуя на смесь этих газов электрическими зарядами и ультрафиолетовым излучением, ученым удалось получить сложные органические вещества, входящие в состав живых белков.

Нужна помощь в написании реферата?

Предметом дискуссии является вопрос о том, возник ли на Земле сначала какой-то один вид организма или появилось их великое множество. Предполагают, что возникло множество первых комочков живой протоплазмы.

Заключение

За последние десять лет понимание происхождения жизни сделало огромные успехи. Остается надеяться, что следующее десятилетие принесет еще больше: новые исследования очень активно ведутся во многих областях.

Но, именно, теория эволюции дает возможность понять оптимальную стратегию взаимоотношения человека и окружающей живой природы, позволяет ставить вопрос о разработке принципов управляемой эволюции. Отдельные элементы такой управляемой эволюции уже сегодня просматриваются, например, в попытках не простого промыслового использования, а хозяйственного управления эволюцией отдельных видов животных и растений.

Список использованных источников

Читайте также: