Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / География / Научные работы / Ғылыми жоба "Жердің бастапқы қалыптасуы"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • География

Ғылыми жоба "Жердің бастапқы қалыптасуы"

библиотека
материалов

Жердің бастапқы қалыптасуы


Рахимжан А.Е.

6«В» сынып оқушысы, № 37 жалпы орта білім беру мектебі, Павлодар қ.


ЖЕР БЕТІНДЕ ТІРШІЛІКТІҢ ПАЙДА БОЛУ КЕЗЕҢДЕРІ

Ғалымдар тірішілікті материалды дүниенің өмір сүруінің ерекше формасы ретінде қарастырады, бірақ оның мәнін көп жағдайда өз беттерінше түсініп, ар қилы анықтама беруге тырысады.

XX ғасырдың 50-ші жылдарының аяғында ғылыми және философиялық әдебиеттерде Ф.Энгельстің «Тіршілік дегеніміз - белоктық денелердің өмір сүруі» деген анықтамасы қолданылып келді.

Тіршілік туралы Э.Шредингердің, Г.Югайдың, А.И.Опариннің, Б.М.Медниковтың анықтамалары қолданылып келді, Б.М.Медниковтың анықтамасы бойынша тіршілік - материя қозғалысының ең жоғарғы табиғи формасы, ол ондағы әр түрлі деңгейлердегі ашық жүйелердің өздігінен жаңалануымен, реттелуімен, пайда болуымен сипатталады. Оның заттық негізін белоктар, нуклеин қышқылдары және фосфорлық органикалық қосылыстар құрайды.

Қазіргі кездегі жаратылыстану біз өмір сүріп отырған әлемнің сан қилы процестері мен құбылыстары туралы білім жинақтаған, дегенмен, Жер бетіндегі тіршілік пайда болуы туралы нақты сипаттама беру үшін бұл білім жеткіліксіз болып шықты.

Табиғат дамуының бағытты сипаты бар, оның әлемдегі құрылымы мен оған енетін заттары бірте-бірте күрделене түсуімен сипатталады. Ал бұндай реттелу әлемнің және оның жеке бөліктерінің белгілі бір эволюциялық даму деңгейіне көтерілген кезінде ғана мүмкін болады.hello_html_m478e50fe.png

XX ғасырдың 20-шы жылдарында академик В.И.Вернадский жер бетіндегі өлі заттардың тірі қарапайым клеткаға өтуі планетаның өте ертедегі даму стадиясында өтіп, қысқа ғана уақыттық аралықты алғанын (200 жүз миллион жылдан аз) айтады. Жер жасы мөлшермен 4,6 млрд. жылға тең болса, сумен толтырылған ірі қазаншұңқырлардың болғанын дәлелдейтін шөгінді жыныстардың жасы 3,8 млрд жыл деп алынады, кейбір ғалымдар оны да әрірек уақытқа - 4 млрд. жылға апарады.

Жер бетінде бірте-бірте атмосфера, гидросфера, теңіздер мен мұхиттар пайда болды. Оларды белсенді вулкандық процестердің әсерінен, мантияның жоғарғы балқыған қабатынан бөлінген газдардың құрамындағы су буынан пайда болды деп есептейді. Вулкандық лавалармен бірге шыққан газ құрамында су буы, көміртегінің, күкірттің, азоттың газ тәрізді қосылыстары болды.

Алғашқы атмосфера қабаты жұқа болғандықтан, ондағы парниктік әсер төмен болды.

Осыған байланысты жер бетінен орташа температурасы + 15°С шамасында болды деген болжам бар. Ал мұндай температура су буының конденсациялануы үшін қолайлы жағдай туғызады.

Алғашқы атмосфера құрамында оттегі болмады, себебі вулкан атқылау кезінде бөлінген газдардың құрамында ол кездеспеді. Бөлінген газдың 60%-ын көмірқышқыл газы, қалғанын - күкірт, аммиак, көміртегінің басқа қосылыстары құрады. Атмосфера сияқты, алғашқы мұхит суының құрамында да оттегі болмады.

