Происхождение жизни

Тема: Происхождение жизни

Раздел: Бесплатные рефераты по концепции современного естествознания

Тип: Контрольная работа | Размер: 76.76K | Скачано: 265 | Добавлен 25.02.13 в 20:59 | Рейтинг: +1 | Еще Контрольные работы

Вуз: Финансовый университет

Год и город: Уфа 2012

Содержание
Введение 3
1. Аналитическое сравнение основных концепций происхождения жизни 5
2. Основные концепции происхождения жизни 7
2.1 Креационистская концепция 7
2.2 Эволюционистская концепция 8
2.3 Теория саморождения 11
2.4 Концепция панспермии 13
Заключение 15
Список используемой литературы 16

 

 

1. Аналитическое сравнение основных концепций происхождения жизни

       Жизнь - есть способ существования белковых тел, существенным моментом, которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».

Происхождение жизни - один из самых таинственных вопросов, исчерпывающий ответ на который вряд ли когда-нибудь будет получен. Множество гипотез и даже теорий о возникновении жизни, объясняющих различные стороны этого явления, неспособны пока что преодолеть существенное обстоятельство - экспериментально подтвердить факт появления жизни. 

«Вопрос о происхождение жизни на Земле принадлежит к числу наиболее сложных вопросов науки. Вокруг этого вопроса на протяжение многих веков развертывалась борьба религии и науки, идеализма и материализма. Идеалисты утверждают, что возникновение жизни на Земле нельзя объяснить материальными причинами. По их представлениям, в основе жизни лежат не материальные процессы, а не доступное разуму человека сверхъестественное высшее духовное начало - «божественный разум», «мировой дух», «высшие силы ».

Существует много гипотез, объясняющие возникновение жизни на Земле, но основными являются следующие:

1. Жизнь была создана сверхъестественным существом (Творцом) в определенное время (креационизм).

2. Жизнь возникала неоднократно из неживого вещества (самопроизвольное зарождение).

3. Жизнь занесена на нашу планету извне (панспермия).

4. Жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам (биохимическая эволюция).

По мнению ученых, занимающихся в области астрономии Земля и другие планеты солнечной системы образовались примерно 4,5 миллиардов лет назад из особой газопылевой материи. Такая материя и до сих пор в межзвездном пространстве и преобладающим элементом этой материи является водород. Путем реакции ядерного синтеза водород превращается в углерод. В последствии в результате этой реакции возникали кислород и другие элементы. Под воздействием высоких температур и гравитационного сжатия, которые возникали в результате вращения облака вокруг своей оси, формировались химические вещества, которые составили основу планет и звезд, а также их атмосферу.

Для дальнейшего развития на пути к возникновению жизни необходимы были планетарные и космические условия. Прежде всего к ним относятся: размеры планет, масса планет не должна быть особенно большой, и не слишком маленькой. Движение планет вокруг звезд должно быть или по круговой, или близко к нему; так как именно такое движение обеспечивает равномерное нагревание планеты. Планета должна, также, постоянно излучать энергию.

Особое значение имеет это представление для понимания перехода химической эволюции в биологическую. Такой переход обязательно должен был быть связан с возникновением многомолекулярных фазовообособленных открытых систем, способных взаимодействовать с внешней средой, т. е. расти и развиваться, используя её вещества, энергию и тем самым, преодолевая нарастание энтропии.

Модельные опыты с фазовообособленными системами, проводимые, в частности, А. И. Опариным и сотрудниками с коацерватными каплями (Коацервация), выделяющимися из водного раствора разнообразных органических полимеров, показали, что эти системы обладают способностью поглощать из окружающего их раствора разнообразные богатые энергией вещества и за их счёт расти, увеличиваясь в размерах и массе. При этом скорость указанного процесса определяется свойственной каждой индивидуальной капле химической и пространственной организацией, так что две разновидности капель, находящиеся в одинаковом растворе, ведут себя различно. Одни растут быстро, тогда, как рост других замедлен и может даже происходить их полный распад.

