Выбранный для просмотра документ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЛЕКЦИИ АСТРОБИОЛОГИЯ.docx
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЛЕКЦИИ
Термин астробиология образован от древнегреческих слов асрон - «звезда», биос - «жизнь» и логия - «учение».
Астробиология опирается на научные достижения в области физики, химии, астрономии, биологии, экологии,
планетологии, географии и геологии для исследования возможности существования жизни на других планетах.
В решении некоторых задач астробиология тесно соприкасается с космической биологией и космической медициной, возникшими в связи с активным проникновением человека в космическое пространство.
Астробиология осуществляет поиск пригодной для жизни среды обитания как в Солнечной системе, так и за её пределами, поиск доказательств предбиотической химии, лабораторные и практические исследования происхождения и раннего развития жизни на Земле, а также исследования потенциальных возможностей жизни в части приспособления к сложным условиям на Земле и в космосе.
Есть различные синонимы термина «астробиология», однако все они включают две основные науки:
астрономию и биологию.
Термин-синоним «экзобиология» произошёл от греческого экзо «вне, снаружи», биос - «жизнь» и логия - «учение».
Другой термин, использовавшийся в прошлом -ксенобиология, то есть «биология иноземцев». Это слово было придумано в 1954 году писателем-фантастом Робертом Хайнлайном в его романе «Звёздный Зверь».
Вопрос «существует ли жизнь где-то ещё во Вселенной», является поддающейся проверке гипотезой и, таким образом, эффективным направлением научных исследований.
В настоящее время астробиология стала формализованной областью исследований, хотя когда-то находилась в стороне от основных научных изысканий.
Интерес НАСА к астробиологии начался с разработки Космической программы.
В 1959 году НАСА профинансировало свой первый проект по экзобиологии, а в 1960 году создало Программу изучения экзобиологии.
В 1971 году НАСА профинансировало проект (SETI) по поиску радиосигналов внеземных цивилизаций.
Программа «Викинг», начатая в 1976 году, включала три биологических эксперимента, разработанных для поиска возможных признаков существования жизни на Марсе.
Научный аппарат Mars Pathfinder, приземлившийся в 1997 году, содержал научный груз, предназначенный для обнаружения микробных окаменелостей, заключенных в камнях.
В 21-м веке астробиология становится центром растущего числа исследовательских миссий НАСА и Европейского космического агентства в Солнечной системе.
Первый европейский семинар по астробиологии состоялся в мае 2001 года в Италии, результатом которого стала Программа Аврора.
В настоящее время НАСА курирует Институт астробиологии НАСА. Все большее число университетов во всем мире вводят программы обучения по теме астробиологии.
В Соединенных Штатах этоАризонский университет, университет Пенсильвании, университет штата Монтана и Вашингтонский университет; в Великобритании университет Кардиффа (создан Центр астробиологии), в Австралии Университет Нового Южного Уэльса. В России Постановлением Президиума Российской академии наук от 23.11.2010 организован Научный совет РАН по астробиологии.
Достижения в области астробиологии, наблюдательной астрономии и открытие большого разнообразия экстремофилов, обладающих способностью к существованию в самых суровых условиях на Земле, привели к предположению, что жизнь может процветать на многих планетах и спутниках во Вселенной.
Термофилы – тип организмов из экстремофилов, которые живут при относительно высоких температурах (от 45 до 80 °C). Многие термофилы являются археями. Некоторые из обитателей термальных источников заразны для человека:
Naegleria fowleri - амёба, обитает в тёплой воде и почве, распространена во всём мире. Может быть причиной заболевания менингитом.Эта амёба попадает в мозг через носовые пути, с ней связывают несколько смертельных случаев.
Acanthamoeba, по информации американских Центров по контролю и профилактике заболеваний, также может распространяться через горячие источники.
Бактерия Legionella распространилась через термальные источники.
В Японии был случай возможного заражения вирусом герпеса через горячий источник.
Вирусы были найдены в очень экстремальных условиях, например в источнике с температурой 87-93 °C и высокой кислотностью (pH=1,5) (Поццуоли, Италия). Эти вирусы в лабораторных условиях инфицировали клетки
Недавние исследования, проведенные над экстремофилами в Японии, состояли из множества бактерий, включая Escherichia coli и Paracoccus denitrificans, которых подвергли условиям экстремальной силы тяжести. Бактерии выращивались в ультрацентрифуге на высоких скоростях, соответствующих 403627 g (т.е. в 403627 раз большая сила тяжести чем на Земле).
Paracoccus denitrificans была одной из бактерий, продемонстрировавшей не только выживание, но также устойчивый клеточный рост в условиях сверх ускорения, которые обычно можно найти только в космических условиях, например, на очень массивных звездах или в ударных волнахсверхновых.
Анализ показал, что небольшой размер клеток прокариот имеет важное значение для успешного роста при гипергравитации.
26 апреля 2012 года, ученые сообщили, что лишайник выжил и показал замечательные результаты на способность к адаптации фотосинтетической активности в течение 34 дней имитационного моделирования марсианских условий, проведенных в Mars Simulation Laboratory (MSL), Германского центра авиации и космонавтики(DLR).