Сонымен, бос оттегінің пайда болуы - тірі организмдердің және олардың атқаратын қызметінің нәтижесі екендігі белгілі болды. Ерте уақытта бос оттегінің болмағандығы протоархей тау жыныстарындағы газ көпіршіктеріне анализ жасаған кезде белгілі болды.

Жер бетіндегі биосфера қалыптасуының негізгі мәселелерін анықтаған академик В.И.Вернадский 1926 жылы жарық көрген өзінің «Биосфера» атты еңбегінде ол биосфера дамуының негізгі заңдылықтары мен ерекшеліктерін, биосфераның заттық құрылымы мен даму деңгейлерін анықтап берді. Тірі заттар дегеніміз - планетадағы барлық тірі организмдердің жиынтығы. Биосфера дегеніміз -жердің сыртқы геологиялық қабаты, өзіне барлық тірі организмдерді жинақтаушы жүйелік құрылым. Вернадский ең алғаш рет биосфера эволюциясының жер планетасының геологиялық тарихымен тығыз байланысты екендігін көрсетті.

Вернадский тіршіліктің жұмсайтын энергетикалық шығыны, сыртқы әсері бойынша тау пайда болуы, вулкан атқылауы, жер сілкінуі сияқты геологиялық процестермен салыстыруға болатын жойқын геологиялық күш екендігін дәлелдеді.

Осыған байланысты, Вернадский тіршіліктің бірнеше биогеохи-миялық   функцияларын   анықтады. Оларға: газдық - оттегі мен көмірқышқыл газын бөлу және сіңіру; тотығу - карбонаттардың, сульфидтердің, азот, күкірт, фосфор, темір, марганец қосылыстарының пайда болуы; тотықсыздану - сульфитсіздену, нитритсіздену; концентрациялық (жинақтау) - фосфор, кальций, азот, күкірт тағы басқа элементтердің топырақта және шөгінді жыныстарда жинақталуы; органикалық заттардың бұзылуы және синтезделуі.

Қазіргі кезде жердің келбеті, оның ландшафттары барлық шөгінді метаморфоздық жыныстар, пайдалы қазбалар қоры, қазіргі атмосфера - барлығы тірі заттардың іс-әрекетінің нәтижесі болып табылады.

Ежелгі организмдер қалдықтары Батыс Австралияның кремний қабаттарынан табылды, олардың жасы мөлшермен 3,2-3,5 миллиард жылға тең деп есептеледі. Минерализацияланған бүл жіпшелер тәрізді және дөңгелек формасы оншақты түрлі микроорганизмдер қарапайым бактериялар мен микробалдырларды еске түсіреді. Организмдердің ішкі құрылымы болғанға ұқсайды және фотосинтезге қабілетті қосылыстарды түзетін химиялық элементтері болды. Бұлар ең алғашқы тіршілік иелері емес, олардан да бұрынғы тіршіліктің болғанына күмәндануға болмайды. Тіршілік бастауы жердің планета есебінде қалыптасқан, геологиялық тарихта ізі де қалмаған алғашқы миллиард жылдардағы кезеңіне кетуі әбден ықтимал. Мұның өзі - фо-тоавтотрофты биосфераны біздің планетамызда 4 миллиард жылдай уақыт бұрын пайда болды деп есептеуге мүмкіндік береді. Бірақ автотрофты организмдерден бұрын гетеротрофты организмдердің пайда болуы заңды деп есептеледі, өйткені цитология, молекулярлық биология салаларының деректері бойынша, өз денесін бейорганикалық минералды заттардан құрайтын автотрофтылар кейінірек пайда болған.

Жоғарыда айтылғандарды есепке ала отырып, тіршіліктің жер бетінде өте ертедегі уақытта пайда болғандығы туралы тұжырым жасауға болады.