Описанные модельные опыты показывают возможность примитивного "отбора" капель в зависимости от характера их взаимодействия с внешней средой. С. Фокс с сотрудниками (с 1964) исследует микросферы - шаровидные образования, возникающие при растворении и последующей конденсации полученных им абиогенно белковоподобных веществ. Показано, что в процессе синтеза этих веществ из аминокислот образуются Гуанин и жирные кислоты. Это даёт основание считать микросферы интересным объектом для изучения одного из путей появления клеток.

 

2. Аргументы концепции происхождения жизни

2.1 Креационистская концепция

       Согласно этой теории, жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом.

Креационизм - божественное сотворение человека и всего живого. В Библии говорится: «В начале сотворил Бог небо и землю». На пятый день Бог сказал: «Да произведет вода пресмыкающихся, душу живую и птицы да полетят над землею по тверди небесной». На шестой день: «И сотворил Бог человека по образу Своему…»       

Они отвергают любые другие точки зрения и целиком полагаются на вдохновение, созерцание и божественное откровение. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что  в Книге Бытия изложено в понятной для людей всех времен форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим творцом. Для них описание сотворения живых существ скорее относится к ответу на вопрос «почему?», а не «каким образом?». Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперименты, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру.

       «Вера же есть осуществление ожидаемого и уверенность в невидимом… Верою осознаем, что вещи устроены словом Божьим, так что из невидимого произошло видимое» (послание к евреям).

        Вера признает вещи, которым нет доказательств в научном смысле слова. Это означает, что логически не может быть противоречия между научным и богословским объяснением сотворения мира, так как эти две сферы мышления взаимно исключают одна другую. Для ученого научная истина всегда содержит элемент гипотезы, предварительности, но для верующего теологическая истина абсолютна.

Но тут возникает один вопрос. Понятно, что жизнь сотворена Богом. Но все-таки как конкретно Бог создал жизнь? Создал сначала единственную живую душу, которая потом эволюционировала (через пресмыкающихся и птиц) до человека? Или воздух на земле закрутился, мелькнула молния и в яркой вспышке света из воздуха (или еще из чего-то, что было на Земле в те времена) появился homo sapiens? На эти вопросы ни Библия, ни другие древние источники ответить не в состоянии.

 

2.2 эволюционистская концепция (биохимическая эволюция)

До середины XX в. многие ученые полагали, что органические соединения могут воз­никать только в живом организме. Именно поэтому их назвали органическими соединениями в противоположность веществам неживой природы — минералам, которые получили название не­органических соединений. Считалось, что органические вещества возникают только биогенно, а природа неорганических веществ совершенно иная, поэтому возникновение даже простейших ор­ганизмов из неорганических веществ совершенно невозможно. Однако после того как из обычных химических элементов было синтезировано первое органическое соединение, представление о двух разных сущностях органических и неорганических веществ оказалось несостоятельным. В результате этого открытия возник­ли органическая химия и биохимия, изучающие химические про­цессы в живых организмах.

Кроме того, данное научное открытие позволило создать кон­цепцию биохимической эволюции, согласно которой жизнь на Земле возникла в результате физических и химических процес­сов.

Академик А.И. Опарин опубликовал в 1924 г. свой труд «Про­исхождение жизни»[5], где была изложена новая ги­потеза происхождения жизни. Суть гипотезы сводилась к следую­щему: зарождение жизни на Земле — длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой. И про­изошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганиче­ских под влиянием сильнодействующих физико-химических факторов, и тем самым химическая эволюция постепенно подня­лась на качественно новый уровень и перешла в биохимическую эволюцию.

Рассматривая проблему возникновения жизни путем биохи­мической эволюции, Опарин выделяет три этапа перехода от неживой материи к живой:

• синтез исходных органических соединений из неорганиче­ских веществ в условиях первичной атмосферы первобытной Земли;
• формирование в первичных водоемах Земли из накопив­шихся органических соединений биополимеров, липидов, углево­дородов;
• самоорганизация сложных органических соединений, воз­никновение на их основе и эволюционное совершенствование процессов обмена веществ и воспроизводства органических струк­тур, завершающееся образованием простейшей клетки.

