Ipoteza apariţiei vieţuitoarelor din nevii. Dovezi experimentale pentru ipoteza Oparin-Haldane
Istoria vieții pe Pământ ascunde multe secrete. Dacă vor fi descoperite vreodată, va fi determinat de dezvoltarea viitoare a științei.
Ne vom limita la o considerație culturală și istorică a tuturor ipotezelor despre originea vieții pe Pământ. În cadrul conceptului de științe naturale, vom acorda o atenție deosebită modelelor teoretice constructive ale teoriei evoluției biochimice.
Întrucât timp biologic - vârsta are o „săgeată a timpului” îndreptată din trecut spre viitor și este descrisă de triada: naștere - îmbătrânire - moarte, ideea evolutivă a apărut deja în mitologie și s-a format în filosofia naturală antică în teoria generației spontane viața din materie neînsuflețită, în timp ce generarea multiplă a fost presupusă pe baza transformismului naiv printr-o combinație aleatorie de organe individuale (Empedocles, 495-435 î.Hr.), o transformare bruscă a speciilor (Anaximenes, 384-322 î.Hr.). Aristotel (384-322 î.Hr.) a oficializat teoria originii spontane a vieții într-o teorie a dezvoltării treptate a formelor vii (de la simplu la complex), care se intersectează în Evul Mediu cu teoria creaţionismului.
Creaționismul(creație, creație) - conține teza despre creația divină a lumii și a omului. Potrivit acestei teorii, viața este rezultatul unor evenimente supranaturale din trecut. Mulți oameni de știință din estetica gândirii combină de fapt ideea evoluționistă cu creaționismul. Ni se pare că estetica gândirii filosofului rus din secolul al XX-lea Merab Mamardashvili este justificată, ducând la intersecția gândirii sacre și seculare la „punctul de întâlnire cu care am gândit un gând care nu poate fi avut prin voință sau dorinta de gandire. Se va gândi sau nu. Și dacă ne gândim bine, dacă ne aflăm în acest punct de intersecție în plinătatea ființei noastre colectate, nu va trece pe lângă noi. Atunci suntem vrednici de acest gând sau, cu alte cuvinte, vrednici de dar. Darul nu decurge din meritele noastre, suntem demni de el doar atunci când ni se întâmplă, iar aceasta este o cale de-a lungul unui arc, și nu orizontal, deoarece suntem legați și contopiți cu supraconștientul superior.”
În secolul al XVII-lea au apărut teoria biogenezei, care se rezumă la afirmația că viața poate apărea doar dintr-o viață anterioară, adică „a trăi din viață”. A fost format de medicul și biologul italian F. Redi și este cunoscut în literatură ca „principiul Redi”. În 1862, biologul francez Louis Pasteur, cu experimente convingătoare, a dovedit imposibilitatea generării spontane a celor mai simple organisme în condițiile moderne și a stabilit principiul „toate viețuitoarele provin din ființe vii”. Estetica gândirii fondatorului microbiologiei și imunologiei moderne, L. Pasteur, se intersectează în mod clar cu creaționismul în următoarea afirmație: „Cu cât studiez mai mult natura, cu atât sunt mai uluit de lucrările Creatorului. Mă rog în timp ce lucrez în laborator.”
Principiul complementarității ideilor evolutive cu creaționismul este, de asemenea, caracteristic principiului dezvoltării lui Zh.B. Lamarck (1744-1829), care a postulat următoarele principii: organismele sunt schimbătoare; speciile (și alte categorii taxonomice) sunt provizorii și se transformă treptat în specii noi; tendința generală a schimbărilor istorice ale organismelor este îmbunătățirea treptată a organizării (gradării), a cărei forță motrice este dorința de progres a naturii inițială (stabilită de Creator). Lamarckismul se caracterizează prin două trăsături complementare: teleologismul - ca dorință inerentă de îmbunătățire a organismelor, organismcentrismul - recunoașterea organismului ca unitate elementară a evoluției.
Charles Darwin (1809 - 1882), având idei evolutive individuale generalizate, a creat o teorie coerentă și detaliată a evoluției. El a considerat forțele motrice ale evoluției ca fiind variabilitatea ereditară și selecția naturală, iar organismul fiecărei specii, adică indivizii individuali, ca unitatea elementară a evoluției. Indivizii supraviețuitori dau naștere următoarei generații și astfel schimbările pozitive „de succes” sunt transmise generațiilor următoare. Foarte des, teoria selecției naturale a lui Charles Darwin este în contrast cu creaționismul. Cu toate acestea, să ne întoarcem la estetica gândirii lui Charles Darwin: „Lumea se bazează pe tipare și în manifestările sale apare ca un produs al minții - aceasta este o indicație a Creatorului ei.”
„Dumnezeu, cu adevărat datorat ex-mașină, ne permite să sărim peste abisul dintre vii și morți, natură și spirit, păstrând în același timp abisul, Dumnezeu (Creatorul) este o construcție complexă, creativă a minții noastre, care demonstrează capacitatea.” de civilizare a umanităţii să gândească abstract. În Evul Mediu, teoria creaționismului a fost oficializată în teologii și religii filozofice confesionale, care se bazează pe teza: „Dumnezeu este cunoscut numai prin credință”, astfel religia a separat credința în creația divină a lumii de știință, adică, din metoda științifică a cunoașterii lumii, bazată pe un set de metode empirice și teoretice. În același timp, binele și răul primesc o sancțiune sacră în religie și o persoană găsește pacea interioară și lumină pentru a lucra în lumea noastră imperfectă. Acest lucru este exprimat cel mai clar în următoarea învățătură a lui M.V. Lomonosov: „Un matematician nu este sănătos dacă vrea să măsoare voința divină cu o busolă. Așa este profesorul de teologie dacă crede că se poate învăța astronomia și chimia din Psaltire.”
Ei au încercat să explice apariția vieții pe Pământ introducând-o din alte lumi cosmice. În 1865, medicul german G. Richter a înaintat ipoteza cosmozoarelor (rudimente cosmice), conform căreia viața este eternă, iar rudimentele care locuiesc în spațiul cosmic pot fi transferate de pe o planetă pe alta. Apărea teoria stării de echilibru, conform căreia viața a existat dintotdeauna, bazată într-o anumită măsură pe „principiul Redi”. Această ipoteză a fost susținută de mulți oameni de știință ai secolului al XIX-lea - W. Thompson, G. Helmholtz și alții. Teoria stării staționare a fost împărtășită într-o anumită măsură de marele nostru om de știință V.I. Vernadsky, care credea că viața pe Pământ a apărut simultan cu apariția Pământului.
Teoria stării de echilibru din modelul Richter se intersectează cu teoria panspermiei, care a fost propusă de celebrul naturalist suedez S. Arrhenius în 1907: „Embrionii vieții există veșnic în Univers, care se mișcă în spațiul cosmic sub presiunea razelor de lumină; căzând în sfera gravitațională a planetei, ei se așează pe suprafața ei și pun începutul vieții pe această planetă.” Din punct de vedere structural, posibilitățile teoretice ale panspermiei sunt confirmate de o serie de experimente: detectarea urmelor de compuși organici în meteoriți și substanțe cometare, precursori de aminoacizi în solul lunar, urme de microorganisme într-un meteorit probabil de origine marțiană. Este evident că aceste descoperiri din a doua jumătate a secolului al XX-lea vor fi extinse pe măsură ce omul explorează spațiul cosmic.
Totuși, în cadrul principiului științelor naturii a evoluției globale, teoria stării staționare nu este productivă, iar teoria panspermiei nu oferă nici un mecanism care să explice originea primară a vieții; pur și simplu transferă problema originii vieții într-un alt loc din Univers.
