Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Геохим.деят-ть шпоры.docx
Скачиваний:
16
Добавлен:
08.06.2020
Размер:
35.16 Mб
Скачать
  1. Современные представления о возникновении и эволюции микробной жизни на Земле

Среди естественно-материалистических концепций наиболее на­учно значимыми являются две гипотезы: теория панспермии и эволю­ционная теория. Теория панспермии выдвигает идею о внеземном происхождении жизни. Ее основоположником был С. Аррениус, который еще в 1907 году высказал мысль о том, что жизнь на нашу планету была занесена в виде спор бактерий с космической пылью, благодаря давлению сол­нечных или звездных лучей. Позже изучение метеоритов и комет показало присутствие в них некоторых органических соединений. Однако, доводы в пользу их биологической природы пока не кажутся ученым достаточно убедительными. Наиболее общепризнанной в настоящее время является гипотеза А.И. Опарина, выдвинутая им в 1924 году. Сущность ее состоит в том, что жизнь на Земле явилась следствием процесса усложнения химиче­ских соединений до уровня возникновения абиогенным путем органи­ческих соединений и образования живых организмов, находящихся во взаимодействии с окружающей средой. То есть жизнь - это результат химической эволюции на нашей планете. Позже в 1929 году анало­гичное предположение было выдвинуто и английским ученым Дж. Холдейном. В соответствии с гипотезой Опарина - Холдейна в проис­хождении жизни на Земле можно выделить шесть основных этапов: 1. Образование первичной атмосферы из газов, послуживших ос­новой для синтеза органических веществ. 2. Абиогенное образование простых органических веществ (таких моно­меров, как аминокислоты, мононуклеотиды, сахара).  3. Полимеризация мономеров в полимеры - полипептиды и полинуклеотиды.

Было выявлено, что растворенные в воде протеиноиды обладают слабой ферментативной активностью. Из этого следует, что, видимо, полученные абиогенным путем амино­кислоты "первичного бульона", концентрируясь в испаряющихся во­доемах, высушивались под действием солнечных лучей и формирова­ли белковоподобные вещества-протеиноиды.

4. Образование протобионтов - предбиологических форм слож­ного химического состава, имеющих некоторые свойства живых су­ществ.

Следующим шагом по пути возникновения жизни стало образова­ние фазово-обособленных открытых систем – коацерватов в силу присущей всем высокомолекулярным веществам способности самопроизвольно концентрироваться не в виде осадка, а в виде отдельных капель высо­комолекулярных веществ - коацерватов в присутствии электролитов. Благодаря более высокой концентрации органических веществ в коацерватах, а, следовательно, более тесному расположению их молекул, резко увеличивалась возможность их взаимодействия и расширялись возможности органического синтеза. Коацерваты некоторым свойствам внешне напоминают живые образования. Однако, в них отсутствует основной признак живого - это генетиче­ски закрепленная способность воспроизведения себе подобных и упо­рядоченный обмен с окружающей средой. 5. Возникновение примитивных клеток. Эволюция протобионтов шла по пути возникновения более сложно организованных систем - протоклеток, у которых происходило усо­вершенствование каталитической функции белков, формирование ре­акции матричного синтеза и на основе последнего воспроизведение себе подобных, возникновение клеточных мембран с избирательной проницаемостью и стабилизация параметров обмена веществ. Протоклетки в большом количестве накапливались в водоемах, усекаясь на дно, где они оказывались защищенными от губительного действия ультрафиолетовых, лучей. 6. Биологическая эволюция возникших живых существ. Первые организмы были гетеротрофами, поглощающими органи­ческие вещества первичного океана. Однако по мере размножения ор­ганизмов запасы органических веществ иссякали, а синтез новых не поспевал за потребностями. Началась борьба за пищу, когда выживали более стойкие и более приспособленные. Случайно приобретаемые в результате наследственной изменчиво­сти особенности строения и обмена веществ привели к появлению первых клеток. При этом в условиях все уменьшающихся запасов ор­ганических веществ у некоторых организмов возникла способность к самостоятельному синтезу органических веществ из простых неорга­нических соединений окружающей среды. Энергию, необходимую для этого, некоторые организмы стали освобождать путем простейших химических реакций окисления и восстановления. Так возник хемо­синтез.

Позже на базе наследственной изменчивости и отбора возник фотосинтез. Таким образом, у части живых существ произошла переориентировка на усвоение энергии Солнца. Это были прокариоты типа сине-зеленых водорослей и бак­терий. С развитием фотосинтеза в атмосфере стал накапливаться свобод­ный кислород и возник новый путь освобождения энергии - Кисло­родное расщепление. Кислородный процесс в 20 раз эффективнее бескислородного, что создало предпосылки к быстрому прогрессивному развитию организмов. Увеличение количества О2 в атмосфере и его ионизация с образо­ванием озонового слоя уменьшили количество ультрафиолетовой ра­диации, достигающей Земли. Это повысило устойчивость преуспе­вающих форм жизни и создало предпосылки выхода их на сушу. В настоящее время общепризнано, что вскоре после возникновения жизни она разделилась на три корня – надцарства: архе-бактерии, бактерии и эукариоты. Больше всего черт, присущих протоорганизмам, сохранили архебактерии.

Они обитают в бескислородных илах, кон­центрированных растворах соли, горячих вулканических источниках. Согласно симбиотической гипотезе, основой для эволюции эукариот послужило объединение крупных безъядерных прокариотических клеток, живущих за счет брожения, с аэробными бактериями, Способ­ными использовать кислород при помощи процесса дыхания. По-видимому, такой симбиоз был взаимовыгодным и закрепился на наследственной основе. Надцарство эукариот разделилось на царства растений, животных и грибов. В проблеме происхождения есть много не решенных до конца во­просов; 1) возникновение полупроницаемых мембран клетки; 2) воз­никновение рибосом; 3) возникновение генетического кода, универ­сального для всего живого на Земле; 4) возникновение энергетическо­го механизма летки с использованием АТФ и другое.