29 апреля 2013 года, ученые Политехнического Института Ренсселера, спонсируемого НАСА, сообщили, что за время космического полета на Международную космическую станцию микробы адаптируются к космической среде в "не наблюдаемом на Земле" смысле и таким образом "могут привести к увеличению роста и вирулентности ".
В 2008 году посадочный модуль «Феникс» исследовал марсианский грунт на наличие следов микробной жизни, а также присутствие воды. Главным научным результатом миссии стало обнаружение льда под тонким слоем грунта, а также его химический анализ.
В ноябре 2011 года НАСА запустила марсоход Curiosity, который продолжит поиски следов жизни на Марсе. Европейское космическое агентство разрабатывает марсоход ExoMars, который планируется к запуску в 2018 году.
Международный астрономический союз (МАС) регулярно проводит крупные международные конференции посредством Комиссии 51 «Биоастрономия: поиск внеземной жизни», которая была создана МАС в 1982 году для координации работ в области поиска жизни и разума во Вселенной и в настоящее время функционирует на базе Института астрономии при Университете Гавайев.
Сужение задачи
Для поиска жизни на других планетах необходимо уменьшить размер задачи, для чего используются различные предположения.
1) большинство форм жизни в нашей Галактике основано на углеродной химии, как и все формы жизни на Земле.
Хотя не отрицается возможность существования неуглеродных формы жизни. Предположение основано на том, что углерод является четвёртым по распространенности элементом во Вселенной, а также позволяет формировать большое разнообразие молекул вокруг себя. Способность атомов углерода легко связываться друг с другом позволяет создавать сколь угодно длинные и сложные молекулы.
2) Наличие воды в жидком состоянии.
Вода является распространённым веществом, которое необходимо для формирования сложных углеродных соединений, которые, в конечном счёте, могут привести к появлению жизни. Некоторые исследователи предлагают также рассматривать среду аммиака или водно-аммиачных смесей, поскольку она обеспечивает больший диапазон температур для жизни и, таким образом, расширяет количество потенциальных миров. Эту среду считают подходящей как для углеродной, так и для неуглеродной жизни.
3) Поиск звёзд подобных Солнцу.
Очень большие звёзды имеют относительно малое время жизни, что, в свою очередь, означает, что у жизни не будет достаточно времени для развития на планетах, вращающихся вокруг таких звёзд. Очень маленькие звёзды выделяют так мало тепла, что планеты смогут иметь воду в жидком состоянии, находясь только на очень близких орбитах. Но при этом планеты будут захвачены приливными силами звезды. Без толстого слоя атмосферы одна сторона планеты будет постоянно нагрета, а другая заморожена. Однако в 2005 году вопрос жизнепригодности планет вокруг красных карликов был снова поднят на повестку дня научного сообщества, поскольку длительное время существования красных карликов (до 10 триллионов лет) может допускать наличие жизни на планетах с плотной атмосферой. Это имеет большое значение, поскольку красные карлики являются очень распространёнными во Вселенной. (См.Жизнепригодность системы красного карлика). По оценкам учёных около 10 % звёзд в нашей галактике по своим характеристикам подобны Солнцу, а в радиусе 100 световых лет от нас находится около тысячи таких звёзд. Эти звёзды вероятнее всего будут основной целью при поиске жизни в их системах.
Поскольку Земля является единственной планетой, на которой достоверно известно наличие жизни, то не представляется возможным узнать, корректны ли принятые предположения или нет.
Составные части астробиологии
Большинство связанных с астрономией астробиологических исследований относится к обнаружению планет за пределами Солнечной системы (экзопланет).
Основная предпосылка состоит в том, что если жизнь возникла на Земле, то она могла возникнуть и на других планетах с аналогичными характеристиками.
В первую очередь поиском экзопланет подобных Земле являются программы НАСА Terrestrial Planet Finder(TPF) и ATLAST, а также программа Darwin Европейского космического агентства.
Существуют также менее амбициозные проекты, в которых предполагается использование наземных телескопов.
Кроме того, НАСА уже запустило миссию Кеплер в марте 2009 года, а Французское космическое агентство — спутник COROT в 2006 году.
Целью планируемых миссий является не только обнаружение планет размером с Землю, но и непосредственное наблюдение света от планеты для дальнейшего спектроскопического изучения.
Исследуя спектры планет, можно определить основной состав атмосферы экзопланеты и/или её поверхности. Получив такую информацию можно оценить вероятность наличия жизни на планете.
Исследовательская группа НАСА - Лаборатория виртуальных планет использует компьютерное моделирование для создания разнообразных виртуальных планет, чтобы понять, как они будут выглядеть при наблюдении Дарвином или TPF.
Когда эти миссии начнут сбор данных, полученные спектры планет могут быть сверены со спектрами виртуальных планет в части характеристик, которые могут указывать на наличие жизни. Изменение фотометрии экзопланеты также может дать дополнительную информацию о свойствах поверхности и атмосферы планеты.
Оценить число планет с разумной жизнью можно с помощью уравнения Дрейка. Уравнение определяет вероятность наличия разумной жизни как произведение таких параметров, как количество планет, которые могут быть обитаемые и количество планет, на которых может возникнуть жизнь[19]:
,
где N — количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;
R* — число ежегодно образующихся звёзд (звёзд подобных Солнцу);
fp — доля звёзд, обладающих планетами;
ne — среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
fl — вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
fi — вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
fc — отношение
количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к
количеству планет, на которых есть разумная жизнь;
L — время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого
цивилизация существует, способна вступить в контакт и хочет вступить в
контакт).