На первом этапе около 4 млрд. лет назад, когда Земля была безжизненной, на ней происходили абиотические синтезы угле­родистых соединений и их последующая предбиологическая эво­люция. В то время извергалось множество вулканов, выбрасывая огромную массу раскаленной лавы. По мере остывания планеты водяные пары, скопившиеся в атмосфере, конденсировались и об­рушивались на Землю ливнями, образуя огромные водные про­странства. Поскольку поверхность Земли оставалась все еще горя­чей, вода испарялась, а затем, охлаждаясь в верхних слоях атмосфе­ры, вновь выпадала на поверхность планеты. Эти процессы длились многие миллионы лет.

На втором этапе, по мере смягчения условий на Земле, под действием электрических разрядов, тепловой энергии, ультрафиолетовых лучей на химические смеси началось образование сложных органических соединений пиополимеров, нуклеотидов, которые, постепенно усложняясь, превращались в протобионты (до клеточные предки живых организмов). Эти органические соединения также накапливались и концентрировались в гидро­сфере Земли, еще чаще объединяясь и усложняясь. Итогом эволюции сложных органических веществ стало появление коацерватов, или коацерватных капель.

Коацерваты - это комплексы коллоидных частиц, раствор которых разделяется на слой, богатый коллоидными частицами, и жидкость, почти свободную от них. Коацерваты обладали спо­собностью поглощать из внешней среды различные органические вещества, растворенные в водах первичного океана, что обеспечи­ло возможность первичного обмена веществ со средой. В результате внутреннее строение коацерватов менялось, что вело к их распаду или к накоплению веществ. Теория биохимической эволюции рассматривает коа­церваты как предбиологические системы, представляющие со­бой группы молекул, окруженные водной оболочкой.

На третьем этапе в массе коацерватных капель происходил естественный отбор наиболее устойчивых из них в данных усло­виях среды. Вместе с тем, достигнув определенных размеров, мате­ринская капля могла распадаться на дочерние, которые при рас­паде теряли особенности своей структуры. По сути дела, на этой стадии коацерваты преврати­лись в простейшие живые организмы.

Дальнейшая эволюция этих предбиологических структур бы­ла возможна только при усложнении обменных и энергетических процессов внутри коацервата. Более прочную изоляцию внутрен­ней среды от внешних воздействий могла обеспечить только мем­брана. Вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов, отделивших коацерват от окружающей его водной среды. В процессе эволюции липиды преобразовались в наружную мембрану, значительно повысившую жизнеспособ­ность и устойчивость организмов.

Несмотря на всю экспериментальную обоснованность и тео­ретическую убедительность, концепция Опарина имеет как сильные, так и слабые стороны.

Сильной стороной концепции является достаточно точное соответствие ее химической эволюции, согласно которой зарож­дение жизни есть закономерный результат добиологической эво­люции материи.

Слабая сторона концепции — это невозможность объяснить сам момент скачка от сложных органических соединений к жи­вым организмам - ведь ни в одном из поставленных эксперимен­тов получить жизнь так и не удалось. Кроме того, Опарин допуска­ет возможность самовоспроизведения коацерватов при отсутст­вии молекулярных систем с функциями генетического кода иными словами, без реконструкции эволюции механизма на­следственности объяснить процесс скачка от неживого к живому невозможно. Поэтому сегодня считается, что решить эту слож­нейшую проблему биологии без привлечения концепции откры­тых каталитических систем, молекулярной биологии, а также ки­бернетики не получится.

 

2.3 Теория саморождения (самоорганизации)

Эта теория также зародилась давно, и долгое время была единствен­ной альтернативой креационизму. Появилась она в результате повседневных наблюдений над тем, как в мусорных кучах, гнию­щих отбросах постоянно появляются личинки, черви, мухи. По­скольку о существовании микроорганизмов в далекие времена не было ничего известно, то считалось, что все низшие организмы появляются путем самозарождения. Ученые Средневековья до­пускали, что, например, рыбы могли зародиться из ила, мыши - из грязи, мухи - из мяса. Этих взглядов придерживались многие известные ученые (Аристотель, Парацельс, Коперник, Галилей, Декарт и др.), благодаря авторитету которых эта теория смогла существовать длительный срок.

