Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Существует гипотеза о возможном занесении бактерий, микробов и прочих мельчайших организмов, посредством занесения небесными телами. Организмы развивались и в результате длительных преобразований, постепенно появлялась жизнь на Земле. В гипотезе рассматриваются организмы, способные функционировать даже в бескислородной среде и в аномально высоких или низких температурах.

Это связано с пребыванием бактерий-переселенцев на астероидах и метеоритах, которые представляют собой осколки от столкновений планет или других тел.

Из-за наличия износоустойчивой внешней оболочки, а также благодаря способности замедлять все процессы жизнедеятельности (порой превращаясь в спору), такого рода жизнь способна перемещаться очень продолжительное время и на очень далёкие расстояния.

При попадании же в более гостеприимные условия, “межгалактические путешественники” активируют основные жизнеобеспечивающие функции. И сами того не понимая, образуют с течением некоторого времени, жизнь на Земле.

Живое из неживого

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Факт существования синтетических и органических веществ в наши дни неоспорим. Более того, ещё в далёком девятнадцатом веке, немецкий учёный Фридрих Вёлер, синтезировал органическое вещество (мочевину) из неорганического (цианат аммония). Затем были синтезированы углеводороды. Таким образом, жизнь на планете Земля вполне вероятно зародилась путём синтеза из неорганического материала. Посредством абиогенеза выдвигаются теории происхождения жизни.

Так как основную роль в строении любого органического организма составляют аминокислоты. Логично было бы предположить об их причастности к заселению Земли жизнь.

На данных, полученных от эксперимента Стэнли Миллера и Гарольда Юри (образование аминокислот, пропуском электрического заряда через газы), можно говорить о возможности образования аминокислот.

Ведь аминокислоты – это кирпичики, с помощью которых строятся сложные системы организма и любой жизни соответственно.

Космогоническая гипотеза

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Наверно самая популярная из всех трактовка, которую знает каждый школьник. Теория большого взрыва была и остаётся вполне актуальной темой для горячих обсуждений. Большой взрыв произошёл от сингулярной точки скопления энергии, в результате освобождения которой, значительно расширилась Вселенная. Образовались космические тела. Несмотря на всю состоятельность, Теория большого взрыва не объясняет образования самой Вселенной. Как собственно и не может объяснить ни одна существующая гипотеза.

Симбиоз органелл ядерных организмов

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Эту версию зарождения жизни на Земле, ещё называют эндосимбиозом. Чёткие положения системы были составлены русским ботаником и зоологом К. С. Мережковским. Суть данной концепция заключается в взаимовыгодном сожительстве органеллы с клеткой. Что в свою очередь позволяет предположить об эндосимбиозе, как о выгодном для обоих сторон симбиозе с образованием клеток эукариот (клетки в которых присутствует ядро). Затем при помощи передачи генетической информации между бактериями, осуществлялось их развитие и увеличение популяции. Согласно этой версии, все дальнейшие развитие жизни и жизненных форм, обязано предшествующему предку современных видов.

Самозарождение

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Такого вида утверждение в девятнадцатом веке, не могло не восприниматься без доли скепсиса. Внезапное появление видов, а именно образование жизни из неживого, казалось фантастикой для людей того времени. При том гетерогенез (Способ размножения, в результате которого рождаются особи, сильно отличающиеся от родительских) признавался обоснованным объяснением жизни. Простым примером будет образование сложной жизнеспособной системы из разлагающихся веществ.

К примеру в том же Египте, египетские иероглифы сообщают о появлении разнообразной жизни из воды, песка, разлагающихся и гниющих остатков растений. Эта новость нисколько бы не удивила древнегреческих философов. Там убеждение о зарождении жизни из неживого воспринималось как факт, не требующий обоснования.

Великий греческий философ Аристотель, так говорил о зримой истине: ” тля образуется из протухших продуктов питания, Крокодил – результат процессов в гниющих брёвнах, находящихся под водой”. Загадочно, но не смотря на всяческие преследования со стороны церкви, убеждение под лоном тайны, прожило целый век.

Споры о жизни на Земле не могут продолжаться вечно. Именно поэтому, в конце девятнадцатого века, французский микробиолог и химик Луи Пастер проводил свои анализы.

Его исследования имели строго научный характер. Эксперимент проводился в 1860-1862. Благодаря выведению спор из сонного состояния, Пастер смог решить вопрос о самозарождении жизни.

(За что ему и присудила премию Французская академия наук)

Сотворение сущего из обычной глины

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Звучит как безумие, но в действительности эта тема имеет право на жизнь. Ведь не зря Шотландский учёный-исследовать А.ДЖ.Кернс-Смит, выдвинул белковую теорию о жизни. Крепко составляя основу из похожих исследований, он говорил о взаимодействии на молекулярном уровне между органическими составляющими и простой глиной… Оказываясь под её воздействием, компоненты образовывали устойчивые системы, в которых происходили изменения в структуре обоих составляющих, а затем и образованием состоятельной жизни. Вот таким уникальным и оригинальным образом, объяснял свою позицию Кернс-Смит. Кристаллы глины, с находящимся в ней биологическими включениями, зарождали жизнь вместе, после чего их “сотрудничество” кончалось.

