ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

РЕФЕРАТ

Тақырыбы:Тіршіліктің абиогендік жолмен пайда болу гипотизасы

ОРЫНДАҒАН: Кәрім Ж.Р. ТЕКСЕРГЕН:

АЛМАТЫ 2015ж.

Тақырыбы:Тіршіліктің абиогендік жолмен пайда болу гипотизасы

Жоспар:

І.Кіріспе бөлімі: а)Тіршіліктің пайда болуының қадамдары

ІІ.Негізгі бөлімі: а) Тіршіліктін қалыптасу кезеңдері

ә)Тіршіліктің тарихи дамуы туралы көзқарастар және теориялар

б) Тіршіліктің абиогендік жолмен пайда болу гипотизасы

ІІІ. Қорытынды бөлімі: а)Тіршілік

Қолданылған әдебиеттер:

Сәтімбеков Р. «Биология» Алматы 2007ж. М.Х.Шығаева, Ә.Т.Қанаев. «Микробиология  және  вирусология» Саяси түсіндірме сөздік. Алматы 2007

І.Кіріспе

Тіршілік деген ерекше жүйе.

“Тіршіліктің басы қашан басталады”, деген сұраққа жауап беру үшін, “тіршілік дегеніміз не” деген сұраққа жауап беруіміз керек. Тіршілік дегеніміз - “кез келген организмнің өзінің орнына ұрпақ қалдыру, өзгеру және  осы өзгерістерді қайта өндіру қасиеті” дегеніміз дұрыс болар. Бұл қасиеттер энергия мен информация беруді жүзеге асырады. Органикалық заттардың молекулалары органикалық емес заттарға қарағанда ірілеу және күрделірек, сондықтан олар түрлі өзгерістерге тез ұшырай алады.Үздіксіз өзгерістер мен осы өзгерістердің сақталып, жаңарып отыруы жердегі тіршіліктің ерекше қасиеті болып табылады. Органикалық емес заттар болса өздерін - өздері қайта жасай алмайды. Геологиялық жыныстардан табылған қазба қалдықтар осыдан 3.3 млрд жыл бұрын теңіздерде қарапайым өсімдіктер – көк-жасыл балдырлардың болғандығын көрсетіп отыр. Жердің базальтты литосферасының жасы 4.5 млрд жыл деп саналады. Сол кездерде де  жоғарыда айтылғандай құрамында оттегі жоқ алғашқы атмогидросфера қалыптаса бастаған, басқа сөзбен айтқанда, бір клеткалы ядросыз организмдер пайда болғанға дейін 1 млрд жылдай үзіліс болған. Пайда болған алғашқы мұхит органикалық қосылыстардың химиялық реакциялары жүретін және тіршіліктің химиялық эволюциясы үшін қажетті тамаша орта болды. Оның үстіне, бос оттегі мен озон қабаты болмағандықтан Күннің ультракүлгін сәулелері құрлық пен мұхит беттеріне жақсы түсті. Бұл сәулелер мен найзағай жарқылдарынан алғашқы атмогидросферада аминқышқылдарының түзілуіне қажетті энергия бөлінді, ал үздіксіз түзілген аминқышқылдары алғашқы мұхитты “сорпаға”айналдырды. Түзілген амин қышқылдарының молекулалары бір-бірімен соғылысып, қосылып белок молекулаларын, ал олар одан да күрделі көмірсутектерді түзді. Дәл осылай химиялық эволюция биохимиялық эволюцияға ұласты деп жорамалдануда. Ғалымдардың басым көпшілігі белок молекулаларының түзілуінің себебі алғашқы мұхиттағы амин қышқылдарының “кездейсоқ” соқтығысулары деп есептейді. Бұл жерде “кездейсоқ” деген сөзді “ықтималдылығы өте төмен” немесе “тіпті мүмкін емес” деген мағынада қарастырмау қажет. Алғашқы атмосферада амин қышқылдарының түзілуіне жеткілікті концентрациясының қалыптасуы жайлы сөз қозғағанда, бұл процесті статистикалық заңдылық ретінде қарастыруымыз қажет. Кез келген кездейсоқ жағдай, ықтималдылығы қандай да төмен болғанның өзінде, оның болу мүмкіндігі әрекеттер көбейген сайын артады. Сондықтан алғашқы мұхиттың амин қышқылдарының қоспасынан тұратын “сорпа” болғандығын қарастырсақ, онда олардан белок молекулаларының түзілуі кездейсоқтық емес, тіпті заңдылық деп қарастыру қажет. Ал егер бұған 1 млрд жылдан асатын уақыт мерзімін қоссақ, Жердің пайда болғанынан бастап организмдердің палеонтологиялық қалдықтары табылғанға дейін амин қышқылдарынан белок молекуларларының түзілу мүмкіндігін болжау  аса қиын

