Презентация по биологии к уроку на тему "Возникновение жизни на Земле"

• 1 слайд

  Панспермия
  Подготовил учитель
  биологии
  Штатнова Ирина Васильевна
  

• 2 слайд

  Панспермия
  Пансперми́я (др.-греч. πανσπερμία — смесь всяких семян, от πᾶν (pan) — «всё» и σπέρμα (sperma) — «семя») — гипотеза о появлении жизни на Земле в результате занесения из космического пространства так называемых «зародышей жизни».
  Согласно панспермии, рассеянные в космическом пространстве зародыши жизни (например, споры микроорганизмов) переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами или под действием давления света.
  Гипотеза панспермии никак не объясняет возникновение жизни во Вселенной, она лишь предлагает конкретный способ появления жизни на Земле. По мнению ряда авторов, суть этой концепции заключается в том, что жизнь как таковая просто является одним из фундаментальных свойств материи. Однако, подобная трактовка не является общепринятой.
  
  

• 3 слайд

  
  Возникновение гипотезы и её развитие
  Гипотеза панспермии была выдвинута немецким учёным Германом Эбергардом Рихтером в 1867 году и поддержана Г. Гельмгольцем и С. Аррениусом. Также эту гипотезу поддерживал У. Томсон (лорд Кельвин). Аррениус, в частности, доказал путём расчетов принципиальную возможность переноса бактериальных спор с планеты на планету под действием давления света.
  
  Герман Людвиг Фердинанд
  Гельмгольц
  

• 4 слайд

  Возникновение гипотезы и её развитие
  В. И. Вернадский 
  рассматривал различные теории панспермии в историческом контексте, он пришёл к заключению лишь об извечности жизни в течение геологического времени.
  После открытия космических лучей и выяснения действия радиации на биологические объекты позиция гипотезы весьма ослабла.
  Владимир Иванович Вернадский
  

• 5 слайд

  Возникновение гипотезы и её развитие
  Однако после того, как миссией Аполлон-12 были найдены живые земные микроорганизмы на прилунившемся зонде Сервейер-3, о ней стали говорить чаще. В последнее время особенно часто идеи панспермии упоминаются в СМИ в контексте обмена веществом между Землёй и Марсом, когда на его поверхности ещё было много воды.
  
  Аполлон-12
  Сервейер-3
  

• 6 слайд

  Возникновение гипотезы и её развитие
  Начиная с 1965 года в межзвёздном пространстве были открыты более 140 различных органических молекул. Космический аппарат «Бион» планировали запустить в 2012 году. На его борту, в рамках эксперимента «Метеорит», должны были находиться грибы и самые термоустойчивые микроорганизмы, возвращаемые после месячного полёта на Землю. Капсула с пробами, расположенная в открытом космосе, должна была подвергаться нагреву во время вхождения в земную атмосферу, симулируя падение метеорита. Значительный перегрев при прохождении плотных слоев атмосферы обладает при этом бактерицидной и биоцидной активностью. Основная задача Биона заключалась в подтверждении или опровержении теории панспермии. Однако 23 августа 2012 года запуск был отложен для обеспечения безопасности космических пассажиров — животных и микроорганизмов до апреля 2013 года.
  
  Бион
  

• 7 слайд

  Аргументы
  В 1970-х годах идея панспермии не пользовалась популярностью. Одно время в 1960-х годах возникли работы, якобы доказывающие наличие органогенных образований в разных метеоритах. При более тщательной проверке было установлено, что это сложные органические (углеродистые) соединения, которые не связаны с жизнью.
  В пользу нехимического возникновения жизни свидетельствует тот факт, что в химически синтезированных молекулах количества правых и левых изомеров приблизительно равны, тогда как в живых организмах синтезируется только один изомер.
  
  Крупномасштабная структура
  Вселенной
   
  Полученные в 2006 году результаты миссии Deep Impact по исследованию кометного вещества показали наличие в кометном веществе воды и простейших органических соединений. По мнению сторонников панспермии, этот факт указывает на кометы как на один из возможных переносчиков жизни во Вселенной.
  

• 8 слайд

  Аргументы
  Академик РАН А. Ю. Розанов, глава комиссии по астробиологии Российской академии наук, считает, что жизнь на Землю была занесена из космоса. В частности, он утверждает: «Вероятность того, что жизнь зародилась на Земле, настолько ничтожно мала, что это событие практически невероятно».
  