Однако на данный момент это уравнение обосновано лишь теоретически и маловероятно, что уравнение будет ограничено разумными пределами погрешности в ближайшее время.
Первый множитель R определяется из астрономических измерений и является наименее обсуждаемой величиной. По второму и третьему множителям (звёзды с планетами и планеты с подходящими условиями) в настоящее время идёт активный сбор данных. Остальные параметры основаны исключительно на предположениях.
Проблема формулы в том, что она не сможет использоваться для создания гипотезы, поскольку содержит параметры, которые не могут быть проверены.
Другая связанная тема — парадокс Ферми, который предполагает, что если разумная жизнь распространена во Вселенной, то должны существовать явные признаки этого.
На этом парадоксе основаны такие проекты как SETI, которые пытаются обнаружить радиосигналы от разумных внеземных цивилизаций.
Другой активной областью исследования в астробиологии является изучение формирования планетной системы.
Было высказано предположение, что особенности нашей Солнечной системы (например, присутствие Юпитера в качестве защитного щита) могли значительно увеличить вероятность развития разумной жизни, возникшей на нашей планете. Но окончательные выводы до сих пор не сделаны.
Биология
Чёрные курильщики поддерживают жизнь некоторых микроорганизмов на Земле. Подобные формирования могут быть и на других планетах.
Биология и химия, в отличие от физики, не допускает вероятностей и предположений, то есть либо биологические явления реальны, либо нет.
Биологи не могут сказать, что процесс или явление, будучи математически возможными, должны обязательно существовать в реальной жизни.
Для биологов основа предположений очевидна и они точно определяют, что является гипотетическим, а что нет.
До 1970-х годов учёные полагали, что жизнь полностью зависит от энергии Солнца.
Растения на Земле используют энергию солнечного света в процессе фотосинтеза, в результате которого образуются органические вещества из углекислого газа и воды и высвобождается кислород. Далее животные поедают растения, тем самым осуществляется передача энергии по пищевой цепи. Ранее считалось, что жизнь в глубинах океана, куда не попадает солнечный свет, существует благодаря питательным веществам, которые образуются от потребления органических останков, падающих с поверхности океана, либо от мертвых животных, то есть также зависит от Солнца. Предполагалось, что способность жизни к существованию зависит от её доступа к солнечному свету.
Однако в 1977 году, во время исследовательского погружения на глубоководном аппарате Алвин около Галапагосских островов, учёные обнаружили колонии гигантских трубчатых червей, моллюсков, ракообразных, мидий и других морских обитателей, сгруппированных вокруг подводных вулканических образований, названных чёрными курильщиками. Эти существа процветали, несмотря на отсутствие доступа к солнечному свету. Позднее было выяснено, что они составляют совершенно независимую пищевую цепочку. Вместо растений основу этой пищевой цепи составляет некая форма бактерий, которая извлекает энергию из процесса окисления реактивных химических веществ, таких как водород или сероводород, поступающих из внутренних частей Земли.
Этот хемосинтез произвёл революцию в изучении биологии, доказывая, что жизнь не обязательно зависит от Солнца — она лишь требует наличия воды и энергии.
Экстремофилы (организмы, способные выжить в экстремальных условиях) являются ключевым элементом в исследованиях астробиологов.
В качестве примеров таких организмов можно привести биоту, способную выжить под толщей воды в несколько километров вблизи гидротермальных источников и микробов, которые живут в очень кислых средах.
Экстремофилы живут во льду, кипящей воде, кислоте, воде из ядерных реакторов, солях кристаллов, токсичных отходах и в ряде других экстремальных мест, которые ранее считались непригодными для жизни.
Они открыли новые направления исследований в астробиологии за счет значительного увеличения числа возможных мест обитания за пределами Земли.
Характеристика этих организмов, их среды обитания и эволюционного пути считается важнейшим компонентом в понимании того, как может развиваться жизнь в других местах во Вселенной.
Вот примеры организмов, способных выдержать воздействие вакуума и космической радиации:
лишайники Ризокарпон географический (лат. Rhizocarpon geographicum) и Ксантория элегантная (лат. Xanthoria elegans), бактерии Bacillus safensis, Deinococcus radiodurans[26], Bacillus subtilis, дрожжи Saccharomyces cerevisiae, семена Arabidopsis thaliana (Резуховидка Таля), а также беспозвоночные Тихоходки.
2 декабря 2010 года учёными было объявлено, что бактерии-экстремофилы (GFAJ-1) в условиях нехватки фосфора могут замещать его в молекуле ДНК на мышьяк.
Это открытие придает значимость старой идее, согласно которой жизнь на других планетах может иметь совершенно иной химический состав и поэтому оно может помочь в поисках внеземной жизни.
Другой областью исследований, проводящейся в настоящее время, является изучение происхождения жизни, отличающегося от эволюционного пути.
Александр Опарин и Джон Холдейн полагали, что условия на ранней Земле были благоприятными для формирования органических соединений из неорганических элементов и, таким образом, для образования многих химических веществ, характерных для форм жизни, которые мы сейчас наблюдаем.
В изучении этого процесса, известного как пребиотическая химия, учёные добились определенного прогресса, но до сих пор неясно могла ли жизнь образоваться таким образом на Земле.