ЖЕР БИОСФЕРАСЫ ЭВОЛЮЦИЯСЫНЫҢ ЕЖЕЛГІ КЕЗЕҢДЕРІ

Жер биосферасының дамуын бірінен кейін бірі кезектесіп келетін үш дәуірдің ауысымы ретінде қарастыруға болады.

Алғашқы дәуір-космостық кезеңнің өзінде-ақ басталып, жер бетінде гетеротропты биосфераның пайда болуымен аяқталды.

Ежелгі жер сиретілген атмосферамен – метан, аммиак, су буы қоспасымен қоршалып тұрған суық дене болды. Жер бетінің температурасы-50-60°С шамасында болды, сол себепті литосфераны мұз қабаты құрсаулап жатты. Сиретілген атмосфера арқылы енген күн және космостық сәулелердің әсерінен ионизация процесі жүрді, соған байланысты атмосфера суық плазма күйінде болды. Ежелгі жер атмосферасы электр тогымен қанықты, онда разрядтар шығу жиі жүрді. Бұндай жағдайда күрделі құрамдағы әр түрлі органикалық қосылыстар синтезі бірдей уақытта және жылдам жүріп тұрды. Ал бұл қосылыстар эволюцияның келесі кезеңдерінде белоктар мен нуклеотидтер пайда болуы үшін қажетті шикізат болып саналды. Төмен температура мен суық плазмалық атмосфера полимерлену процесінің сәтті жүруіне жағдай жасады. Пайда болған полимерлерден кейінгі тіршілік қалыптасты. Алып табиғи мұздатқыш жағдайында олар ұзақ уақыт жақсы сақталды.

Жер қойнауының радиоактивті қызынуы тектоникалық қозғалысты оятты, вулкан атқылау процестері басталды. Олардан бөлініп шыққан газ атмосфера қабатын тығыздап, иондалу шекарасын жоғарғы қабаттарға қарай ысырды. Мұз жамылғылары еріп, алғашқы су бөліктері пайда болды. Мұздықтардың еруі жинақталған биополимерлердің, көмірсутектердің, майлардың химиялық реакцияларының белсенділігін арттырды. Олар бірігіп тұрақты микросфералар (коацерват тамшыларын) құрды, заттардың өзіндік ұйымдасуын сипаттайтын секірмелі өзгерістен кейін протобионт-РНК молекуласы пайда болды, оның өзі тірі жүйенің екі түрлі функциясын атқарды: зат алмасу және бұл жүйенің материалдық негізінің қалануы. Алғашқы кезеңдегі гетеретрофты организмдерге тән қасиеттер: қозғалғыштық; қоректену және қоректік зат пен энергияны жинақтау; қолайсыз жағдайлардан сақтану; көбею; тітіркенгіштік; сыртқы жағдайлардың өзгерісіне бейімделу; өсу қабілеті. Олар анаэробтылар (оттегісіз өмір сүретің организмдер) және прокариоттар (клеткалары ядросыз организмдер) деп аталады.

Тіршілік зволюциясының келесі кезеңінде (мөлшермен 2 млрд. жылдай бұрын) организмдер клеткасында ядро пайда болды. Биосфера құрамында эукариоттар (оттегімен дем алатын организмдер) тіршілік етті, ядролы бір клеткалы организмдерді қарапайымдар деп атады, олардың  25-30 мыңдай түрі болды. Олардың ішіндегі ең қарапайымы - амебалар. Шөгінді тау жыныстарының құрамында кездесетін түрлері - радиолярийлер мен фораминиферлер.

Мөлшермен 1 миллиард жыл бұрын алғашқы көп клеткалылар пайда болды. Өсімдік қызметінің негізгі нәтижесі - фотосинтез - күн энергиясы арқылы көмірқышқылы мен судан органикалық заттардың пайда болуы. Фотосинтез өнімі - атмосферадағы оттегі.