Теория постоянных катастроф

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Согласно концепции, разработанной Жоржом Кювье, мир, который прямо сейчас можно лицезреть, вовсе не является первичным. А чем он является, так это всего лишь очередным звеном последовательно разрывающейся цепочки. Это значит, мы живём в мире, который со временем подвергнется массовому вымиранию жизни. При этом не всё на Земле подвергалось глобальному уничтожению (к примеру наступал потоп). Некоторые виды, в ход своей приспосабливаемости выживали, тем самым заселяя Землю. Строение видов и жизни, по словам Жоржа Кювье оставалось неизменным.

Материя, как объективная реалия

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Главная тема учения – различные сферы и области, приближающие к пониманию эволюции, с точки зрения точных наук. (материализм – мировоззрение в философии, раскрывающее все причинно-следственные обстоятельства, явления и факторы реальности. Законы применимы к человеку, обществу, Земле). Теория выдвинута известными приверженцами материализма, считающими, что жизнь на Земле зародилась от преобразований на уровне химии. При том происходившие почти 4 миллиарда лет назад. Объяснение жизни имеет прямую связь с ДНК, (дезоксирибонуклеиновая кислота) РНК (рибонуклеиновая кислота), а также к некоторым ВМС (высокомолекулярным соединениям, в данном случае – белкам.)

Концепция образовалась посредством научных исследований, раскрывающих суть молекулярной и генетической биологии, генетики. Источники авторитетные, особенно учитывая их молодость. Ведь исследования гипотезы о мире РНК, начали проводиться в конце двадцатого века. Огромный вклад в теорию внёс Карл Ричард Вёзе.

Учение Чарльза Дарвина

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Говоря о происхождении видов, невозможно не упомянуть такого поистине гениального человека, как Чарльз Дарвин. Работа его жизни – естественный отбор, положила начало массовым атеистическим движениям.

С другой стороны, дала небывалый толчок науке, неисчерпаемую почву для исследований и экспериментов.

Суть учения заключалась в выживании видов на протяжении всей истории, путём приспособления организмов к местным условиям, образование новых признаков, помогающих в условиях конкуренции.

Под эволюцией подразумевают некоторые процессы, направленные к изменению жизни организма и самого организма с течением времени. Под наследственными же чертами, подразумевают передачу поведенческой, генетической, или же другого рода информации (передачей от материнского к дочернему.)

Основными силами движения эволюции, по Дарвину является борьба за право на существование, путём отбора и изменчивости видов. Под влиянием Дарвиновских идей, в начале двадцатого века, активно проводились исследования по части экологии, а также генетики. В корне изменялось преподавание зоологии.

Творение Бога

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Многие люди со всего земного шара до сих пор исповедуют веру в Бога. Креационизм является толкованием образования жизни на Земле. Толкование состоит из системы утверждений, основанных на библии, и рассматривает жизнь, как созданное богом-творцом существо. Данные берутся из “Ветхого завета”, “Евангелия” и прочих священных писаний.

Интерпретации создания жизни в разных религиях в чём-то схожи. Ориентируясь по библии, Земля была сотворена за семь дней. Небо, светило небесное, вода и тому подобное, создавалось пять дней. На шестой Бог сотворил Адама из глины. Увидев скучающего, одинокого человека, Бог решил сотворить ещё одно чудо. Взяв ребро Адама, он создал Еву. Седьмой день признавался выходным.

Жили Адам с Евой без бед, до тех пор, пока злорадный дьявол в образе змеи не решил искусить Еву. Ведь посреди рая стояло дерево познания добра и зла. Первая матерь предложила Адаму разделить трапезу, тем самым нарушив слово, данное Богу (он запретил трогать запретные плоды.)

Первые люди изгоняются в наш мир, тем самым начиная историю всего человечества и жизни на Земле.

Источник

Гипотезы о происхождении жизни

Недостаток фактов и подтверждений приводит к расхождению мнений учёных о возникновении жизни.

Существует несколько основных гипотез. Познакомимся с ними немного подробнее.

Итак, гипотеза креационизма. В переводе от латинского (сгеatio — сотворение).

Креационизм — это гипотеза возникновения жизни, согласно которой основные формы органического мира (жизнь, человечество, планета Земля, а также мир в целом), рассматриваются как непосредственно созданные Творцом, или Богом.

Согласно библейскому сказанию о сотворении мира, Бог создал Землю за 6 дней.

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Научный креационизм ― ищет доказательство этой гипотезы в ряде различных эпизодов библейской истории, описанных в Книге Бытия Ветхого завета.

Научный креационизм это одно из наиболее активных движений христианских фундаменталистов, возникшее и активно развивающееся в США, а также получающее некоторое распространение в других странах. Оно стремится доказать абсолютную библейскую безошибочность в вопросах естествознания и опровергнуть научные свидетельства эволюции.

Однако многие священники выступают против научного креационизма. Так как полагают что верующие постигают истину через Божественное откровение и веру, а поэтому им не нужны доказательства Божественного возникновения жизни.

Гипотезу божественного возникновения живого можно принять только на веру, так как ее нельзя экспериментально проверить или опровергнуть. Следовательно, она не может рассматриваться с научной точки зрения.

