Абиогенез

http://monax.ru/order/ - рефераты на заказ (более 2300 авторов в 450 городах СНГ).

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 1924 г. 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:

Абиогенное возникновение биологических мономеров.

Образование биологических полимеров.

Формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов).

Абиогенное, или небиологическое, возникновение органических молекул из неорганических доказывали ещё в 1924 г. русский учёный академик Александр Иванович Опарин (1894 — 1980) и в 1929 г. 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 20 В. 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 1953 г. американский ученый Стенли Ллойд Миллер, пропуская электрические разряды напряжением до 60 000 В. 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.

Список используемой литературы:

Общая биология (Рувинский)

Общая биология (М.; Просвещение 1993 г., Д.К. Белясов)

Биология для школьников и поступающих в ВУЗы (М.;1999г., Дрофа)