Өсімдіктің дамуы мен таралуы атмосфера құрамының түбірімен өзгеруіне әкеліп соқты. Ғасырлар бойы жинақталған өсімдіктер қалдықтары жер қыртысында органикалық қосылыстардың (көмір, шымтезек) орасан зор энергетикалық қорын қалыптастырды, ал дүниежүзілік мухиттағы тіршіліктің дамуы - теңіз организмдерінің қалдықтары мен қаңқаларынан тұратын шөгінді жыныстарды құрады. 400 миллионға жуық уақыт бұрын бос оттегінің мөлшері қазіргі кездегі мөлшерінің 10 % жеткен кезде озон экраны пайда болды, ол тірі заттарды космостық өткір сәулелерден қорғады, осыған байланысты тіршілік біртіндеп құрлыққа көшті. Бұдан кейін фотосинтез реакциясының белсенділігі артып, атмосфераға оттегінің түсуі жоғарылады, осыдан 100 миллион жыл бұрын атмосферадағы оттегі қазіргі мөлшеріне 21%-ке жеткен болатын. Бұл кезде папоротниктер, плаундар пайда болды. Құрлық өсімдіктерінің дамуы және топырақ пайда болуы құрлық бетіне жануарлардың шығуына әсерін тигізді. Өсімдік дүниесінің эволюциясы нәтижесінде мезозой эрасында қылқан жапырақты ормандар мен гүлді өсімдіктер пайда болды.

Мезозойдың соңы мен кайнозойда құстардың пайда болуымен байланысты биофильді элементтердік, миграциясы күшейді. Биофильді элементтер дегеніміз - тірі ағзашрдың құрамында кездесетін химиялық элементтер. Сонымен тірі заттар атмосфераның төменгі қабатын- тропосфераны қамтыды.

Ең соңында жер биосферасындағы ең үлкен өзгеріс- АДАМЗАТТЫҢ ПАЙДА БОЛУЫ.

Жер бетінде тіршіліктің пайда болуы туралы алғашқы көзқарастар

Тіршіліктің пайда болуы – бұл ерте заманнан адамзаты қызықтыратын мәселе. Ол ғылыми және философиялық жағынан қарастырылады. Ол жайында көптеген болжамдармен көзқарастар бар.

Ғылыми деректер бойынша Күн жүйесіне жататын Жер ғаламшары бұдан 4,5—5 млрд жыл бұрын газды-шаңды тұманнан пайда болған. Мұндай газды- шаңды материя қазіргі кезде жұлдызаралық кеңістікте де кездеседі. Жер бетінде тіршіліктің пайда болуы үшін ғарыштық және ғаламшарлық кейбір алғышарттар қажет. Ол үшін ғаламшардың өзіне тән мөлшері болу шарт. Ғаламшардың мөлшері тым үлкен болса, табиғи радиоактивті заттардың атомдық ыдырауынан бөлінген энергияның әсерінен ғаламшар өте қызып кетуі мүмкін. Ғаламшардың тым қызып кетуі қоршаған ортаның радиоактивті заттармен ластануына жағдай жасайды. Ал ғаламшардың мөлшері тым кіші болса, ол өз айналасындағы атмосфераны ұстап тұра алмайды. Ғаламшарлар жұлдыздарды орбита бойынша айнала қозғалуы аркылы тұрақты түрде және біркелкі мөлшерде өзіне қажетті энергия алып тұруы тиіс. Ғаламшарға энергия ағысы бір қалыпты түспесе тіршіліктің пайда болуы мен дамуы мүмкін емес. Өйткені тірі ағзалардың тіршілігі белгілі бір температуралық жағдайда ғана жүріп отырады. Қорыта айтқанда, Жер ғаламшарында тіршіліктің пайда болуының алғышарттарына — ғаламшардың қажетті мөлшері, энергия және белгілі температуралық жағдайлар жатады. Бұл айтылған алғышарттар тек Жер ғаламшарында ғана болғандығы ғылыми дәлелденген.