Альтернативная теория панспермии заключается в том, что первые элементы жизни, возможно, сформировались на другой планете с ещё более благоприятными условиями (или даже в межзвездном пространстве, на астероидах и т. д.), а затем были каким-то образом перенесены на Землю. Спутник Юпитера, Европа, в настоящее время рассматривается в качестве наиболее вероятного места для существования внеземной жизни в Солнечной системе.
Астрогеология
Астрогеология – научная дисциплина, предметом которой является изучение геологии планет и их спутников, астероидов, комет, метеоритов и других астрономических тел.
Информация, собранная этой дисциплиной, позволяет оценить пригодность планеты или её спутника для развития и поддержания жизни.
Геохимия – дополнительная дисциплина астрогеологии, включающая в себя изучение химического состава Земли и других планет, химических процессов и реакций, которые регулируют состав пород и почвы, циклы материи и энергии и их взаимодействие с гидросферой и атмосферой планеты.
Специализации включают астрохимию, биохимию и органическую геохимию.
Окаменелости являются старейшими известными доказательствами наличия жизни на Земле.
Анализируя их, палеонтологи могут лучше понять виды организмов, возникших на Земле в далёком прошлом. Некоторые регионы Земли, такие как Пилбара (англ.) в Западной Австралии и Сухие долины в Антарктиде, рассматриваются в качестве геологических аналогов некоторых регионов Марса, и таким образом, могут дать понимание того, как искать жизнь на Марсе, возможно существовавшую там в прошлом.
Только два элемента, углерод и кремний, могут составлять основу для достаточно больших молекул, способных нести биологическую информацию.
Как структурная основа для жизни, одной из важных особенностей углерода является то, что, в отличие от кремния, он может легко участвовать в формировании химических связей со многими другими атомами, тем самым предоставляя химическую многосторонность, необходимую для проведения реакций метаболизма и воспроизведения.
Тремя наиболее вероятными кандидатами на наличие жизни в Солнечной системе являются Марс, спутник Юпитера — Европа и спутник Сатурна — Титан.
Это предположение основывается прежде всего на том, что (в случае Марса и Европы) астрономические тела могут иметь жидкую воду, молекулы которой необходимы для жизни в качестве растворителя в клетках. Вода на Марсе находится в полярных ледяных шапках, и новые образовавшиеся овраги, недавно наблюдавшиеся на Марсе, позволяют предположить, что жидкая вода может существовать, по крайней мере временно, на поверхности планеты, и, возможно, в подземных условиях в геотермальных источниках. При марсианских низких температурах и низком давлении жидкая вода, вероятно, будет очень соленой. Что касается Европы, то жидкая вода, вероятно, существует под поверхностным ледяным слоем. Эта вода может быть нагрета до жидкого состояния вулканической активностью на дне океана, но основным источником тепла, вероятно, является нагрев приливными силами.
Другим астрономическим объектом, который потенциально может поддерживать внеземную жизнь является самый большой спутник Сатурна — Титан. Считается, что Титан имеет условия, близкие к ранней Земле. На его поверхности учёные обнаружили первые жидкие озёра за пределами Земли, но они, скорее всего, состоят из этана и/или метана.
После изучения данных с зонда «Кассини» в марте 2008 года было объявлено, что Титан также может иметь подземный океан, состоящий из жидкой воды и аммиака. Кроме того, спутник Сатурна Энцелад может иметь океан под его ледяной шапкой.
Гипотеза уникальной Земли
Данная гипотеза на основании астробиологических выводов утверждает, что многоклеточные формы жизни могут представлять большую редкость, чем изначально предполагалось учёными.
Она даёт возможный ответ на парадокс Ферми: «Если внеземные цивилизации являются довольно распространёнными, то почему мы не наблюдаем никаких следов разумной внеземной жизни?».
Эта теория является противоположной точкой зрения принципа заурядности, предложенного знаменитыми астрономами Фрэнком Дрейком, Карлом Саганом и другими. Принцип заурядности предполагает, что жизнь на Земле не является исключительным явлением и с большой долей вероятности может быть найдена на бесчисленном множестве других миров.
Антропный принцип гласит, что фундаментальные законы Вселенной устроены специально таким образом, чтобы было возможно существование жизни.
Антропный принцип поддерживает гипотезу уникальной Земли, утверждая, что элементы, которые необходимы для поддержания жизни на Земле так «тонко настроены», что шанс повторения в другом месте очень мал.
Стивен Джей Гулд сравнил утверждение, что «Вселенная хорошо приспособлена для нашей разновидности жизни» с высказываниями, что «сосиски были сделаны длинными и узкими специально для того, чтобы они могли вписаться в современные булочки для хот-дога» или что «корабли были изобретены в качестве дома для моллюсков»
Биолог Джек Коэн и математик Ян Стюарт, среди прочего, рассматривают ксенобиологию отдельно от астробиологии.
Коэн и Стюарт считают, что астробиология это поиск жизни подобно той, которая существует на Земле за пределами нашей Солнечной системы,
в то время, как ксенобиология занимается исследованиями в тех случаях, когда мы предполагаем, что жизнь не основана на базе углерода или кислородного дыхания, но пока она имеет определяющие характеристики жизни.
