Сайт вчителів біології МБОУ Ліцей № 2 міста Воронежа
Сучасні уявлення про виникнення життя на Землі
У 1924 р вітчизняний вчений-біохімік А. І. Опарін опублікував працю "Походження життя", який змусив весь світ по-новому поглянути на питання про походження життя на Землі.
Відповідно до гіпотези, висунутої Опаріним, життя зародилося на Землі, а не привнесена з космосу.
У своїй роботі Опарін підкреслював, що перші попередники організмів (протобіонти) в ході ряду хімічних і фізичних процесів (етап хімічної еволюції), що відбувалися протягом тривалого часу в умовах молодої планети, придбали властивості організмів. Після цього почався етап боротьби за існування і відбору живих істот у відповідності з закономірностями, виявленими Ч. Дарвіном (етап біологічної еволюції).
Великої заслугою А. І. Опаріна є створення теорії еволюції живої матерії. Її основні ідеї: спочатку життя виникла в Світовому океані як результат хімічної еволюції (тобто абиогенно); розвиток живої матерії і поява великої різноманітності форм життя відбулися в процесі біологічної еволюції (тобто біогенної), яка стала другим, який розпочався після хімічної еволюції, найважливішим етапом розвитку життя в історії Землі. Надалі А. І. Опарін неодноразово уточнював і поглиблював свої ідеї, підкріплюючи їх новими дослідницькими матеріалами.
Які ж умови були на Землі в той час, коли виникли перші організми?
Умови виникнення життя на Землі
Вихідні речовини - Первинна атмосфера складалася з газоподібних речовин: СО, СО 2, Н 2 S, NH 3, H 2, NO 2, N 2, CH 4, Н 2 О та ін.
- Чи не було вільного кисню, що впровадить до негайного окислення вихідних і проміжних речовин;
- Не існувало живих систем, які тут же знову руйнували б органічні сполуки або використовували їх. Джерела енергії - Космічна енергія: сонячне світло, включаючи ультрафіолетове випромінювання, і космічні промені;
- Енергія надр Землі: радіоактивність мінералів, тепло вулканів і джерел;
- Енергія атмосфери: електричні розряди. Досить тривалий час - Процес хімічної еволюції почався мінімум за 1 млрд. Років до утворення перших організмів - гетеротрофних прокаріотів клітин.
В результаті розігрівання Земля стала дуже гарячою, і вода, випаровуючись з її поверхні, утворила скупчення густих хмар пара, окутавших наймолодшу планету. Пари води, охолоджуючись на висотах, перетворювалися в рідину і у вигляді злив випадали на гарячу поверхню Землі. Такі зливи йшли тисячоліттями, заповнюючи водою все западини і тріщини земної поверхні, утворюючи Світовий океан і одночасно викликаючи охолодження верхніх шарів планети.
У дощовій воді розчинялися хімічні речовини з атмосфери і земної кори: метан, аміак, ціаністий водень, вуглекислий газ і багато інших. Вода, яка стікала в океани, приносила з собою неорганічні речовини, з їхніх сполук з водою утворилися різні солі. З зливовими дощами в водойми потрапляли і молекули найпростіших органічних речовин, що виникали в атмосфері під впливом ультрафіолетових променів і електричних розрядів блискавок.
Накопичення органічних речовин перетворило води Світового океану в свого роду бульйон, що мав суміш різних органічних молекул. Ці молекули, перебуваючи близько один від одного і вступаючи між собою в різні взаємодії, створювали більш складні з'єднання. Так траплялося незліченну кількість разів протягом дуже тривалого часу, що обчислюється мільярдами років. Серед безлічі утворилися з'єднань виникали окремі складні молекули, в тому числі білки, ліпіди, нуклеїнові кислоти, цукру та ін., Які потім могли стати "живою" молекулярної системою у вигляді клітки, існуючої в водному середовищі.
Припущення про те, що в водах Світового океану було розчинена велика кількість органічних речовин, отримало підтвердження в ряді експериментів, проведених вченими в наш час.
1. Освіта простих органічних речовин. У 1953 р С. Міллер і Г. Юри , Змоделювавши передбачувані умови древньої Землі (висока температура, ультрафіолетова радіація, електричні розряди), синтезували в лабораторних умовах 15 амінокислот, що входять до складу живого, деякі прості цукри (рибоза).
2. Освіта складних органічних речовин. Іспанська вчений Х. Оро (1960) здійснила біогенний синтез пуринів, піримідинів, рибози і дезоксирибози - компонентів нуклеїнових кислот. Американські вчені абиогенно синтезували АТФ - основну форму накопичення енергії в живих організмах (С. Поннамперума, 1970), а також амінокислоти, поліпептиди і белковоподобние речовини ( С. Фокс , 1969).
3. А. І. Опарін вважав, що головна роль у перетворенні органічних речовин в організмі належить білкам, так як вони здатні утворювати колоїдні комплекси, що притягають до себе воду і тим створюють навколо себе своєрідну оболонку. Інші вчені вважають, що крім білків велику роль в створенні комплексів грали нуклеїнові кислоти. Такі комплекси завдяки дифузії могли злипатися і зливатися один з одним, видаляючи зайву воду. Цей процес був названий вченим коацерваціей, а самі білкові комплекси - коацерватнимікраплями або коацерватами. Згодом у коацерватов з'явилася оболонка і вони виявилися здатними до поглинання речовин, багатих енергією, і завдяки цьому - до збільшення маси і розмірів. Однак досліди, проведені рядом вчених, підтверджують лише саму можливість таких процесів в ті далекі часи.
Коацервати представляли собою перші "організації" молекул.
Збільшуючись в розмірі, коацервати поділялися на більш дрібні частинки - так був позначений шлях розмноження первинних живих організмів. Для підтримки стійкості коацерватам була потрібна енергія, яка, мабуть, була представлена різними хімічними зв'язками. Стійкість деяких коацерватов забезпечувала їм збереження і існування. Можливо, саме такі стійкі структури з часом (а цей процес тривав мільйони років) і дали початок першим живим організмам у вигляді живої клітини, де нуклеїнові кислоти встановили первинний контроль над основними внутрішньоклітинними процесами, в тому числі і такими, як харчування, ріст і розмноження . Вчені вважають, що ці перші форми життя на Землі з'явилися приблизно 3500-3900 млн років тому.
4. Виникнення пробіонтов. В результаті включення в коацерват молекули, здатної до самовідтворення (нуклеїнові кислоти), поглинання іонів металів з утворенням ферментів, внутрішньої перебудови покритого ліпідної оболонкою коацервата виникли пробіонти - попередники клітин. Виникнення і реалізація генетичного коду, мембрани у пробіонтов стало початком біологічної еволюції.
Отже, ідею, висунуту А. І. Опаріним , Коротко можна сформулювати так:
<Попередня сторінка "Виникнення і розвиток життя"
Наступна сторінка "Початкові етапи розвитку життя">
Календар
« Липень 2019 »Анонімні Пт Сб Нд 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Статистика
Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0
Які ж умови були на Землі в той час, коли виникли перші організми?