Теории возникновения жизни на Земле. Микерова В.Н., преподаватель ГОУ СПО Колледжа связи 54

Цель: рассмотреть теории возникновения жизни на Земле, оценить их с точки зрения современных подходов к решению этого вопроса.

Проблемный вопрос урока «Было ли когда-нибудь и где-нибудь начало жизни и живого или жизнь и живое такие же вечные основы космоса, какими являются материя и энергия?» В.И. Вернадский

План урока: 1.Понятие «жизнь». 2.Теории возникновения жизни на Земле: креационизм (библейская), теория самозарождения, стационарная, космогенная (панспермии), теория биопоэза. 3.Этапы возникновения жизни

- Что такое жизнь? Жизнь это процесс существования сложных систем, состоящих из больших органических молекул и неорганических веществ и способных самовоспроизводиться, саморазвиваться и поддерживать свое существование в результате обмена энергией и веществом с окружающей средой.

Креационизм (Библейская теория) Креационизм (от англ. creation создание) религиозно-философская концепция, в рамках которой весь мир в целом и жизнь, рассматриваются как намеренно созданные неким верховным существом или божеством. Термин «креационизм» стал популярным приблизительно с конца XIX столетия, означая концепции, признающие истинность изложенной в Ветхом Завете истории сотворения мира.

Библия. Бытие, глава 1. 1 В начале сотворил Бог небо и землю. … 11 И сказал Бог: да произрастит земля зелень, траву, сеющую семя дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле. И стало так. 12 И произвела земля зелень, траву, сеющую семя по роду ее, и дерево, приносящее плод, в котором семя его по роду его. И увидел Бог, что это хорошо. 13 И был вечер, и было утро: день третий. … 20 И сказал Бог: да произведет вода пресмыкающихся, душу живую; и птицы да полетят над землею, по тверди небесной. 21 И сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся, которых произвела вода, по роду их, и всякую птицу пернатую по роду ее. И увидел Бог, что это хорошо. 22 И благословил их Бог, говоря: плодитесь и размножайтесь, и наполняйте воды в морях, и птицы да размножаются на земле. 23 И был вечер, и было утро: день пятый. 24 И сказал Бог: да произведет земля душу живую по роду ее, скотов, и гадов, и зверей земных по роду их. И стало так. 25 И создал Бог зверей земных по роду их, и скот по роду его, и всех гадов земных по роду их. И увидел Бог, что это хорошо. 26 И сказал Бог: сотворим человека по образу Нашему по подобию Нашему, и да владычествуют они над рыбами морскими, и над птицами небесными, и над скотом, и над всею землею, и над всеми гадами, пресмыкающимися по земле. 27 И сотворил Бог человека по образу Своему, по образу Божию сотворил его; мужчину и женщину сотворил их. 28 И благословил их Бог, и сказал им Бог: плодитесь и размножайтесь, и наполняйте землю, и обладайте ею, и владычествуйте над рыбами морскими и над птицами небесными, и над всяким животным, пресмыкающимся по земле. 29 И сказал Бог: вот, Я дал вам всякую траву, сеющую семя, какая есть на всей земле, и всякое дерево, у которого плод древесный, сеющий семя; - вам сие будет в пищу; 30 а всем зверям земным, и всем птицам небесным, и всякому пресмыкающемуся по земле, в котором душа живая, дал Я всю зелень травную в пищу. И стало так. 31 И увидел Бог все, что Он создал, и вот, хорошо весьма. И был вечер, и было утро: день шестой.

Креационизм (Библейская теория) Находится вне поля научных изысканий, так как выводы не имеют предсказательной силы и не могут быть проверены экспериментом. Не даёт удовлетворительного ответа на вопрос о причинах возникновения и существования самого верховного существа

Теория самозарождения самопроизвольное возникновение живого вещества из неживого. Аристотель ( гг. до н. э.) Ван Гельмонт …«частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм

Экспериментальное опровержение теории самозарождения Франческо Реди Луи Пастер

Теория стационарного состояния Земля никогда не возникала, а существовала вечно. Виды также никогда не возникали, они существовали всегда, лишь изменяя свою численность или вымирая.

Теория стационарного состояния Противоречит данным современной астрономии, которые указывают на конечный возраст звезд и планет Не рассматривается современной академической наукой Возраст Земли, Солнца и Солнечной системы исчисляется ~4,6 млрд лет

Теория панспермии (космогенная) Жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с метеоритами и космической пылью (1865 – 1895 годы) Сванте Аррениус Френсис Крик Лесли Оргел Теория «управляемой» панспермии, 1973 год

Теория панспермии До сих пор нет достоверных фактов, подтверждающих внеземное происхождение микроорганизмов, найденных в метеоритах. Не решает вопрос о первоначальном возникновении жизни.

Теория биопоэза А.И.Опарин В 1924 году будущий академик Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни». Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней.

Образование коацервата При определённых условиях водная оболочка органических молекул приобретала чёткие границы и отделяла молекулу от окружающего раствора. Молекулы, окружённые водной оболочкой, объединялись, образуя многомолекулярные комплексы коацерваты. Капли были способны поглощать извне вещества по типу открытых систем. При включении в коацерватные капли различных катализаторов (в том числе и ферментов) в них происходили различные реакции. За счёт этого капли могли увеличиваться в объёме и весе, а затем дробиться. Таким образом, коацерваты могли расти, размножаться, осуществлять обмен веществ.

Этапы возникновения жизни по Опарину Возникновение органических веществ Возникновение белков Возникновение белковых тел

Гипотеза Опарина-Холдейна утверждает, что жизнь возникла в океанах, где перед этим сформировался насыщенный пребиотический бульон из различных органических соединений

Опыты Миллера - Юри В 1953 году американские ученые Г. Юри и Стэнли Миллер в ряде экспериментов смоделировали условия, происходящие на первобытной Земле, и синтезировали многие биологические вещества (аминокислоты, аденин, простые сахара). Стенли Миллер Гарольд Юри

Современные представления В начале 1980-х годов была установлена способность РНК к саморепродукции в отсутствие белковых ферментов. Это решало проблему объединения двух функций – каталитической (ранее считавшейся присущей только белкам) и информационно- генетической, необходимых для саморепродукции макромолекулярной системы. Сегодня уже очевидно, что процесс эволюции шел от РНК к белку, а затем к образованию молекулы ДНК. Последним этапом возникновения жизни стало образование молекул, упорядочение структуры, усовершенствование процессов обмена с окружающей средой, т.е. образование простейших клеток. С этого момента начинается биологическая эволюция.

Прокариоты Могут жить как в бескислородной, так и в среде с разным содержанием кислорода У большинства же прокариот энергетический обмен осуществляется в процессах брожения Бактерии Нет сформированного ядра.

Эукариоты возраст составляет около 1,5 млрд. лет, есть оформленное ядро

Многоклеточные организмы Следующая ступень эволюции заключалась в образовании и прогрессивном развитии многоклеточного организма. Эта ступень отличается большой усложненностью переходных стадий.

Основные положения теории возникновения жизни на Земле 1. Органические вещества сформировались из неорганических под действием физических факторов среды. 2. Органические вещества взаимодействовали, образуя все более сложные вещества, в результате чего возникли ферменты и самовоспроизводящиеся системы – свободные гены. 3. Свободные гены соединялись с другими высокомолекулярными органическими веществами. 4. Вокруг них стали образовываться белково-липидные мембраны. 5. Возникли клетки.