Результаты исследований
По состоянию на конец 2011 года доказательств наличия внеземной жизни найдено не было.
Однако 6 августа 1996 года учёные НАСА после исследования метеорита ALH 84001 заявили о том, что метеорит может содержать доказательства следов жизни на Марсе. При сканировании структур метеорита растовым электронным микроскопом были выявлены окаменелости, которые напомнили ученым «следы» земных организмов — так называемых магнитотактических бактерий.
Исследователи утверждали, что именно такие специфические окаменелости оставляют бактерии на Земле, поэтому обнаружение идентичных окаменелостей в метеорите говорит в пользу существования бактерий на его родной планете.
Вместе с тем структуры, найденные на ALH 84001, составляют 20-100 нанометров в диаметре, что близко к теоретическим нанобактериям и в разы меньше любой известной науке клеточной формы жизни. Остаётся неясным, свидетельствует ли это о том, что на Марсе была или есть жизнь, или же вероятные живые организмы попали на метеорит уже на Земле после его падения.
О возможном наличии живых существ на поверхности Венеры заявил в январе 2012 года главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Леонид Ксанфомалити. При изучении фотографий, переданных советскими аппаратами в 1970-е и 1980-е годы, он обнаружил некие объекты, которые появляются и исчезают на серии последовательных снимков. К примеру, объект «скорпион» появляется на фотографии спустя 90 минут после включения камеры и через 26 минут исчезает, оставив после себя канавку в грунте. Ксанфомалити считает, что во время посадки, модуль создал сильный шум и «обитатели» покинули место посадки, а спустя некоторое время, когда все утихло, они вернулись.
Метан
В 2004 году наземными телескопами и зондом Mars Express был обнаружен спектральный маркер метана в атмосфере Марса. Из-за солнечной радиации икосмического излучения по прогнозам учёных метан должен был исчезнуть из атмосферы Марса в течение нескольких лет. Таким образом, газ должен активно пополняться, чтобы поддерживать текущую концентрацию. Одним из опытов марсохода Mars Science Laboratory, запускаемого 25 ноября 2011 года, будет выполнение точных измерений соотношения изотопов кислорода и углерода в углекислом газе (CO2) и метане (CH4) в атмосфере Марса с целью определения геохимического либо биологического происхождения метана.
Планетные системы
Возможно, что у некоторых планет в Солнечной системе, таких как газовый гигант Юпитер, могут быть спутники с твёрдой поверхностью или жидким океаном, которые являются более пригодными для жизни.
Жизнепригодность планеты
Усилия, направленные для ответа на вопрос: «Какова распространённость потенциально обитаемых планет» имели определённый успех.
2 февраля 2011 года учёные, исследующие данные с телескопа Кеплер, объявили, что имеется 54 кандидата в планеты, находящиеся в обитаемой зоне своих звёзд. Причем 5 из них имеют размер, сопоставимый с Землёй.
Также ведётся исследование относительно ограничений окружающей среды для жизни и работы экстремальных экосистем, позволяя исследователям предсказать, какая планетная среда могла бы быть наиболее подходящей для жизни.
Такие миссии, как спускаемый аппарат Феникс, Mars Science Laboratory и ExoMars к Марсу,зонд «Кассини» к спутнику Сатурна Титану и миссия «Ice Clipper» к спутнику Юпитера Европе дают надежду на дальнейшее изучение возможности наличия жизни на других планетах в нашей Солнечной системе.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ Астробиология.pptx
Скачать материал "Конкурсная программа "Астробиология" для 10-11 классов"
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
Астробиология
лекция с элементами эвристической беседы
+
конкурсная программа
(10-11 классы)
Презентация Матвеевой И.В.
учителя биологии МБОУ «СШ№2»
2 слайд
Подготовка к мероприятию:
Объявить учащимся за месяц о проведении мероприятия по данной тематике (чтение книг, статей)
Лекция с элементами эвристической беседы
Конкурсная программа для двух команд:
Тесты
«Миф или реальность»
Анаграммы
Фотогалерея
Дискуссия «Существуют ли внеземные цивилизации?»
3 слайд
Афоризмы великих фантастов
4 слайд
Артур Кларк
Мы или одиноки во Вселенной, или нет. Любая из этих мыслей пугает
5 слайд
Айзек Азиомов
Земля... не вечный и единственный приют человечества, а всего лишь его колыбель, отправная точка бесконечного приключения.
6 слайд
Краткий обзор развития человеческих представлений о мире
7 слайд
АНИМА –ЖИЗНЕННОЕ НАЧАЛО, ДУША
ТЕУС – БОГ (ТВОРЕЦ)
8 слайд
анимизм
9 слайд
Язычество (ПОЛИТЕИЗМ)
10 слайд
АВРААМИЧЕСКИЕ РЕЛИГИИ -МОНОТЕИЗМ
11 слайд
Отношение к Богу, познаваемости мира
теизм
агностицизм
атеизм
12 слайд
Агностицизм (от греч.
а –отрицание; гнозис –познание)
Философское учение полагающее принципиальную непознаваемость мира
13 слайд
Агностик
Это человек, отказавшийся от связанной с богами веры и убеждённый в том, что первичное начало вещей неизвестно, так как не может быть познано
(Томас Гексли)
14 слайд
Классификация мнений людей о боге
(Ричард Докинз)
Убеждённый теист (Бог есть!)
