АБИОГИНЕЗ.
Существовало
множество теорий о происхождении жизни на Земле. Часть ученых считала, что
жизнь была создана Творцом, другие же полагали, что существуют некие «семена
жизни», переносимые с планеты на планету метеоритами - «теория панспермии».
Третья группа ученых считала, что жизнь зародилась сама собой, благодаря
«жизненной силе». По их мнению, эта
«жизненная сила» существует везде. Идея виталистов господствовала в средние
века. Теория самозарождения включала в себя то, что рыбы могли зарождаться из
ила, черви из почвы, мыши из грязи, мухи из мяса и т. д.
Против
этой теории выступил Франческо Реди, который на основе опытов доказал не
возможность существования мифической «силы жизни». Но виталисты не сдавались,
утверждая, что в опыте Реди не было доступа кислорода, а следовательно не могла
проникнуть и «жизненная сила».
Независимо
от Франческо Реди французский ученый Луи Постер, принимая во внимание
утверждения виталистов, проделал эксперимент : он взял две колбы с S-образными
горлышками, в которых содержалась питательная среда, после длительного
кипячения, при котором погибали не только микроорганизмы, но их споры. Колба с
целым горлом долго оставалась стерильной, а в сосуде с удаленным S-горлом
быстро появились микроорганизмы, этот опыт показал, что
«живительная сила» не существует.
Были и
такие, которые считали, что жизнь зародилась из неживого - теория абиогинеза.
Основоположником этой теории был Опарин, который в
1924г. высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной
атмосфере, которая 4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого
газа и паров воды могли возникнуть простейшие органические соединения,
необходимые для возникновения жизни.
Это
предположение, на опытной основе, доказал американский исследователь С. Миллер.
Таким
образом, всё множество теорий и гипотез о возникновении жизни на Земле сводятся
к двум взаимоисключающим друг друга точкам зрения:
- биогенез: теория возникновения живого из живого
- абиогенез: возникновения живого из неживого.
Современная
наука рассматривает абиогенное возникновение жизни на
Земле,
считая эту теорию наиболее вероятной.
Абиогенез
состоит из 3-х основных этапов развития жизни:
1.
Абиогенное возникновение биологических мономеров.
2.
Образование биологических полимеров.
3.
Формирование мембранных структур и первичных организмов
(пробионтов).
Абиогенное,
или небиологическое, возникновение органических молекул из неорганических
доказывали ещё в 1924г. русский учёный академик Александр
Иванович Опарин (1894 – 1980) и в 1929г. английский естествоиспытатель Джон
Холдейн (1892 – 1964). Они исходили из того, что на первых этапах формирования
Земля имела очень высокую температуру. По мере остывания планеты тяжелые
металлы перемещались к ее центру, а более легкие оставались на поверхности.
Атмосфера состояла из свободного водорода и его соединений
(H2O, CH4, NH3, HCN), что служило предпосылкой возникновению органических
молекул небиологическим путем. До начала 20в. многие ученые предполагали, что
такие соединения могут возникать только в живых организмах, их называли
органическими веществами в противоположность веществам неживой природы –
минералам, названным неорганическими соединениями.
В 1953г.
американский ученый Стенли Ллойд Миллер, пропуская электрические разряды
напряжением до 60000В. через смесь H2O, CH4, NH3 ,
H2 под давлением в несколько Па и температуре 80С получил простейшие жирные
кислоты, мочевину, уксусную, муравьиную кислоты и несколько аминокислот –
вещества, из которых строятся молекулы белков. Возможность абиогенного синтеза
органических соединений подтверждается также тем, что они обнаружены в
космическом пространстве.
Образование
биологических полимеров. По мере смягчения условий на
Земле стало возможным образование сложных органических соединений – полимеров.
Не исключено, что синтез полимеров катализировался на поверхности минеральных
глин. Экспериментально показано, что раствор аминокислоты аланина в водной
среде в присутствии особого вида глинозема и
АТФ может давать полимерные цепочки полиаланина. Органические молекулы имеют
большую молекулярную массу и сложную пространственную конфигурацию.
Такие высокомолекулярные комплексы, окруженные водной оболочкой, могут
объединяться в коацерваты. Дальнейшая прогрессивная эволюция предбиологических
структур могла происходить только при усложнении обменных процессов и в
условиях пространственного разделения различных синтетических и энергетических
процессов внутри коацерватов. Более прочную изоляцию внутренней среды от
внешних воздействий могла осуществить лишь биологическая мембрана.
Формирование
мембранных структур и первичных организмов (пробионтов).
Вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов,
отделивших коацерват от окружающей водной среды. Липиды преобразовались в ходе
эволюции в наружную мембрану, существенно повысившую жизнеспособность и
устойчивость организмов. Возникновение мембраны, обладающей способностью к
избирательной проницаемости, содействовало развитию все более совершенных
саморегулирующихся систем вплоть до возникновения первых клеток. Появляются
первые примитивные безъядерные клетки – прокариоты. Первые живые организмы были
гетеротрофными, они использовали в качестве энергии (пищи) органические
соединения, находящиеся в растворенном виде в водах первичного океана.
Развитие
жизни на Земле. Биологическая эволюция на Земле длится более
3 млрд. лет. С момента возникновения первых примитивных клеточных организмов
благодаря естественному отбору появилось бесчисленное множество форм живых
организмов. Историю Земли принято делить на промежутки времени – эры и периоды,
границами которых являются крупные геологические события, связанные с историей
развития планеты как космического тела.
Геохронологическая история Земли состоит из 5 эр.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.