Белок молекулалары  оттегісіз ортада бір-бірімен қосылып, күрделеніп, прокариоттар деп аталатын алғашқы тірі бір клеткалы ядросыз организмдерді түзді. Алайда, ең маңыздысы ферментация процесі пайда болуы болды. Қазіргі кезде біз бақылап отырған ферментация үрдісі, оттегісіз ортада өмір сүретін қарапайым ағзаларда жүреді.Ферментация кезінде көмірсутегілер бөлініп, қайта құралады. Бұл кезде жылу түрінде аздаған энергия бөлінеді, осы реакция кезінде пайда болатын өнімдердің бірі – көмірқышқыл газы болып саналады. Осы көмірқышқыл газы ферментация не басқа химиялық реакциялар нәтижесінде түзілген жоқ па? Алғашқы мұхиттағы заттарға қосылған көмірқышқыл газы организмдердің тіршілік ету ортасына жаңа қасиеттер беруі мүмкін. Фотосинтез процесіне де мүмкіндік беруі мүмкін. Барлық жасыл өсімдіктерге тән бұл үрдіс су, көмірқышқыл газы мен өсімдіктер сіңірген күн сәулесінің энергиясынан түрлі органикалық қосылыстар түзеді. Алайда алғашқы фотосинтездеуші организмдер қазіргі кезде жер бетінде тіршілік ететін, шын мәнінде балдырлар емес, бактериялар болып саналатын көк-жасыл балдырлар сияқты болса керек. Дәл қазір Жерде олардың ролі айтарлықтай емес, ал ол кезде Жерде тек сол балдырлар мен оларға жақын организмдер көптеп тіршілік еткен. Біртіндеп олар фотосинтез процесінің нәтижесінде қоршаған. Ғылыми зерттеу еңбектері бойынша Құс жолы галактикасына жататын Жер ғаламшары бұдан 4,5—5 млрд жыл бұрын газды-шаңды тұманнан пайда болған.Жер бетінде тіршіліктің пайда болуы үшін ғарыштық және ғаламшарлық кейбір алғышарттар қажет. Ол үшін ғаламшардың өзіне тән мөлшері болу шарт. Ғаламшардың мөлшері тым үлкен болса, табиғи радиоактивті заттардың атомдық ыдырауынан бөлінген энергияның әсерінен ғаламшар өте кызып кетуі мүмкін. Ғаламшардың тым қызып кетуі қоршаған ортаның радиоактивті заттармен ластануына жағдай жасайды. Ал ғаламшардың мөлшері тым кіші болса, ол өз айналасындағы атмосфераны ұстап тұра алмайды. Ғаламшарлар жұлдыздарды орбита бойынша айнала қозғалуы аркылы тұрақты түрде және біркелкі мөлшерде өзіне қажетті энергия алып тұруы тиіс. Ғаламшарға энергия ағысы бір калыпты түспесе тіршіліктің пайда болуы мен дамуы мүмкін емес. Өйткені тірі ағзалардың тіршілігі белгілі бір температуралық жағдайда ғана жүріп отырады.

Кіріспені қорытындылап айтқанда, Жер ғаламшарында тіршіліктің пайда болуының алғышарттарына — ғаламшардың қажетті мөлшері, энергия және белгілі температуралық жағдайлар жатады.Ғалымдардың зерттеу еңбекері бойынша , Тіршілік­­–күн жүйесіндегі жер ғаламшарында шамамен 4,5-5 млрд. жыл бұрын пайда болған. ­ Жерде тіршілік қалай пайда болғанын жүз пайызды сенімділікпен ешқандай ғалым , зерттеушілер айта алмайды. Бірақ , тіршілік қалай пайда болғанын зерттеу арқылы жорамалдамалар , көзқарастар бар(мысалы: тіршілік – жаратушыдан , тіршілік - газды-шаңды тұманнан пайда болған).

