Pôvod života na Zemi: teórie, hypotézy, koncepty. Vznik a počiatočné štádiá vývoja života na Zemi

1. Úvod
2. Koncept stvorenia
3. Teória panspermie
4. Evolucionistický koncept
5. Záver
6. Bibliografia

Problém vzniku života na Zemi a možnosti jeho existencie v iných oblastiach Vesmíru už dlho priťahuje pozornosť vedcov a filozofov, ako aj obyčajných ľudí. vzadu posledné roky záujem o tento „večný problém“ výrazne vzrástol.

Pôvod života je jednou z najzáhadnejších otázok, ktorej vyčerpávajúcu odpoveď pravdepodobne nikdy nedostaneme. Mnohé hypotézy a dokonca aj teórie o vzniku života, vysvetľujúce rôzne aspekty tohto javu, stále nedokážu prekonať podstatnú okolnosť – experimentálne potvrdiť skutočnosť vzniku života. moderná veda nemá priame dôkazy o tom, ako a kde život vznikol. Existujú len logické konštrukcie a nepriame dôkazy získané modelovými experimentmi a údaje z oblasti paleontológie, geológie, astronómie atď.

Teórie o pôvode života na Zemi sú rôzne a ani zďaleka nie sú spoľahlivé. Najčastejšie teórie pôvodu života na Zemi sú:

1. Život bol vytvorený nadprirodzenou bytosťou (Stvoriteľom) v určitom čase (kreacionizmus).
2. Život vznikal opakovane z neživej hmoty (spontánne pokolenie).
3. Život sa na našu planétu dostáva zvonka (panspermia).
4. Život vznikol ako výsledok procesov, ktoré sa riadia chemickými a fyzikálnymi zákonmi (biochemická evolúcia).

Koncept stvorenia

Kreacionizmus (z lat. creaсio - stvorenie) je filozofický a metodologický koncept, v rámci ktorého sa celá rozmanitosť organického sveta, ľudstva, planéty Zem, ako aj sveta ako celku, považuje za zámerne stvorenú nejakou superbytosťou (Stvoriteľ ) alebo božstvo. Neexistuje žiadne vedecké potvrdenie tohto pohľadu: v náboženstve sa pravda chápe prostredníctvom Božieho zjavenia a viery. Proces stvorenia sveta je koncipovaný tak, že prebehol len raz, a preto je neprístupný pozorovaniu.

Stúpenci takmer všetkých najbežnejších náboženských učení sa hlásia k teóriám kreacionizmu (najmä kresťania, moslimovia, židia). Podľa tejto teórie sa pôvod života vzťahuje na nejakú konkrétnu nadprirodzenú udalosť v minulosti, ktorú možno vypočítať. V roku 1650 arcibiskup Ussher z Armaghu v Írsku vypočítal, že Boh stvoril svet v októbri 4004 pred Kristom. e. a svoje dielo ukončil 23. októbra o 9. hodine ráno stvorením človeka. Asher získal tento dátum sčítaním veku všetkých ľudí spomínaných v biblickej genealógii, od Adama po Krista. Z hľadiska aritmetiky to dáva zmysel, no ukazuje sa, že Adam žil v dobe, keď, ako ukazujú archeologické nálezy, na Blízkom východe už existovala dobre rozvinutá mestská civilizácia.

Tradičná židovsko-kresťanská myšlienka o stvorení sveta, uvedená v Knihe Genezis, vyvolávala a stále vyvoláva kontroverzie. Existujúce rozpory však nevyvracajú koncepciu stvorenia. Hypotézu stvorenia nemožno dokázať ani vyvrátiť a vždy bude existovať spolu s vedeckými hypotézami o pôvode života.

Teória spontánneho generovania (sebaorganizácie)

Táto teória o pôvode života na Zemi bola rozšírená v r Staroveká Čína, Babylon a Egypt ako alternatíva ku kreacionizmu, s ktorým koexistoval. Náboženské učenia všetkých čias a všetkých národov zvyčajne pripisovali vzhľad života tomu či onomu tvorivému činu božstva. Veľmi naivne vyriešili túto otázku aj prví bádatelia prírody. Aristoteles (384-322 pred n. l.), často oslavovaný ako zakladateľ biológie, zastával teóriu spontánneho vytvárania života. Dokonca aj pre takú výnimočnú myseľ staroveku, akou bol Aristoteles, nebolo ťažké prijať myšlienku, že zvieratá – červy, hmyz a dokonca aj ryby – môžu vzniknúť z bahna. Naopak, tento filozof tvrdil, že každé suché telo, zmoknutie a naopak, každé mokré telo, ktoré sa stane suchým, rodí zvieratá.

Podľa Aristotelovej hypotézy o samovoľnom vytváraní určité „častice“ hmoty obsahujú akýsi „aktívny princíp“, ktorý za vhodných podmienok dokáže vytvoriť živý organizmus. Aristoteles mal pravdu, keď si myslel, že táto účinná látka je obsiahnutá v oplodnenom vajíčku, ale mylne sa domnieval, že je prítomná aj v slnečnom svetle, blate a hnijúcom mäse.

Množstvo diel patriacich do 16. a 17. storočia podrobne popisuje premenu vody, kameňov a iných neživých predmetov na plazy, vtáky a zvieratá. Grindel von Ach dokonca poskytuje obrázok žiab vytvorených z májovej rosy a Aldrovand dáva kresby, ktoré ukazujú, ako sa vtáky a hmyz rodia z konárov a plodov stromov.

Už v roku 1688 taliansky biológ a lekár Francesco Redi, ktorý žil vo Florencii, pristupoval k problému vzniku života prísnejšie a spochybnil teóriu spontánneho generovania. Dr. Redi jednoduchými pokusmi dokázal neopodstatnenosť názorov o samovoľnom vytváraní červov v hnijúcom mäse. Zistil, že malé biele červy sú larvy múch. Po vykonaní série experimentov získal údaje potvrdzujúce myšlienku, že život môže vzniknúť len z predchádzajúceho života (koncept biogenézy).

Pokiaľ ide o živé bytosti viditeľné voľným okom, predpoklad spontánneho generovania sa ukázal ako neudržateľný. Ale na konci XVII storočia. Kircher a Leeuwenhoek objavili svet najmenších tvorov, neviditeľných voľným okom a rozlíšiteľných iba mikroskopom. Tieto „najmenšie živé zvieratá“ (ako Leeuwenhoek nazval baktérie a nálevníky, ktoré objavil) možno nájsť všade tam, kde došlo k rozkladu, v dlhodobom odvare a infúziách rastlín, v hnijúcom mäse, vývare, v kyslom mlieku, vo výkaloch, v plakoch. len aby sa na nejaký čas dali na teplé miesto rýchlo sa kaziace látky a okamžite sa v nich rozvinuli mikroskopické živé bytosti, ktoré tam predtým neboli.Táto myšlienka bola silne potvrdená v polovici XVIII storočia pri pokusoch škótskych kňaz Needham. Needham vzal mäsový vývar alebo odvar z rastlinných látok, umiestnil ich do tesne uzavretých nádob a krátko povaril. V tomto prípade sa podľa Needhama všetky embryá, nové, nemohli dostať zvonku, pretože nádoby boli tesne uzavreté. Napriek tomu sa po určitom čase v tekutinách objavili mikróby. Z toho spomínaný vedec usúdil, že bol prítomný pri fenoméne spontánneho generovania.

Proti tomuto názoru sa postavil ďalší vedec, Talian Spallanzani. Opakovaním Needhamových experimentov sa presvedčil, že dlhšie zahrievanie nádob obsahujúcich organické kvapaliny ich úplne dehydruje. V roku 1765 uskutočnil Lazzaro Spallanzani nasledujúci experiment: po varení mäsových a zeleninových vývarov niekoľko hodín ich okamžite zapečatil a potom ich odstránil z ohňa. Po preskúmaní kvapalín o niekoľko dní neskôr v nich Spallanzani nenašiel žiadne známky života. Z toho usúdil, že vysoká teplota zničila všetky formy živých bytostí a že bez nich by nič živé nemohlo vzniknúť.

Medzi zástupcami dvoch protichodných názorov sa rozpútal ostrý spor. Spallanzani tvrdil, že tekutiny v Needhamových experimentoch neboli dostatočne zahriate a embryá živých bytostí tam zostali. Na to Needham namietal, že tekutiny nezohrieval príliš málo, ale naopak, Spallanzani ich zohrieval príliš veľa a takouto hrubou metódou zničil „generujúcu silu“ organických nálevov, ktorá je veľmi vrtkavá a vrtkavá.

Louis Pasteur sa v roku 1860 zaoberal problémom pôvodu života. V tom čase už urobil veľa v oblasti mikrobiológie a dokázal vyriešiť problémy, ktoré ohrozovali serikultáciu a vinárstvo. Dokázal tiež, že baktérie sú všadeprítomné a neživé materiály môžu byť ľahko kontaminované živými bytosťami, ak nie sú správne sterilizované. V množstve experimentov ukázal, že všade, a najmä v blízkosti ľudských obydlí, sa vo vzduchu preháňajú tie najmenšie choroboplodné zárodky. Sú také ľahké, že sa voľne vznášajú vo vzduchu, len veľmi pomaly a postupne klesajú k zemi.