  Академик РАН А. Ю. Розанов
  

• 9 слайд

  Аргументы
  В качестве аргументов академик приводит информацию о том, что несколько лет назад в Гренландии были найдены бактерии возрастом 3,8 миллиарда лет, в то время как нашей планете 4,5 миллиарда лет, а за такой короткий промежуток времени жизнь, по его мнению, просто не смогла бы возникнуть. Розанов утверждает, что при изучении метеорита Ефремовка  и Мурчисонского метеорита, относящихся к углистым хондритам, в них, при помощи электронного микроскопа, были обнаружены ископаемые частички нитчатых микроорганизмов, напоминающих низшие грибы и сохранивших детали своего клеточного строения, а также окаменелые остатки неких бактерий. Анализировались при этом псевдоморфозы, образованные теми или иными минералами, не отличающиеся по составу от всего остального материала метеорита, а не современные или фоссилизированные остатки. Однако другие специалисты с таким выводом не согласны.
  
  Мурчисонский метеорит
  Метеорит содержит большое количество органических включений. В частности исследования 2008 года показали наличие нуклеиновых оснований
  

• 10 слайд

  Аргументы
  Ефремовка — метеорит, углистый хондрит общим весом 21 килограмм, относящийся к типу CV3. Найден в 1962 году в Павлодарской области в Казахстане целым куском. Содержит редко встречающиеся включения белого цвета, так называемые CAI (англ. Calcium-Aluminum-rich Inclusion — включение, богатое кальцием и алюминием). Предполагается, что эти тугоплавкие соединения могли быть одними из первых веществ, перешедших в кристаллическое состояние на ранних стадиях образования Солнечной системы из протопланетарной туманности.
  Друза кристаллов
   кварца
  Туманность
  

• 11 слайд

  Аргументы
  В 2014 году успешно завершился полет российского исследовательского спутника Фотон-М4. Один из экспериментов которого заключался в исследовании возможности выживания микроорганизмов на материалах, имитирующих основы метеоритов и астероидов. После приземления аппарата часть микроорганизмов выжила и продолжила размножаться в земных условиях. По словам ученого, из 11 термофильных и 4 спорообразующих бактерий в условиях полета в космос и возвращения на планету выжила одна линия бактерий.
  В 2014 году швейцарские и немецкие ученые сообщили о высокой устойчивости ДНК к экстремальным суборбитальным полетам и перелетам в условиях космоса. Исследование дает экспериментальное доказательство того, что генетическая информация ДНК способна выживать в экстремальных условиях космоса и после повторного входа в плотные слои атмосферы Земли.
  Фотон-М4
  

• 12 слайд

  Техногенная панспермия
  
  На основе гипотезы панспермии зародилось понятие «техногенной панспермии». Учёные опасаются, что с космическими аппаратами, отправляемыми к другим космическим объектам, мы можем занести туда земные микроорганизмы, что уничтожит местную биосферу, не позволив её изучить.
  «Техногенная панспермия»
  

• 13 слайд

  Радиационная панспермия
  В 1908 году шведский ученый Сванте Аррениус выдвинул концепцию, получившую название теории радиационной панспермии. Физик предположил, что первые споры бактерий оказались на Земле после миграции из дальних уголков Вселенной. Причиной этого «переселения» Аррениус считал давление солнечного света (или света другой крупной звезды). Данная гипотеза панспермии имеет немало сторонников. Самой вероятной прародиной жизни эти ученые называют Венеру, откуда термостойкие бактерии могли попасть на Землю в тот момент, когда две планеты оказались на максимально малом расстоянии друг от друга.
  

• 14 слайд

  Литопанспермия
  Еще одна разновидность панспермии – литопанспермия. Основатель теории Мелвин Кальвин считал, что зачатки жизни могли попасть на нашу планету вместе с метеоритом. До сих пор эта концепция панспермии так и не была подкреплена соответствующей фактурой. На Землю действительно попадают крохотные остатки сгоревших в атмосфере метеоритов. Такие материалы исследовались самыми разными учеными, но никому еще не удавалось обнаружить на них или в них следы жизни. Ученые фиксировали лишь некоторые биологические вещества (например жирные кислоты и аминокислоты) -
  Мелвин Кальвин
  

• 15 слайд

  Кометная концепция
  Другая гипотеза о появлении жизни на Земле, связанная с панспермией, это так называемая кометная теория, изложенная в книге Фреда Хойла «Облако жизни». В этой публикации автор попытался доказать состоятельность своей концепции на примере глобальных вирусных эпидемий (в том числе на примере испанки начала XX века). Хойл предположил, что подобные массовые заболевания (пандемии) можно объяснить их кометным происхождением. Точно так же, как вирусы, на Землю могла попасть и жизнь, утверждал автор. Есть свои аргументы и у противников теории о кометном происхождении бактерий. Большинство вирусологов согласны в том, что, к примеру, эпидемия гриппа в Гонконге в 1968-1969 гг. гораздо логичнее объясняется передачей заразы от человека к человеку и ее эволюцией в борьбе против иммунной системы, чем идеей о ее космических корнях. Кроме того, литопансермия – это гипотеза, которая не может объяснить, как метеорит с бактериями попал в Солнечную систему из другой звездной системы, где, возможно, есть признаки жизни.
  Фред Хойл
  