Вероятность существования высокая, но не 100%
Агностик со слонностью к теизму
Вероятность равна 50%
Агностик со склонностью к атеизму
Очень низкая вероятность, но не полное отрицание
Атеист (Бога нет!)
15 слайд
«Существует ли жизнь
где-то ещё во Вселенной»?
Гипотеза
относящаяся к категории временного практического
агностицизма
16 слайд
Эволюция
17 слайд
Отношение к биологической эволюции
Креационисты
(Линней)
Эволюционисты
(Дарвин)
18 слайд
Астробиология (атра –звезда, биос –жизнь, логос –наука)
19 слайд
Астро
биология
физика
химия
экология
Косм.
биология
Косм.
медицина
биология
планетология
география
астрономия
20 слайд
Задачи астробиологии:
Поиск жизни во Вселенной
Поиск доказательств предбиотической химии
Лабораторные и практические исследования происхождения и раннего развития жизни на Земле
Приспособления жизни к сложным условиям на Земле и в космосе.
21 слайд
Экзобиология
(от греческого экзо «вне, снаружи», биос - «жизнь» и логия - «учение»)
22 слайд
Ксенобиология
«биология иноземцев».
Придумано в 1954 году писателем-фантастом Робертом Хайнлайном в его романе
«Звёздный Зверь».
23 слайд
НАСА
В 1959 году профинансировало свой первый проект по экзобиологии
1960 году создало Программу изучения экзобиологии
24 слайд
НАСА
В 1971 году
профинансировало проект (SETI) по поиску радиосигналов внеземных цивилизаций
25 слайд
НАСА
Программа
«Викинг»
1976
26 слайд
Научный аппарат
Mars Pathfinder, 1997
27 слайд
АППАРАТ ДЛЯ СБОРА МИКРОБНЫХ ОКАМЕНЕЛОСТЕЙ
28 слайд
Первый европейский семинар по астробиологии
Состоялся в мае
2001 года
в Италии.
Программа
Аврора.
29 слайд
Университеты США занимающиеся программами по астробиологии
Аризонский
Пенсильвании
Штата Монтана
Вашингтонский
30 слайд
Великобритания
Кардиффа (создан Центр астробиологии)
31 слайд
Россия
Постановление
Президиума
Российской
академии наук от 23.11.2010
организован
Научный совет РАН
по астробиологии
32 слайд
Особое внимание текущих астробиологических исследований уделяется поиску жизни на Марсе из-за его близости к Земле и геологической истории.
33 слайд
Экстремофилы
Гало
филы
Термо
филы
барофил
криофил
ксерофил
34 слайд
Экстремофилы (от лат. экстремус - экстремальный и греч. филия – любовь)
название для живых существ способных жить и размножаться в
экстремальных условиях
35 слайд
Панспермия (Сванте Аррениус)
Гипотеза о происхождении жизни на земле путём занесения так называемоых спор жизни ( спор бактерий )
36 слайд
Бацилла менингита
Живёт в горячих источниках
37 слайд
Кишечная палочка
Выращивались в ультрацентрифугена высоких скоростях при силе тяжести в 403627 раз большей силы тяжести чем на Земле.
38 слайд
Лишайник
Выжил 36 дней в условиях аналогичных марсианским
39 слайд
Тихоходка
40 слайд
В 2008 году посадочный модуль «Феникс» обнаружил
ледяные шапки на Марсе
41 слайд
Комиссия «Биоастрономия: поиск внеземной жизни», создана МАС в 1982 г.
42 слайд
Критерии для поиска жизни вне Земли
43 слайд
1) Большинство форм жизни в Галактике основано на углеродной химии («углеродный шовинизм»)
44 слайд
Хотя не отрицается возможность существования неуглеродных формы жизни
45 слайд
2) Наличие воды в жидком состоянии.
46 слайд
3) Поиск звёзд подобных Солнцу
47 слайд
Очень большие звёзды
Малое время жизни, что, в свою очередь, означает, что у жизни не будет достаточно времени для развития на планетах, вращающихся вокруг таких звёзд
48 слайд
Очень маленькие звёзды
Выделяют так мало тепла, что планеты смогут иметь воду в жидком состоянии, находясь только на очень близких орбитах
49 слайд
Подобные нашему солнцу
По оценкам учёных около 10 % звёзд в нашей галактике по своим характеристикам подобны Солнцу, а в радиусе 100 световых лет от нас находится около тысячи таких звёзд.
50 слайд
Спутник COROT в 2006 году
Французское космическое агентство
51 слайд
Миссию Кеплер
в марте 2009
52 слайд
Вторая проблема в астробиологии
Изучение формирования
Планетной
системы.
53 слайд
Вклад биологии
в область астробиологии
54 слайд
Открытие чёрных курильщиков
До 1970-х годов учёные полагали, что жизнь полностью зависит от энергии Солнца.
55 слайд
Хемосинтез чёрных курильщиков
Произвёл революцию в изучении биологии, доказывая, что жизнь не обязательно зависит от Солнца
56 слайд
2 декабря 2010 года –сенсация!
Бактерии-экстремофилы (GFAJ-1) в условиях нехватки фосфора
могут замещать его в молекуле ДНК на мышьяк.
Возможна ДНК иного химического состава!
