52. Что означает саморазвитие каталистических систем? Теория Руденко.

Элементарная открытая каталитическая система – это целостный, неделимый в функциональном отношении объект – кинетический континуум. Каталитическая система открытая, так как условием её существования является непрерывный обмен веществ и энергией с окружающей средой.

Деструктивный процесс, поступающих извне веществ, осуществляемый системой, поддерживает ее организацию и способствует ее изменениям.

Элементарная открытая каталитическая система является временным образованием, так как существует за счет работы химического процесса против сил равновесия. Поэтому вне этого взаимодействия она существовать не может. Элементарный химический состав и химическое строение, механизм реагирования сами по себе не позволяют охарактеризовать поведение данного кинетического континуума, если они не связаны с эволюционно значимыми изменениями системы – изменениями её каталитической активности.

Теория саморазвития элементарных открытых каталитических систем выдвинута профессором МГУ А. П. Руденко в 1964 г. Это синтез субстратного и функционального подходов.

Сущность теории: химическая эволюция – саморазвитие каталитических систем, следовательно, эволюционируют катализаторы. В ходе реакции происходит естественный отбор каталитических центров, обладающих наибольшей активностью. Новые катализаторы появляются не за счет захвата их из внешней среды, а за счет их саморазвития.

Саморазвитие и самоорганизация каталитических систем происходит за счет постоянного потока трансформируемой энергии. А так как источник энергии – базисная реакция, то максимальные преимущества в эволюции получают системы, развивающиеся на базе экзотермических реакций.

Таким образом, базисная реакция – не только источник энергии, необходимой для работы системы, но и орудие отбора наиболее прогрессивных эволюционных изменений катализаторов.

Теория решает в комплексе вопросы о:

• движущих силах и механизме эволюционного процесса - о законах химической эволюции,

• об отборе элементов и структур и их причинной обусловленности,

• об уровне химической организации и иерархии химических систем в процессе эволюции.

Ряд химических процессов вообще невозможно провести без участия катализаторов. Наиболее сложным случаем катализа являетсяавтокатализ, возникающий при каталитическом воздействии продукта реакции на вступающие в нее исходные вещества. Таким образом, на химическом уровне организации материи возникает способность многократного самоускорения, изменения и развития.

53.Перечислите основные теории возникновения жизни.

Существуют следующие пять основных групп теорий о происхождении жизни.

Креационизм, утверждающий, что жизнь была создана сверхъестественным существом (Богом, космическим разумом и т.п.), к этому направлению примыкают теологи и философы-идеалисты. Этот процесс был произведен один раз, больше он не повторится и поэтому не доступен экспериментальной проверке. Поэтому эту теорию обычно выносят за рамки научного исследования.

Остальные направления материалистичны.

Теория самопроизвольного зарождения - жизнь самозарождается при создании для этого подходящих условий, и это на протяжении всей истории Земли на ней происходило неоднократно, однако попытки создания жизни в искусственных лабораторных условиях (в «пробирке») химическим путем пока не удались.

Теория стационарного состояния. Жизнь существовала всегда, и только изменялись ее формы.

Теория панспермии. Жизнь на Землю была занесена из космоса, поскольку в нем зародыши жизни и белковые элементы непрерывно переносятся с планеты на планету (основание – найденные на метеоритах органические соединения).

Теория биохимической революции - жизнь произошла естественным путем в результате саморазвития химических и физических процессов (примыкает ко второй группе теорий).

Последняя группа теорий в настоящее время является господствующей. Согласно ней биологической эволюции предшествовала длительная химическая эволюция – возникновение все более сложных химических соединений.

54. Чем отличается теория биохимической эволюции от теории самопроизвольного (спонтанного) зарождения жизни? Какие условия считаются необходимыми для возникновения жизни в результате биохимической эволюции?

Самопроизвольное зарождение. Согласно этой теории жизнь возникла и возникает неоднократно из неживого вещества. Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне, Египте. Аристотель, которого часто называют основателем биологии, развивая более ранние высказывания Эмпедокла об эволюции живого, придерживался теории самопроизвольного зарождения жизни. Он считал, что «…живое может возникать не только путем спаривания животных, но и разложением почвы». С распространением христианства эта теория оказалась в одной проклятой церковью «обойме» с оккультизмом, магией, астрологией, хотя и продолжала существовать где-то на заднем плане, пока не была опровергнута экспериментально в 1688 г. итальянским биологом и врачом Франческо Реди. Принцип «Живое возникает только из живого» получил название в науке Принципа Реди. Так складывалась концепция биогенеза, согласно которой жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни. В середине 19 в. Л. Пастер окончательно опроверг теорию самопроизвольного зарождения и доказал справедливость теории биогенеза.

Теория биохимической эволюции. Жизнь возникла в специфических условиях древней Земли в результате процессов, подчиняющимся физическим и химическим законам.

Согласно данным современной науки возраст Земли составляет примерно 4,5-5 млрд.лет. В далеком прошлом условия на Земле коренным образом отличались от современных, что обусловило определенное течение химической эволюции, которая явилась предпосылкой для возникновения жизни. Другими словами, собственно биологической эволюции предшествовала предбиотическая эволюция, связанная с переходом от неорганической материи к органической, а затем к элементарным формам жизни. Это было возможным в определенных условиях, которые имели место на Земле в то время, а именно:

• высокая температура, порядка 4000⁰С;

• атмосфера, состоящая из водяных паров, СО₂, СН_3, NH₃;

• присутствие сернистых соединений (вулканическая активность);

• высокая электрическая активность атмосферы;

• ультрафиолетовое излучение Солнца, которое беспрепятственно достигло нижних слоев атмосферы и поверхности Земли, поскольку озоновый слой еще не сформировался.

Следует подчеркнуть одно из важнейших отличий теории биохимической эволюции от теории самопроизвольного (спонтанного) зарождения, а именно: согласно этой теории жизнь возникла в условиях, которые для современной биоты непригодны.