• 16 слайд

  Космическая пыль
  Еще одна панспермическая гипотеза сводится к предположению о том, что Земля образовалась из космической пыли, уже имевшей зародыши жизни. В таком случае бактерии могли выжить только при сохранения стабильной температуры на новой планете. Однако исследования ученых показали: на ранних этапах своего существования Земля представляла собой раскаленный шар, который продолжал охлаждаться на протяжении многих миллионов лет. Тем не менее космическая пыль в качестве носителя жизни могла попасть на нашу планету много позже. Это еще одна гипотеза, которую предлагает панспермия. Кратко говоря, данные предположения несостоятельны, что в 1970-е гг. доказал в том числе и советский ученый Лев Мухин. Любые сложные органические соединения, прежде чем оказаться на Земле, должны преодолеть плотные слои атмосферы, где они и сгорают вместе с метеоритами и другими космическими объектами.
  Лев Мухин
  

• 17 слайд

  Направленная панспермия
  В 1970-е гг. в научном сообществе появилась еще одна смелая теория зарождения жизни на Земле – направленная панспермия. Этой гипотезы не было бы, если бы не тогдашняя популярность темы инопланетного разума. Если верить направленной панспермии, то первые зародыши жизни оказались на Земле по воле некой цивилизации, существующей где-то в глубинах космоса. Возможно, споры и бактерии были присланы на специальном аппарате, а делалось это все для создания колонии или проведения научного эксперимента. Сторонники идеи направленной панспермии в качестве ее доказательства напоминают о том, что все земные организмы имеют в своем строении редкие для нашей планеты металлы, в том числе молибден. Другой аргумент заключается в природе генетического кода. Истоки этого феномена до сих пор до конца не изучены. Из-за множества белых пятен появляются самые невероятные предположения, в частности и гипотеза о направленной панспермии. Ее апологеты считают, что все земные организмы произошли от общего предка (микроорганизма), появившегося здесь благодаря инопланетной цивилизации. Между тем, до сих пор нет никаких внятных доказательств о существовании пришельцев и об их визитах на Землю.
  

• 18 слайд

  Дополнительные факты
  По мнению учёных Фреда Хойла и Чандры Викрамасинга, частицы межзвёздной пыли состоят из замёрзших клеток и бактерий.
  Фред Хойл
  Налин Чандра
  Викрамасингхе
  

• 19 слайд

  Дополнительные факты
  В 2001 году, предположительно после взрыва метеорита в атмосфере, на территории южного индийского штата Керала выпадали странные осадки — так называемый красный дождь. В ноябре 2001 года уполномоченный правительством Индии Отдел науки и технологий, CESS и TBGRI рапортовали о том, что дожди Кералы были окрашены спорами широко распространённых в данной местности эпифитных зелёных водорослей, принадлежащих к роду Trentepohlia и часто являющихся симбионтами лишайников.
  
  "красный дождь" - это редкое природное явление, когда капли дождя имеют розово-красный цвет.
  

• 20 слайд

  Дополнительные факты
  Крупные учёные избегают темы происхождения жизни, поскольку наука исследует повторяющиеся явления, а уникальные относятся скорее к философии, религии и другим областям человеческой деятельности. Говорят, что выдающийся генетик Н. В. Тимофеев-Ресовский имел обыкновение на все вопросы о происхождении жизни на Земле отвечать: «Я был тогда очень маленьким, и потому ничего не помню. Спросите-ка лучше у академика Опарина…
  
  Николай Владимирович
  Тимофеев-Ресовский
  

• 21 слайд

  Космические гости
  В обобщенном виде теория панспермии гласит, что вакуум, в котором при длительном путешествии могут пребывать бактерии, не должен мешать их жизнедеятельности, так как при крайне низких температурах клетки находятся в замороженном состоянии (анабиозе). Теоретически такие гости могли «очнуться» сразу после своего прибытия на Землю, где благодаря стечению множества обстоятельств сложились комфортные климатические условия. Вышеописанные идеи были опровергнуты современными учеными. Исследования в лабораториях показали, что в космическом вакууме клетка попросту взрывается из-за сверхбыстрого испарения собственной воды. Вследствие этого процесса микроорганизмы разрушаются избыточным внутренним давлением. Таков главный аргумент специалистов, считающих, что радиационная панспермия – это миф.