57 слайд
Астрогеология
научная дисциплина, предметом которой является изучение геологии планет и их спутников
58 слайд
Геохимия
дополнительная дисциплина астрогеологии, включающая в себя изучение химического состава Земли и других планет
59 слайд
Вероятные кандидаты на наличие жизни в Солнечной системе
60 слайд
1. Марс
61 слайд
Вода на Марсе находится в полярных ледяных шапках, и новые образовавшиеся овраги, недавно наблюдавшиеся на Марсе, позволяют предположить, что жидкая вода может существовать, по крайней мере временно, на поверхности планеты, и, возможно, в подземных условиях в геотермальных источниках
62 слайд
2. Спутник Юпитера - Европа
63 слайд
Жидкая вода на Европе , существует под поверхностным ледяным слоем. Эта вода может быть нагрета до жидкого состояния вулканической активностью на дне океана
64 слайд
3. Титан
65 слайд
Титан имеет подземный океан, состоящий из жидкой воды и аммиака.
66 слайд
Гипотеза уникальной Земли
Многоклеточные формы жизни могут представлять большую редкость, чем изначально предполагалось учёными.
67 слайд
Парадокс Ферми
«Если внеземные цивилизации являются довольно распространёнными, то почему мы не наблюдаем никаких следов разумной внеземной жизни?».
68 слайд
ПРИЧИНЫ ПАРАДОКСА
Причина 1. В Галактике в настоящее время нет иных технологических цивилизаций
Причина 2. Они есть, но не наблюдаемы доступными нам средствами
69 слайд
Шкала Кардашева
Цивилизация I типа использует всю энергию своей планеты. Мы пока не добрались до цивилизации I типа, но приближаемся к этому (Карл Саган назвал нас цивилизацией 0,7 типа).
Цивилизация II типа использует всю энергию своей родной звезды.
Цивилизация III типа использует энергию, сопоставимую с тем, что вырабатывает весь Млечный Путь.
70 слайд
Возникает новый вопрос
Станете ли вы намеренно выходить на контакт с тараканом?
71 слайд
Принцип заурядности
(Фрэнком Дрейк, Карл Саган)
Жизнь на Земле не является исключительным явлением и с большой долей вероятности может быть найдена на бесчисленном множестве других миров.
72 слайд
Антропный принцип
Фундаментальные законы Вселенной устроены специально таким образом, чтобы было возможно существование жизни
73 слайд
Антропный принцип поддерживает гипотезу уникальной Земли
элементы, которые необходимы для поддержания жизни на Земле так «тонко настроены», что шанс повторения в другом месте очень мал.
74 слайд
Астробиология
Поиск жизни подобно той, которая существует на Земле за пределами нашей Солнечной системы
75 слайд
Ксенобиология
Исследования в тех случаях, когда мы предполагаем, что жизнь не основана на базе углерода или кислородного дыхания
76 слайд
На конец 2011 г
доказательств наличия внеземной жизни найдено не было
77 слайд
Венера
Объект «скорпион» появляется на фотографии спустя 90 минут после включения камеры и через 26 минут исчезает, оставив после себя канавку в грунте.
78 слайд
79 слайд
Жизнепригодные планеты
2 февраля 2011 года учёные, исследующие данные с телескопа Кеплер, объявили, что имеется 54 кандидата в планеты, находящиеся в обитаемой зоне своих звёзд
80 слайд
Исследовательские аппараты
Аппарат Феникс, Laboratory и ExoMars к Марсу, зонд «Кассини» к спутнику Сатурна Титану и миссия «Ice Clipper» к спутнику Юпитера Европе
81 слайд
ТЕСТЫ
82 слайд
1. Как называется философское учение утверждающее непознаваемость мира
А. Креационизм
Б. Атеизм
В. Агностицизм
Г. Гностицизм
83 слайд
1. Как называется философское учение утверждающее непознаваемость мира
А. Креационизм
Б. Атеизм
В. Агностицизм
Г. Гностицизм
84 слайд
2. Назовите одного из первых представителей агностицизма
Пифагор
Демокрит
Платон
Протагор
85 слайд
2. Назовите одного из первых представителей агностицизма
Пифагор
Демокрит
Платон
Протагор
86 слайд
3. Шведский биолог систематик Карл Линней был:
А. Креационистом
Б. Эволюционистом
В. Агностиком
Г. Нет правильных ответов
87 слайд
3. Шведский биолог систематик Карл Линней был:
А. Креационистом
Б. Эволюционистом
В. Агностиком
Г. Нет правильных ответов
88 слайд
4. Задачей астробиологии не является:
А. Поиск жизни во Вселенной
Б. Поиск доказательств предбиотической химии
В. Изучение психологических особенностей инопланетян
Г. Изучение приспособления жизни к сложным условиям на Земле и в космосе.
89 слайд
4. Задачей астробиологии не является:
А. Поиск жизни во Вселенной
Б. Поиск доказательств предбиотической химии
В. Изучение психологических особенностей инопланетян
Г. Изучение приспособления жизни к сложным условиям на Земле и в космосе.
90 слайд
5. Кто придумал термин экзобиология?
А. Кларк
Б. Азимов
В. Хайнлайн
Г. Лем
91 слайд
5. Кто придумал термин экзобиология?