­­­-

Іі.Негізгі бөлімі: а) Тіршіліктін қалыптасу кезеңдері

Жер бетінде тіршіліктің пайда болуы туралы қазіргі  кездегі  көзқарас биопоэз теориясы деп аталады (биохимиялық эволюция теориясы деп те атайды). Бұл теорияны 1947 жылы ағылшын ғалымы Дж. Бернал ұсынды. Дж. Бернал биогенездің үш кезеңін ажыратты.

Бірінші кезеңі : биологиялық мономерлердің абиогендік жолмен пайда болуы. Екінші кезеңі :биологиялық полимерлердің түзілуі. Үшінші кезеңі:менбраналы құрылымдар мен алғашқы ағзалардың (протобионттардың) пайда болуы.

Ғаламшардың терең қабаттарында заттардың өте баяу, бірақ төтенше күшті балқымалы қозғалыстары үнемі өтіп жатады. Жанартаудың атқылау белсенділігі, тау түзілу және континенттердің ығуы осыған байланысты жүзеге асады. Бұдан басқа ғаламшарлар қойнауында физикалық қана емес, орасан зор химиялық үдерістер жүріп жатады. Ғалымдар бүгінгі күні ғаламшарымыздың геологиялық белсенділігі біртіндеп жоғала бастауы жанартау өрекетінің көмескіленуімен толық дәлелдеді. Қоршаған ғарышка жылу беру төмендеп кетті. Қазіргі замандағы жанартау газының 15%-ы — көміркышкыл газына, 75%-ы — су  буы, калған 10°/о-ында метан СН4, аммиак NH3, күкірт косылыстары H₂S және SO₂, сондай-ақ «қышқыл тұман» және инертті газдардың үлесіне тиеді. Миллер өз тәжірибелерінде дәл осы қоспаларды пайдаланды. Мұндай атмосфераның қазіргі заманғыдан өте маңызды айырмашылығы бар, онда оттегі мен озон болмайды. Сондықтан тотығу (бүлдіру) үдерістері ағзалык және өзге заттардың оттегімен қосылуы болмайды. Ал озон кабатынсыз (қағарғысыз) ультракүлгін сәуле шашу түріндегі орасан мол Күн радиациясынан Жер беті быт-шыт болар еді.

Тіршіліктін қалыптасу кезеңдері

І-кезең. Ағзалық заттардың абиогенді синтезі. Бұл үдеріс Миллердің өз құтысында   қолдан жасағанындай алғашкы мұхитта және алғашқы  атмосферада өтті. Химиялық реакциялардың  энергия көзіне найзағай, ультракүлгін (атмосферада озон болмайды ғой) және ғарыштық сәуле шашу, радиоактивті белшектер, метеориттердегі соқпа толқын және жанартау белсенділігі  нәтижесіндегі  ғаламшар бетіндегі жоғары температура пайдаланылды. Кейін нәруыз түзе отырып, май, көмірсу және аминқышқылдар синтезделді. Тұңғыш мұхитта осы ағзашалардың (органика) бәрі болды. Мұхитта май, пептид, көмірсу және өзге ағзалықтар тамшысы болды емес пе, сондықтан А. Опарин дамудың бұл сатысын алғашқы сорпа (бульон) деп атады. Ағзашалар оттегінсіз тотыға алмайды. Бүгінгі кезде ашу және шіру үдерістерін қамтамасыз ететін бактериялар мен саңыраукұлактардың болмауынан заттардың ыдырауы болған жоқ. Мұндай ерітінділерде ағзалық молекулалар шексіз ұзақ жинакталып өмір сүре алатын болды.

ІІ-кезең. Коацервация үдерісі. Коацервация үдерісі. Жинақталған ағзашалар ұйымаға — коацерваттарга жинала бастады. Ерімейтін майлар қасиеттері және молекулалардың әр түрлі заряды есебінен тосқауылдар калыптаса түсті. Майлардан тұратын тірі зат жарғакшасының калыптасуы арқасында қоршаған ортадан құрылысы және энергетикалық деңгейі бойынша ерекшеленетін болды.