Ертеде ғылыми деректердің аздығынан тіршіліктің пайда болуы туралы түрлі көзқарастар қалыптасты. Ежелгі грек философы Аристотель (б.з.д. IV ғ.) бит — еттен, қандала — жануар шырынынан, шұбалшаң — балшықтан пайда болады деген көзқарасты ұстанды.

Грек философиясының негізін салушылар Фалес және т.б., органикалық дүниенің негізін қоршаған ортадағы әр түрлі заттардан іздеді. Фалес ондай негізгі зат су деп есептеді және содан өздігінен тіршілік пайда болды деп корытынды жасады.

Тіршіліктің құпия сырларын білу үшін ағылшын философы Ф.Бэкон (15611626 жж.) міндетті түрде бақылау, эксперимент жасап зерттеуді ұсынды. Осы ұсынысы арқылы түрлі діни сенімдерге батыл қарсы шықты.

XVII ғасырдың ортасында италиялық дәрігер Франческо Реди (16261698 жж.) тәжірибе жасап, тіршілік өздігінен пайда болады деген теорияға карсы шықты. Ол 1668 жылы, төрт ыдысқа ет салып, оны ашық койды да, келесі төрт ыдыстағы еттің бетін дәкемен жапты. Беті ашық ыдыстарға шыбын жұмыртқа салғандықтан, шыбындар өсіп шықты, ал беті дәкемен жабылған ыдыстардан шыбын шыққан жоқ. Реди осы тәжірибесі арқылы шыбынның өзі салған жұмыртқалардан ғана шығатынын, яғни шыбынның өздігінен пайда болмайтынын дәлелдеп берді.

Тіршіліктің өздігінен пайда болмайтынын дәлелдеу үшін 1860 жылы француз ғалымы, микробиолог Луи Пастер (18221895 жж.) арнайы тәжірибе жасады. Ол ұшы латынның S-әрпі тәрізді шыны түтікті қолданды. Л.Пастер шыны ішіндегі қоректік ортаны кайнатып, оны иір иінді түтікпен жалғастырды да, түтіктің ұшын ашық қалдырды. Түтік ішіне ауаның еркін кіруіне мүмкіндік жасалды. Микроорганизмдердің споралары шыны түтіктің иір иініне жиналып, қоректік ортаға түспегендіктен, шыны ішіндегі ерітінді ұзақ уақыт таза қалпында сақталды. Л. Пастер қарапайым ғана тәжірибесі арқылы ағза тек тірі ағзадан ғана пайда болады деген биогенездік теорияның дұрыстығына көз жеткізді.

Қазіргі түсініктер

Орыс биохимигі Александр Иванович Опарин (1894-1980) 1922 жылы тіршіліктің Жер бетінде шығу тегінің табиғи теориясын тұжырымдады. Содан бері ол ең дұрыс және арнайы ғылым ретінде мойындаған тұжырым болып есептеледі. А. И. Опарин 1970 жылдан бастап тіршіліктің шығу тегін зерттеу жөніндегі Халықаралық қоғамды басқарды. А. И. Опарин коацерваттардың - сулы ерітіндідегі ағзалық заттардың тұрақты конгломераттарының (ұйығының) пайда болу мүмкіндігін сынақтәжірибе арқылы дәлелдеді. Олар химиялық (ағзалық) заттардың құрам бөлігі бола тұра кейбір тірі нәрсенің қасиеттерін көрсете алады (карапайым жарғақшалардың түзілуі, ұдайы өсу қасиеті, энергетикалық алмасу). Сөйтіп коацерваттар протобионттар, яғни «тіршілік жолашары» деп атай бастады.

Ағылшын биологі Джон Холдейн 1925-1929 жылдары Опариннің ойын одан әрі дамытты. Ол коацерваттардың тұрақтылығын көрсетіп, ағзалық заттарды қалыптастырудағы энергия көзі ретінде ультракүлгін сәуле шығарудың рөлі туралы болжам айтты.

