1.Подходы к определению сущности жизни.

Все определения «жизни» можно свести к 2 группам:

1. Жизнь - субстрат, носитель свойств жизни

2. Жизнь рассматривается как совокупность физико-химических процессов.

«Жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которых является постоянный обмен веществ с окружающей его природой, причем с прекращением обмена – прекращается и жизнь, и белок разрушается»

«С обменом веществ мы не продвигаемся вперед, т.к. объясняя им жизнь, мы должны сначала определить, что такое обмен веществ».

Энгельс

Ф. Энгельс:

1.самообновление

2. обмен веществ

Жизнь – активно идущий процесс с затратой внешней энергии на поддержание и самовоспроизведение специфической структуры, которая основана на белках, диполимерах

=> необходима связь с окружающей средой.

По обмену веществ можно разделить на 2 группы:

1. Автотрофы – сами синтезируют органику и неорганики.

Разделение идет по источнику энергетического синтеза:

• фотоавтотрофы (растения, цианобактерии)

самая важная реакция: СО₂+Н₂О (на земле много; 0,03% в проветренном помещении, 2-3%-после лекции)^hv -> С₆Н₆О₆ (первое органическое вещество, благодаря живым организмам может активно изменяться) + O₂ (имеет биогенное происхождение)

• хемоавтотрофы (СО₂+Н₂О -> С₆Н₆О₆ + S)

2. Гетеротрофы (другое питание)- организмы, которые для построения своих собственных органич. в-в используют другие органич. в-ва.

Облигатные = обязательные - нет другого способа питания

Факультативные – при необходимости переходят на другой способ питания (эвглена зеленая)

В воздухе N₂ – 79%

С возникновением жизни в биосфере этот процесс идет в направлении усложнения, экономии, устойчивости. Жизнь стремится свести к min безвозвратные обмены в-в.

• С планетарной точки зрения, жизнь можно рассматривать как способ стабилизации существования геохимических циклов на земле.

Жизнь (по степени организации живого): молекулярный, клеточный, тканевой, организменный, популяционный, видовой, биогеоценотический, биосферный.

3.Основные гипотезы о происхождении жизни.  Принцип актуализма.  1. Креационизм (жизнь была создана неким сверхъестественным существом)

День 1 (вначале Бог сотворил небо и землю, да будет свет-день и ночь)

День 2 (твердь- небо и вода, суша- земля и море) День 3 (трава и деревья)

День 4 (светило – солнце и луну) День 5 (пресмыкающиеся, птицы, рыбы и другие звери)

День 6 (человек- главный- мужчина и женщина)

2. Жизнь возникала неоднократно из неживого в-ва.

3. Гипотеза стационарного состояния (жизнь состояла всегда)

4. Панспермия (жизнь занесена из вне)

5. Биохимическая эволюция (суть- жизнь возникла 1 раз в результате процессов подчиняющимся физическим и химическим законам)

Принцип актуализма- говорит о том, что процессы, которые предшествовали возникновению жизни совершались на основе тех же самых физических и химических законов, которые действуют и сейчас.

Происхождение жизни связано с последовательным и вероятным протеканием определенных химич. и физич. процессов.

13 век Оккам- англ. философ- « Битва Оккама»- не умножай сущностей сверх необходимого.

-выбирая из нескольких гипотез нужно начинать с самой простой. Если мы увидим, что она не работает, то нужно переходить к сложной. Нет никаких данных, которые говорили бы о том, что 5 млн. лет назад физические и химические законы были другими.

Смотрим при помощи геологии на древние породы земли (Австралия, Кольский п-ов), также исследуем дальние звезды (смотрят на сотни млн. лет назад, т.к. свет идет быстро, но все-таки с конечной скоростью). Вселенная возникла примерно 25 млрд. лет назад - считали раньше, но по современным представлениям- 14 млрд. лет назад.