Așadar, în cadrul „săgeților timpului” evoluționiste, bazate pe principiul complementarității, rămân două teorii care se exclud reciproc, și posibil complementare, ale creaționismului și teoria evoluției biochimice.În opinia noastră, în intersecția acestor teorii, atât credința în fanatismul religios, cât și absolutismul științific pare nejustificată. Ni se pare că sentimentul de „credință religioasă în cel mai înalt, supraconștient și admirație” pentru armonia naturii pe Pământ și în spațiu și credința că în „fondul conceptual (ca și în fondul genetic) al Pământului” toate elementele sunt semnificative și importante stă la baza nu numai a culturii spirituale, ci și materiale a civilizației umane.
Principiul antropic, formulat în anii 70 ai secolului XX, vorbește în favoarea naturii non-aleatorie a procesului atât de origine, cât și de dezvoltare a vieții. Esența sa constă în faptul că chiar și o ușoară abatere a valorii oricăreia dintre constantele fundamentale face imposibilă apariția structurilor înalt ordonate în Univers. De exemplu, o creștere a constantei lui Planck cu 10% face imposibilă combinarea unui proton cu un neutron, adică nucleosinteza devine imposibilă. O scădere a constantei lui Planck cu 10% ar duce la formarea unui nucleu stabil de 2 He, care ar avea ca rezultat arderea întregului hidrogen în etapele incipiente ale expansiunii Universului sau prăbușirea stelelor în etapele ulterioare. Știința a întâlnit un grup mare de fapte, a căror luare în considerare separată creează impresia unor coincidențe inexplicabile care se învecinează cu un miracol. (mai detaliat: Barron J.D., Tipler F.J. Principiul cosmologic antropic, Oxford, 2nd., ed., 1986). Potrivit fizicianului J. Wheeler: „Factorul dătător de viață se află în centrul întregului mecanism și construiește lumea”.
În același timp, modelele teoretice constructive ale evoluției biochimice se bazează pe ipoteza că viața a apărut ca urmare a unor procese care se supun legilor chimice și fizice. Astfel, plasăm, în mod justificat sau nu, legile fizicii și chimiei în centrul „întregului mecanism care construiește lumea”.
Primele trei etape aparțin perioadei de evoluție chimică din a patra, începe evoluția biologică. Ideea evoluției chimice a fost confirmată de o serie de experimente. Începutul acestei lucrări a fost pus în 1953 de S. Miller și G. Urey, care, sub influența unei încărcări de scânteie asupra unui amestec gazos de metan și vapori de apă, au obținut un set de molecule organice mici, arătând pentru prima dată posibilitatea sintezei abiogene a compușilor organici în sisteme care simulează compoziția așteptată a atmosferei terestre primare.
Procesele complexe de evoluție chimică, care se dezvoltă în evoluție biochimică și biologică, pot fi exprimate într-o succesiune simplă: atomi molecule simple
macromolecule complexe și sisteme ultramoleculare (probionți)
organisme unicelulare.
Primele celule sunt considerate prototipul tuturor organismelor vii ale plantelor, animalelor și bacteriilor.
Totuși, în această construcție fizică și chimică a tuturor viețuitoarelor, principiul antropic este prezent în mod natural, adică. credința în natura non-aleatorie a procesului atât de origine, cât și de dezvoltare a vieții pe Pământ. În plus, nu este înlăturată posibilitatea de intersecție a teoriei evoluției biochimice a materiei pământești cu teoria panspermiei. Teoria evoluției biochimice în sine a dobândit un caracter științific de construcție teoretică a modelelor, confirmat experimental de istoria geocronologică a Pământului abia în secolul al XX-lea după descoperirea nivelului genetic molecular al nivelului biologic al materiei și apariția chimiei evolutive. .
Teoria evoluției biochimice se bazează pe conceptul de abiogeneză - formarea de compuși organici obișnuiți în natura vie în afara corpului, fără participarea enzimelor.
Toate numeroasele ipoteze care au fost înaintate în anii 60-80 ai secolului al XX-lea și-au exprimat clar opoziția cu privire la problema caracteristicilor sistemului protobiologic, adică strămoșul precelular. Problema era că între forma chimică a materiei, care încă nu este viață, și forma biologică a materiei, care este deja viață, există o structură prebiotică asociată cu trecerea de la evoluția fizico-chimică la cea biologică. Era necesar să se găsească un fel de structură precelulară care să poată evolua astfel încât să fie supusă transformărilor genetice și selecției naturale. Ca urmare, au apărut două ipoteze - coacervante și genetice.
Baza ipotezei coacervantului este afirmația că etapele inițiale ale biogenezei au fost asociate cu formarea structurilor proteice din „oceanul primar” datorită coacervării - separarea spontană a unei soluții apoase de polimeri în faze cu diferite concentrații. Principalele prevederi ale acestei ipoteze au fost formulate pentru prima dată de A.I Oparin în 1924 (vezi: Oparin A.I. Life, its nature, origin and development. M., 1968). Selecția ca principal motiv pentru îmbunătățirea coacervanților la ființe vii primare este cea mai importantă prevedere a ipotezei lui Oparin.
În cadrul ipotezei coacervantului a apărut un principiu metodologic, numit holobioză, adică primatul structurilor de tip celular dotate cu capacitatea de metabolism elementar, inclusiv cataliză enzimatică.
Cu toate acestea, dacă ne bazăm pe termodinamica de echilibru, atunci moleculele ființelor vii nu apar spontan formarea lor necesită un mecanism complex de acțiune continuă și coordonată a unui „încălzitor” și a unui „răcitor” în conformitate cu cea de-a doua lege a termodinamicii. Probabilitatea ca o moleculă de proteină formată din 20 de tipuri de aminoacizi să se formeze aleatoriu după un anumit model este egală cu
Numărul din numitor este prea mare pentru a fi înțeles de minte. „Probabilitatea, așa cum susține astronomul Freud Hoyle, este vădit de mică, atât de mică încât ar fi de neconceput chiar dacă întregul Univers ar consta dintr-o supă organică.” Cu toate acestea, dacă trecem la termodinamica de neechilibru, atunci entropia emisiei de radiație S. mult mai multă entropie a materiei S lucru. (S izabil >> S real), apoi probabilitatea formării structurilor ordonate de la cristale la proteine si acizi nucleici crește brusc.
Cu toate acestea, pentru asta Numai selecția naturală este puțin probabil să fie suficientă, care are ca scop curățarea fondului genetic al unei populații de genele „defecte”, modificarea are loc numai în cadrul materialului genetic existent, ca răspuns adaptativ la schimbările de mediu.
Vine în prim-plan ipoteza genetica, conform căreia acizii nucleici au apărut pentru prima dată ca bază de matrice pentru sinteza proteinelor. Această ipoteză a fost formulată pentru prima dată în 1929 de geneticianul american G. Meller.
În cadrul ipotezei genetice a apărut un principiu metodologic, numit genobioza, care afirmă primatul apariției ca urmare a evoluției biochimice a unui sistem molecular cu proprietățile unui cod genetic.
Ideea împărțirii discrete a caracteristicilor genetice a fost adăugată selecției naturale, într-o anumită măsură bazată pe poziția de bază a mecanicii cuantice: „Totul: materie, energie, caracteristicile cuantice ale particulelor - acționează ca cantități discrete și niciuna dintre ele. poate fi măsurat fără a-l schimba.” Ipoteza genetică conectează teoria evoluției biochimice cu evoluționismul global, iar teoria originii vieții pe Pământ este asociată cu credința în existența unui teleologism „superrațional, suprainteligent” - ca o dorință inerentă de îmbunătățire în întregul Univers până la crearea unui „observator rezonabil”.
Conceptul genetic este acum larg acceptat ca urmare a descoperirilor făcute în anii 1980. S-a dovedit experimental că acizii nucleici simpli pot fi reduplicați fără enzime. Capacitatea acizilor nucleici de a servi drept modele în formarea lanțurilor complementare este cel mai convingător argument în favoarea ideii de importanță principală în procesul de biogeneză a mecanismului ereditar și, în consecință, în favoarea ipoteza genetică a originii vieții.