А. Кларк
Б. Азимов
В. Хайнлайн
Г. Лем
92 слайд
6. В каком году НАСА впервые профинансировало программу по экзобиологии?
А. 1970
Б. 1960
В. 1950
Г. 1980
93 слайд
6. В каком году НАСА впервые профинансировало программу по экзобиологии?
А. 1970
Б. 1960
В. 1950
Г. 1980
94 слайд
7. Европейская программа исследования космоса:
Нимезида
Венера
Астра
Аврора
95 слайд
7. Европейская программа исследования космоса:
Нимезида
Венера
Астра
Аврора
96 слайд
8. Организмы способные выдерживать высокое давление
Термофилы
Психрофилы
Барофилы
Галофилы
97 слайд
8. Организмы способные выдерживать высокое давление
Термофилы
Психрофилы
Барофилы
Галофилы
98 слайд
9. Какой организм выдержал 36 дней в экспериментальных условиях подожных марсианским?
А. Мох
Б. Лишайник
В. Хвощ
Г. Плаун
99 слайд
9. Какой организм выдержал 36 дней в экспериментальных условиях подожных марсианским?
А. Мох
Б. Лишайник
В. Хвощ
Г. Плаун
100 слайд
10. Какой учёный впервые предложил гипотезу панспермии?
А. Вернадский
Б. Пастер
В. Аррениус
Г. Сукачёв
101 слайд
10. Какой учёный впервые предложил гипотезу панспермии?
А. Вернадский
Б. Пастер
В. Аррениус
Г. Сукачёв
102 слайд
Конкурс №2
«Миф или реальность»
103 слайд
1. Кишечная палочка может выдерживать давление в десятки тысяч раз превышающее земное
2. Тихоходка – самое выносливое многоклеточное животное земли известное на сегодняшний день.
3. На Марсе есть озёра из метана.
104 слайд
1. Кишечная палочка может выдерживать давление в десятки тысяч раз превышающее земное
(да)
2. Тихоходка – самое выносливое многоклеточное животное земли известное на сегодняшний день
(да)
3. На Марсе есть озёра из метана
(нет)
105 слайд
4. Европа - спутник Сатурна
5. Юпитер - защитник земли от астероидов
6. Дословный перевод слова комета – волосатая звезда.
106 слайд
4. Европа - спутник Сатурна
(нет)
5. Юпитер - защитник земли от астероидов
(да)
6. Дословный перевод слова комета – волосатая звезда (да)
107 слайд
7. «Если внеземные цивилизации являются довольно распространёнными, то почему мы не наблюдаем никаких следов разумной внеземной жизни?» -антропный принцип
108 слайд
7. «Если внеземные цивилизации являются довольно распространёнными, то почему мы не наблюдаем никаких следов разумной внеземной жизни?» -антропный принцип (нет –парадокс Ферми)
109 слайд
8. Антропный принцип звучит: фундаментальные законы Вселенной устроены специально таким образом, чтобы было возможно существование жизни
110 слайд
8. Антропный принцип звучит: фундаментальные законы Вселенной устроены специально таким образом, чтобы было возможно существование жизни (да)
111 слайд
9. Постулат о том, что большинство форм жизни в Галактике основано на углеродной химии названо – углеродный шовинизм
112 слайд
9. Постулат о том, что большинство форм жизни в Галактике основано на углеродной химии названо – углеродный шовинизм (да)
113 слайд
10. В радиусе 100 световых лет от нас находится около тысячи звёзд подобных Солнцу.
114 слайд
10. В радиусе 100 световых лет от нас находится около тысячи звёзд подобных Солнцу (да)
115 слайд
Конкурс №5
«Анаграммы»
116 слайд
гибикосенолияго
117 слайд
ксенобиология
118 слайд
кераноцимиз
119 слайд
креационизм
120 слайд
оценатриопозм
121 слайд
антропоцентризм
122 слайд
Конкурс №4
«Фотогалерея»
123 слайд
124 слайд
125 слайд
126 слайд
127 слайд
128 слайд
129 слайд
130 слайд
131 слайд
132 слайд
133 слайд
До новых встреч!
Я считаю вполне возможным установление контакта с «Другими». Но как раз тогда и умрет иллюзия антропоцентрически, а значит, утопически мыслящего рационалиста.
Станислав Лем
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Астробиология не занимается поисками инопланетян, а просто ищет улики связи жизни и Вселенной. В каких условиях Вселенная создает, поддерживает и уничтожает жизнь?
Что делает одну планету потенциально обитаемой, а другую — нет? Может ли жизнь выжить в экстремальных планетарных условиях?
Или обращаемся к прошлому. Поддерживали ли жизнь другие планеты? Если да, то что случилось с жизнью? Может ли то же самое произойти с Землей? Сужаем поиск. Если существуют планеты с потенциальной жизнью, как их найти? Как определить? Что нам нужно для этого?
Поиск ответов ведется под миллионом разных углов, включая самые очевидные: астрономический, палеонтологический, астрофизический, биологический. Астробиология исследует и проводит эксперименты в космосе, использует планетарные роверы, собирает данные с орбитальных аппаратов и мощнейших телескопов, чтобы заглянуть за пределы нашей Солнечной системы.
6 662 791 материал в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Матвеева Ирина Васильевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
36 ч. — 144 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 144 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Мини-курс
4 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.