Контрольная: Проблемы возникновения жизни и эволюции ее форм
МОСКОВСКАЯ АКАДЕМИЯ ЭКОНОМИКИ И ПРАВА
РЯЗАНСКИЙ ФИЛИАЛ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По курсу: «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
Тема: “Проблемы возникновения жизни и эволюции ее форм.”
Проверил: к. ф. н. доцент
Агапов В. И.
Рязань 2002 г.
План
План...........................................................................2
Введение.......................................................................5
1. Что такое жизнь? Отличие живого от неживого......... 6
2. Гипотезы и теории происхождения жизни....................... 9
3. Как появилась жизнь на Земле.............................................. 11
4. Эволюция форм биологической жизни на Земле....... 14
Заключение....................................................................20
Литература....................................................................21
Введение
Проблема происхождения жизни приобрела сейчас неодолимое очарование для всего
человечества. Она не только привлекает к себе пристальное внимание ученых
разных стран и специальностей, но интересует вообще всех людей мира.
Сейчас считается общепризнанным, что возникновение жизни на Земле
представляло собой закономерный процесс, вполне поддающийся научному
исследованию. В основе этого процесса лежала эволюция соединений углерода
которая происходила во Вселенной задолго до возникновения нашей Солнечной
системы и лишь продолжалась во время образования планеты Земля – при
формировании ее коры, гидросферы и атмосферы.
С момента возникновения жизни природа находится в непрерывном развитии.
Процесс эволюции длится уже сотни миллионов лет, и его результатом является
то разнообразие форм живого, которое во многом до конца еще не описано и не
классифицировано.
Вопрос о происхождении жизни труден в исследовании, потому, что, когда наука
подходит к проблемам развития как создания качественно нового, она
оказывается у предела своих возможностей как отрасли культуры, основанной на
доказательстве и экспериментальной проверке утверждений.
Ученые сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни с
такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Даже
наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь модельным экспериментом,
лишенным ряда факторов, сопровождавших появление живого на Земле. Трудность
- в невозможности проведения прямого эксперимента по возникновению жизни
(уникальность этого процесса препятствует использование основного научного
метода).
Вопрос происхождении жизни интересен не только сам по себе, но и тесной
связью с проблемой отличия живого от неживого, а также связью с проблемой
эволюции жизни.
В данной работе будут коротко освещены некоторые аспекты возникновения жизни
и процесса эволюции.
1. Что такое жизнь? Отличие живого от неживого.
Для понимания закономерностей эволюции органического мира на Земле необходимо
иметь общие представления об эволюции и основных свойствах живого. Для этого
необходимо охарактеризовать живые существа с точки зрения их некоторых
особенностей и выделить основные уровни организации жизни.
Когда-то считалось, что живое можно отличить от неживого по таким свойствам,
как обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение,
приспособляемость. Но анализ показал, что порознь все эти свойства
встречаются и среди неживой природы, и поэтому не могут рассматриваться как
специфические свойства живого. В одной из последних и наиболее удачных
попыток живое характеризуется следующими особенностями, сформулированными Б.
М. Медниковым в виде аксиом теоретической биологии:
Все живые организмы оказываются единством фенотипа и программы для его
построения (генотипа), передающейся по наследству из поколения в поколение
(аксиома А. Вейсмана).
Генетическая программа образуется матричным путем. В качестве матрицы, на
которой строится ген будущего поколения, используется ген предшествующего
поколения (аксиома Н. К. Кольцова).
В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в
результате различных причин изменяются случайно и не направленно, и лишь
случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде (1-ая
аксиома Ч. Дарвина).
Случайные изменения генетических программ при становлении фенотипа
многократно усиливаются (аксиома Н. В. Тимофеева-Ресовского).
Многократно усиленные изменения генетических программ подвергаются отбору
условиями внешней среды (2-ая аксиома Ч. Дарвина).
«Дискретность и целостность – два фундаментальных свойства организации жизни на
Земле. Живые объекты в природе относительно обособлены друг от друга (особи,
популяции, виды). Любая особь многоклеточного животного состоит из клеток, а
любая клетка и одноклеточные существа – из определенных органелл. Органеллы
состоят из дискретных высокомолекулярных органических веществ, которые в свою
очередь состоят из дискретных атомов и элементарных частиц. В то же время
сложная организация немыслима без взаимодействия ее частей и структур – без
целостности.»[1]
Целостность биологических систем качественно отличается от целостности
неживого, и прежде всего тем, что целостность живого поддерживается в
процессе развития. Живые системы – открытые системы, они постоянно
обмениваются веществами и энергией со средой. Для них характерна
отрицательная энтропия (увеличение упорядоченности), увеличивающаяся, видимо,
в процессе органической эволюции. Вероятно, что в живом проявляется
способность к самоорганизации материи.
«Среди живых систем нет двух одинаковых особей, популяция и видов. Эта
уникальность проявления дискретности и целостности живого основана на
замечательном явлении ковариантной редупликации.
Ковариантная редупликация (самовоспроизведение с изменениями), осуществляемая на
основе матричного принципа (сумма трех первых аксиом), - это, видимо,
единственное специфическое для жизни (в известной нам форме ее существования на
Земле) свойство. В основе его лежит уникальная способность к
самовоспроизведению основных управляющих систем (ДНК, хромосом и генов).»