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни. Ее приверженцы убеждены, что жизнь зарождается самопроизвольно из неживой материи.

Так, великий Аристотель, изучая угрей, установил, что среди них не встречаются особи с икрой или молоками. На основании этого он предположил, что угри рождаются из «колбасок» ила, образующихся от трения взрослой рыбы о дно.

  • А голландский учёный Ян ван Гельмонт в 17 веке описал свой опыт, утверждая, что живые мыши якобы зарождались у него из грязного белья и горсти пшеницы, запертых в шкафу.
  • Другой натуралист, Гриндель фон Ах, писал о якобы наблюдавшемся им самозарождении живой лягушки.
  • Натуралист взял каплю майской росы и, тщательно наблюдая за ней под микроскопом, заметил какое–то существо.
Читайте также:  Опасные вирусные заболевания человека, биология

Наблюдая за ними через некоторое время, заметил, что появилось уже туловище, но голова ещё казалась не ясно сформированной. Продолжая свои наблюдения убедился, что наблюдаемое существо не что иное, как лягушка с головой и ногами.

Предполагалось также, что одни формы могут порождать другие, например, из плодов могут образовываться птицы и животные.

Первым кто попытался проверить идею о самопроизвольном зарождении был итальянский учёный, врач и натуралист ― Франческо Реди в 1668 году. 

Он взял четыре сосуда. В один из них он поместил мёртвую змею, в другой ― немного рыбы, в третий ― дохлых угрей, в четвёртый ― кусок телятины. Затем плотно закрыл их и запечатал.

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

После он поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми. Вскоре мясо и рыба зачервивели. Можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах такого не наблюдалось. На основании данного эксперимента был сделан вывод что личинки появились не самопроизвольно, а из отложенных мухами яиц».

Таким образом, Франческо Реди породил сомнения о самопроизвольном зарождении жизни. Но многие все же оставались приверженцами этой идеи. Так как факты, открытые Реди, не были до конца обоснованными.

Следующим, кто попытался опровергнуть эту идею, стал итальянский учёный Ладзаро Спалланцани в 1675 году.  Он прокипятил в сосуде крепкий мясной бульон. Оставил его на несколько дней и заметил, что в бульоне стали развиваться микроорганизмы….

Затем он проделал тот же опыт, но уже с запаянным сосудом. Прошло несколько дней, но никаких признаков жизни в бульоне не обнаружилось.

Но и здесь сторонники идеи о самопроизвольном зарождении жизни не стали в это верить так как считали что «жизненная сила» разрушилась от высокой температуры.

В 1862 году французский микробиолог Луи Пастер совместно с физиологом Клодом Бернаром доказали, что жизнь не может зарождаться самопроизвольно.

Луи Пастер взял сосуд, в котором содержалась настойка из органического вещества, прозрачная, как дистиллированная вода. Сначала он прокипятил этот сосуд, для того что бы уничтожить зародыши организмов, которые, возможно, находились в жидкости или на поверхности стенок сосуда. Но через какое-то время в сосуде все же появились маленькие организмы и хлопья плесени.

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Затем он повторил опыт, но уже с другим сосудом, горлышко которого было вытянуто и имело эс-образную форму.

Настойку из органического вещества в сосуде он довёл до кипения, затем охладил. Жидкость осталась неизменной в течение длительного времени.

Секрет долгого хранения жидкости кроется в горлышке сосуда эс-образной формы.

В сосуде с обычным горлышком пыль, взвешенная в воздухе, и зародыши организмов свободно проходят через горлышко сосуда и приходят в соприкосновение с жидкостью, в которой они находят пищу, обеспечивающую их развитие. Отсюда и появление микроскопических существ.

А в сосуде с вытянутым эс-образным горлышком попадание внутрь пыли затрудняется. Эс-образная трубка изолировала содержимое колбы от внешнего воздуха, благодаря оседавшему на её внутренних стенках водяному пару.

Образовавшаяся в результате его конденсации влага играла роль фильтра, не пропускавшего бактерии из окружающего колбу воздуха.

Пыль и все плотные частицы соединялись с каплями воды, попадали в шейку сосуда и задерживались в месте изгиба.

Однако стоило отломить горлышко, как вскоре в колбе начинали развиваться бактерии. Это убедительно доказывало, что микроорганизмы распространяются по воздуху, а не зарождаются самопроизвольно.

Пастер показал, что бактерии могут возникнуть только от других бактерий. Так окончательно была опровергнута гипотеза самозарождении жизни. На основании этого был сформулирован закон «Всё живое происходит из живого».

Однако учёные задумались над вопросом. Если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда взялся первый живой организм?

Это дало толчок к возникновению гипотезы панспермии, которая имела и имеет много сторонников. Они считают, что впервые жизнь возникла не на Земле, а была занесена каким-то образом на нашу планету.

Сторонники этой гипотезы считают, что в кусках камня могли сохраниться замёрзшие примитивные формы жизни, «зародыши жизни», способные выдерживать экстремальные температуры и вакуумное пространство.

Однако гипотеза панспермии пытается лишь объяснить появление жизни на Земле. Она не отвечает на вопрос, как возникла жизнь.