V dôsledku série experimentov založených na metódach Splanzaniho Pasteur dokázal platnosť teórie biogenézy a nakoniec vyvrátil teóriu spontánneho generovania.

Záhadný výskyt mikroorganizmov v pokusoch predchádzajúcich výskumníkov vysvetlil Pasteur buď neúplnou dekontamináciou média, alebo nedostatočnou ochranou tekutín pred prenikaním choroboplodných zárodkov. Ak sa obsah banky dôkladne prevarí a potom sa ochráni pred choroboplodnými zárodkami, ktoré by sa do banky mohli dostať vzduchom prúdiacim do banky, tak v sto prípadoch zo sto tekutina nezhnije a nedochádza k tvorbe mikróbov.

Pasteur používal širokú škálu metód na dehydratáciu vzduchu prúdiaceho do banky: vzduch buď kalcinoval v sklenených a kovových trubiciach, alebo chránil hrdlo banky bavlnenou zátkou, v ktorej boli všetky najmenšie častice suspendované vo vzduchu. zachytený, alebo nakoniec vzduch prešiel cez tenkú sklenenú trubicu, ohnutú do tvaru písmena S; v tomto prípade boli všetky jadrá mechanicky zadržané na mokrom povrchu ohybov trubice.

Kdekoľvek bola ochrana dostatočne spoľahlivá, nebol pozorovaný výskyt mikróbov v kvapaline. Možno však dlhodobé zahrievanie chemicky zmenilo prostredie a stalo sa nevhodným na podporu života? Pasteur ľahko vyvrátil aj túto námietku. Do nezohriatej tekutiny, cez ktorú prechádzal vzduch a ktorá následne obsahovala choroboplodné zárodky, hodil vatovú tyčinku - tekutina rýchlo hnila. Preto sú varené infúzie celkom vhodnou pôdou na vývoj mikróbov. Tento vývoj sa neuskutočňuje len preto, že neexistuje žiadny zárodok. Akonáhle embryo vstúpi do tekutiny, okamžite vyklíči a poskytne bujnú úrodu.

Pasteurove experimenty s istotou ukázali, že nedochádza k spontánnej tvorbe mikróbov v organických infúziách. Všetky živé organizmy sa vyvíjajú z embryí, to znamená, že pochádzajú z iných živých bytostí. Potvrdenie teórie biogenézy však vyvolalo ďalší problém. Keďže na vznik živého organizmu je potrebný ďalší živý organizmus, odkiaľ sa potom vzal úplne prvý živý organizmus? Iba teória ustáleného stavu nevyžaduje odpoveď na túto otázku a vo všetkých ostatných teóriách sa predpokladá, že v určitom štádiu histórie života došlo k prechodu od neživého k živému.

Teória panspermie

Teória o vzniku života na zemi panspermia (grécky panspermía - zmes všetkých druhov semien, od pán - všetci, všetci a spérma - semeno) neponúka žiadny mechanizmus na vysvetlenie prvotného vzniku života, ale predkladá tzv. teóriu o jeho mimozemskom pôvode, preto ju nemožno považovať za teóriu vzniku života, keďže prenáša problém vzniku na iné miesto vo vesmíre. Teória presviedča, že život mohol vzniknúť raz alebo viackrát v rôznych časoch a v rôznych časoch rôzne časti galaxie alebo vo vesmíre na podloženie tejto teórie používajú opakované objavovanie sa UFO, skalné umenie ako rakety, astronauti a stretnutia s mimozemšťanmi. Ruskí a americkí nasledovníci vo vesmíre veria, že vznik života v našej slnečnej sústave je zanedbateľný. Neposkytujú však žiadne informácie o možnosti života v tomto systéme. V zložení meteoritov a komét sa našli kyanogény, kyselina kyanovodíková, organické zlúčeniny - prekurzory živých vecí, ktoré mohli hrať úlohu semien, ktoré padli na holú zem.

Jedným z prvých, ktorí vyjadrili myšlienku kozmických základov, bol nemecký lekár G. E. Richter v roku 1865, ktorý tvrdil, že život je večný a jeho základy možno prenášať z jednej planéty na druhú. Táto hypotéza úzko súvisí s hypotézou ustáleného stavu. Vychádzajúc z myšlienky, že malé častice tuhej hmoty (kozmozoány), oddelené od nebeských telies, sa nachádzajú všade vo svetovom priestore, vyššie uvedený autor predpokladal, že súčasne s týmito časticami, možno po ich prilepení, sú prenášané životaschopné zárodky mikroorganizmov. Takto sa dajú tieto embryá preniesť z jedného nebeského telesa obývaného organizmami do druhého, kde ešte nie je život. Ak sú na tomto druhom už vytvorené priaznivé životné podmienky v zmysle vhodnej teploty a vlhkosti, potom embryá začínajú klíčiť, vyvíjať sa a následne sa stávajú predkami celého organického sveta tejto planéty.

Táto teória si vo vedeckom svete získala mnoho priaznivcov, medzi ktorými boli aj takí vynikajúci myslitelia ako G. Helmholtz, S. Arrhenius, J. Thomson, P. P. Lazarev a i.. Jej obhajcovia sa snažili najmä vedecky podložiť možnosť takejto teórie. transfer embryí z jedného nebeského telesa do druhého, pri ktorom by bola zachovaná životaschopnosť týchto embryí. Koniec koncov, v konečnom dôsledku je hlavnou otázkou práve to, či spór dokáže absolvovať takú dlhú a nebezpečnú cestu, akou je let z jedného sveta do druhého bez toho, aby zomrel, pričom si zachoval schopnosť klíčiť a vyvinúť sa v nový organizmus.

Koncom 60. rokov sa popularita tejto teórie obnovila. Bolo to spôsobené tým, že pri štúdiu meteoritov a komét bolo objavených veľa „prekurzorov života“ - organické zlúčeniny, kyselina kyanovodíková, voda, formaldehyd, kyanogény. V roku 1975 sa v lunárnej pôde a meteoritoch našli prekurzory aminokyselín. Zástancovia panspermie ich považujú za „semená zasiate na Zemi“.

Novodobí prívrženci koncepcie panspermie (vrátane nositeľa Nobelovej ceny anglického biofyzika F. Cricka) sa domnievajú, že život na Zemi priniesli na Zem náhodne alebo zámerne vesmírni mimozemšťania pomocou tzv. lietadla. Dôkazom toho sú opakované pozorovania UFO.

Pohľad astronómov C. Wickramasingh (Srí Lanka) a F. Hoyle (Veľká Británia) sa pripája k hypotéze panspermie. Veria, že vo vesmíre, najmä v oblakoch plynu a prachu, sú mikroorganizmy prítomné vo veľkom množstve. Ďalej sú tieto mikroorganizmy zachytené kométami, ktoré potom pri prechode v blízkosti planét „zasievajú zárodky života“.

Vo všeobecnosti záujem o teóriu panspermie dodnes nezmizne.

Evolucionistický koncept

Prvú vedeckú teóriu o pôvode živých organizmov na Zemi vytvoril sovietsky biochemik A. I. Oparin (nar. 1894). V roku 1924 publikoval diela, v ktorých načrtol myšlienky o tom, ako mohol na Zemi vzniknúť život. Podľa tejto teórie život vznikol v špecifických podmienkach starovekej Zeme a Oparin ho považuje za prirodzený výsledok chemického vývoja zlúčenín uhlíka vo vesmíre.

Podľa Oparina možno proces, ktorý viedol k vzniku života na Zemi, rozdeliť do troch etáp:

1. Vznik organickej hmoty.
2. Tvorba biopolymérov (proteíny, nukleové kyseliny, polysacharidy, lipidy a pod.) z jednoduchších organických látok.
3. Vznik primitívnych samoreprodukujúcich sa organizmov.

Medzi modernými vedcami má najväčší počet priaznivcov teória biochemickej evolúcie. Zem vznikla asi pred piatimi miliardami rokov; Spočiatku bola jej povrchová teplota veľmi vysoká (4000 - 80000C). Ochladzovaním sa vytvoril pevný povrch (zemská kôra – litosféra). Atmosféru, ktorú pôvodne tvorili ľahké plyny (vodík, hélium), nedokázala nedostatočne hustá Zem efektívne zadržiavať a tieto plyny nahradili ťažšie plyny: vodná para, oxid uhličitý, amoniak a metán. Keď teplota Zeme klesla pod 1000C, vodná para začala kondenzovať a vytvárať svetové oceány. V tomto čase v súlade s myšlienkami A. I. Oparina prebiehala abiogénna syntéza, teda v pôvodných zemských oceánoch nasýtených rôznymi jednoduchými chemickými zlúčeninami, „v primárnej polievke“ pod vplyvom sopečného tepla, výbojov bleskov, intenzívnych ultrafialové žiarenie a ďalšie faktory prostredia začali syntézu zložitejších Organické zlúčeniny a potom biopolyméry. Vznik organických látok uľahčila absencia živých organizmov – konzumentov organickej hmoty – a hlavného ... oxidačného činidla ... - ... kyslíka. Komplexné molekuly aminokyselín sa náhodne spojili do peptidov, ktoré následne vytvorili pôvodné proteíny. Z týchto proteínov boli syntetizované primárne živé tvory mikroskopickej veľkosti.