La începutul anilor 1980, a devenit clar că numai acidul ribonucleic (ARN) ar putea fi acidul nucleic primar.
Cu alte cuvinte, molecula de ARN a fost cea care ar putea constitui substratul macromolecular al strămoșului precelular. Descoperirea decisivă cu privire la rolul moleculei de ARN în originea vieții este următoarea. În primul rând, aceasta este stabilirea capacității ARN-ului de a se auto-reproduce în absența enzimelor proteice. În al doilea rând, stabilirea faptului că una dintre moleculele mici de ARN (ribozina) are în sine funcțiile unei enzime. În cele din urmă, în al treilea rând, sa constatat că ARN-ul are proprietăți autocatalitice.
Astfel, putem presupune că ARN-ul antic a combinat ambele funcții: catalitic și informațional-genetic, ceea ce a oferit posibilitatea de auto-reproducere a unui obiect macromolecular. Cu alte cuvinte, a îndeplinit toate cerințele mecanismului de evoluție în combinarea teoriei selecției naturale cu divizarea ereditară (genetică) discretă a caracterelor (gene alelice) și cu teoria legăturii genelor non-alelice. Acest lucru a contribuit la evoluția ulterioară a sistemului macromolecular bazat pe ARN într-un sistem macromolecular bazat pe ADN mai eficient din punctul de vedere al sintezei proteinelor. În procesul unei astfel de evoluții, în cele mai multe cazuri, s-a produs o separare a funcțiilor informațional-genetice și catalitice. O atenție deosebită trebuie acordată rolului semnificativ al disimetriei „dreapta-stânga” atât a moleculelor de acid nucleic, cât și de proteine, a căror origine are multe ipoteze și nu a fost încă fundamentată experimental. Este posibil ca apariția unei astfel de disimetrii să fi avut consecințe la fel de profunde pentru originea vieții precum apariția disimetriei barion-antibarion pentru evoluția Universului.
Problema este de asemenea este momentul și locul acțiunii- Pământul acum aproximativ 4,5 miliarde de ani- o arenă unică pentru evoluția biochimică. Sau acest proces a avut loc și are loc spontan și în același timp pe baza teleologismului „superrațional, suprainteligent” în diferite părți ale spațiului cosmic, iar Pământul a oferit doar condiții favorabile pentru dezvoltarea vieții care a apărut deja.
Trecând la nivelul ontogenetic (organism) al naturii vii, trăsătura structurală a unui organism viu, din anii 1940, a fost considerată o celulă - fabrica vieții. Cu alte cuvinte, Celula este recunoscută ca obiectul cel mai de jos al naturii vii, fie ca organism unicelular independent, fie ca parte autonomă a unui organism multicelular. Formele de viață precelulare - virusurile - ocupă o poziție intermediară între vii și nevii.
Abia la începutul anilor 60 ai secolului al XX-lea a apărut conceptul genetic al organizării celulare a materiei vii, care a făcut posibilă împărțirea discretă a tuturor viețuitoarelor în două superregate - procarioteȘi eucariote. Cele mai fundamentale diferențe dintre cele două tipuri de organisme privesc natura organizării și replicării la nivel genetic; structura aparatului care sintetizează proteine; natura mecanismelor „declanșatoare” a biosintezei proteinelor; structura moleculei de ARN; organizarea şi natura aparatului fotosintetic etc. Cu toate acestea, nici procariotele, nici eucariotele nu au anumite avantaje evolutive. Acest lucru sugerează că ambele tipuri de organisme descind dintr-un strămoș comun sau arhecelule, combinând caracteristicile procariotelor și eucariotelor.
În anii 1970, acest punct de vedere a primit o confirmare serioasă datorită descoperirii arheobacterii, care, fiind procariote după tipul de organizare al aparatului genetic, au caracteristici care le apropie de eucariote. Cel mai popular în prezent simbiotic ipoteza că o celulă eucariotă este rezultatul unei simbioze a mai multor celule procariote.
Un concept important al funcționării naturii vii la nivel ontogenetic este acesta sistem functional. Conform acestui concept, sistematicitatea funcțională se datorează faptului că componentele sistemelor nu doar interacționează, ci și interacționa.
Conceptul de sistematicitate funcțională este universal la toate nivelurile structurale ale naturii vii. Se bazează pe interacțiunea selecției mutaționale (diviziunea genetică ereditară a caracteristicilor alternative (genele alelice) și legarea genelor non-alelice din genetica sexului) cu selecția naturală, atunci când procesele de la niveluri inferioare sunt, așa cum spunea, organizate prin conexiuni funcționale la niveluri superioare și parțial prin aparate de reglare specializate (homeostază), cum ar fi sistemele hormonale și primare din corpul animalului.
Conceptul de sistematicitate funcțională ar putea apărea la nivel genetic molecular și sub forma unei simbioze a principiilor metodologice ale holobiozei și genobiozei.
Această abordare elimină într-o anumită măsură problema primatului proteinei sau ADN/ARN în apariția probionților. Se crede că viața a evoluat pe baza jocului dinamic al moleculelor mici (organice și anorganice) iar primii biopolimeri ar fi putut fi rezultatul reacțiilor autocatalitice ale moleculelor mici în picături de ploaie iluminate de lumina ultravioletă a Soarelui primordial. Cu toate acestea, se pune problema coacerii acestor picături în picături coacervante în conformitate cu scenariul Oparin al „bulionului primar” sau în ARN primar dublu catenar în conformitate cu ipoteza genetică și simbioza lor ulterioară într-o archecelulă.
În opinia noastră, dacă pornim de la propunerea înaintată de N.V. Axioma lui Timofeev-Resovsky că evoluția naturii vii este fundamental imprevizibilă, atunci această axiomă indică o cale destul de dificilă pentru studiul originii vieții pe Pământ și studiul antropologic al strămoșilor umani, care, în opinia noastră, duce la intersecția dintre cel puțin trei teorii (concepte), și anume conceptul de științe naturale a evoluției biochimice cu conceptele de panspermie și creaționism bazate pe principiul antropic și principiul evoluționismului global.
KSE Întrebarea 42
Ipoteze despre originea vieții pe pământ
1.Creaționismul
2. Generare spontană (spontană).
3. Ipoteza panspermiei
4.Ipoteza evolutiei biochimice
5. Stare staționară
1. Creaționismul. Conform acestui concept, viața și toate speciile de ființe vii care locuiesc pe Pământ sunt rezultatul unui act creator al unei ființe supreme la un moment dat. Principiile principale ale creaționismului sunt expuse în Biblie, în Cartea Genezei. Procesul de creație divină a lumii este conceput ca având loc o singură dată și, prin urmare, inaccesibil observației. Acest lucru este suficient pentru a duce întregul concept al creației divine dincolo de sfera cercetării științifice. Știința se ocupă doar de acele fenomene care pot fi observate și, prin urmare, nu va putea niciodată să demonstreze sau să infirme conceptul.
2. Generare spontană (spontană).. Ideile despre originea ființelor vii din materia neînsuflețită au fost larg răspândite în China antică, Babilon și Egipt. Cel mai mare filozof al Greciei Antice, Aristotel, a exprimat ideea că anumite „particule” ale unei substanțe conțin un anumit „principiu activ”, care, în condiții adecvate, poate crea un organism viu.
Van Helmont (1579-1644), un medic olandez și filosof al naturii, a descris un experiment în care ar fi creat șoareci în trei săptămâni. Tot ce aveai nevoie era o cămașă murdară, un dulap întunecat și o mână de grâu. Van Helmont a considerat că transpirația umană este principiul activ în procesul de generare a șoarecilor. Și până la apariția lucrărilor fondatorului microbiologiei, Louis Pasteur, la mijlocul secolului al X-lea, această învățătură a continuat să-și găsească adepți.