Следующая гипотеза о происхождении жизни, которая легла в основу современных представлений, ― это гипотеза биохимической эволюции.

Гипотеза Опарина ― Холдейна, которую высказали в 20-е годы 20-го века русский учёный Александр Иванович Опарин и англичанин Джон Холдейн.

В 1924 г. Опарин опубликовал основные положения своей гипотезы происхождения жизни на Земле. Он исходил из того, что в современных условиях возникновение живых существ из неживой природы невозможно. Абиогенное (т. е. без участия живых организмов) возникновение живой материи возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов.

По мнению Опарина, в первичной атмосфере планеты, насыщенной различными газами, при мощных электрических разрядах, а также под действием ультрафиолетового излучения и высокой радиации могли образовываться органические соединения, которые накапливались в океане, образуя «первичный бульон».

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Известно, что в концентрированных растворах органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, липидов) при определённых условиях могут образовываться сгустки, называемые коацерватными каплями или коацерватами.

Коацерваты в условиях восстановительной атмосферы не разрушались. Из раствора в них поступали химические вещества. В результате чего они росли и усложнялись.

Коацерваты, которые были способны к примитивному обмену и росту в ходе дальнейшей эволюции, превратились в пробионты, которые Опарин рассматривал как ― предшественников живых организмов.

На границе между пробионтами и окружающей средой появлялись молекулы липидов, что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны.

Под действием каких-либо внешних сил пробионты дробились. А благодаря наличию белков, и возможно, нуклеиновых кислот они были способны передавать наследственную информацию.  

Такие пробионты с маточной наследственностью, может быть, множились. И именно возникновение наследственности представляло собой переход от химической эволюции к биологической.

  1. Пробионты, в которых обмен веществ сочетался со способностью к самовоспроизведению, можно уже рассматривать как примитивные проклетки.
  2. Таким образом, по мнению Опарина, главную роль в зарождении жизни играют белки, именно они дали начало обмену веществ, обеспечив обособление коацерватных капель друг от друга и от окружающей среды.
  3. Но эта гипотеза не давала объяснения способности к самовоспроизведению.

Для решения этого вопроса английский биохимик и генетик Джон Холдейн в 1929 г.

выдвигает «генетическую гипотезу о происхождении живого», которая гласит, что в основе создания простейших живых систем (протобионтов) лежат не белки, а нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК), поскольку они служат матричной основой синтеза белков. Так, Александр Иванович Опарин отдавал первенство белкам, а Джон Холдейн ― нуклеиновым кислотам.

Гипотеза Опарина─Холдеина завоевала много сторонников, так как получила экспериментальное подтверждение, проведённое в 1953 году американским учёным Стенли Миллером.

Стенли Миллер провёл эксперимент, в котором моделировались гипотетические условия раннего периода развития Земли для проверки возможности химической эволюции.

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

В один из резервуаров установки помещается смесь газов (водорода, аммиака, метана и водяных паров), которые входили в состав первичной атмосферы. Через эту смесь при помощи электродов пропускаются электрические разряды (которые имитируют разряды молнии) и ультрофиолетовое облучение.

В другой камере налита вода, и эта камера подогревается (для насыщения газовой смеси парами воды). Ещё одна камера подвергается охлаждению, и здесь вода конденсируется, она имитирует «дождевые осадки». В колбу–«ловушку», которая располагается ниже резервуара, стекает охлаждённая вода, содержащая органические соединения ― аминокислоты, которые входят в состав современных белков.

Ещё один эксперимент позволяет, понять какие соединения возникали под действием радиации в первичной атмосфере планеты.

Если облучить электронами смесь метана, водорода и аммиака, то получатся азотистые основания. Среди них как предшественники нуклеиновых кислот, так и АТФ ― основной аккумулятор энергии живых систем. Используя различные виды энергии, учёные доказали возможность синтеза в условиях первичной земли всего алфавита жизни трёх десятков типов мономеров. 

Но гипотеза Опарина — Холдейна имеет и слабую сторону. Не удаётся объяснить главную проблему: как произошёл качественный скачок от неживого к живому. Ведь для саморепродукции нуклеиновых кислот необходимы ферментные белки, а для синтеза белков — нуклеиновые кислоты.

7 самых важных теорий происхождения жизни / Общая культура

Есть разные теории происхождения жизни и они пытаются объяснить, как живые существа возникли на планете Земля. В общих чертах, мы можем разделить теории происхождения жизни на две группы: религиозные и научные..

Согласно религии, жизнь была создана верховным существом. Эта теория известна как креационизм. Эта теория основана на сверхъестественных объяснениях и отвергает концепцию эволюции вида..

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

С другой стороны, есть несколько научных теорий, которые пытаются объяснить происхождение жизни. Многие из них уже сброшены.

В число научных теорий входят спонтанная генерация, теория панспермии, теория химической эволюции и теория Миллера-Юри..

Теория самозарождения указывает на то, что жизнь может возникнуть из инертной материи. Например, мухи возникают из навоза. Теория панспермии гласит, что жизнь возникла не на Земле, а из космоса.