Однако начиная с XVII в. стали накапливаться данные против такого понимания происхождения жизни. В1668 г. итальянский естествоиспытатель и врач Франческо Реди провел серию опытов, которыми доказал, что белые черви в гниющем мясе суть не что иное, как личинки мух. В результате своих опытов он сформули­ровал знаменитый принцип: «Все живое - от живого».

Опыты Реди были простыми и убедительными. В несколько сосудов он положил кусочки мяса. Часть этих сосудов он оставил открытыми, а часть прикрыл материей, пропускающей воздух. Вскоре в первых сосудах появились личинки мух, а в прикрытых сосудах их не было. Тем самым он доказал невозможность само­зарождения червей из гниющего мяса при отсутствии мух.

Несмотря на убедительность опытов Реди, споры вокруг этой теории продолжались вплоть до середины XIX в., когда французский учёный Ауи Пастер простыми и оригинальными опытами окончательно доказал невозможность самозарождения простых организмов. Опыты Пастера продемонстрировали, что микроор­ганизмы появляются в органических растворах в силу того, что ту­да ранее были занесены их зародыши. Если же сосуд с питательной средой стерилизовать (пастеризовать), оградив тем самым от по­падания в него микробов, то никакого самозарождения не про­изойдет. Опыты Пастера подтвердили принцип Реди и показали научную несостоятельность концепции спонтанного самозарож­дения организмов. Но, опровергнув эту концепцию, Пастер, к со­жалению, не предложил никакой новой идеи. Поэтому в середи­не XIX в. наука не смогла ответить на вопрос, как возникла жизнь на Земле.

Концепция самозарождения жизни, несмотря на свою оши­бочность, сыграла позитивную роль в развитии естествознания, поскольку опыты, призванные ее подтвердить, помогли получить богатый эмпирический материал для развивающейся биологиче­ской науки.

 

2.4 Концепция панспермии

Но как же тогда произошла жизнь на Земле? Ведь было время, когда Земля, по общепринятому теперь в науке взгляду, представляла собой раскаленный добела шар. За это говорят и астрономия, и геология, и минералогия, и прочие точные науки - это несомненно. Значит, на Земле существовали такие условия, при которых жизнь была невозможна, немыслима. Только после того, как земной шар потерял значительную часть своего тепла, рассеяв его в холодное межпланетное пространство, только после того, как охлажденные водяные пары образовали первые тепловые моря, стало возможно существование организмов, подобных тем, которые мы сейчас наблюдаем. Для разъяснения этого противоречия была создана теория, носящая довольно сложное название -теории панспермии.

Панспермия - древнее учении о повсеместном распространении во Вселенной вечных и неизменных зародышей жизни. Если попытаться кратко охарактеризовать панспермию, суть ее можно свести к следующему: существуют зародыши жизни, рассеянные по всей Вселенной и в принципе способные заселить любую планету, если условия на ней окажутся пригодными для развития жизни. Было бы крайне заманчиво объяснить происхождение жизни и на Земле именно таким образом-заражением нашей планеты микроорганизмами, либо случайно попавшими в момент наибольшего сближения с какой-то другой планетой или залетевшими с метеоритными частицами, либо специально посланными высокоразвитой цивилизацией. Идею панспермии высказывали еще Аристотель, а позднее Г. Лейбниц, но только в начале XX столетия от общефилософских рассуждений перешли к конкретным научным моделям.

В 1908 году известный шведский физико-химик С. Аррениус разработал концепцию одной из разновидностей панспермии, названную радиационной панспермией. По мысли ученого, в результате миграции по Вселенной, вызванной давлением солнечного света (или давлением света другой звезды), споры бактерий в итоге достигали и Земли. Аррениус предполагал, что споры термостойких бактерий, к примеру, могли попасть на Землю с Венеры в момент наибольшего сближения этих планет. Незадолго до этого известный русский физик П. Н. Лебедев экспериментально доказал наличие светового давления и продемонстрировал его действие на спорах плауна (ликоподий). В конце 60-х годов возобновилась популярность этой теории. Это было связано с тем, что при изучении метеоритов и комет были обнаружены многие «предшественники живого» - органические соединения, синильная кислота, вода, формальдегид, цианогены. В 1975 году в лунном грунте и метеоритах были найдены предшественники аминокислот. Сторонники панспермии считают их «семенами, посеянными на Земле».