5.Этапы становления жизни – химическая, предбиологическая и биологическая эволюция. Асимметрия органических молекул в живых организмах. =6 вопросу

7.Дискретность и целостность – два фундаментальных свойства организации жизни на Земле. Конвариантная репликация как специфическое для жизни свойство.  Дискретность - живые объекты относительно обособлены друг от друга (более того, каждая клетка состоит из дискретных частей).

Целостность – все дискретные единицы могут существовать без взаимодействия.

• один из важнейших принципов орган. жив. в-в.

• внутреннее единство объекта; возникают новые свойства и закономерности

Нельзя говорить о свойствах организма, клетки из его строения. При объединении возникают новые свойства (свойства кирпичей и свойство дома).

Целостность и дискретность есть и в неживой природе

Целостности живого организма в процессе эволюции

Сохраняется в живой природе стремление к упорядоченности (отрицательная энтропия).

Уникальность проявления целостности и дискретности является в том, что отсутствует полное соответствие двух предметов => «Конварио» - делать пестрым.

Конвариантная репликация – единственное специфическое свойство жизни. В основе лежит процесс воспроизведения – репликация путем матричного синтеза. В ходе матричного синтеза происходят ошибки копирования = мутации => копии отличаются друг от друга. Есть репаративные ферменты, которые исправляют ошибки, но их деятельность сосем не на 100%, появляется некая разнокачественность особей => отличаются и возможностям приспосабливаться к условиям среды.

Конвариантная репликация также может возникать и у кристаллов => небольшое количество вариантов.

Закон философии – переход из количества в качество.

Количественные изменения (разноколичественность) – предпосылки для естественного отбора => конвариантные проявления предпосылка для эволюции. 9.Начальные этапы биологической эволюции. Гипотеза симбиогенеза в связи с происхождением эукариот. 

Биологическая эволюция

Вся жизнь идет из единого источника, возник. некий предшественник, формы сушеств. разделились на 3 ветви:

1. археи (больше всего черт протоорганизмов и резко отличаются от эубактерий и цианобактерий). Являются и анаэробами и аэробами.

2. эубактерии

3. цианобактерии

У прокариот не возникает многоклеточность, это может быть связано с тем, что у них нет центриолей и митотического веретена (митотическое веретено ориентирует в пространстве клетку, деление идет нехаотично, ориентирование => возникают клеточные ансамбли); клеточная оболочка значительно препятствуют межклеточным воздействием (а в многоклеточной клетки взаимодействуют).

3-3,5 млрд. лет назад – возникает круговорот в-в биосфере, но он не совершенен. Сейчас биомасса разлагалась биотическим путем, а раньше физическими и химическими абиогенными факторами – возникновение горючих полезных ископаемых (горючие сланцы, нефть, газ) => эти запасы невозобновляемые, т.к. то что было образовано ранее разлагалось другим способом.

Прокариоты не могли быть хищниками или сапрофитами (не может поедать друг друга). Сейчас у хищных бактерий есть наружное пищеварение – поглощают более мелкие молекулы. У прокариот нет актина и миозина, которые обеспечивают подвижность цитоплазмы у эукариот => не могут образовывать псевдоподий (выростов) и не могут т.о. поглощать крупные частицы.

Около 2 млрд лет назад появляются эукариоты, как из архебактериий, так и из эубактерий. Полифилитическое развитие – много ветвей развития. Появл. эукариот усоверш. круговорот в-ва за счет быстрого возвращения С в круговорот. Особая роль – появл. аэробов - хищников эукариот, которые приобрели актин-миозиновую с-му, могли заниматься хищничеством. С появлением хищных эукариот резко уменьшилось кол-во образуемых полезных ископаемых.

Эукариоты сод. полноценное ядро и V клетки в 800-100 р. больше, чем у прокариот. Для норм. выполнения жизненных ф-ций потребовался мембранный аппарат. У прокариот спец. мембранных структур не было, но были выпячивания цитоплазм мембраны. С ↑ V выпячиваний не достаточно => эукариоты образуют мембранные структуры для отграничения этих структур от цитоплазмы. Многие структуры возникли не в результате внутриклет. дифференц., а в результате эндосимбиоза аэробных и анаэробных прокариот.