Со своей стороны, теория химической эволюции утверждает, что жизнь сформировалась из ряда химических реакций, которые привели к постепенным изменениям. Эта теория была поднята независимо двумя учеными: Опарином и Холдейном.

Читайте также:  Лишайники. общая характеристика и значение - биология

Наконец, теория Миллера-Юри следует той же линии исследований, что и теория Опарина-Холдейна..

индекс

  • 1 Основные теории происхождения жизни
    • 1.1 Теория креационизма
    • 1.2 Теория самозарождения
    • 1.3 Теория панспермии
    • 1.4 Теория химической эволюции или первичного абиогенеза
    • 1.5 Теория Миллера-Юри или теория первичного бульона
    • 1.6 Теория РНК против теория белков
    • 1.7 Теория гидротермальных источников
  • 2 Ссылки

Основные теории происхождения жизни

Теория креационизма

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Теория креационизма утверждает, что жизнь возникла благодаря вмешательству высшего существа (Бога). Эта теория основана на библейском описании, согласно которому все творение произошло за три дня..

В Библии указано, что в первый день Бог сотворил небо и землю. Ко второму я создаю день и ночь, свет и тьму. На третий день он создал моря и растительность (первый признак жизни на Земле).

На четвертый день Бог создал солнце и луну, чтобы отличать день от ночи. Он также создал звезды. На пятый день были созданы водные существа и птицы.

На шестой день были созданы наземные животные. В этот же день Бог создал человека из пыли.

Видя, что мужчина остался один, он решил создать партнера. Таким образом он спал с мужчиной, снял пару ребер и создал первую женщину. Наконец, на седьмой день Бог почил.

Все это можно найти в первых двух главах книги Бытия, которая является первой книгой Библии. Эта история является основой многих религий.

Теория самозарождения

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Спонтанное поколение указывает на то, что жизнь может быть произведена из инертной материи. Например, мыши поступают из газетной бумаги, мухи возникают из навоза и мусора, а утки – из плодов некоторых растений..

Теории о самозарождении очень древние, такие же древние, как египетская и месопотамская цивилизации..

В Древнем Египте считалось, что из грязи, найденной на берегах Нила, появились жабы, черви и крысы..

Греческий философ Аристотель (384 г. до н.э.-322 г. н.э.) поддержал теорию самозарождения. Считалось, что рыба может возникнуть из листьев деревьев, которые упали в пруд. С другой стороны, листья, которые упали на землю, породили червей и насекомых.

До XIX века многие ученые считали эту теорию правильной. Россо (английский натуралист) отметил, что «сомневаться в том, что жуки порождаются коровьим навозом, значит сомневаться в рассудке, суждении и опыте».

Уильям Харви (ученый, открывший циркуляцию крови) и Ван Хельмонт (врач и ботаник) также верили в спонтанное поколение.

На самом деле, Ван Хельмонт утверждал, что у него есть способ искусственно создавать мышей. Этот метод состоял из помещения пшеницы, потных предметов одежды и соломы в картонную коробку. Через месяц, мыши были бы спонтанно сформированы.

Эта теория путала влечение с поколением. Очевидно, что навоз привлекает мух, которые откладывают яйца, порождая новых мух, но это не означает, что эти насекомые были созданы навозом.

В семнадцатом веке противодействие этой теории началось. Одна из первых работ против самопроизвольной генерации была сделана Франциско Реди в 1665 году. Работа Реди была основана на предпосылке, что гнилое мясо порождает мух.

Для развития своих исследований Реди выдвинул две гипотезы: (а) что мухи возникают из мяса путем самопроизвольного рождения, и (б) мухи рождаются из яиц, которые другие мухи оставили в гнилом мясе.

Он провел эксперимент с двумя контейнерами с гниющим мясом внутри. Один из контейнеров был обнаружен, а другой был закрыт.

После нескольких дней Реди заметил, что в обнаженной плоти были личинки и мухи, в то время как мясо из покрытой бутылки не представляло ни одного из двух..

Таким образом, Реди доказал, что мухи не возникли из гнилой плоти. Несмотря на открытия Реди, многие ученые продолжали верить в спонтанное поколение.

Именно работы Луиса Пастера дали последний удар по этой теории. Этот ученый проводил эксперименты с горячими бульонами.

Он пришел к выводу, что микроорганизмы не пришли из бульона, но они были в воздухе и нашли бульон, пригодный для размножения. Таким образом, теория самозарождения была дискредитирована.

Теория панспермии

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Теория панспермии указывает на то, что жизнь возникла не на планете Земля, а из космоса в форме бактерий и других микроорганизмов..

Эти организмы прибыли на Землю в переносе космической пыли и метеоритов, которые были притянуты земной гравитацией..

  • Эта теория была поднята Рихтером в 1865 году и получила поддержку других ученых (таких как Аррениус).
  • Однако эта гипотеза не предоставляет достаточных доказательств, которые могли бы доказать ее правдивость, поэтому она была исключена.
  • Теория панспермии указывает на то, что микроорганизмы были способны противостоять интенсивному холоду (вакуум в космическом пространстве) и высоким температурам (при входе в атмосферу Земли).
  • Это объяснение кажется невозможным, поскольку нет известных организмов, способных выдержать эти условия.