Teória bola podložená, až na jeden problém, ktorý na dlhú dobu zatváral oči takmer pred všetkými odborníkmi v oblasti vzniku života. Ak spontánne, náhodnými syntézami bez templátov v koacerváte, vznikli jednotlivé úspešné konštrukcie proteínových molekúl (napríklad účinné katalyzátory, ktoré poskytujú výhodu tomuto koacervátu pri raste a reprodukcii), ako by sa potom mohli skopírovať na distribúciu v rámci koacervátu? a ešte viac pre prenos na potomkov koacervátov? Táto teória nedokázala ponúknuť riešenie problému presnej reprodukcie - v rámci koacervátu a po celé generácie - jednotlivých, náhodne sa vyskytujúcich účinných proteínových štruktúr.

IN V poslednej dobe Matematický výskum zasadil zdrvujúcu ranu hypotéze abiogénnej syntézy. Matematici vypočítali, že pravdepodobnosť spontánneho vygenerovania živého organizmu z blokov bez života je prakticky nulová. L. Blumenfeld teda dokázal, že pravdepodobnosť náhodného vzniku aspoň jednej molekuly DNA počas celej existencie Zeme je 1/10800. Moderný americký astrofyzik C. Wickramasinghe tak obrazne vyjadril nemožnosť abiogénnej syntézy: „Je rýchlejšie, že hurikán, ktorý sa prevalí nad cintorínom starých lietadiel, zostaví z kúskov šrotu úplne nový superliner, než z jeho komponentov vznikne život ako výsledok náhodného procesu."

Protirečia teórii abiogénnej syntézy a geologickým údajom. Akokoľvek ďaleko prenikneme do hlbín geologickej histórie, nenájdeme tu stopy „azoickej éry“, teda obdobia, keď na Zemi neexistoval život.

Pozemská forma života mimoriadne úzko súvisí s hydrosférou. Svedčí o tom prinajmenšom skutočnosť, že voda je hlavnou časťou hmoty akéhokoľvek suchozemského organizmu (človek sa napríklad skladá z viac ako 70% vody a organizmy, ako sú medúzy - 97-98%). Je zrejmé, že život na Zemi vznikol až vtedy, keď sa na nej objavila hydrosféra, a to sa podľa geologických informácií stalo takmer od začiatku existencie našej planéty. Mnohé z vlastností živých organizmov sú spôsobené práve vlastnosťami vody, zatiaľ čo voda samotná je fenomenálna zlúčenina. Voda je teda podľa P. Privalova kooperatívny systém, v ktorom je akákoľvek akcia distribuovaná „štafetovým“ spôsobom na tisíce medziatómových vzdialeností, čiže existuje „ďaleká akcia“.

Niektorí vedci sa domnievajú, že celá hydrosféra Zeme je v podstate jednou obrovskou „molekulou“ vody. Zistilo sa, že voda môže byť aktivovaná prirodzenými elektromagnetickými poľami pozemského a kozmického pôvodu (najmä umelými). Nedávny objav francúzskych vedcov o „pamäti vody“ bol mimoriadne zaujímavý. Možno skutočnosť, že biosféra Zeme je jediný superorganizmus, je spôsobená týmito vlastnosťami vody? Koniec koncov, všetky organizmy sú súčasťou, „kvapkami“ tejto supermolekuly suchozemskej vody.

Teraz je teda dôvod tvrdiť, že život na Zemi sa objavil od samého počiatku svojej existencie a podľa C. Wickraminghe vznikol „zo všetkého prenikajúceho všeobecného galaktického živého systému“.

Záver

Máme logické právo uznať zásadný rozdiel medzi živým a neživým? Sú v prírode okolo nás fakty, ktoré nás presviedčajú, že život existuje večne a s neživou prírodou má tak málo spoločného, ​​že by sa za žiadnych okolností nemohol sformovať, odlíšiť sa od nej? Dokážeme rozpoznať organizmy ako útvary úplne, zásadne odlišné od zvyšku sveta?

Biológia 20. storočia prehĺbil pochopenie základných čŕt živých, odhalil molekulárne základy života. V srdci moderného biologického obrazu sveta leží myšlienka, že živý svet je grandiózny systém vysoko organizovaných systémov.

Do modelov vzniku života sa nepochybne dostanú nové poznatky, ktoré budú čoraz viac opodstatnené. Ale čím kvalitatívne sa nové líši od starého, tým ťažšie je vysvetliť jeho pôvod.

Po preskúmaní hlavné teórie o pôvode života na Zemi sa mi zdala najpravdepodobnejšia teória stvorenia. Biblia hovorí, že Boh stvoril všetko z ničoho. Moderná veda prekvapivo pripúšťa, že všetko by mohlo vzniknúť z ničoho. „Nič“ sa vo vedeckej terminológii nazýva vákuum. Vákuum, ktoré fyzika devätnásteho storočia. považovaná za prázdnotu, podľa moderných vedeckých konceptov je to zvláštna forma hmoty, ktorá je schopná za určitých podmienok „zrodiť“ hmotné častice. Moderná kvantová mechanika pripúšťa, že vákuum sa môže dostať do „vzrušeného stavu“, v dôsledku čoho sa v ňom môže vytvoriť pole a z neho hmota.

Bibliografia

1. Bernal D. Pôvod života Príloha č.1: Oparin A.I. "Pôvod života". - M.: "Mir", 1969.
2. Vernadsky V.I. Začiatok a večnosť života. - M., 1989.
3. Naydysh V. M. Koncepty moderných prírodných vied. - M., 1999.
4. Oparin A. N. Vznik života na Zemi. - M., 1957.
5. Ponnamperuma S. Pôvod života. - M.: "Mir", 1977.
6. Smirnov I.N., Titov V.F. filozofia. Učebnica pre študentov vysokých škôl. - M.: Ruská ekonomická akadémia. Plechanov, 1998.
7. Yablokov A.V., Yusufov A.G. evolučná doktrína. - M.: Vyššia škola, 1988.

Podobný obsah

→

→

→

→

→

Hypotézy o vzniku života na Zemi.Život je jedným z najzložitejších prírodných javov. Od pradávna pôsobila tajomne a nepoznateľne – preto medzi materialistami a idealistami vždy prebiehal ostrý boj o otázky jej pôvodu. Prívrženci idealistických názorov považovali (a stále považujú) život za duchovný, nemateriálny začiatok, ktorý vznikol ako výsledok božského stvorenia. Materialisti naopak verili, že život na Zemi môže vzniknúť z neživej hmoty spontánnym vznikom (abiogenézou) alebo zavedením z iných svetov, t.j. je produktom iných živých organizmov (biogenéza).

Podľa moderných koncepcií je život procesom existencie zložitých systémov pozostávajúcich z veľkých organických molekúl a anorganických látok, ktoré sú schopné samy sa reprodukovať, rozvíjať a udržiavať svoju existenciu v dôsledku výmeny energie a hmoty s prostredím. .

S hromadením ľudských vedomostí o svete okolo nás, rozvojom prírodných vied, menili sa názory na vznik života, boli predložené nové hypotézy. Ani dnes však nie je definitívne vyriešená otázka vzniku života. Existuje veľa hypotéz o vzniku života. Najdôležitejšie z nich sú nasledovné:

Kreacionizmus (život stvoril Stvoriteľ);

Hypotézy spontánneho generovania (spontánne generovanie; život vznikal opakovane z neživej hmoty);

Hypotéza ustáleného stavu (život vždy existoval);

Hypotéza panspermie (život prinesený na Zem z iných planét);

Biochemické hypotézy (život vznikol v podmienkach Zeme ako výsledok procesov, ktoré sa riadia fyzikálnymi a chemickými zákonmi, t.j. ako výsledok biochemickej evolúcie).

Kreacionizmus. Podľa tejto náboženskej hypotézy, ktorá má prastaré korene, všetko, čo existuje vo Vesmíre, vrátane života, bolo stvorené jedinou Silou – Stvoriteľom v dôsledku niekoľkých činov nadprirodzeného stvorenia v minulosti. Organizmy, ktoré dnes obývajú Zem, pochádzajú zo samostatne vytvorených základných typov živých bytostí. Vytvorené druhy boli od začiatku výborne organizované a obdarené schopnosťou určitej variability v určitých hraniciach (mikroevolúcia). Stúpenci takmer všetkých najbežnejších náboženských učení sa držia tejto hypotézy.

Tradičná židovsko-kresťanská myšlienka o stvorení sveta, uvedená v Knihe Genezis, vyvolávala a stále vyvoláva kontroverzie. Existujúce rozpory však nevyvracajú koncepciu stvorenia. Náboženstvo, zvažujúc otázku vzniku života, hľadá odpoveď najmä na otázky "prečo?" a „na čo?“, a nie na otázku „ako?“. Ak veda vo veľkej miere využíva pozorovanie a experimenty pri hľadaní pravdy, potom teológia chápe pravdu prostredníctvom Božieho zjavenia a viery.

