Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
конспект біологія.doc
Скачиваний:
1105
Добавлен:
09.02.2016
Размер:
1.28 Mб
Скачать

Основні положення еволюційного вчення ч.Дарвіна

Еволюція, за Дарвіном, полягає в безперервних пристосувальних змінах видів. Він вважав, що всі сучасні види є нащадками вимерлих предкових форм. Еволюція відбувається на основі спадкової мінливості під дією борьби за існування, результатом якої є природний добір.

Спадкова ( за Ч.Дарвіном – невизначена) мінливість – це зміни, які виникають у кожного організму індивідуально, незалежно від змін довкілля, і передаються нащадкам. Від спадкової мінливості Дарвін відрізняв неспадкову (визначену), яка проявляється у всіх особин виду однаково під дією певного чинника і зникає у нащадків, коли дія цього чинника припиняється.

Оскільки невизначена (спадкова) мінливість сама по собі не має пристосувального характеру (неадаптована), то повинен існувати певний природний механізм, який забезпечує пристосування організмів до умов довкілля. Цей механізм Дарвін вбачав у борьбі за існуваннята природному доборі.

Борьба за існування, за Дарвіном, це вся сукупність взаємозв’язків між особинами і різними факторами довкілля. Він в перше звернув увагу, що темпи росту населення збільшуються в геометричній прогресії, тоді як засоби для існування – лише в арифметичній, а також здатність організмів до розмноження, як наслідок, різке збільшення їхньої чисельності перебуває в протиріччі зі сталістю ресурсів біосфери.

За Дарвіном, є такі форми борьби за існування: внутрішньовидова, міжвидова та з чинниками неживої пироди. Він вважав, що найгостріша, внутрішньовидова борьба між особинами одного виду за їжу, місця розмноження, територію. Міжвидова борьба проявляється у стосунках між особинами різних видів. Чим ближчі екологічні ніші видів, тим гостріше проявляється конкуренція між ними. Взаємодія з чинниками неживої природи також призводить до загибелі більшої частини особин: силіні вітри здувають безліч крилатих комах із узбережжя на морські простори, де вони гинуть. Наслідком борьби за виживання є природний добір, який проявляється у переважаючому виживанні і розмноженні найпристосованіших до умов існування організмів певного виду. Однією з форм природного добору Дарвін вважав статевий добір – явище суперництва особин однієї статі за паруванням з особинами іншої у багатьох тварин, переважно хребетних.

Гіпотеза Опаріна

У 1923 р. А.І Опарін, виходячи з теоретичних міркувань, запропонував думку, що органічні речовини, можливо вуглеводні, могли створюватися в океані з більш простих сполук. Енергію для цих процесів постачала інтенсивна сонячна радіація, головним чином ультрафіолетове випромінювання, що падало на Землю до того, як утворився шар озону, який став затримувати велику її частину. На думку Опаріна, різноманітність простих сполук, що знаходилися в океанах, площа поверхні Землі, доступність енергії і масштаби часу дозволяють передбачити, що в океанах поступово накопичувалися органічні речовини і утворився «первісний бульйон», в якому могло виникнути життя.

У 1953 р. Стенлі Міллер у ряді експериментів моделював умови, що приблизно існували на первісній Землі. У створеній ним установці йому вдалося синтезувати багато речовин, що мають важливе біологічне значення, в тому числі ряд амінокислот, аденін і простий цукор, такий як рибоза. Після цього Орджел в Інституті Солка в схожому експерименті синтезував нуклеотидні ланцюга довжиною в шість мономірних одиниць (прості нуклеїнові кислоти).

Виникнення подібних з'єднань в природі є досить очікуваним. Амінокислота гліцин (складова частина білків) має досить нескладну формулу C2H5NO2. Тому у навіть у місячному ґрунті та метеоритах Оргейл, Муррей та Мерчисон були виявлені амінокислоти: гліцин, глутамін, аланін, аспаргін, серін. Однак у жодному з дослідів Міллера та інших дослідників не вдавалось синтезувати всі 20 амінокислот (кількість амінокислот у живих організмах) одночасно. Крім цього концентрація амінокислот в "бульйоні" була всеж занадто малою (бл. 2%). У випадку якби ці реакції відбувались у невеликій водоймі, цим речовинам загрожувало би звичайне розсіяння.