Кроме того, теория панспермии не объясняет, как появился этот внеземный микроорганизм. По этой причине он не предлагает истинного объяснения происхождения жизни.

Теория химической эволюции или первичного абиогенеза

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Теория химической эволюции, также называемая теорией Опарина-Холдейна, указывает, что жизнь на Земле возникла в результате серии химических изменений (эволюций), которые произошли 3000 миллионов лет назад..

Согласно этой теории, спонтанная генерация невозможна в современных условиях Земли. Тем не менее, условия были разные миллиарды лет назад (когда планета была создана).

В 1920-х годах Александр Опарин (российский химик) отметил, что жизнь возникла из мертвой материи благодаря окружающей среде, которую представляет Земля.

Эта теория известна как теория первичного абиогенеза, потому что миллионы лет назад первый клетка, и эта клетка породила другие.

Одновременно J.B.S. Холдейн (британский ученый) пришел к тем же выводам, что и Опарин.

Эти ученые заявили, что первые молекулы были сформированы, необходимые для развития живых существ. Сначала были созданы аминокислоты, а затем они были объединены, чтобы получить сложные полимеры.

Как только все необходимые молекулы были разработаны, они собрались вместе, чтобы породить первый примитивный организм..

Опарин предположил, что каким-то образом этот организм эволюционировал химически. Этот организм сумел отделить свои компоненты от остальной среды благодаря единой клеточной стенке, образующей структуру, похожую на структуру пузыря. Таким образом появилась первичная клетка.

Работы Опарина были опубликованы на английском языке в 1938 году и не получили того внимания, которого они заслуживали. Однако Гарольд Юри и его ученик Стэнли Миллер решили пойти по пути изучения русского языка.

Теория Миллера-Юри или теория первичного бульона

Гипотезы происхождения жизни на Земле, Биология

Теория Миллера-Юри основана на теории первичного абиогенеза. Эти два ученых пытались воссоздать условия Земли в ее ранние годы.

Это было сделано для того, чтобы продемонстрировать, что жизнь могла возникнуть благодаря реакциям, которые произошли в земной среде с дефицитом кислорода.

Для этого они разработали атмосферу, богатую водородом и испытывающую недостаток кислорода в газообразной форме. Эта атмосфера была перевернута на жидкой среде (чтобы воссоздать океан, в котором, как считается, возникла жизнь).

Все это происходило при температуре 100 ° С, при этом подвергаясь постоянным электрическим разрядам (имитирующим молнии). Эта среда, созданная Миллером и Юри, представляет собой первичный бульон, в котором возникла жизнь.

Неделю спустя Миллер и Юри заметили, что около 15% метана, присутствующего в искусственной атмосфере, было преобразовано в более простые углеродные соединения (такие как формальдегиды)..

Впоследствии эти простые соединения были объединены в молекулы, такие как муравьиная кислота, мочевина и аминокислоты (такие как глицин и аланин)..

Аминокислоты являются одной из важнейших структур для образования белков и других сложных молекул, необходимых для образования живых существ..

Примечательно то, что обнаружили, что некоторые из элементов отвар Миллера-Юри не присутствовали в оригинальной атмосфере Земли.

Однако этот эксперимент показал, что молекулы, необходимые для развития устойчивой жизни, могут образовываться естественным путем из неорганических элементов..

Теория РНК против теория белков

После того, как была установлена ​​вероятность того, что молекулы могли возникнуть более спонтанно на ранней Земле, был сгенерирован следующим вопрос: какие молекулы пришел первый: рибонуклеиновая кислота (РНК) или белки?

Теория РНК

Сторонники теории РНК утверждают, что эта наследственная молекула необходима для развития других соединений..

Эта теория приобрела важность, когда Томас Чех открыл рибозимы, молекулы РНК, которые содержат ферменты..

Эти ферменты обладают способностью создавать связи между аминокислотами для образования белков. Таким образом, если молекулы РНК могут передавать информацию и действовать в качестве ферментов, для чего нужны белки??

Теория белков

  1. Сторонники теории указывают, что белки без ферментов (которые представляют собой белки) любая молекула может быть воспроизведена (даже РНК).
  2. Кроме того, эта теория указывает, что нуклеотиды (компоненты нуклеиновых кислот) слишком сложны, чтобы спонтанно образовываться.

  3. В добавление к этому, белки гораздо проще синтезировать (как доказал эксперимент Миллера-Юри).
  4. Следует отметить, что нуклеотиды также могут образовываться из неорганических компонентов, если условия являются адекватными.

Как видите, высказывание того, что появилось раньше (РНК или белки), является парадоксом, который еще не решен..

Теория гидротермальных источников

Первобытная атмосфера Земли была враждебной, с небольшим количеством кислорода в газообразном состоянии. Не было озонового слоя, который защитил бы планету.

Это означает, что солнечные ультрафиолетовые лучи могут легко достичь поверхности земли. Поэтому жизнь на Земле была невозможна.

Это привело многие ученые conjeturen, что первые люди пришли в глубокие воды, где не хватает ультрафиолетовых лучей.

В частности, считается, что жизнь зародилась вблизи гидротермальных источников. Хотя эти источники воды удивительно жарко, даже сегодня показывают примитивные формы жизни, которые могут возникнуть в докембрии.