Современные приверженцы концепции панспермии (в числе которых – лауреат Нобелевской премии английский биофизик Ф. Крик) считают, что жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами с помощью летательных аппаратов. Доказательством этого являются многократные появления НЛО.

К гипотезе панспермии примыкает точка зрения астрономов Ч. Викрамасингха и Ф. Хойла. Они считают, что в космическом пространстве, в основном в газовых и пылевых облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы. Далее эти микроорганизмы захватываются кометами, которые затем, проходя вблизи планет, «сеют зародыши жизни».

И так, мы увидели, что теория панспермии не может служить для решения вопроса о происхождении жизни, она лишь пытается объяснить появление жизни на Земле, но не её первое возникновение.

Заключение

Таким образом, анализируя аргументы основных концепций происхождения жизни, можно сделать вывод о том, что до сих пор нет однозначного ответа на вопрос о возникновении жизни. Существование различных концепций, теорий, идей по этому вопросу доказывают его неопределённость. На данную тему и по сей день в научных кругах ведутся дискуссий. Нельзя также однозначно говорить о том, что одна концепция более правильная, более реальная, чем другая.       

 Теории, касающиеся возникновения жизни на Земле, разнообразны и далеко не достоверны. Согласно теории стационарного состояния, Вселенная существовала извечно. Согласно другим гипотезам, Вселенная могла возникнуть из сгустка нейтронов в результате «Большого взрыва», родилась в одной из черных дыр или же была создана Творцом. Вопреки бытующим представлениям, наука не в состоянии отвергнуть идею о божественном сотворении первозданной Вселенной, так же как теологические взгляды не обязательно отвергают возможность того, что жизнь в процессе своего развития приобрела черты, объяснимые на основе законов природы.

Исследование, анализ и развитие данных концепций, на мой взгляд, одна из главных задач науки, а от решения данной задачи зависят многие извечные вопросы, способные перевернуть все сознание человечества.

       Научный прогресс не стоит на месте. Возможно, через какое-то время человечество сможет стопроцентно доказать одну из существующих теорий происхождения жизни, или выдвинет новые, более современные и обоснованные.

 

Список использованной литературы

1. «Биология»; Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор; Москва, «Мир», 1990 г.
2. «Возникновение и развитие жизни на Земле», Г.В. Войткевич, Москва, «Наука», 1988 г.
3. «Происхождение жизни», А.И. Опарин, Москва, 1959 г.
4. «Концепции современного естествознания» - учебник для студентов высших учебных заведений, 3-е издание, под редакцией В.Н Лавриенко и В.П. Ратникова, Москва, «Юнити-Дана», 2005 г.
5. Концепции современного естествознания.Лавриненко В.Н., Ратников В.П., ред. 3-е изд., перераб. и доп.-  М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. - 317 с
6. Еськов К. Ю. История Земли и жизни на ней. – М.: Наука, 2000.
7. Журнал «Наука и жизнь»  Е. Кудрявцева – «Взгляни на мир по-иному».

---

Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно, а нам приятно).

---

Чтобы скачать бесплатно Контрольные работы на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Важно! Все представленные Контрольные работы для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.

---

Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.

Добавить работу

---

Если Контрольная работа, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.

---

Добавление отзыва к работе

Добавить отзыв могут только зарегистрированные пользователи.

---

Похожие работы

• Концепции происхождения жизни
• Концепции появления первой жизни на Земле
• Концепции происхождения жизни
• Происхождение жизни
• Концепции происхождения жизни
• Основные концепции происхождения жизни на земле
• Происхождение жизни на земле
• Концепции происхождения жизни
• Происхождение жизни
• Происхождение жизни на земле
• Происхождение жизни
• Происхождение жизни
• Происхождение жизни на Земле