Dezvoltarea ideii de generație spontană datează în esență din epoca în care ideile religioase dominau conștiința publică. Acei filozofi și naturaliști care nu au vrut să accepte învățătura bisericii despre „crearea vieții”, la nivelul de cunoaștere de atunci, au ajuns cu ușurință la ideea generației sale spontane. În măsura în care, spre deosebire de credința în creație, ideea originii naturale a organismelor a fost subliniată, ideea de generare spontană a avut la un anumit stadiu un sens progresiv. Prin urmare, Biserica și teologii s-au opus adesea acestei idei.
3. Ipoteza panspermiei. Conform acestei ipoteze, propusă în 1865. de omul de știință german G. Richter și formulată în final de omul de știință suedez Arrhenius în 1895, viața ar fi putut fi adusă pe Pământ din spațiu. Organismele vii de origine extraterestră sunt cel mai probabil să intre cu meteoriți și praf cosmic. Această ipoteză se bazează pe date privind rezistența ridicată a unor organisme și a sporilor lor la radiații, vid înalt, temperaturi scăzute și alte influențe. Cu toate acestea, încă nu există date de încredere care să confirme originea extraterestră a microorganismelor găsite în meteoriți. Dar chiar dacă ar ajunge pe Pământ și ar da naștere vieții pe planeta noastră, întrebarea despre originea inițială a vieții ar rămâne fără răspuns.
4. Ipoteza evoluției biochimice. În 1924, biochimistul A.I Oparin, iar mai târziu savantul englez J. Haldane (1929), au formulat o ipoteză care considera viața ca rezultatul unei evoluții îndelungate a compușilor carbonului.
În prezent, procesul de formare a vieții este împărțit în mod convențional în patru etape:
1. Sinteza compușilor organici cu greutate moleculară mică (monomeri biologici) din gazele atmosferei primare.
2. Formarea polimerilor biologici.
3. Formarea unor sisteme separate de faze de substanțe organice, separate de mediul extern prin membrane (protobionti).
4. Apariția celor mai simple celule cu proprietăți ale viețuitoarelor, inclusiv un aparat de reproducere care asigură transferul proprietăților celulelor părinte către celulele fiice.
„BULION PRIMAR” (opțional)
În 1923, omul de știință rus Alexander Ivanovich Oparin a sugerat că, în condițiile Pământului primitiv, substanțele organice au apărut din cei mai simpli compuși - amoniac, metan, hidrogen și apă. Energia necesară pentru astfel de transformări ar putea fi obținută fie din radiațiile ultraviolete, fie din descărcări electrice frecvente de furtună - fulgere. Poate că aceste substanțe organice s-au acumulat treptat în Oceanul Antic, formând bulionul primordial în care a apărut viața.
Conform ipotezei lui A.I Oparin, în bulionul primordial, moleculele de proteine lungi, asemănătoare unui fir s-ar putea plia în bile, „se lipesc” unele cu altele, devenind mai mari. Datorită acestui fapt, au devenit rezistenți la efectele distructive ale surfului și radiațiilor ultraviolete. Ceva similar s-a întâmplat cu ceea ce poate fi observat turnând mercur dintr-un termometru spart pe o farfurie: mercurul, împrăștiat în multe picături mici, se adună treptat în picături puțin mai mari și apoi într-o bilă mare. „Minile” de proteine din „bulionul primar” au atras și au legat apa și moleculele de grăsime. Grăsimile s-au așezat pe suprafața corpurilor proteice, învăluindu-le într-un strat a cărui structură semăna vag cu o membrană celulară. Oparin a numit acest proces coacervare (din latinescul coacervus - „clump”), iar corpurile rezultate - picături coacervate sau pur și simplu coacervate. De-a lungul timpului, coacervatele au absorbit din ce în ce mai multe porțiuni noi de substanță din soluția din jurul lor, structura lor a devenit mai complexă până s-au transformat în celule foarte primitive, dar deja vii.
5. Stare staționară
Conform teoriei stării de echilibru, Pământul nu a luat ființă niciodată, ci a existat pentru totdeauna; a fost întotdeauna capabil să susțină viața și, dacă s-a schimbat, a fost foarte puțin. Conform acestei versiuni, speciile nu au apărut niciodată, au existat întotdeauna și fiecare specie are doar două posibilități - fie o schimbare a numărului, fie dispariție.
MINISTERUL EDUCAȚIEI AL REPUBLICII BELARUS
BSPU IM. M. TANK
FACULTATEA DE ÎNVĂȚĂMÂNT SPECIAL
DEPARTAMENTUL FUNDAMENTELE DE DEFECTOLOGIE
Eseu
la disciplina „Științe naturale”
pe tema:
„Principalele ipoteze despre originea vieții pe Pământ”.
Efectuat:
Elev în anul I grupa 101
departamentul de corespondență (bugetar
forma de antrenament)
……… Irina Anatolievna
INTRODUCERE……………………………………………………………………………………………..….1
1. CREAȚIONISMUL………………………………………………………………….…….1
2. TEORIA STĂRII DE STAZĂ…………..……………….….2
3. TEORIA GENERAȚIEI SPONTANE…………..…3
4. TEORIA PANSPERMIEI…………………………………………………………………………7
5. TEORIA A.I. OPARIN…………………………………..……10
6. VIZIUNI MODERNE ASUPRA ORIGINEI VIEȚII PE PĂMÂNT……………………………………………………………………………………………………..12
CONCLUZIE………………………………………………………………………..14
LITERATURA …………………………………………………………………...15
INTRODUCERE.
Problema originii vieții pe Pământ și a posibilității existenței acesteia în alte zone ale Universului a atras de multă vreme atenția atât a oamenilor de știință și filozofi, cât și a oamenilor obișnuiți. În ultimii ani, interesul pentru această „problema eternă” a crescut semnificativ.
Acest lucru se datorează a două împrejurări: în primul rând, progreselor semnificative în modelarea în laborator a unor etape ale evoluției materiei care au dus la originea vieții, și în al doilea rând, dezvoltarea rapidă a cercetării spațiale, făcând căutarea directă a oricăror forme de viață pe planetele sistemului solar din ce în ce mai realiste, iar în viitor dincolo.
Originea vieții este una dintre cele mai misterioase întrebări, un răspuns cuprinzător la care este puțin probabil să fie obținut vreodată. Multe ipoteze și chiar teorii despre originea vieții, explicând diverse aspecte ale acestui fenomen, sunt până acum incapabile să depășească circumstanța esențială - confirmă experimental faptul apariției vieții. Știința modernă nu are dovezi directe despre cum și unde a apărut viața. Există doar construcții logice și dovezi indirecte obținute prin experimente model, și date din domeniul paleontologiei, geologiei, astronomiei etc.
Teoriile privind originea vieții pe Pământ sunt variate și departe de a fi de încredere. Cele mai comune teorii despre originea vieții pe Pământ sunt următoarele:
1. Viața a fost creată de o ființă supranaturală (Creatorul) la un moment dat (creaționismul).
2. Viața a existat întotdeauna (teoria stării staționare).
3. Viața a apărut în mod repetat din materie nevie (generație spontană).
4. Viața a fost adusă planetei noastre din exterior (panspermie).
5. Viața a apărut ca urmare a unor procese care se supun legilor chimice și fizice (evoluția biochimică).
1. CREAȚIONISMUL.
Creaționismul (din latinescul creașio - creație) este un concept filozofic și metodologic în cadrul căruia întreaga diversitate a lumii organice, a umanității, a planetei Pământ, precum și a lumii în ansamblu, sunt considerate ca fiind create în mod intenționat de unele superbe. (Creator) sau zeitate. Nu există dovezi științifice pentru acest punct de vedere: în religie, adevărul este înțeles prin revelația divină și prin credință. Procesul de creare a lumii este considerat ca a avut loc o singură dată și, prin urmare, inaccesibil observației.
Teoria creaționismului este aderată de adepții aproape tuturor celor mai comune învățături religioase (în special creștini, musulmani, evrei). Potrivit acestei teorii, originea vieții se referă la un anumit eveniment supranatural din trecut care poate fi calculat. În 1650, arhiepiscopul Usher de Armagh (Irlanda) a calculat că Dumnezeu a creat lumea în octombrie 4004 î.Hr. e. și și-a terminat munca pe 23 octombrie la ora 9, creând omul. Asher a obținut această dată însumând vârstele tuturor oamenilor menționați în genealogia biblică, de la Adam până la Hristos („cine a născut pe cine”). Din punct de vedere aritmetic, acest lucru are sens, dar înseamnă că Adam a trăit într-o perioadă în care, după cum arată descoperirile arheologice, în Orientul Mijlociu exista deja o civilizație urbană bine dezvoltată.
Viziunea tradițională iudeo-creștină despre creație, așa cum este prezentată în Cartea Genezei, a fost și continuă să fie controversată. Cu toate acestea, contradicțiile existente nu infirmă conceptul de creație. Ipoteza creației nu poate fi nici dovedită, nici infirmată și va exista întotdeauna alături de ipotezele științifice ale originii vieții.
Creaționismul este gândit ca fiind creația lui Dumnezeu. Cu toate acestea, în prezent, unii îl consideră rezultatul activității unei civilizații foarte dezvoltate, care creează diverse forme de viață și observă dezvoltarea acestora.
2. TEORIA STĂRII STAȚIONARE.
Conform acestei teorii, Pământul nu a luat ființă niciodată, ci a existat pentru totdeauna; a fost întotdeauna capabil să susțină viața și, dacă s-a schimbat, a fost foarte puțin. Conform acestei versiuni, speciile nu au apărut niciodată, au existat întotdeauna și fiecare specie are doar două posibilități - fie o schimbare a numărului, fie dispariție.
Potrivit estimărilor moderne, bazate pe rata dezintegrarii radioactive, vârsta Pământului este de 4,6 miliarde de ani. Metodele de datare mai avansate oferă estimări din ce în ce mai mari ale vârstei Pământului, făcându-i pe susținătorii teoriei stării de echilibru să creadă că Pământul a existat întotdeauna.
Susținătorii acestei teorii nu recunosc că prezența sau absența anumitor rămășițe fosile poate indica momentul apariției sau dispariției unei anumite specii și citează ca exemplu un reprezentant al peștilor cu aripioare lobe - celacant (coelacant). Se credea că peștele cu aripioare lobe (coelacant) era o formă de tranziție de la pește la amfibieni și a dispărut acum 60-90 de milioane de ani (la sfârșitul perioadei Cretacice). Cu toate acestea, această concluzie a trebuit revizuită când, în 1939, în largul coastei insulei. Primul celacant viu a fost prins în Madagascar, iar apoi alte exemplare. Astfel, celacantul nu este o formă de tranziție.
Au fost găsite și multe alte animale care au fost considerate dispărute, de exemplu, lingula - un mic animal marin, care se presupune că a dispărut acum 500 de milioane de ani, este în viață astăzi și ca și alte „fosile vii”: solendonul - o scorpie, tuatara - o şopârlă. De milioane de ani nu au suferit nicio schimbare evolutivă.
Un alt exemplu de concepție greșită este Archaeopteryx - o creatură care leagă păsările și reptilele, o formă de tranziție pe calea transformării reptilelor în păsări. Dar în 1977, în Colorado au fost descoperite fosile de păsări, a căror vârstă este proporțională și chiar depășește vârsta rămășițelor de Archaeopteryx, adică. nu este o formă de tranziție.
Susținătorii teoriei stării de echilibru susțin că doar studiind speciile vii și comparându-le cu rămășițele fosile se poate trage o concluzie despre dispariție și chiar și atunci este foarte probabil ca aceasta să fie incorectă. Folosind date paleontologice pentru a susține teoria stării de echilibru, susținătorii săi interpretează apariția fosilelor în termeni ecologici.
De exemplu, ei explică apariția bruscă a unei specii fosile într-un anumit strat prin creșterea populației acesteia sau deplasarea acesteia în locuri favorabile conservării rămășițelor.
O mare parte din argumentul pentru această teorie are de-a face cu aspecte obscure ale evoluției, cum ar fi semnificația întreruperilor în înregistrarea fosilelor, și tocmai în acest sens ea a fost dezvoltată cel mai pe larg.
Ipoteza stării de echilibru este uneori numită ipoteza eternismului (din latinescul eternus - etern). Ipoteza eternismului a fost înaintată de omul de știință german W. Preyer în 1880.
Părerile lui Preyer au fost susținute de academicianul Vladimir Ivanovici Vernadsky (1864 - 1945), autorul doctrinei biosferei. Vernadsky credea că viața este aceeași bază eternă a cosmosului, care sunt materie și energie. „Știm și știm științific”, a insistat el, „că Cosmosul nu poate exista fără materie, fără energie. Și există suficientă materie, chiar și fără manifestarea vieții, pentru a construi Cosmosul, acel Univers care este accesibil minții umane? El a răspuns negativ la această întrebare, referindu-se în mod specific la fapte științifice, și nu la simpatii personale, convingeri filozofice sau religioase. „...Putem vorbi despre eternitatea vieții și despre manifestările organismelor ei, la fel cum putem vorbi despre eternitatea substratului material al corpurilor cerești, proprietățile lor termice, electrice, magnetice și manifestările lor. Din acest punct de vedere, problema începutului vieții va fi la fel de departe de cercetarea științifică ca și problema începutului materiei, căldurii, electricității, magnetismului și mișcării.”
Bazat pe ideea biosferei ca un mecanism pământesc, dar în același timp cosmic, Vernadsky a legat formarea și evoluția acesteia cu organizarea Cosmosului. „Ne devine clar”, a scris el, „că viața este un fenomen cosmic și nu unul pur pământesc”. Vernadsky a repetat această idee de multe ori: „... nu a existat un început de viață în Cosmos pe care îl observăm, deoarece nu a existat un început al acestui Cosmos. Viața este eternă pentru că Cosmosul este etern.”
3. TEORIA GENERAȚIEI SPONTANE.
Această teorie era comună în China antică, Babilon și Egipt ca alternativă la creaționism, cu care a coexistat. Învățăturile religioase din toate timpurile și toate popoarele atribuiau de obicei aspectul vieții unuia sau altuia act creator al unei zeități. Primii cercetători ai naturii au rezolvat și ei această problemă foarte naiv. Aristotel (384 – 322 î.Hr.), adesea salutat drept fondatorul biologiei, a aderat la teoria originii spontane a vieții. Chiar și pentru o minte atât de remarcabilă a antichității precum Aristotel, nu a fost deosebit de greu de acceptat ideea că animalele - viermi, insecte și chiar pești - ar putea apărea din nămol. Dimpotrivă, acest filozof a susținut că fiecare corp uscat, devenind umed, și, invers, fiecare corp umed, devenind uscat, va da naștere animalelor.
Obiectivele lecției:
Extinderea și generalizarea cunoștințelor elevilor despre diferite puncte de vedere asupra originii vieții pe Pământ;
Crearea unui mediu de dezvoltare orientat către probleme ca o condiție pentru dezvăluirea potențialului intelectual al unui absolvent de liceu.
Echipament:
Portrete ale unor oameni de știință și filozofi remarcabili ai trecutului;
Prezentări: „Creaționismul”, „Dezvoltarea ideilor despre originea vieții”;
Fișă pentru efectuarea lucrărilor de laborator: „Analiza și evaluarea diverselor ipoteze ale originii vieții”;
Card „Scurt glosar de termeni”;
Computer, proiector, ecran.
În timpul orelor
1. Actualizarea cunoștințelor.
Diferențele dintre viu și neviu și definiția „vieții”. (conversație scurtă).
2. Discurs introductiv de către profesor.
Viața există pe Pământ de 4,5 miliarde de ani. Umple toate colțurile planetei noastre. Lacurile, râurile, mările, oceanele, munții, câmpiile, deșerturile, chiar și aerul sunt locuite de ființe vii. Se estimează că de-a lungul întregii istorii a vieții pe Pământ au existat aproximativ 4,5 miliarde de specii de animale și plante.
Cum a apărut și s-a dezvoltat viața pe planeta noastră? Problema originii vieții a captivat gândirea umană încă din cele mai vechi timpuri. Din cele mai vechi timpuri și până în epoca noastră, au fost avansate multe ipoteze despre originea vieții pe Pământ. Dar până astăzi nu există un răspuns definitiv. Explorând istoria dezvoltării ideilor despre originea vieții, nu putem decât să ne familiarizăm cu teoriile științifice propuse de oamenii de știință și cu rezultatele cercetărilor lor pe această temă.
Din cele mai vechi timpuri și până în epoca noastră, au fost avansate multe ipoteze despre originea vieții pe Pământ. Totuși, toată diversitatea lor se reduce la două puncte de vedere care se exclud reciproc.
Susținătorii teoriei biogenezei (din grecescul bio - viață și geneza - origine) credeau că toate viețuitoarele provin numai din viețuitoare. Oponenții lor au apărat teoria abiogenezei și au crezut că originea viețuitoarelor din lucruri nevii este posibilă, adică, într-o măsură sau alta, ei au permis generarea spontană a vieții.
Putem observa elemente de concepții materialiste și idealiste care pătrund în întreaga istorie a formării vederilor asupra originii vieții din cele mai vechi timpuri până în zilele noastre.
Apariția Pământului
Din punctul de vedere al științei moderne, Soarele și planetele au apărut simultan din materia interstelară - particule de praf și gaz. Această substanță rece a devenit treptat mai densă, s-a comprimat și apoi s-a rupt în mai multe aglomerări inegale. Una dintre ele, cea mai mare, a dat naștere Soarelui. Substanța sa, continuând să se comprima, s-a încălzit și în jurul ei s-a format un nor rotativ de gaz și praf, care avea forma unui disc. Planetele au ieșit din pâlcurile dense ale acestui nor. Pământul s-a format acum aproximativ 4,5 miliarde de ani. Oamenii de știință au determinat acest lucru după vârsta celor mai vechi roci.
Teoria stării staționare (constante).
După cum afirmă teoria stării de echilibru, Pământul nu a luat ființă niciodată, ci a existat pentru totdeauna; condițiile de mediu au fost întotdeauna posibile pentru a susține viața și, dacă s-au schimbat, nu a fost cu mult. Conform acestei versiuni, speciile de ființe vii nu s-au format niciodată, au existat întotdeauna și fiecare specie are doar două realități posibile - fie o schimbare a numărului, fie dispariție. Dar ipoteza unei stări staționare contrazice în mod fundamental datele științei moderne, în special ale astronomiei, aceste date indică existența finită a duratei de viață a oricăror stele și, în consecință, a sistemelor planetare din jurul acestor luminari. Conform estimărilor moderne, pe baza luării în considerare a ratelor de dezintegrare radioactivă, vârsta Pământului, a Soarelui și a Sistemului Solar este de ~4,6 miliarde de ani. Prin urmare, această ipoteză nu este de obicei luată în considerare de știința academică.
Susținătorii acestei teorii refuză să admită că prezența sau absența anumitor resturi (rămășițe) fosile poate concentra atenția în mod specific asupra momentului apariției sau dispariției unor specii individuale, diferite și citează ca exemplu un reprezentant al peștilor cu aripioare lobe - celacant (coelacant).
Teoria generării spontane a vieții
Teoria generației spontane și-a luat naștere în China antică, Babilon și Grecia ca o alternativă la creaționism, cu care a coexistat. Aristotel a fost, de asemenea, un susținător al acestei teorii. Adepții ei credeau că anumite substanțe conțin un „principiu activ” care, în condiții adecvate, ar putea crea un organism viu.
Printre navigatori, se cunoșteau opinii asupra aspectului gâștei Bernakel. Această gâscă crește pe fragmente de pini, grăbindu-se prin adâncurile mării. La început pare o picătură de rășină. Se atașează cu ciocul de un copac și secretă o coajă tare pentru siguranță, în care trăiește calm și fără griji. După ceva timp, gâsca îi crește pene, apoi lasă bucata de scoarță în apă și începe să înoate. Și într-o zi bună își bate din aripi și zboară departe.
Timp de multe secole, deși au crezut ferm în actul creației divine, oamenii au fost, de asemenea, ferm convinși că viața se naște constant în mod spontan. Filosoful grec antic Aristotel a scris că nu numai plantele, viermii, insectele, ci chiar și peștii, broaștele și șoarecii se pot naște din sol umed sau din nămol putrezit. Omul de știință olandez Jan Van Helmont în secolul al XVII-lea. și-a descris experiența, susținând că șoarecii vii ar fi apărut din rufele murdare și din o mână de grâu închise într-un dulap. Un alt naturalist, Grindel von Ach, a vorbit despre generarea spontană a unei broaște vii pe care ar fi observat-o: „Vreau să descriu nașterea unei broaște, pe care am putut-o observa cu ajutorul unui microscop. Într-o zi am luat o picătură de rouă de mai și, observând-o cu atenție la microscop, am observat că se formează un fel de creatură. Observând cu sârguință în a doua zi, am observat că trupul a apărut deja, dar capul încă nu părea clar format; continuându-mi observațiile în a treia zi, m-am convins că creatura pe care o observam nu era altceva decât o broască cu cap și picioare. Desenul atașat explică totul.”
„Acestea sunt faptele”, a scris Aristotel în lucrarea sa, „ființele vii pot apărea nu numai ca urmare a împerecherii organismelor, ci și ca urmare a descompunerii solului, generând spontan sub influența forțelor natura din pământul în descompunere.”
4. Comentariul profesorului privind evaluarea cercetărilor în problema originii vieții în secolele al XVIII-lea și al XIX-lea.
Naturalistul italian Francesco Redi s-a opus acestei abordări a problemei originii vieții. „Convingerea ar fi în zadar”, a scris el, „dacă nu ar putea fi confirmată prin experiment. Asa ca am luat 2 vase si am asezat anghila in el. Un vas a fost închis, iar celălalt a rămas deschis. Se vedea că larvele de muște apăreau doar în vasul deschis. Aceasta înseamnă că larvele nu se nasc spontan, ci din ouăle depuse de muște.”
Dar oponenții lui Redi, așa-numiții vitaliști (din latinescul vitas - viață) - susținători ai forței vitale atotpătrunzătoare - au susținut că aerul nu poate intra într-o oală închisă și, odată cu ea, „forța vitală”, prin urmare musca. larvele într-un vas închis nu au putut apărea.
Apoi Redi a pus în scenă un experiment care a fost genial prin simplitatea lui. A pus șerpii morți în 2 vase, unul lăsat deschis, celălalt acoperit cu muselină. După ceva timp, larvele de muște au apărut doar în vasul deschis. Experiența ne-a convins că plantele și animalele apar doar din semințe sau ouă formate de indivizi părinți, dar nu pot apărea din natura neînsuflețită. Dar microorganismele? Dezbaterea dintre susținătorii biogenezei și abiogenezei a continuat.
În 1859, Academia Franceză de Științe a acordat un premiu oricui ar pune capăt dezbaterii despre generarea spontană a vieții. În 1862, Louis Pasteur a primit Premiul. El a condus un experiment care rivaliza cu cel al lui Redi în simplitate. A fiert bulion de carne în baloane în care se puteau dezvolta microorganisme. Când au fiert, ei și sporii lor au murit. Pasteur a atașat un tub curbat la balon, sporii microbieni s-au așezat în el și nu au putut pătrunde în mediul nutritiv și a fost asigurat accesul la notoria „forță vitală”. Mediul nutritiv a rămas steril, dar de îndată ce tubul a fost rupt, mediul a putrezit. Ulterior, pe baza experienței lui Pasteur, au fost create metode: pasteurizarea, conservarea, doctrina asepsiei și antiseptice. Acestea au fost rezultatele practice ale disputei teoretice.
5. Prezentări ale elevilor privind analiza altor ipoteze despre originea vieții pe Pământ.
Ipoteze ale eternității vieții în Univers. Panspermie
Infirmarea de către L. Pasteur a teoriei originii spontane a vieții a jucat un rol dublu. Pe de o parte, reprezentanții filozofiei idealiste au văzut în experimentele sale doar dovezi directe ale imposibilității fundamentale a trecerii de la materia anorganică la ființe vii ca urmare a acțiunii numai a forțelor naturale ale naturii. Acest lucru a fost destul de în concordanță cu opinia lor că apariția vieții necesită intervenția unui principiu imaterial - creatorul. Pe de altă parte, unii oameni de știință ai naturii cu o minte materialistă au pierdut acum ocazia de a folosi fenomenul generării spontane a vieții ca principală dovadă a opiniilor lor. A apărut ideea eternității vieții în univers. Așa a apărut ipoteza panspermiei, care a fost înaintată de chimistul german J. Liebig (1803 - 1873).
Conform ipotezei panspermiei, viața există pentru totdeauna și este transferată de la o planetă la alta de meteoriți. Cele mai simple organisme sau sporii lor („semințele vieții”), sosind pe o nouă planetă și găsind aici condiții favorabile, se înmulțesc, dând naștere evoluției de la cele mai simple forme la cele complexe. Un susținător al ipotezei panspermiei a fost remarcabilul naturalist rus V.I. Vernadsky (1863 – 1945)
Chimistul fizician suedez S. Arrhenius (1859-1927) a fost deosebit de activ în dezvoltarea teoriei panspermiei. În experimentele fizicianului rus P.N. Lebedev (1866-1912), care a descoperit presiunea fluxului luminos, S. Arrhenius a văzut dovezi ale posibilității de a transfera sporii de microorganisme de la o planetă la alta. Viața este transportată, a sugerat el, nu sub formă de microorganisme pe meteoriți care se încălzesc la intrarea în straturile dense ale atmosferei - sporii înșiși se pot deplasa în spațiul cosmic, mânați de presiunea luminii solare!
Ulterior, acest punct de vedere a fost respins. În condiții de spațiu, începuturile vieții în acele forme care ne sunt cunoscute pe Pământ, aparent, nu pot exista și toate încercările de a detecta orice formă de viață în spațiu nu au dat încă rezultate pozitive. Cu toate acestea, unii oameni de știință moderni exprimă ipoteze despre originea extraterestră a vieții. Astfel, oamenii de știință americani F. Crick și L. Orgel cred că Pământul a fost „însămânțat” de niște creaturi inteligente, locuitori ai acelor sisteme planetare, dezvoltarea vieții asupra cărora a fost cu miliarde de ani înaintea Sistemului nostru Solar. După ce au echipat o rachetă și au plasat în ea un container cu organisme simple, au lansat-o spre Pământ, stabilind anterior că planeta noastră are condițiile necesare vieții. Desigur, acest lucru nu poate fi dovedit și nu este posibil să-l infirmăm categoric.
O dovadă în favoarea ipotezei originii extraterestre a vieții a fost descoperirea în interiorul meteoritului, denumit ALH 84001, a unor formațiuni în formă de tijă care seamănă cu bacteriile fosilizate. Meteoritul în sine a fost o bucată de crustă marțiană, care a fost aruncată în spațiu acum 16 milioane de ani, ca urmare a unei explozii pe această planetă. Și acum 13 mii de ani a căzut pe Pământ, în Antarctica, unde a fost descoperit recent. Pentru a răspunde definitiv la întrebarea „Există viață pe Marte?” va reuși în viitorul apropiat, când vor fi publicate rapoartele Administrației Naționale Americane de Aeronautică și Spațiu NASA. Această organizație a lansat un satelit pe Marte pentru a preleva mostre de sol marțian și acum procesează materialul rezultat. Dacă cercetările arată că microorganismele au locuit pe Marte, atunci putem vorbi cu mai multă încredere despre introducerea vieții din spațiu.
Teoria panspermiei ne îndepărtează de a rezolva problema originii vieții pe Pământ: dacă viața nu și-a luat naștere pe Pământ, atunci cum a apărut în afara acestuia? Această teorie nu a găsit recunoaștere în rândul multor oameni de știință (nu explică originea vieții)
Ipoteza creaționismului
Ipoteza creaționismului este o viziune asupra originii vieții din punctul de vedere al credincioșilor. Conform acestei ipoteze, viața a apărut ca urmare a unui eveniment supranatural din trecut. Este respectat de adepții tuturor concesiunilor religioase ale lumii - islam, creștinism, budism, iudaism. Din punctul de vedere al acestor religii, Universul este format din componente materiale și spirituale. Materia vie, adică lumea animală, vegetală și omul, a fost generată de componenta spirituală, cu alte cuvinte, Dumnezeu. Susținătorii acestei ipoteze dau exemple de trăsături ale materiei vii care nu pot fi explicate de știința modernă și, din punctul de vedere al religiei, demonstrează existența unei Minți Supreme. De exemplu: virusurile constau dintr-o înveliș proteic și ADN. În celula gazdă, pentru a se reproduce, virusul trebuie să dubleze molecula de ADN, dar aceasta necesită o energie enormă cine inițiază acest proces? În științele naturii, întrebarea este încă fără răspuns.
Înseamnă aceasta că opinia stereotipă printre mulți că știința și religia sunt în mod inerent contradictorii este corectă? Mulți cercetători cred că știința și religia sunt modalități de înțelegere a două părți ale unei singure lumi - realitatea materială și spirituală. În practică, acestea nu ar trebui să se opună, ci să se completeze și să se sprijine reciproc. De aceea Albert Einstein spunea: „Știința fără religie este defectuoasă, religia fără știință este oarbă”. Prezentare 2
Ipoteza evoluției biochimice
Teoria evoluției biochimice are cel mai mare număr de susținători dintre oamenii de știință moderni. Pământul a apărut acum aproximativ cinci miliarde de ani; Inițial, temperatura de suprafață a fost foarte ridicată. Pe măsură ce s-a răcit, s-a format o suprafață solidă (litosferă). Atmosfera, formată inițial din gaze ușoare (hidrogen, heliu), nu a putut fi reținută eficient de Pământul insuficient de dens, iar aceste gaze au fost înlocuite cu altele mai grele: vapori de apă, dioxid de carbon, amoniac și metan. Când temperatura Pământului a scăzut sub 100°C, vaporii de apă au început să se condenseze, formând oceanele lumii. În acest moment, din compuși primari s-au format substanțe organice complexe; energia pentru reacțiile de fuziune a fost furnizată de descărcări de fulgere și radiații ultraviolete intense. Acumularea de substanțe a fost facilitată de absența organismelor vii - consumatori de materie organică - și a principalului agent oxidant - oxigenul.
Substanțele organice primare (proteinele) ar putea fi create din cele anorganice în condițiile unei atmosfere reducătoare datorită energiei descărcărilor electrice puternice. Datorită amfoterității, structurile proteice (protobionții, în terminologia lui Oparin) au format complexe hidrofile coloidale (molecule de apă atrase) cu o înveliș de apă comună. Aceste complexe ar putea fi separate de întreaga masă de apă și fuzionate între ele, formând picături coacervate (coacervarea este separarea spontană a unei soluții apoase de polimeri în faze cu diferite concentrații). În coacervate, substanțele au intrat în reacții chimice ulterioare (a avut loc absorbția selectivă a ionilor metalici și formarea de enzime). Complicația protobionților a fost realizată prin selectarea unor astfel de picături coacervate, care au avut avantajul unei mai bune utilizări a substanțelor și a energiei mediului. La limita dintre coacervate și mediul extern s-a format o membrană primitivă din lipide, ceea ce a dus la apariția primei celule.
Știința modernă consideră originea abiogenă a vieții pe Pământ, considerând această teorie cea mai probabilă. Abiogeneza constă din trei etape principale în dezvoltarea vieții:
1. Apariția abiogenă a monomerilor biologici.
2. Formarea polimerilor biologici.
3. Formarea structurilor membranare și a organismelor primare (probionți).
În prezent, problema originii vieții nu a fost rezolvată. Oamenii de știință continuă să caute modalități de a o rezolva.
7. Efectuarea lucrărilor de laborator
Lucrări de laborator
„Analiza și evaluarea diferitelor ipoteze pentru originea vieții”
Scopul studiului Caracterizează ideile mitologice ale oamenilor de știință antici, primele încercări științifice de a explica esența și procesul originii vieții, caracterizează dovezile experimentale ale ipotezelor: experimentele lui F. Redi, opiniile lui V. Harvey, experimentele lui L. Pasteur, teorii ale eternității vieții, idei materialiste despre originea vieții pe Pământ. Familiarizați-vă cu declarațiile susținătorilor panspermiei, ipoteza eternității vieții în Univers. Explicați de ce aceste teorii nu au fost acceptate de mulți oameni de știință.
Ipotezele prezentate sunt bazate pe dovezi? Permit ele dezvoltarea evolutivă a naturii? Aceste ipoteze pot fi considerate științifice? Indicați cu (+) sau (-)
Ipoteze despre originea vieții | Dovada ipotezei |
Dezvoltare evolutivă |
Natura științifică a ipotezei |
|
1 | Creaționismul | |||
2 | Vitalism - teoria generării spontane a vieții | |||
3 | Teoria panspermiei | |||
4 | Teoria stării de echilibru | |||
5 | Teoria evoluției biochimice |
Pe baza analizei dvs., trageți o concluzie despre ce ipoteză a originii vieții pe Pământ este mai probabilă.
Dicționar terminologic
Viața este una dintre formele de existență a materiei, care apare în mod natural în anumite condiții în procesul dezvoltării sale. Organismele diferă de obiectele neînsuflețite prin metabolism, iritabilitate, capacitatea de a se reproduce, crește, dezvolta, regla compoziția și funcțiile, diferitele forme de mișcare, adaptabilitatea la mediu etc.
Abiogeneza este teoria conform căreia lucrurile vii pot apărea din lucruri nevii.
Într-un sens larg, abiogeneza este o încercare de a imagina apariția viețuitoarelor din cele nevii.
Biogeneza este teoria conform căreia lucrurile vii pot apărea numai din viețuitoare.
Vitalismul este o teorie conform căreia există o „forță de viață” peste tot, pe care trebuie doar să „respiri”, iar neînsuflețitul va deveni viu.
Creaționismul este teoria conform căreia viața a apărut ca urmare a unui eveniment supranatural din trecut, ceea ce înseamnă cel mai adesea creație divină.
Panspermia este o teorie conform căreia „semințele vieții” au fost aduse pe Pământ din spațiu împreună cu meteoriți sau praf cosmic.
Coacervatele sunt complexe proteice izolate din masa de apă, capabile să facă schimb de substanțe cu mediul și să acumuleze selectiv diverși compuși.
Probionții sunt organisme heterotrofe primitive care au apărut în „bulionul primordial”.
8. Rezumând
Viața este doar o scânteie în întuneric nesfârșit: va apărea, va pâlpâi și va dispărea pentru totdeauna.
În comparație cu infinitul timpului, durata vieții umane este doar un moment în mod dispărut de scurt, dar asta este tot ceea ce ni se oferă aici.
Prin urmare, trebuie să ne conducem viața în lumina eternității și să ne petrecem timpul și talentele în lucruri de valoare eternă.
Teme pentru acasă. Pregătiți răspunsurile la următoarele întrebări sub formă de prezentare:
1. Care este valoarea vieții?
2. Care este sensul vieții umane?
3. De ce este necesar să protejăm viața?
Una dintre cele mai importante întrebări care a ocupat mintea oamenilor de știință și a oamenilor obișnuiți de mulți ani este problema apariției și dezvoltării diversității formelor de viață de pe planeta noastră.
În prezent, teoriile pot fi clasificate în una din cele 5 mari grupe:
- Creaționismul.
- Generare spontană a vieții.
- Ipoteza de stare de echilibru.
- Panspermie.
- Teoria evoluției.
Fiecare dintre concepte este interesant și neobișnuit în felul său, așa că cu siguranță ar trebui să vă familiarizați cu ele mai detaliat, deoarece originea vieții este o întrebare la care fiecare persoană gânditoare dorește să știe răspunsul.
Creaționismul se referă la credința tradițională că viața a fost creată de o ființă supremă - Dumnezeu. Conform acestei versiuni, dovada că toată viața de pe Pământ a fost creată de o minte superioară, indiferent cum se numește, este sufletul. Această ipoteză a apărut în vremuri foarte străvechi, chiar înainte de întemeierea religiilor lumii, dar știința încă neagă viabilitatea acestei teorii a originii vieții, deoarece prezența unui suflet în oameni este de nedemonstrat, iar acesta este principalul argument al creaționismului. apologeti.
Ipoteza originii spontane a vieții a apărut în Orient și a fost susținută de mulți filosofi și gânditori celebri ai Greciei Antice și Romei. Potrivit acestei versiuni, viața poate, în anumite condiții, să aibă originea în substanțe anorganice și obiecte neînsuflețite. De exemplu, carnea putrezită poate adăposti larve de muște, iar noroiul umed poate adăposti mormoloci. De asemenea, această abordare nu rezistă criticilor din partea comunității științifice.
Ipoteza pare să fi apărut odată cu apariția oamenilor, deoarece sugerează că viața nu a avut originea - ea a existat întotdeauna în aproximativ aceeași stare în care se află acum.
Această teorie este susținută în principal de cercetările paleontologilor care găsesc dovezi din ce în ce mai vechi ale vieții pe Pământ. Adevărat, strict vorbind, această ipoteză iese oarecum în evidență din această clasificare, deoarece nu atinge deloc o astfel de întrebare precum originea vieții.
Ipoteza panspermiei este una dintre cele mai interesante și controversate. Conform acestui concept, ca urmare a faptului că, de exemplu, microorganismele au fost oarecum introduse pe planetă. În special, cercetările unui om de știință care a studiat meteoriții Efremovka și Murchisonsky au arătat prezența rămășițelor fosilizate de microorganisme în substanța lor. Cu toate acestea, confirmarea acestor studii nu există.
Din această grupă aparține și teoria paleocontactului, care afirmă că factorul care a declanșat originea și dezvoltarea ei a fost o vizită pe Pământ a extratereștrilor care au adus microorganisme pe planetă sau chiar au populat-o în mod specific. Această ipoteză devine din ce în ce mai răspândită în întreaga lume.
În cele din urmă, una dintre cele mai populare explicații ale originii vieții este despre aspectul evolutiv și dezvoltarea vieții pe planetă. Acest proces este încă în desfășurare.
Acestea sunt principalele ipoteze care încearcă să explice originea vieții și diversitatea ei. Niciuna dintre ele nu poate fi încă acceptată sau respinsă fără echivoc. Cine știe, poate că în viitor oamenii vor mai rezolva această ghicitoare?