Proces božského stvorenia sveta je prezentovaný tak, že prebehol len raz, a preto je neprístupný pozorovaniu. V tomto ohľade nemožno hypotézu stvorenia dokázať ani vyvrátiť a vždy bude existovať spolu s vedeckými hypotézami o pôvode života.

Hypotézy spontánneho generovania. Po tisíce rokov ľudia verili v spontánnu generáciu života a považovali to za obvyklý spôsob objavenia sa živých bytostí z neživej hmoty. Verilo sa, že zdrojom spontánnej tvorby sú buď anorganické zlúčeniny, alebo rozkladajúce sa organické zvyšky. (koncept abiogenézy). Táto hypotéza kolovala v starovekej Číne, Babylone a Egypte ako alternatíva ku kreacionizmu, s ktorým koexistovala. Myšlienku spontánnej generácie vyjadrili aj filozofi starovekého Grécka a dokonca aj starší myslitelia, t. zdá sa, že je starý ako ľudstvo samo. Počas tak dlhej histórie bola táto hypotéza modifikovaná, ale stále zostala mylná. Aristoteles, často oslavovaný ako zakladateľ biológie, napísal, že žabám a hmyzu sa darí vo vlhkej pôde. V stredoveku sa mnohým „darilo“ pozorovať zrod rôznych živých tvorov, ako je hmyz, červy, úhory, myši, v rozkladajúcich sa či hnijúcich pozostatkoch organizmov. Tieto „fakty“ boli považované za veľmi presvedčivé, kým taliansky lekár Francesco Redi (1626-1697) nepristúpil k problému vzniku života dôslednejšie a nespochybnil teóriu spontánneho generovania. V roku 1668 urobil Redi nasledujúci experiment. Umiestnil mŕtve hady rôzne plavidlá a niektoré nádoby pokryl mušelínom a iné nechal otvorené. Rojace sa muchy nakladali vajíčka na mŕtve hady v otvorených nádobách; čoskoro sa z vajíčok vyliahli larvy. V zakrytých nádobách neboli žiadne larvy (obr. 5.1). Redi teda dokázal, že biele červy, ktoré sa objavujú v mäse hadov, sú larvy florentskej muchy a že ak je mäso uzavreté a je zamedzený prístup muchám, tak červy „nevyrobí“. Redi vyvrátil koncept spontánneho generovania a navrhol, že život môže vzniknúť len z predchádzajúceho života. (koncept biogenézy).

Podobné názory zastával aj holandský vedec Anthony van Leeuwen-hoek (1632-1723), ktorý pomocou mikroskopu objavil tie najmenšie organizmy neviditeľné voľným okom. Boli to baktérie a protisti. Leeuwenhoek navrhol, že tieto drobné organizmy alebo „zvieratá“, ako ich nazval, pochádzajú z ich vlastného druhu.

Názor Leeuwenhoeka zdieľal aj taliansky vedec Lazzaro Spallanzani (1729-1799), ktorý sa rozhodol experimentálne dokázať, že mikroorganizmy, ktoré sa často nachádzajú v mäsovom vývare, v ňom spontánne nevznikajú. Na tento účel vložil do nádob tekutinu bohatú na organické látky (mäsový vývar), túto tekutinu uvaril na ohni a potom nádoby hermeticky uzavrel. V dôsledku toho zostal vývar v nádobách čistý a bez mikroorganizmov. Spallanzani svojimi pokusmi dokázal nemožnosť spontánnej tvorby mikroorganizmov.

Odporcovia tohto pohľadu tvrdili, že život nevznikol v bankách z toho dôvodu, že vzduch v nich sa počas varu zhoršuje, preto stále uznávali hypotézu spontánneho generovania.

Drvivý úder tejto hypotéze zasadilo 19. storočie. Francúzsky mikrobiológ Louis Pasteur (1822-1895) a anglický biológ John Tyndale (1820-1893). Ukázali, že baktérie sa šíria vzduchom a že ak by neboli vo vzduchu vstupujúcom do baniek so sterilizovaným vývarom, nevznikli by v samotnom vývare. Pasteur na to použil banky so zakriveným hrdlom v tvare S, ktoré slúžili ako lapač baktérií, pričom vzduch voľne vstupoval a vystupoval z banky (obr. 5.3).

Tyndall sterilizoval vzduch vstupujúci do baniek prechodom cez plameň alebo cez vatu. Do konca 70. rokov. 19. storočie prakticky všetci vedci uznali, že živé organizmy pochádzajú iba z iných živých organizmov, čo znamenalo vrátiť sa k pôvodnej otázke: odkiaľ sa vzali prvé organizmy?

Hypotéza ustáleného stavu. Podľa tejto hypotézy Zem nikdy nevznikla, ale existovala navždy; vždy bola schopná udržať život, a ak sa zmenila, zmenila sa len veľmi málo; druhy vždy existovali. Táto hypotéza sa niekedy nazýva hypotéza eternizmus (z lat. eternus- večný).

Hypotézu eternizmu predložil nemecký vedec W. Preyer v roku 1880. Preyerove názory podporil akademik V.I. Vernadsky, autor doktríny biosféry.

Panspermia hypotéza. Hypotéza o výskyte života na Zemi v dôsledku prenosu určitých zárodkov života z iných planét bola tzv.

panspermia (z gréčtiny. panvicu- všetci, všetci a spermie- semeno). Táto hypotéza susedí s hypotézou ustáleného stavu. Jeho prívrženci podporujú myšlienku večnej existencie života a presadzujú myšlienku jeho mimozemského pôvodu. Jednu z prvých myšlienok o kozmickom (mimozemskom) pôvode života vyslovil nemecký vedec G. Richter v roku 1865. Podľa Richtera život na Zemi nevznikol z anorganických látok, ale bol zavlečený z iných planét. V tejto súvislosti vyvstali otázky, ako je možný takýto presun z jednej planéty na druhú a ako by sa dal uskutočniť. Odpovede sa hľadali predovšetkým vo fyzike a nie je prekvapujúce, že prvými obhajcami týchto názorov boli predstavitelia tejto vedy, vynikajúci vedci G. Helmholtz, S. Arrhenius, J. Thomson, P.P. Lazarev a ďalší.

Podľa predstáv Thomsona a Helmholtza sa spóry baktérií a iných organizmov mohli dostať na Zem pomocou meteoritov. Laboratórne štúdie potvrdzujú vysokú odolnosť živých organizmov voči nepriaznivým vplyvom, najmä voči nízkym teplotám. Napríklad spóry a semená rastlín nezomreli ani po dlhšom vystavení kvapalnému kyslíku alebo dusíku.

Iní vedci vyjadrili myšlienku prenosu „spór života“ na Zem svetlom.

Moderní prívrženci koncepcie panspermie (vrátane nositeľa Nobelovej ceny anglického biofyzika F. Cricka) veria, že život na Zemi priniesli náhodne alebo zámerne vesmírni mimozemšťania.

Pohľad astronómov C. Vik-ramasingh (Srí Lanka) a F. Hoyle sa pripája k hypotéze panspermie

(Veľká Británia). Veria, že vo vesmíre, hlavne v plynových a prachových oblakoch, sú vo veľkom počte prítomné mikroorganizmy, kde podľa vedcov vznikajú. Ďalej sú tieto mikroorganizmy zachytené kométami, ktoré potom pri prechode v blízkosti planét „zasievajú zárodky života“.

Existuje mnoho hypotéz o pôvode života na Zemi. Najdôležitejšie z nich sú: kreacionizmus, spontánna tvorba, rovnovážny stav, panspermia, biochemické hypotézy

Poznáte pôvod života?
3. Aký je základný princíp vedeckej metódy?

Problém vzniku života na našej planéte je jedným z ťažiskových v modernej prírodnej vede. Od staroveku sa ľudia snažili nájsť odpoveď na túto otázku.

Kreacionizmus (lat, sgeatio – tvorba).

V rôznych časoch o rôzne národy mali svoje predstavy o vzniku života. Odrážajú sa v posvätných knihách rôznych náboženstiev, ktoré vysvetľujú vznik života ako akt Stvoriteľa (vôľa Božia). Hypotézu o božskom pôvode živých vecí možno prijať iba na základe viery, pretože ju nemožno experimentálne overiť ani vyvrátiť. Nedá sa to preto zvážiť vedecký uhly pohľadu.

Hypotéza spontánneho vzniku života.

Od staroveku do polovice 17. storočia. vedci nepochybovali o možnosti spontánneho generovania života. Verilo sa, že živé bytosti sa môžu objaviť z neživej hmoty, napríklad ryby - z bahna, červy - z pôdy, myši - z handier, múch - zo zhnitého mäsa, a tiež, že niektoré formy môžu viesť k vzniku iných, napr. z ovocia sa môžu vytvárať aj zvieratá (pozri s. 343).

Veľký Aristoteles, ktorý študoval úhory, zistil, že medzi nimi nie sú žiadni jedinci s kaviárom alebo mliekom. Na základe toho navrhol, že úhory sa rodia z „klobásov“ bahna, ktoré vzniká trením dospelej ryby o dno.