Америкалық жас ғалым Стенли Миллер 1953 жылы Опарин мен Холдейннің болжамын сынақтәжірибемен тексеру мақсатында тәжірибелер топтамасын жүзеге асырды. Ол осы заманғы жанартау (вулкан) газдарын негізге алып, аузы дәнекерленген кұты- да Жердің 4,5 млрд бұрынғы алғашқы атмосферасын жасап көрді. Онда тиісті температура мен қысым сақталды. Осы қоспа арқылы найзағай разряды сияқты 1000 вольтқа дейін электр заряды жіберілді. Бұдан басқа құты алғашқы мұхитты елестететін (имитация) суы бар тағы бір ыдысқа жалғастырылды. Буы «атмосфераға» барып, салқындағанда, конденсацияланғанда құтыға «жаңбыр» түрінде «кайта оралу» үшін мезгіл-мезгіл қыздырылды. Бар болғаны бір аптада кұтыдағы «мұхитта» ұсақ ағза «құжынап» кетті. Бұдан несепнәр (мочевина), ағзалық май қышқылы, құмырсқа және сірке қышқылдары, ең бастысы бірнеше аминқышқылдар тәрізді ағзалық қосылыстарды көруге болады. Кейін кептеген зерттеушілер сынақтәжірибе шарттарын біраз өзгертіп, бірақ алғашқы Жер атмосферасының үлгісі бойынша шынайы деректерді қолдай отырып, Миллердің тәжірибесін қайталады. Олар бастапқыда «Миллер құтысында» синтезделмеген өзге де көптеген қосылыстар алды.

Зерттеу тізбегінде бір «осал орын» шешімін таба алмай қалды. Сулы ортада аминқышқылдардың пептидтерге, нәруызға «бірікпейтіні» айқын еді. Бұл проблеманы америкалық зерттеуші Сидней Фокс шешті. Ол аминқышқылдардың құрғақ қоспасын 130°С-ге дейін қыздырып, 200-ге дейін аминқышқылы бар өте тұрақты полимер алды. Оны протеиноид деп атады. Сөйтіп алғашқы рет тірі жасушадан тысқары полипептидтердің бастамасыз (матрицасыз) синтезі жасалды. Фокс қолдан жасаған жағдайлар алғашқы мұхит суы кайтып суалған кезде қалған ұсақ шалшықшалар суында түзіле алады. Ол кезде Жер бетіндегі температураның жанартау атқылауы және Күн сәулесінің белсенділігінен күшті жоғарылауы тұтас алғанда 80°С-ге жуық болуы мүмкін екенін естен шығармаңдар.

Су көтерілген кезде даяр нәруыздар мұхитқа қосылды. Алынған протеиноидтардың кейбіреулерінде әршітпелі белсенділік болды, яғни дұрысырақ айтқанда, фермент десе де болады. Фокстан кейін өзге зерттеушілер де жоғары температура орнына төменгі температурада, өршіткінің орнына саз алып, ұксас тәжірибелерді ойдағыдай қайталады. Мұндай полипептидті тізбектер XX ғасырдың 70-жылдары метеориттік заттардағы өзге ағзалармен бірге табылды.

Қорыта айтқанда, жердің бастапқы қалыптасуы қазіргі күнге дейін жалғасуда. Сондықтан, ондағы тіршіліктің өте ертедегі уақытта пайда болғандығы жайлы толық зерттелмеген және әрі қарай жаңа мәліметтерді табуға талап етеді.



Қолданылған әдебиеттер тізімі

1. Биология: Жалпы білім беретін мектептің, 9-сыныбына арналған оқулық, 2-басылымы, өңделген/ М. Гильманов, А. Соловьева, Л. Әбшенова. - Алматы: Атамұра, 2009. ISBN 9965-34-927-4

2. akikat01.com

3. Shkola-isatai




Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 05.04.2016
Раздел География
Подраздел Научные работы
Просмотров196
Номер материала ДБ-010898
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх