- •23.09.2015. Тема 4
- •История земли - эволюция жизни
- •(Глобальная эволюция и метаморфозы материи и вещества.)
- •Этапы эволюции материи.
- •Приблизительно 4,5 миллиардов лет назад наша планета уже имела первичную атмосферу из водорода (h2) и гелия (He).
- •(В расшифровке и применении терминов биогенез и абиогенез есть коварная “подводная” часть – не раскрыта в необходимой полноте суть понятий живого и неживого).
- •Дополнительно. Имена
- •Уровень интеграции, достигнутый составляющими мат (матрикс) микроорганизмами, превосходит уровень, наблюдаемый в обычных экосистемах в наше время.
- •Возможно, вирусы с их способностью включаться в клеточный геном и покидать его, были активными участниками эволюции и оптимизации генетического материала всех живых существ на Земле.
- •Дополнительно
- •Микромир и микроорганизмы.
- •Дополнительно
- •Так какое время можно считать временем появлением (началом) живого на Земле?
- •Живые организмы и неживая природа подчиняются одним и тем же базовым законам физики и химии.
Живые организмы и неживая природа подчиняются одним и тем же базовым законам физики и химии.
К настоящему времени накопилось много данных о самоорганизующихся неравновесных системах различных уровней сложности, начиная от самоорганизации сравнительно простых неорганических химических систем, где участвуют сравнительно небольшие молекулярные группы, до морфогенеза сложных живых систем. Например, возникновение химических часов — химических реакций с согласованным периодическим изменением концентрации реагентов (реакция Белоусова - Жаботинского). В случае химических часов все молекулы изменяют свое химическое тождество одновременно, через правильные промежутки времени. Похожие связи существуют и в живых системах
Можно привести примеры самоорганизации в окружающем нас мире. Так, нуклеиновые кислоты содержат информацию, необходимую для синтеза протеинов, а протеины, в свою очередь, синтезируют нуклеиновые кислоты.
Для живой материи характерно усложнение организации: возникновение химических веществ, формирование молекул и молекулярных связей, образование веществ, важных для дальнейшего развития процессов (например – кислот и оснований) синтез больших молекул, молекулярных комплексов, клеток и многоклеточных организмов.
Таким образом, живой организм — это упорядоченное состояние открытой неравновесной системы, находящейся в квазистационарном состоянии, для которой характерно минимальное возрастание энтропии. Следовательно, усложнение живых организмов в процессе эволюции определяется законами термодинамики неравновесных процессов и самоорганизации.
Если к оценке живого подходить с позиции физики неравновесных процессов и самоорганизации, то жизнь укладывается в рамки естественного подхода и может быть определена как высшее проявление последовательно происходящих в природе процессов самоорганизации (включающей в себя самосохранение и самовоспроизводство).
Начальные внешние условия и процессы эволюции не могут быть независимыми. Именно начальные условия определили наличие на Земле химических элементов, пригодных для построения биомолекул. Эти особенности, разрешившие формирование жизни, являются важнейшим отличием Земли от других планет Солнечной системы.
На ранней Земле органические соединения возникали из неорганики за счет энергии ультрафиолетовых лучей, электрических разрядов и тепловой энергии. Этот ранний период длилсяоколо 1 млрд лет (период химической эволюции). В это время условия, существовавшие на Земле, обеспечили прохождение абиотического синтеза аминокислот, жирных кислот, пуринов, пиримидинов, углеводородов.
Эти данные позволяют предположить, что среди органических молекул, которые находились на ранней Земле, присутствовали молекулы, которые послужили строительными блоками для живых систем. Особенно важны для понимания эволюции живой материи на Земле находки в древнейших осадочных формациях (3,5–3,4 млрд лет) строматолитов, представляющих собой результат жизнедеятельности прокариотного сообщества. Это указывает на одновременное появление в благоприятных условиях не одного организма, а целой экосистемы.
В природе не существует какого-то особого механизма эволюции для живой материи. Живая материя так же, как и неживая, принимает форму, разрешенную условиями. Так, радиальная форма кроны больших растений с вертикальным стволом “разрешается” гравитацией, а торпедовидная форма дельфинов — плотностью среды.
Самоорганизация Вселенной продолжает неуклонно повышаться. В эволюционных процессах живой и неживой материи прослеживается общая закономерность - формированию новых форм материи служит предшествующее им образование менее сложных. Эволюция Земли – это эволюция живого: старое способствует возникновению нового, новое изменяет условия, в которых существование старого становится затрудненным и оно исчезает.
(Заметим, что эволюция видов не есть линейный процесс, сопоставимый с равномерным движением. Механизм эволюции действует по эстафетному принципу: изменение внешних условий приводит к изменению функций какой либо подсистемы организма, а изменение функций подсистемы с некоторой временной задержкой инициирует изменение соответствующих органов или элементов системы. Однако эти изменения сопряжены с жизнедеятельностью оставшихся без изменения подсистем и их функций, что вызывает обратную реакцию к восстановлению статус-кво наиболее динамичных элементов системы. Поэтому в эволюционирующих биологических системах действует отрицательная обратная связь: чем больше изменений – тем больше системных механизмов сопротивляются этим изменениям. Такой консерватизм в видовой жизнедеятельности получил название “эволюционного стазиса”. Последний является сдерживающим фактором при действии на биообъект каких либо случайных либо несущественных внешних факторов)
Путь создания живого - единый во Вселенной, так же, как и путь построения протонов, нейтронов, атомов водорода, гелия, углерода, кислорода. Формирование жизни - естественный и логичный этап развития материи, всей существующей материи.