Також слід відзначити, що умови в яких Стенлі Міллер проводив свої досліди були все ж досить далекі до природніх. Наприклад у дослідах Міллера один і той самий об'єм газів піддавався дії електричних розрядів протягом тижня. Це означало, що реальна тривалість контакту газів з електричним розрядом у порівнянні з блискавкою була перевищена у мільйони разів.

Окрему проблему також становить твердження про відсутність кисню в первинній атмосфері Землі. Це твердження все ще вважається досить суперечливим для сучасної науки. А при наяавності кисню синтез складних сполук вважається неможливим. Ці та інші проблеми змусили в 1960-х роках шведських вчених — хіміка Л. Сіллен та геолога М. Руттен відкинути концепцію "первинного бульйону" як хімічно невірогідну.

Пізніше виникло припущення, що в первинній атмосфері у відносно високої концентрації містився двоокис вуглеводу. Нещодавні експерименти, проведені з використанням установки Мілера, в яку вмістили суміш CO2 і H2O, і тільки слідові кількості інших газів, дали такі ж результати, які отримав Мілер. Теорія Опаріна завоювала широке визнання, але вона не вирішує проблеми, пов'язані з переходом від складних органічних речовин до простих живих організмів. Саме в цьому аспекті теорія біохімічної еволюції представляє загальну схему, прийнятну для більшості біологів.

Опарін вважав, що вирішальна роль в перетворенні неживого в живе належала білкам. Завдяки амфотерності білків вони здібні до утворення колоїдних гідрофільних комплексів - притягають до себе молекули води, що створюють навколо них оболонку. Ці комплекси можуть відособлюватися від водної фази, в якій вони суспендировані, і утворювати свого роду емульсію. Злиття таких комплексів один з одним призводить до відділення колоїдів від середовища - процес, званий коацервацією. Багаті колоїдами коацервати, можливо, були здатні обмінюватися з навколишнім середовищем речовинами і вибірково нагромаджувати різні сполуки, особливо кристалоїди. Колоїдний склад даного коацервату, очевидно, залежав від складу середовища. Різноманітність складу «бульйону» в різних місцях вела до відмінностей в складі коацерватів і постачала таким чином сировину для «біохімічного природного добору».

Передбачається, що в самих коацерватах речовини вступали в подальші хімічні реакції; при цьому відбувалося поглинання коацерватами іонів металів і утворення ферментів. На межі між коацерватами і середовищем шикувалися молекули ліпідів, що призводило до утворення примітивної клітинної мембрани, що забезпечувала коацерватам стабільність. Внаслідок включення в коацерват передіснуючої молекули, здатної до самовідтворення і внутрішньої перебудови покритого ліпідною оболонкою коацервата, могла виникнути первинна клітина. Збільшення розмірів коацерватів і їх фрагментація, можливо, вели до утворення ідентичних коацерватів, які могли поглинати більше компонентів середовища, так, що цей процес міг продовжуватися. Така гадана послідовність подій повинна була призвести до появи примітивного самовідтворюваного гетеротрофного організму, що харчувався органічними речовинами первинного бульйону. Хоч цю гіпотезу походження життя визнають дуже багато які вчені, у деяких вона викликає сумніви через велику кількість допущень і припущень. Астроном Фред Хойл нещодавно висловив думку, що думка про виникнення життя внаслідок описаних вище випадкових взаємодій молекул «так само безглузда й неправдоподібна, як твердження, що ураган, що пронісся над сміттєвим звалищем, може привести до збирання Боїнга-747». Саме важке для цієї теорії пояснити появу здатності живих систем до самовідтворення. Гіпотези з цього питання поки малопереконливі.