Prvú ranu konceptu spontánneho generovania priniesol pokusy talianskej vedkyne Francescy Redi, ktorá v roku 1668 dokázala nemožnosť spontánneho generovania múch v hnijúcom mäse.

Napriek tomu myšlienky spontánneho generovania života pretrvali až do polovice 19. storočia. Až v roku 1862 francúzsky vedec Louis Pasteur definitívne vyvrátil hypotézu spontánneho vytvárania života.

Diela Majstra umožnili potvrdiť, že zásada „Všetko živé - zo živých vecí“ platí pre všetkých známych organizmov na našej planéte, ale nevyriešili otázku vzniku života.

Panspermia hypotéza.

Dôkaz o nemožnosti spontánneho generovania života vyvolal ďalší problém. Ak je na vznik živého organizmu potrebný ďalší živý organizmus, odkiaľ sa potom vzal prvý živý organizmus? To dalo podnet na vznik hypotézy panspermie, ktorá mala a má mnoho priaznivcov, aj medzi poprednými vedcami, ktorí veria, že život po prvýkrát nevznikol na Zemi, ale bol na našu planétu nejakým spôsobom zavlečený.

Hypotéza panspermie sa však len pokúša vysvetliť vznik života na Zemi. Neodpovedá na otázku, ako sa začal život.

Popieranie faktu spontánneho vytvárania života v súčasnosti nie je v rozpore s predstavami o zásadnej možnosti rozvoja života v minulosti z anorganickej hmoty.

Hypotéza biochemickej evolúcie.

V 20. rokoch 20. storočia ruský vedec A. I. Oparin a Angličan J. Haldane predložili hypotézu o vzniku života v procese biochemického evolúcie zlúčeniny uhlíka, ktoré tvorili základ moderných myšlienok.

V roku 1924 AI Oparin zverejnil hlavné ustanovenia svojej hypotézy o pôvode života na Zemi. Vychádzal z toho, že v moderných podmienkach je vznik živých bytostí z neživej prírody nemožný. Abiogénny (t.j. bez účasti živých organizmov) vznik živej hmoty bol možný len v podmienkach dávnej atmosféry a absencie živých organizmov.

Podľa A. I. Oparina v primárnej atmosfére planéty, nasýtenej rôznymi plynmi, so silnými elektrickými výbojmi, ako aj pod vplyvom ultrafialového žiarenia (v atmosfére nebol kyslík, a preto neexistovala ochranná ozónová clona). , atmosféra sa zmenšovala) a mohli sa vytvárať organické zlúčeniny s vysokou radiáciou, ktoré sa nahromadili v oceáne a vytvorili „prvotnú polievku“.

Je známe, že v koncentrovaných roztokoch organických látok (bielkoviny, nukleové kyseliny, lipidy) za určitých podmienok sa môžu vytvárať zrazeniny nazývané koacervátové kvapky alebo koacerváty. Koacerváty sa nerozkladali v redukčnej atmosfére. Z riešenia, ktoré dostali chemických látok, v nich došlo k syntéze nových zlúčenín, v dôsledku čoho rástli a stali sa zložitejšími.

Koacerváty sa už podobali živým organizmom, ale ešte nimi neboli, pretože nemali usporiadanú vnútornú štruktúru inherentnú živým organizmom a neboli schopné sa reprodukovať. Proteínové koacerváty považovali A.I., Oparin za probionty – prekurzory živého organizmu. Predpokladal, že v určitom štádiu proteínové probionty zahŕňajú nukleové kyseliny, vytvárajúce jednotlivé komplexy.
Interakcia proteínov a nukleových kyselín viedla k vzniku takých živých vlastností, ako je samoreprodukcia, zachovanie dedičnej informácie a jej prenos do ďalších generácií.
Za primitívne probunky už možno považovať probionty, u ktorých sa spájal metabolizmus so schopnosťou samých reprodukcie.

V roku 1929 vyslovil hypotézu o abiogénnom pôvode života aj anglický vedec J. Haldane, podľa jeho názoru však primárnym systémom nebol koarcervátový systém schopný vymieňať si látky s životné prostredie, ale makromolekulárny systém schopný samoreprodukcie. Inými slovami, A. I. Oparin dal prednosť proteínom a J. Haldane - nukleovým kyselinám.

Oparin-Holdeinova hypotéza si získala mnoho priaznivcov, pretože získala experimentálne potvrdenie možnosti abiogénnej syntézy organických biopolymérov.

V roku 1953 americký vedec Stanley Miller v inštalácii, ktorú vytvoril (obr. 141), simuloval podmienky, ktoré pravdepodobne existovali v primárnej atmosfére Zeme. Ako výsledok experimentov sa získali aminokyseliny. Podobné experimenty sa mnohokrát opakovali v rôznych laboratóriách a umožnili dokázať zásadnú možnosť syntézy prakticky všetkých monomérov hlavných biopolymérov za takýchto podmienok. Následne sa zistilo, že za určitých podmienok je možné z monomérov syntetizovať zložitejšie organické biopolyméry: polypeptidy, polynukleotidy, polysacharidy a lipidy.

Ale aj hypotéza Oparin-Haldane má slabá stránka na ktoré poukázali jej odporcovia. Táto hypotéza nedokáže vysvetliť hlavný problém: ako prebehol kvalitatívny skok od neživého k živému. Na samoreprodukciu nukleových kyselín sú skutočne potrebné enzýmové proteíny a na syntézu proteínov nukleové kyseliny.

Kreacionizmus. Spontánna generácia. Panspermia hypotéza. Hypotéza biochemickej evolúcie. Koacerváty. Probionty.

1. Prečo nemožno ani potvrdiť, ani vyvrátiť predstavu o božskom pôvode života?
2. Aké sú hlavné ustanovenia Oparin-Haldaneovej hypotézy?
3. Aké experimentálne dôkazy možno uviesť v prospech tejto hypotézy?
4. Aký je rozdiel medzi hypotézou A. I. Oparina a hypotézou J. Haldana?
5. Aké argumenty uvádzajú oponenti, keď kritizujú Oparin-Haldaneovu hypotézu?

Uveďte možné argumenty „za“ a „proti“ hypotéze panspermie.

Ch. Darwin v roku 1871 napísal: „Ale teraz... v nejakom teplom rezervoári obsahujúcom všetky potrebné amónne a fosforové soli a prístupnom svetlu, teplu, elektrine atď., proteín schopný ďalších a zložitejších premien, potom by táto látka bola okamžite zničená alebo absorbovaná, čo v období pred vznikom živých bytostí nebolo možné.

Potvrdiť alebo vyvrátiť toto tvrdenie Charlesa Darwina.

Pri chápaní podstaty života a jeho pôvodu v kultúre ľudskej civilizácie oddávna existovali dve myšlienky – biogenéza a abiogenéza. Myšlienka biogenézy (pôvod živých vecí zo živých vecí) pochádza zo starovekých východných náboženských stavieb, pre ktoré bola spoločná myšlienka absencie začiatku a konca. prirodzený fenomén. Realita večný život lebo tieto kultúry je logicky prijateľné, rovnako ako večnosť hmoty, Kozmu.
Alternatívna myšlienka – abiogenéza (vznik živých vecí z neživých vecí) siaha až do civilizácií, ktoré existovali dávno pred naším letopočtom v údoliach riek Tigris a Eufrat. Táto oblasť bola neustále vystavená záplavám a nie je prekvapujúce, že sa stala rodiskom katastrofy, ktorá prostredníctvom judaizmu a kresťanstva ovplyvnila európskej civilizácie. Katastrofy akoby prerušovali spojenie, reťaz generácií, naznačujú jeho vznik, znovuobjavenie. V tejto súvislosti bola v európskej kultúre rozšírená viera v periodickú spontánnu tvorbu organizmu pod vplyvom prirodzených alebo nadprirodzených príčin.

Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biológia 10. ročník
Zaslané čitateľmi z webu

Obsah lekcie Osnova lekcie a podporný rámec Prezentácia lekcie Akceleračné metódy a interaktívne technológie Uzavreté cvičenia (len pre učiteľa) Hodnotenie Prax úlohy a cvičenia, workshopy na samoskúšanie, laboratórium, prípady úroveň zložitosti úloh: normálna, vysoká, domáca úloha z olympiády Ilustrácie ilustrácie: videoklipy, audio, fotografie, grafika, tabuľky, komiksy, multimediálne eseje čipy pre zvedavé detské postieľky humor, podobenstvá, vtipy, výroky, krížovky, citáty Doplnky externé nezávislé testovanie (VNT) učebnice hlavné a doplnkové tematické prázdniny, slogany články národné charakteristiky slovník pojmov iné Len pre učiteľov

Je známe, že vedecké časopisy sa snažia neakceptovať na publikovanie články venované problémom, ktoré upútajú pozornosť každého, ale nemajú jednoznačné riešenie – seriózna publikácia z fyziky nezverejní projekt perpetum mobile. Touto témou bol vznik života na Zemi. Otázka pôvodu živej prírody, vzhľadu človeka znepokojuje mysliacich ľudí už mnoho tisícročí a jednoznačnú odpoveď pre seba našli len kreacionisti, zástancovia božského pôvodu všetkých vecí, no táto teória nie je vedecká ako napr. nepodlieha overovaniu.

Pohľady staroveku

Staroveké čínske a indické rukopisy hovoria o vzhľade živých bytostí z vody a hnijúcich zvyškov, o zrode obojživelných tvorov v bahnitých nánosoch veľkých riek sú napísané staroegyptské hieroglyfy a klinové písmo starovekého Babylonu. Mudrcom dávnej minulosti boli jasné hypotézy o pôvode života na Zemi spontánnou tvorbou.

Starovekí filozofi tiež uvádzali príklady vzhľadu zvierat z neživej hmoty, ale ich teoretické zdôvodnenia boli iného charakteru: materialistické a idealistické. Demokritos (460-370 pred Kr.) našiel dôvod vzniku života v špeciálnej interakcii najmenších, večných a nedeliteľných častíc – atómov. Platón (428 – 347 pred Kr.) a Aristoteles (384 – 322 pred Kr.) vysvetlili vznik života na Zemi zázračným účinkom vyššieho princípu, ktorý vštepuje dušu do predmetov prírody, na neživú hmotu.

Myšlienka existencie akejsi „životnej sily“, ktorá prispieva k vzniku živých bytostí, sa ukázala ako veľmi vytrvalá. Formovala názory na vznik života na Zemi u mnohých vedcov, ktorí žili v stredoveku a neskôr, až do konca 19. storočia.

Teória spontánnej generácie

Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) s vynálezom mikroskopu urobil z najmenších mikroorganizmov, ktoré objavil, hlavný predmet sporu medzi vedcami, ktorí zdieľali dve hlavné teórie pôvodu života na Zemi - biogenézu a abiogenézu. Prvý veril, že všetko živé môže byť produktom iba živých vecí, druhý veril, že je možná spontánna tvorba organickej hmoty v roztokoch umiestnených za špeciálnych podmienok. Podstata tohto sporu sa doteraz nezmenila.

Pokusy niektorých prírodovedcov dokázali možnosť samovoľného vzniku najjednoduchších mikroorganizmov, zástancovia biogenézy takúto možnosť úplne popreli. Louis Pasteur (1822-1895) prísne vedeckými metódami, vysokou správnosťou svojich experimentov dokázal absenciu mýtickej životnej sily, ktorá sa prenáša vzduchom a vytvára živé baktérie. Vo svojich prácach však pripúšťal možnosť spontánneho generovania v niektorých špeciálnych podmienkach, ktoré museli zistiť vedci budúcich generácií.

Evolučná teória

Diela veľkého Charlesa Darwina (1809-1882) otriasli základmi mnohých prírodných vied. Hlásal vznik obrovskej rozmanitosti druhov od jedného spoločného predka opäť urobil zo vzniku života na Zemi najdôležitejšiu otázku vedy. Teória prirodzeného výberu mala spočiatku problém nájsť svojich priaznivcov a teraz je vystavená kritickým útokom, ktoré vyzerajú celkom rozumne, ale je to darwinizmus, ktorý je základom moderných prírodných vied.

Po Darwinovi biológia nemohla uvažovať o vzniku života na Zemi z rovnakých pozícií. Vedci v mnohých odvetviach biologickej vedy boli presvedčení o pravdivosti evolučnej cesty vývoja organizmov. Hoci sa moderné názory na spoločného predka, ktoré Darwin umiestnil na základňu Stromu života, v mnohých ohľadoch zmenili, pravdivosť všeobecného konceptu je neotrasiteľná.

Teória ustáleného stavu

Laboratórne vyvrátenie spontánnej tvorby baktérií a iných mikroorganizmov, uvedomenie si komplexnej biochemickej štruktúry bunky spolu s myšlienkami darwinizmu mali osobitný vplyv na vznik alternatívy teória o vzniku života na Zemi. V roku 1880 jeden z nových rozsudkov navrhol William Preyer (1841-1897). Veril, že nie je potrebné hovoriť o zrode života na našej planéte, pretože existuje večne a ako taký nemá začiatok, je nemenný a neustále pripravený na znovuzrodenie v akýchkoľvek vhodných podmienkach.

Myšlienky Preyera a jeho nasledovníkov majú iba čisto historický a filozofický význam, pretože astronómovia a fyzici v budúcnosti vypočítali podmienky konečnej existencie planetárnych systémov, stanovili konštantnú, ale stabilnú expanziu vesmíru, t.j. večný alebo stály.

Túžba považovať svet za jedinú globálnu živú entitu odrážala názory veľkého vedca a filozofa z Ruska - Vladimíra Ivanoviča Vernadského (1863-1945), ktorý mal tiež vlastnú predstavu o pôvode života na Zemi. Vychádzal z chápania života ako integrálnej charakteristiky Vesmíru, kozmu. O geologickej večnosti života podľa Vernadského hovoril fakt, že veda nedokázala nájsť vrstvy, ktoré by neobsahovali stopy organických látok. Jedným zo spôsobov, ako sa objavil život na mladej planéte, Vernadsky nazval svoje kontakty s vesmírnymi objektmi - kométami, asteroidmi a meteoritmi. Tu sa jeho teória spája s ďalšou verziou, ktorá vysvetľovala vznik života na Zemi metódou panspermie.

Kolískou života je vesmír

Panspermia (grécky - "zmes semien", "semená všade") považuje život za základnú vlastnosť hmoty a nevysvetľuje spôsoby jeho vzniku, ale priestor nazýva zdrojom života zárodkami života, ktoré dopadajú na nebeské telesá s podmienkami vhodnými pre ich " klíčenie“.

Prvú zmienku o základných pojmoch panspermia nájdeme v spisoch starogréckeho filozofa Anaxagorasa (500 – 428 pred Kr.), v 18. storočí o nej hovoril francúzsky diplomat a geológ Benoit de Maillet (1656 – 1738). Tieto myšlienky oživili Svante August Arrhenius (1859-1927), Lord Kelvin William Thomson (1824-1907) a Hermann von Helmholtz (1821-1894).

Štúdium krutého vplyvu kozmického žiarenia na živé organizmy a teplotných podmienok medziplanetárneho priestoru spôsobilo, že takéto hypotézy o pôvode života na Zemi neboli príliš relevantné, ale so začiatkom vesmírneho veku sa zvýšil záujem o panspermiu.

V roku 1973 navrhol nositeľ Nobelovej ceny Francis Crick (1916-2004) mimozemskú produkciu molekulárnych živých systémov a ich vstup na Zem pomocou meteoritov a komét. Zároveň odhadol šance na abiogenézu na našej planéte ako veľmi nízke. Významný vedec nepovažoval vznik a vývoj života na Zemi metódou samoskladania vysokoúrovňovej organickej hmoty za realitu.

Fosilizované biologické štruktúry sa našli v meteoritoch po celej planéte, podobné stopy sa našli vo vzorkách pôdy prinesených z Mesiaca a Marsu. Na druhej strane sa uskutočňujú početné experimenty so spracovaním bioštruktúr vplyvmi, ktoré sú možné, keď sú vo vesmíre a keď prechádzajú atmosférou podobnou zemskej.

Dôležitý experiment sa uskutočnil v roku 2006 v rámci misie Deep Impact. Na kométu Tempel vrazila špeciálna sonda-impaktor, uvoľnená automatickým zariadením. Analýza kometárne látky, ktorá sa uvoľnila v dôsledku nárazu, ukázala prítomnosť vody a rôznych organických zlúčenín v nej.

Záver: Od svojho vzniku sa teória panspermie výrazne zmenila. Moderná veda iným spôsobom interpretuje tie primárne prvky života, ktoré by mohli byť na našu mladú planétu dodané vesmírnymi objektmi. Výskumy a experimenty dokazujú životaschopnosť živých buniek v podmienkach medziplanetárneho cestovania. To všetko robí myšlienku mimozemského pôvodu pozemského života relevantnou. Hlavnými konceptmi pôvodu života na Zemi sú teórie, v ktorých je panspermia zahrnutá alebo ako Hlavná časť alebo ako spôsob dodania komponentov na Zem na vytvorenie živej hmoty.

Oparin-Haldaneova teória biochemickej evolúcie

Myšlienka spontánneho generovania živých organizmov z anorganických látok zostala vždy takmer jedinou alternatívou kreacionizmu a v roku 1924 bola vydaná 70-stranová monografia, ktorá dáva tejto myšlienke silu dobre rozvinutej a podloženej teórie. Toto dielo bolo nazvané "Pôvod života", jeho autorom bol ruský vedec - Alexander Ivanovič Oparin (1894-1980). V roku 1929, keď Oparinove diela ešte neboli preložené do anglický jazyk, podobné predstavy o vzniku života na Zemi vyjadril anglický biológ John Haldane (1860-1936).

Oparin navrhol, že ak sa primitívna atmosféra mladej planéty Zem zmenšuje (to znamená, že neobsahuje žiadny kyslík), silný výbuch energie (napríklad blesk alebo ultrafialové žiarenie) by mohol podporiť syntézu organických zlúčenín z anorganickej hmoty. V budúcnosti by takéto molekuly mohli vytvárať zrazeniny a zhluky - koacervátové kvapky, čo sú protoorganizmy, okolo ktorých sa vytvárajú vodné košele - základy membránového obalu, dochádza k stratifikácii, ktorá vytvára rozdiel v náboji, čo znamená, že pohyb je začiatok metabolizmu, základy metabolizmu atď. Koacerváty boli považované za základ pre naštartovanie evolučných procesov, ktoré viedli k vytvoreniu prvých foriem života.