ІІІ-кезең. Коацерваттар эволюциясы, тірілік қасиеттердің көрініс беруі. Коацерваттар эволюциясы, тірілік қасиеттердің көрініс беруі. Ферменттік белсенділігі бар коацерваттар қалыптасу соңынан сірә олардың «өсу» және «көбею» үдерістері басталатын болса керек. Коацерваттар мұхиттағы май, нәруыз, көмірсу молекулаларын «сіңіріп», соның әсерінен өсті. Белгілі көлемге жеткен соң бөлініп, еншілес 2 «тамшыға» айналды. Біраз уақыттан соң даяр ағзашалар жеткіліксіз бола бастады. Кептеген ғалымдар тіршілік бұл қалпында бірнеше рет пайда болды деп те үйғарады. Даяр ағзашалардың барлығын «жеп», соңынан аштықтан қырылуы және жаңадан пайда болуы мүмкін. Коацерватты тамшылар шындығында тірі болған жоқ бірақ олар бәсекелесу және табиғи сұрыпталу жағдайларында өмір сүру үшін күрес жағдайында болып шықты. Сұрыптау аса тиімді, тез және қалдықсыз жүйеде жүргізілді.Коацерваттардың барлық 3 кезеңде қалыптасуы және қызмет атқаруы үлгілік тәжірибелерде сынақтәжірибелік қолдау тапты.

ІV-кезең. Алғашқы прокариотты жасушалардың пайда болуы. Алғашқы прокариотты жасушалардың пайда болуы. А. Опарин жазғандай, «протобионттардан өте қарапайым бактерияларға дейін табиғатта жүріп өткен жолы… амебадан адамға дейін жүріп өткен жолдан тіпті де кем емес». Бұл тіршілік қалыптасуындағы ең сыры белгісіз және күрделі кезең. Жай ғана тірілік қасиеті емес, алғашкы нағыз тірі ағзалар — прокариотты (ядросыз) жасушалар пайда болды.

Тұқым қуалау ақпаратын сақтап, тасымалдау үдерістері табиғи жолмен қалыптасқандығы туралы жанама дәлелдеулер өте кеп. Солардың бірі- ғаламшарымыздағы ағзалардың генетикалық кодының біртұтастығы. Бұдан басқа биохимиялық үдерістердің табиғи эволюциясына гликолиздің (глюкозаның оттегінсіз ыдырау үдерісі) химиялык тұрғыдан ағзалардың барлық тобында бірдей болу дерегі дәлел бола алады. Осы кезеңде энергия алу жолы ретінде фотосинтез пайда болды. Фотосинтездейтін пигменті бар цианобактериялар күн жарығы энергиясын пайдалана алды. Бұл биоcфераның ағзалык заттардың абиогендік синтезі үдерісіне бір рет қана емес, мүлде тәуелсіз болуына мүмкіндік берді.Фотосинтездеушілер тәрізді  гетеротрофты  прокариоттар шоғырлы формалар түзді. Көптеген шоғырлы бактериялар мен көк-жасыл балдырлар осы күнге дейін ойдағыдай емір сүруде. Алайда прокариоттарға кепжасушалылардын, жолымен дамудың сәті түспеді.

V-кезең. Эукариотты, көпжасушалылардың пайда болуы, тірі ағзалардың дүниеге бөлінуі. Эукариотты , көпжасушалылардың пайда болуы, тірі ағзалардың дүниеге бөлінуі. Эукариоттың (ядролы жасушалардың) пайда болуын нағыз дәлелдейтін көңілге қонымды теория — эндосимбиоз теориясы. Бұл теория бойынша ірі прокариотты, бәлкім жыртқыш жасуша тым ұсақ бактерияны, мүмкін дианобактерияны жұтып жіберді. Әлдеқандай себеппен ол қорытылмай ұзақ жатты да едәуір уақыт жасуша ішінде тіршілік етті. Цианобактерия фотосинтездеді және артық мөлшердегі ағзашаны (энергияны) ірі жасушаны қоршаған цитоплазмаға бөліп шығарды. Мұндай бірлесіп өмір сүру өзара пайдалы болып шықты — хлоропластары бар алғашқы жасушалар түзілді. Басқа желінген бактерияның фотосинтезге бейімділігі болмады, бірақ ол ірі жасушаның коректік заттарын тиімді қорытты. Шамамен митохондрия осылай пайда болды. Бұдан кейін эукариоттардың әр түрлі энергия көзін пайдаланатын өсімдіктер мен жануарларға бөліну үдерісі басталады. Бұған қатарлас эукариоттың шоғырлы формалары мөлшерін ұлғайтуға ұмтылып, цитоплазмаларын біріктірді. Осының нәтижесінде көпжасушалылар пайда болды.