По этой причине очень правдоподобно думать, что первые организмы появились под водой. Оттуда они развились, чтобы сформировать различные виды, которые мы знаем сегодня.

Читайте также:  Работа эндокринной системы и ее нарушения, биология

ссылки

  1. Происхождение и ранняя история жизни. Получено 4 сентября 2017 г. с сайта mhhe.com.
  2. Происхождение теории жизни. Получено 4 сентября 2017 г..
  3. Происхождение жизни. Получено 4 сентября 2017 г. с сайта valencia.edu.
  4. Происхождение жизни на Земле. Получено 4 сентября 2017 г. с сайта study.com.
  5. Теория происхождения ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Теории о происхождении жизни. Получено 4 сентября 2017 г. с сайта tutorvista.com.
  7. 7 теорий о происхождении жизни. Получено 4 сентября 2017 г. с сайта livescience.
  8. Происхождение жизни. Получено 4 сентября 2017 г. с сайта icr.org.
  9. Происхождение жизни. Получено 4 сентября 2017 г. с сайта wikipedia.org.
  10. Круз Д. и Даминели А. (2007). Происхождение жизни. Получено 4 сентября 2017 г. с сайта scielo.br.

Природа? Бог? Инопланетяне? Как учёные объясняют жизнь на Земле

Наука и технологии Главные научные теории о происхождении всего живогоЖизнь – завораживающее, таинственное явление. Жизнь – то, что делает Землю если не уникальным, то как минимум необычным местом во Вселенной, потому что сама по себе жизнь – чрезвычайно редкое явление для той части космоса, которая доступна человеку для изучения.

Как произошла жизнь на Земле? Чем больше человек узнавал об окружающем мире, тем больше разных объяснений феномену жизни он предлагал. До сих пор ученые со всего мира исследуют предпосылки и моделируют сам процесс возникновения жизни, и чем больше идут исследования, тем больше деталей мы узнаем. Исследования процесса возникновения жизни будут идти еще очень долго хотя бы по той причине, что сам процесс длился десятки, если не сотни миллионов лет, а первая жизнь, по предположениям ученых, появилась и вовсе несколько миллиардов лет назад. В этой статье мы рассмотрим несколько научных теорий, которые пытаются ответить этот вопрос.

Смысл этой гипотезы прост: земная жизнь имеет внеземное происхождение. У теории есть несколько разновидностей, но все они сходятся в одном – биологический материал, который дал Земле толчок для развития жизни, принесли из космоса астероиды, метеориты, кометы и прочие подобные космические тела.

При этом сторонники этой гипотезы до сих пор спорят о том, в каком виде жизнь была принесена на Землю: были ли то уже «готовые» микроорганизмы-экстремофилы либо же простые органические молекулы, которые уже после попадания на Землю эволюционировали в микроорганизмы.

Отдельные сторонники теории идут даже дальше и объясняют происхождение новых болезней попаданием внеземного биологического материала на нашу планету уже в наши дни.

Гипотеза панспермии появилась еще в античности и впервые была сформулирована в трудах древнегреческого философа Анаксагора. В разное время ее сторонниками были такие ученые, как Сванте Аррениус, Герман фон Гельмгольц, Герман Рихтер, Якоб Берцелиус, Кельвин. В качестве доводов в пользу своей теории, сторонники панспермии приводят такие наблюдения:

  • Микроорганизмы способны долго, в «спячке» переживать экстремальные условия вроде радиации, отсутствия кислорода, вакуума.
  • Солнечная система содержит целый ряд объектов, на которых находят не относящиеся к деятельности человека органических соединений – от молекул сахаров до белковых соединений. Пример такой находки – метеорит Acfer 086, где в 2020 году был найден белок ## гемолитин.

Главным недостатком теории панспермии считается тот факт, что она не отвечает на главный вопрос, волнующий ученых и обывателей – как, собственно, возникла земная жизнь. По сути, эта гипотеза откладывает ответ на этот вопрос, ведь причину ее сторонники видят в областях космоса, которые люди еще не могут интенсивно исследовать.

В 1924 году русский ученый Александр Опарин опубликовал статью «Возникновение жизни», где высказал свои соображения по поводу этого процесса.

Общий смысл этой статьи – жизнь на Земле возникла в растворе высокомолекулярных соединений, где образовывались коацерваты – большие концентрации сложных химических соединений, которые в ходе цепочки реакций превращались в сначала в органические соединения, затем – в белки, и, в последнюю очередь, в белковые тела. К схожим выводам в 1930-е годы, когда статья Опарина была переведена на английский язык и опубликована на Западе, пришел и британский биолог Джон Холдейн.

Очень весомые аргументы в пользу теории этих двух ученых добыли американские химики Стенли Миллер и Гарольд Юри, которые смоделировали условия «первичного бульона» и доказали, что в условиях высоких температур, образования коацерватов и систематического воздействия на «первичный бульон» со стороны электрических разрядов (с их помощью симулировали удары молний из грозовой атмосферы древней Земли) могут возникать органические молекулы, а значит, именно такой сценарий возникновения жизни наиболее вероятен.