Haldane predstavil koncept "prapolievky" - počiatočného pozemského oceánu, ktorý sa stal obrovským chemickým laboratóriom napojeným na silný zdroj energie - slnečné svetlo. Kombinácia oxidu uhličitého, amoniaku a ultrafialového žiarenia viedla ku koncentrovanej populácii organických monomérov a polymérov. Následne sa takéto formácie spojili s objavením sa lipidovej membrány okolo nich a ich vývoj viedol k vytvoreniu živej bunky.

Hlavné fázy vzniku života na Zemi (podľa Oparin-Haldane)

Podľa teórie o vzniku vesmíru z množstva energie došlo k Veľkému tresku asi pred 14 miliardami rokov a asi pred 4,6 miliardami rokov bolo dokončené vytvorenie planét slnečnej sústavy.

Mladá Zem, postupne ochladzujúca, získala tvrdá ulita okolo ktorej sa vytvorila atmosféra. Primárna atmosféra obsahovala vodnú paru a plyny, ktoré neskôr slúžili ako suroviny pre organickú syntézu: oxid uhoľnatý a oxid uhoľnatý, sírovodík, metán, amoniak a zlúčeniny kyanidu.

Bombardovanie vesmírnymi telesami obsahujúcimi zamrznutú vodu a kondenzácia vodnej pary v atmosfére viedli k vytvoreniu Svetového oceánu, v ktorom sa rôzne chemické zlúčeniny. Silné búrky sprevádzali vznik atmosféry, cez ktorú prenikalo silné ultrafialové žiarenie. Za takýchto podmienok prebiehala syntéza aminokyselín, cukrov a iných jednoduchých organických látok.

Na konci prvej miliardy rokov existencie Zeme sa vo vode začal proces polymerizácie najjednoduchších monomérov na proteíny (polypeptidy) a nukleové kyseliny (polynukleotidy). Začali vytvárať prebiologické zlúčeniny - koacerváty (so základmi jadra, metabolizmu a membrány).

3,5-3 miliardy rokov pred naším letopočtom - štádium tvorby protobiontov so samorozmnožovaním, regulovaným metabolizmom, membránou s premenlivou permeabilitou.

3 miliardy rokov pred naším letopočtom e. - vznik bunkových organizmov, nukleových kyselín, primárnych baktérií, začiatok biologickej evolúcie.

Experimentálny dôkaz hypotézy Oparin-Haldane

Mnohí vedci kladne hodnotili základné koncepty vzniku života na Zemi na základe abiogenézy, hoci od samého začiatku nachádzali v Oparin-Haldane teórii úzke miesta a nezrovnalosti. IN rozdielne krajiny začali práce na vykonaní testovacích štúdií hypotézy, z ktorých najznámejší je klasický experiment, ktorý v roku 1953 uskutočnili americkí vedci Stanley Miller (1930-2007) a Harold Urey (1893-1981).

Podstatou experimentu bolo simulovať v laboratóriu podmienky ranej Zeme, v ktorých mohla prebiehať syntéza najjednoduchších organických zlúčenín. Zmes plynov cirkulujúca v prístroji mala podobné zloženie ako primárna zemská atmosféra. Dizajn zariadenia poskytoval imitáciu sopečnej činnosti a elektrické výboje prechádzajúce cez zmes vytvárali efekt blesku.

Po týždni cirkulácie zmesi cez systém bol zaznamenaný prechod desatiny uhlíka na organické zlúčeniny, našli sa aminokyseliny, cukry, lipidy a zlúčeniny predchádzajúce aminokyselinám. Opakované a modifikované experimenty plne potvrdili možnosť abiogenézy v simulovaných podmienkach ranej Zeme. V nasledujúcich rokoch sa opakovali experimenty v iných laboratóriách. Do zloženia plynnej zmesi sa pridal sírovodík ako možná zložka sopečného výronu a urobili sa ďalšie nedrastické zmeny. Vo väčšine prípadov bol experiment v syntéze organických zlúčenín úspešný, aj keď pokusy ísť ďalej a získať zložitejšie prvky blížiace sa zloženiu živej bunky boli neúspešné.

Svet RNA

Koncom 20. storočia sa mnohým vedcom, ktorí sa nikdy neprestali zaujímať o problém pôvodu života na Zemi, ukázalo, že pri všetkej harmónii teoretických konštrukcií a jasného experimentálneho potvrdenia má Oparin-Haldanova teória samozrejmé , možno neprekonateľné nedostatky. Hlavným z nich bola nemožnosť vysvetliť vzhľad u protobiontov vlastností definujúcich pre živý organizmus - znásobiť sa so zachovaním dedičných vlastností. S objavom genetických bunkových štruktúr, s určením funkcie a štruktúry DNA, s rozvojom mikrobiológie sa objavil nový kandidát na úlohu prvotnej životnej molekuly.

Stala sa z nich molekula ribonukleovej kyseliny – RNA. Táto makromolekula, ktorá je súčasťou všetkých živých buniek, je reťazec nukleotidov - najjednoduchších organických väzieb, pozostávajúcich z atómov dusíka, monosacharidu - ribózy a fosfátovej skupiny. Práve sekvencia nukleotidov je kódom pre dedičnú informáciu a napríklad vo vírusoch hrá RNA úlohu, ktorú hrá DNA v zložitých bunkových štruktúrach.

Okrem toho vedci objavili jedinečná schopnosť niektoré molekuly RNA robia zlomy v iných reťazcoch alebo zlepujú jednotlivé prvky RNA a niektoré zohrávajú úlohu autokatalyzátorov – to znamená, že prispievajú k rýchlej vlastnej reprodukcii. Relatívne malá veľkosť makromolekuly RNA a jej zjednodušená, oproti DNA, štruktúra (do jedného vlákna) urobili z kyseliny ribonukleovej hlavného kandidáta na úlohu hlavného prvku prebiologických systémov.

Konečnú novú teóriu o pôvode živej hmoty na planéte sformuloval v roku 1986 Walter Gilbert (nar. 1932), americký fyzik, mikrobiológ a biochemik. Nie všetci odborníci súhlasili s týmto názorom na vznik života na Zemi. Stručne nazývaná „svet RNA“, teória štruktúry prebiologického sveta našej planéty nedokáže odpovedať na jednoduchú otázku, ako sa objavila prvá molekula RNA s požadovanými vlastnosťami, aj keď v nej bolo obrovské množstvo „stavebného materiálu“. forma nukleotidov atď.

svet PAH

Odpoveď sa pokúsil nájsť Simon Nicholas Platts v máji 2004 a v roku 2006 skupina vedcov pod vedením Pascala Ehrenfreunda. Polyaromatické uhľovodíky boli navrhnuté ako východiskový materiál pre RNA s katalytickými vlastnosťami.

Svet PAU bol založený na vysokom zastúpení týchto zlúčenín vo viditeľnom priestore (pravdepodobne sa vyskytovali v „prapolievke“ mladej Zeme) a na vlastnostiach ich prstencovej štruktúry, ktorá prispieva k rýchlemu spojeniu s dusíkatými bázy – kľúčové zložky RNA. Teória PAH opäť hovorí o aktuálnosti niektorých ustanovení panspermie.

Jedinečný život na jedinečnej planéte

Kým vedci nebudú mať možnosť vrátiť sa o 3 miliardy rokov späť, záhada vzniku života na našej planéte nebude odhalená – k tomuto záveru prichádzajú mnohí z tých, ktorí sa týmto problémom zaoberali. Hlavné koncepty vzniku života na Zemi sú: teória abiogenézy a teória panspermie. Môžu sa v mnohom prekrývať, no s najväčšou pravdepodobnosťou nebudú vedieť odpovedať: ako sa v obrovskom kozme objavil prekvapivo presne vyvážený systém Zeme a jej satelitu Mesiac, ako na ňom vznikol život ...

Existuje hypotéza o možnom zavedení baktérií, mikróbov a iných drobných organizmov prostredníctvom zavedenia nebeských telies. Vyvinuli sa organizmy a v dôsledku dlhodobých premien sa na Zemi postupne objavil život. Hypotéza uvažuje o organizmoch, ktoré môžu fungovať aj v anoxickom prostredí a pri abnormálne vysokých alebo nízkych teplotách.

Je to spôsobené prítomnosťou migrujúcich baktérií na asteroidoch a meteoritoch, ktoré sú fragmentmi zo zrážok planét alebo iných telies. Vďaka vonkajšiemu plášťu odolnému voči opotrebovaniu, ako aj vďaka schopnosti spomaliť všetky životné procesy (niekedy sa mení na spóru), je tento druh života schopný pohybovať sa veľmi dlho a veľmi dlho. vzdialenostiach.

Keď sa dostanú do pohostinnejších podmienok, „intergalaktickí cestovatelia“ aktivujú hlavné funkcie podporujúce život. A bez toho, aby si to uvedomovali, časom tvoria život na Zemi.