[2]
«Жизнь – одна из форм существования материи, закономерно возникающая при
определенных условиях в процессе ее развития».
[3]
Итак, что такое живое и чем оно отличается от неживого. Наиболее точное
определение жизни дал около 100 лет назад Ф. Энгельс: "Жизнь есть способ
существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему
существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел".
Наиболее точное определение жизни дал около 100 лет назад Ф. Энгельс: "Жизнь
есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по
своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих
тел".[4] Термин "белок" тогда ещё не был
определён вполне точно и его относили обычно к протоплазме в целом. Сознавая
неполноту своего определения, Энгельс писал: "Наша дефиниция жизни, разумеется,
весьма недостаточна, поскольку она далека от того, чтобы охватить все явления
жизни, а, напротив, ограничивается самыми общими и самыми простыми среди них...
Чтобы получить действительно исчерпывающее представление о жизни, нам пришлось
бы проследить все формы её проявления, от самой низшей до наивысшей".
[5]
Кроме того, есть несколько фундаментальных отличий живого от неживого в
вещественном, структурном и функциональном планах. В вещественном плане в
состав живого обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные
органические соединения, называемые биополимерами, - белки и нуклеиновые
кислоты (ДНК и РНК). В структурном плане живое отличается от неживого
клеточным строением. В функциональном плане для живых тел характерно
воспроизводство самих себя. Устойчивость и воспроизведение есть и в неживых
системах. Но в живых телах имеет место процесс самовоспроизведения. Не что-то
воспроизводит их, а они сами. Это принципиально новый момент.
Также живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ, способностью к
росту и развитию, активной регуляцией своего состава и функций, способностью к
движению, раздражимостью, приспособленностью к среде и т. д. Неотъемлемым
свойством живого является деятельность, активность. «Все живые существа должны
или действовать, или погибнуть. Мышь должна находиться в постоянном движении,
птица летать, рыба плавать и даже растение должно расти».
[6]
Жизнь возможна лишь при определённых физических и химических условиях
(температура, присутствие воды, ряда солей и т. д.). Однако прекращение
жизненных процессов, например при высушивании семян или глубоком
замораживании мелких организмов, не ведёт к потере жизнеспособности. Если
сохраняется неповрежденной структура, она при возвращении к нормальным
условиям обеспечивает восстановление жизненных процессов.
Однако строго научное разграничение живого и неживого встречает определенные
трудности. Так, например, вирусы вне клеток другого организма не обладают ни
одним из атрибутов живого. У них есть наследственный аппарат, но отсутствуют
основные необходимые для обмена веществ ферменты, и поэтому они могут расти и
размножаться, лишь проникая в клетки организма-хозяина и используя его
ферментные системы. В зависимости от того, какой признак мы считаем важным,
мы относим вирусы к живым системам или нет.
Итак, суммируя все выше сказанное, дадим определение жизни:
«Жизнь – процесс существования биологических систем (например, клетка, организм
растения, животного), основу которых составляет сложные органические вещества и
способные самовоспроизводиться, поддерживать свое существование в результате
обмена энергией, веществом и информацией со средой.»
[7]
2. Гипотезы и теории происхождения жизни.
Существует пять научных концепций возникновения жизни:
1. Возникновение живого из неживого, подчиняясь определенным
физическим и химическим закономерностям - (абиотическая концепция);
2. Гипотеза «голобиоза» - концепция протобионта или биода, некоего
доклеточного предка, начальных «жизнеспособных» структур;
3. Гипотеза «генобиоза», т.е. поиска генома как реликтового предка
всех живых клеточных структур, считая, что именно РНК сыграла первостепенную
роль в ёе зарождении жизни;
4. Концепция стационарного состояния жизни - жизнь существовала
всегда, начала жизни не существует;
5. Внеземное происхождение жизни – жизнь была занесена на Землю из
Космоса (концепция панспермии).
В развитии учений о происхождении жизни существенное место занимает теория,
утверждающая, что все живое происходит только от живого - теория биогенеза.
Эту теорию в середине XIX века противопоставляли ненаучным представлениям о
самозарождении организмов (червей, мух и др.). Однако как теория
происхождения жизни биогенез несостоятелен, поскольку принципиально
противопоставляет живое неживому, утверждает отвергнутую наукой идею вечности
жизни.
Абиотическая концепция. Абиогенез - идея о происхождении живого из
неживого - исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. В 1924 г.
известный биохимик А.И.Опарин высказал предположение, что при мощных
электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд.лет назад
состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть
простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни.
Предсказание академика Опарина оправдалось. В 1955 г. американский
исследователь С.Миллер, пропуская электрические заряды через смесь газов и
паров, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную
кислоты и несколько аминокислот. Таким образом в середине XX века был
экспериментально осуществлен абиогенный синтез белковоподобных и др.
органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.
Гипотеза Опарина о возникновении жизни на Земле опирается на представление о
постепенном усложнении химической структуры и морфологического облика
предшественников жизни (пробионтов) на пути к живым организмам. На стыке
моря, суши и воздуха создавались благоприятные условия для образования
Страницы: 1, 2, 3, 4
|