Дополнительные доказательства теории Опарина-Холдейна были получены в 2015 году британским ученым Джоном Сазерлендом, которому удалось доказать, что компоненты РНК и ДНК – базовые носители наследственной информации для всех живых организмов – могут быть получены из простых циановодорода и сероводорода в ходе цепочки химических реакций.

Заслуги теории Опарина-Холдейна настолько велики, что результаты ее разработки так или иначе принимают за основу своих исследований почти все современные исследователи процесса возникновения на Земле жизни.

Однако, и у нее есть недостаток: хотя она очень хорошо объясняет, откуда на Земле взялся «строительный материал» для живых организмов, в чистом виде она не объясняет, как именно просто белковые соединения перешли именно к живому состоянию – начали самовоспроизводиться и осуществлять обмен веществ обособленно от внешней среды.

Именно эти вопросы сейчас изучаются особенно тщательно, и гипотез, которые уточняют изыскания Опарина и Холдейна, сейчас много.

Одна из таких теорий, расширяющая изыскания Опарина и Холдейна – теория, объясняющая, как и почему современная белковая жизнь могла возникнуть именно из водорода и углерода.

Ответ на вопрос в сущности «водородно-углеродного шовинизма» кроется в химических свойствах, которые проявляют эти химические элементы при соединении друг с другом. Способность к образованию бесчисленного множества вариаций органических молекул обуславливает легкость, с которой белковые соединения могут меняться, а также быть настолько разнообразными.

Шотландский ученый Александер Кейрнс-Смит вместе с израильскими учеными сделал предположение о том, что сложные белковые молекулы могли возникнуть внутри пор глинистых минералов либо под толстым слоем кристаллической воды – то есть льда.

Причины, по которым подобное могло произойти именно под защитой таких структур, ученые видят в той роли, которую минералы и лед могли играть для белковых соединений в условиях, когда на Земле отсутствовал озоновый слой и ультрафиолет воздействовал на поверхность планеты гораздо сильнее, чем в наши дни. Именно минералы и лед могли спасти протомолекулы и даже примитивные формы жизни от гибели под интенсивным ультрафиолетом.

Еще одна гипотеза о том, где конкретно жизнь на Земле могла развиваться на ранних стадиях образования нашей экосистемы, могут дать океаны.

В наши дни выяснено, что огромные морские пространства на глубине не могут прокормить большое количество живых организмов и являются по сути пустынями под водой.

Однако, есть места, где океанская жизнь в буквальном смысле кипит – черные курильщики, подводные геотермальные источники.

Они интересны исследователям по нескольким причинам: во-первых, это места, где мантия Земли наиболее близко подходит к океанскому дну и откуда в океан выбрасываются огромные потоки минерализованной воды.

Во-вторых, температура около черных курильщиков невероятно высока, и в этих условиях вполне существуют микроорганизмы-экстремофилы, а также отдельные виды червей и креветок.

При этом микроорганизмы используют в своей жизнедеятельности железосерные реакции, о которых говорили Опарин и Холдейн в своих научных трудах.

Такие ученые, как Вильям Мартин и Михаэль Руссель, считают, что зоны, где располагались древние черные курильщики, могли быть одним из самых идеальных мест на молодой Земле для того, чтобы там возникла жизнь.

Этому способствует и то, что среда около черных курильщиков располагается на морской глубине (что согласуется с гипотезой «первичного бульона»), а также из-за особенностей подобных экосистем они тоже хорошо защищены от ультрафиолета.

Формы жизни, основанные на РНК, существуют и в наши дни – в основном, это разнообразные вирусы, проявляющие свойства как живой, так и неживой материи. Долгое время формы жизни, основанные на РНК, считались примитивными, однако, в последнее время взгляд на РНК и роль данных кислот в образовании жизни существенно изменился.

Если раньше считалось, что образованию молекул РНК предшествовало образование ДНК-молекул, то теперь появилась гипотеза о так называемом мире РНК, который предшествовал жизни в той форме, какую мы знаем сегодня.

Ученые при формулировании этой гипотезы пришли к подобному выводу на основании того, что молекулы РНК могут возникать как биогенным, так и небиогенным путем. Еще один дополнительный факт в копилку подтверждений этой теории – это доказанная экспериментально К. Боковым и С. Штейнбергом способность молекул РНК самостоятельно эволюционировать.

Свойства и возможности РНК в деле формирования жизни на Земле продолжаются по сей день, но уже сейчас можно сказать, что РНК играла в этом процессе немалую роль.

Главная загадка, которая до сих пор стоит перед учеными, изучающими химическую эволюцию, остается механизм перехода образования белковых коацерватов к структурам, которые способны к самовоспроизведению. Пока что «жизнь в пробирке» не удалось создать никому, но в тот момент, когда это произойдет, это станет сенсацией всемирного масштаба.

Открытие подобного механизма откроет огромные возможности как по улучшению медицины, сельского хозяйства, химической и других видов промышленности, так и даст толчок к созданию более отдаленных проектов – таких, как возможное терраформирование планет.

Однако даже когда жизнь будет изучена до мельчайшей детали, она не перестанет быть чудом – потому что если она даже не уникальна, то очень редка и красива.

Ссылка на основную публикацию