Контрольные вопросы:

В чем главное различие эволюционных концепций Ж.Б Ламарка и

Ч. Дарвина ?

Что такое мутация ?

Кто автор хромосомной теории и в чем ее суть?

Литература :

5,8,9, 21,22, 23, 24__

Лекция 14. Гипотезы происхождения органической жизни на земле

Вопрос о происхождении жизни на Земле интересовал ученых с древних времен. Так, Аристотель считал, что живые организмы могут спонтанно (самопроизвольно) возникать из неживого материала ( черви – из почвы, мухи - из гнилого мяса).

Опроверг точку зрения Аристотеля итальянский врач и естествоиспытатель Ф. Реди, в ХУП веке провозгласив принцип «живое – только из живого» (опыты Реди). Окончательное доказательство правоты Ф.Реди принадлежит Л. Пастеру (золотая медаль Французской Академии наук, описание колбы Пастера). Заслуга Ф.Реди состоит еще и в том, что он поколебал незыблемые, казалось, основы креационизма – концепции божественного создания жизни, которой придерживалось большинство философов и естествоиспытателей того времени.

В пользу третьей концепции - стационарного состояния – высказы- ваются противники эволюции (таковые имеются и в настоящее время):жизнь существовала всегда, у нее не было начала, поэтому нечего и обсуждать. Однако концепция биологической эволюции достаточно серьезно аргументирована, и отрицать ее нелогично (см. Лекцию 13)

Четвертая концепция – панспермия – это идея внеземного, космического происхождения жизни. Ее автор – шведский химик С. Аррениус, ее поддерживал и наш выдающийся соотечественник, основоположник геохимии и автор учения о биосфере В.И. Вернадский, принадлежавший к русским космистам. Аргументами в пользу этой концепции являются обнаруженные в космических объектах - метеоритах – органические соединения, которые могли сыграть роль «предшественников живого», а также найденные на глубинах до 3000 м в литосфере и на высотах до 25 км в стратосфере живые споры (об этих клетках см. в Лекции 12). Правда, остается открытым вопрос о том, откуда споры появились в Космосе. Далее сторонники этой концепции вступают уже в область фантастики : существуют целые Галактики, в которых планетные системы генерируют эти «семена жизни», и они затем разносятся по Вселенной; там, где они попадают в благоприятные условия, начинает развиваться жизнь.

Наконец, пятая концепция - биохимическая : органическая жизнь зародилась на Земле случайно, однократно, 3,5 мрд лет назад из неорганического материала. В лекции 10 «Науки о Земле» уже было сказано о блестящем опыте С. Миллера и Г. Юри, которые, пропустив через смесь газов, соответствующую составу атмосферы первозданной Земли, получили аминокислоты. Это говорит о том, что такой путь возникновения органических соединений был возможен. В связи с этим возникает следующий вопрос : как был подобран существующий в настоящее время набор из 20 аминокислот ? Возможно, существовали и другие генетические коды, определяющие другие наборы аминокислот, но соответствующие им эволюционные линии оборвались, не выдержав конкуренции с другими линиями, которым удалось выжить

Биохимическую гипотезу выдвинули независимо русский биохимик А.И. Опарин в 1924 г. и английский ученый Дж. Холдейн в 1929 г.Основным химическим элементом, лежащим в основе состава всех живых организмов, является углерод. Оба автора предложили более или менее вероятные механизмы, с помощью которых из углерода, кислорода, водорода и азота могли синтезироваться почти все мономеры, необходимые живой клетке. Напомним, что в атмосфере первозданной Земли не было свободного кислорода, и возникшие органические вещества могли накопиться в достаточных количествах в первобытном океане. Идеи Опарина и Холдейна не были поддержаны большинством ученых того времени, считавших, что Л.Пастер раз и навсегда доказал невозможность самопроизвольного зарождения живого из неживого. Однако доказательство Пастера касается современных условий с окислительной обстановкой, а в биохимической концепции речь идет об условиях первозданной Земли с восстановительной обстановкой. В настоящее время биохимическая концепция А.И. Опарина и Г. Холдейна является общепринятой. В соответствии с этой гипотезой, процесс возникновения жизни можноразделить на пять этапов :

Образование планеты (примерно 4,5 млрд. лет назад) с газовой оболочкой, в которой было сырье для возникновения органических соединений.

Синтез органических соединений (аминокислот, сахаров, органических оснований, жиров) из неорганического сырья.

Полимеризация образовавшихся мономеров с получением белковых и полинуклеотидных цепей в водной среде.

Накопление органических биополимеров в Мировом океане и образование «коацерватных капель» с собственной индивидуальностью, отделенных от водной среды оболочкой из жироподобных веществ.

Возникновение репродуктивного аппарата, т.е. способности к размножению. Появление жизни на Земле - это возникновение нуклеиновых кислот, именно здесь лежит граница неживого и живого.

Первые примитивные клетки были безъядерными (пробионты) и питались имеющимися в «первозданном бульоне» органическими веществами или своими собратьями, т.е. были гетеротрофами. Далее живые организмы, ставшие предками растений, «научились» улавливать солнечную энергию и запасать ее в химических связях органических веществ, т.е. стали автотрофами. Таким образом, уже через миллиард лет после образования планеты, в архее, на ней появились живые организмы, способные к самовоспроизведению. В протерозое появляются клетки, имеющие оформленное ядро (эукариоты). Первые ядерные организмы были одноклеточными (простейшими). Далее появились многоклеточные. В течение архея и протерозоя жизнь развивалась в водной среде, и только в палеозойскую эру вышла на сушу. Весьма существенно отметить, что эволюция не только творила новые, более приспособленные и сложные формы жизни, но сохраняла и некоторые старые, т.е. шла путем создания разнообразия живых организмов (породив млекопитающих и цветковые растения, она сохранила бактерии и сине-зеленые водоросли, т.е. прокариотов).

Контрольные вопросы:

В чем суть концепции панспермия и кто ее автор ?

Кто выдвинул биохимическую гипотезу происхождения жизни ?

Когда и где зародилась жизнь на Земле ?

Литература:

5, 8, 9, 21__