Skutočnosť, že dnes existujú syntetické a organické látky, je nepopierateľná. Navyše vo vzdialenom devätnástom storočí syntetizoval nemecký vedec Friedrich Wöhler organickej hmoty(močovina) z anorganického (kyanatan amónny). Potom sa syntetizovali uhľovodíky. Život na planéte Zem teda celkom pravdepodobne vznikol syntézou z anorganického materiálu. Prostredníctvom abiogenézy sa predkladajú teórie o pôvode života.

Pretože hlavnú úlohu v štruktúre akéhokoľvek organického organizmu zohrávajú aminokyseliny. Bolo by logické predpokladať, že sa podieľali na osídľovaní Zeme životom. Na základe údajov získaných z experimentu Stanleyho Millera a Harolda Ureyho (vznik aminokyselín prechodom elektrického náboja cez plyny) môžeme hovoriť o možnosti vzniku aminokyselín. Aminokyseliny sú totiž stavebnými kameňmi, z ktorých sú postavené komplexné systémy tela a akéhokoľvek života.

Kozmogonická hypotéza

Pravdepodobne najobľúbenejší výklad zo všetkých, ktorý pozná každý študent. Teória veľkého tresku bola a zostáva horúcou témou diskusií. Veľký tresk prišiel z jedinečného bodu akumulácie energie, v dôsledku čoho sa vesmír výrazne rozšíril. Vznikli kozmické telesá. Napriek všetkej konzistentnosti teória veľkého tresku nevysvetľuje vznik samotného vesmíru. V skutočnosti to nemôže vysvetliť žiadna existujúca hypotéza.

Symbióza organel jadrových organizmov

Táto verzia pôvodu života na Zemi sa nazýva aj endosymbióza. Jasné ustanovenia systému vypracoval ruský botanik a zoológ K. S. Merežkovskij. Podstata tohto konceptu spočíva v obojstranne výhodnom spolužití organely s bunkou. Čo zase naznačuje endosymbiózu, ako symbiózu prospešnú pre obe strany s tvorbou eukaryotických buniek (buniek, v ktorých je prítomné jadro). Potom sa pomocou prenosu genetickej informácie medzi baktériami uskutočnil ich vývoj a nárast populácie. Podľa tejto verzie všetky ďalší vývojživot a formy života, vďačí predchádzajúcim predkom moderných druhov.

Spontánna generácia

Tento druh vyhlásenia v devätnástom storočí nebolo možné prijať bez podielu skepticizmu. Náhly objavenie sa druhov, menovite sformovanie života z neživých vecí, vyzeralo pre ľudí tej doby ako fantázia. Zároveň bola heterogenéza (metóda reprodukcie, v dôsledku ktorej sa rodia jedinci veľmi odlišní od rodičov) uznaná za rozumné vysvetlenie života. Jednoduchým príkladom by bolo vytvorenie komplexného životaschopného systému z rozkladajúcich sa látok.

Napríklad v tom istom Egypte egyptské hieroglyfy uvádzajú výskyt rozmanitého života z vody, piesku, rozkladajúcich sa a hnijúcich zvyškov rastlín. Táto správa by starovekých gréckych filozofov neprekvapila. Tam sa presvedčenie o pôvode života z neživého vnímalo ako fakt, ktorý si nevyžadoval podloženie. Veľký grécky filozof Aristoteles hovoril o viditeľnej pravde takto: „vošky vznikajú zo zhnitej potravy, krokodíl je výsledkom procesov hnijúcich polená pod vodou“. Tajomne, no napriek všemožnému prenasledovaniu zo strany cirkvi, presvedčenie pod lone tajomstva žilo celé storočie.

Debaty o živote na Zemi nemôžu pokračovať donekonečna. Preto na konci devätnásteho storočia francúzsky mikrobiológ a chemik Louis Pasteur uskutočnil svoje analýzy. Jeho výskum bol prísne vedecký. Experiment sa uskutočnil v rokoch 1860-1862. Vďaka odstráneniu sporov z ospalý stav, Pasteur dokázal vyriešiť problém spontánneho generovania života. (Za čo mu udelila cenu Francúzska akadémia vied)

Vytvorenie existencie z obyčajnej hliny

Znie to ako šialenstvo, ale v skutočnosti má táto téma právo na život. Napokon, nie nadarmo škótsky vedec A.J. Cairns-Smith predložil proteínovú teóriu o živote. Silne tvoriac základ podobných štúdií, hovoril o interakcii na molekulárnej úrovni medzi organickými zložkami a jednoduchou hlinkou... Pod jej vplyvom zložky vytvorili stabilné systémy, v ktorých došlo k zmenám v štruktúre oboch zložiek a následne formovanie trvalo udržateľného života. Tak jedinečným a originálnym spôsobom vysvetlil Kearns-Smith svoju pozíciu. Hlinené kryštály s biologickými inklúziami spolu zrodili život, po ktorom sa ich „spolupráca“ skončila.

Teória trvalých katastrof

Podľa konceptu vyvinutého Georgesom Cuvierom svet, ktorý práve teraz vidíte, nie je vôbec primárny. A čo je on, tak to je len ďalší článok dôsledne roztrhanej reťaze. To znamená, že žijeme vo svete, ktorý nakoniec podstúpi masové vymieranieživota. Zároveň nie všetko na Zemi bolo vystavené globálnej deštrukcii (napríklad došlo k potope). Niektoré druhy v rámci svojej adaptability prežili, čím osídlili Zem. Štruktúra druhov a života podľa Georgesa Cuviera zostala nezmenená.

Hmota ako objektívna realita

Hlavnou témou výučby sú rôzne sféry a oblasti, ktoré približujú chápanie evolúcie z pohľadu exaktných vied. (materializmus je svetonázor vo filozofii, ktorý odhaľuje všetky kauzálne okolnosti, javy a faktory reality. Zákony platia pre človeka, spoločnosť, Zem). Teóriu predložili známi prívrženci materializmu, ktorí veria, že život na Zemi vznikol premenami na úrovni chémie. Navyše sa vyskytli takmer pred 4 miliardami rokov. Vysvetlenie života má priamu súvislosť s DNA, (deoxyribonukleová kyselina) RNA (ribonukleová kyselina), ako aj s niektorými HMC (zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou, v tomto prípade proteíny).

Koncept sa formoval cez vedecký výskum odhaľovanie podstaty molekulárnej a genetickej biológie, genetiky. Smerodajné sú pramene, najmä vzhľadom na ich mladosť. Koniec koncov, štúdie hypotézy o svete RNA sa začali realizovať na konci dvadsiateho storočia. Obrovský príspevok k teórii priniesol Carl Richard Woese.

Učenie Charlesa Darwina

Keď už hovoríme o pôvode druhov, nemožno nespomenúť takú skutočne brilantnú osobu, akou je Charles Darwin. Jeho celoživotné dielo prirodzený výber, znamenalo začiatok masových ateistických hnutí. Na druhej strane dala vede bezprecedentný impulz, nevyčerpateľnú pôdu pre výskum a experimentovanie. Podstatou doktríny bolo prežitie druhov počas histórie, prispôsobením organizmov miestnych podmienkach, vytváranie nových funkcií, ktoré pomáhajú v konkurenčnom prostredí.

Evolúcia sa vzťahuje na niektoré procesy zamerané na zmenu života organizmu a organizmu samotného v priebehu času. Pod dedičnými znakmi znamenajú prenos behaviorálnych, genetických alebo iných informácií (prenos z matky na dieťa).

Hlavnými silami pohybu evolúcie je podľa Darwina boj o právo na existenciu prostredníctvom selekcie a variability druhov. Pod vplyvom darwinovských myšlienok sa na začiatku dvadsiateho storočia aktívne robil výskum z hľadiska ekológie, ale aj genetiky. Výučba zoológie sa radikálne zmenila.

Stvorenie Boha

Mnoho ľudí z celého sveta stále vyznáva vieru v Boha. Kreacionizmus je interpretáciou formovania života na Zemi. Výklad pozostáva zo systému výrokov založených na Biblii a považuje život za bytosť stvorenú bohom stvoriteľom. Údaje sú prevzaté z starý testament“, „Evanjelium“ a iné posvätné spisy.

Interpretácie stvorenia života v rôznych náboženstvách sú trochu podobné. Podľa Biblie bola zem stvorená za sedem dní. Obloha, nebeské teleso, voda a podobne boli stvorené za päť dní. Na šiesty deň Boh stvoril Adama z hliny. Keď Boh videl nudného, ​​osamelého muža, rozhodol sa vytvoriť ďalší zázrak. Vzal Adamovo rebro a stvoril Evu. Siedmy deň bol uznaný ako deň voľna.

Adam a Eva žili bez problémov, až kým sa zlomyseľný diabol v podobe hada nerozhodol Evu pokúšať. Veď uprostred raja stál strom poznania dobra a zla. Prvá matka pozvala Adama, aby sa podelil o jedlo, čím porušil slovo dané Bohu (zakázal dotýkať sa zakázaného ovocia.)

Prví ľudia sú vyhnaní do nášho sveta, čím sa začínajú dejiny celého ľudstva a života na Zemi.